Yil O’zbekiston respublikasi qishloq va suv xo’jaligi vazirligi samarqand qishloq xo’jaligi instituti

Sinov savollari.

1. 
   Birinchi va ikkinchi tur otkazgichlar deb nimaga aytiladi? Ularning elektr o’tkazuvchanlik tabiatini tushuntiring.
   
2. 
   Moddaning elektrokimyoviy ekvivalenti deb nimaga aytiladi?
   
3. 
   Faradey soni va moddaning elektrokimyoviy ekvivalenti orasida qanday bog`lanish (qonuniyat) borligini tushuntiring.
   
4. 
   Elektrolitdan o`zgaruvchan tok o`tganda o`tkazgichda moddaning elektrokimyoviy ekvivalentini aniqlash mumkinmi?
   
5. 
   Elektrolizdan texnikada foydalanish haqida tushuncha bering.
   
6. 
   Elektroforez va uning qishloq xo`jaligida va biologiyada qo`llanilishini tushuntiring.
   
7. 
   Ionlar harakatchanligi nimadan iborat?
   
8. 
   Ionlar harakatchanligining elektroforez usuli bilan aniqlanishi.
   

Laboratoriya ishi №21
YARIM O’TKAZGICHLI DIODNING VOLT-AMPER XARAKTERISTIKASINI O’RGANISH.


Mashg’ulotning maqsadi: Yarim o`tkazgichli diodning ish bilan tanishish, uning volt-amper xarakteristikasini olish.
Ish rejasi:
1.Qurilma zanjirini yig`ish.
2.Kuchlanishga qarab tokning o`zgarishini ifodalovchi grafikni chizish.
3.Yarim o`tkazgichlarning qo`llanilish sohalarini o`rganish.
Kerakli asbob va materiallar: yarim o’tkazgichli diod, 500 m/A tokka mo’ljallangan milliampermetr, 30 V kuchlanishga mo’ljallangan voltmetr, 15 Om li potensiometr, o’zgarmas tok manbai, ikki qutbli ulagich, bir qutbli ulagich.


Ishning qisqacha nazariyasi
Qattiq jismdan elektr o’tkazuvchanligi erkin elektron tashuvchi elektr zaryadlarining konsentrasiyasiga bog’liqdir. Metallarda erkin elektronlar konsentrasiyasining ko’pligi taxminan 10²⁸ – 10²³ sm^-3 va kichik solishtirma qarshiligi (10^-3 -10 Om) ularning yaxshi o’tkazuvchanlikka ega bo’lishiga imkon beradi. Dielektriklarda (izolyatorlarda) erkin elekronlar soni juda kam bo’lgani uchun ularning solishtirma qarshiligi juda katta va taxminan 10⁸ – 10¹⁵ Om ga yetadi. Metallar va dielektriklardan tashqari yerda o’rtacha elektr xususiyatiga ega bo’lgan juda ko’p qattiq jismlar mavjud bo’lib ularga yarim o’tkazgichlar deyiladi. Ammo ular elektr xususiyatlarining o’rta xususiyati ularni alohida sinf qilib ajratish uchun asosiy belgi hisoblanmaydi. Ma’lum bo’lishicha yarim o’tkazgichlar xossalari, begona aralashmalar va tashqi ta’sirlarga bog’liqdir. Shu sababli xozirgi vaqtda yarim o’tkazgichlar deb elektr o’tkazuvchanligi temperaturaga, ularga ta’sir qiluvchi elektr maydoniga, begona aralashmalarga, nurlanish intensivligiga, tashqi bosimga va shunga o’xshash boshqa tur ta’sirlariga bog’liq bo’lgan qattiq jismlarga aytiladi. Yarim o’gkazgichlarga kremniy, selen, germaniy va boshqa elementlar xamda bir qancha ximik birikmalar, masalan; CU₂O, PbS va xakozalar kiradi. Yarim o’tkazgichlarning yerda ko’plab turlari mavjuddir. Yarim o’tkazgichlarning ishlatilishi bizning asrimizning 20 -30 yillarida boshlandi.
Dastlab yarim o’gkazgichlar o’zgaruvchan tokni to’g’rilagichlar va fotoelementlar sifatida ishlatilgan. Keyinchalik ulardan radiotexnikada, avtomatika va televideniyeda xam keng foydalanila boshladi. Yarim o’tkazgichlarning qo’llanilish soxalari uzluksiz ortib bormoqda. Ularning qo’llanilish soxadaridan biri qishloq xo’jaligi hisoblanadi.
Qishloq xo’jaligida yarim o’tkazgichlar xonalarni yoritilganligini o’lchash va boshqarishda avtomatik boshqarish sistemalarida, sovo’tish texnikasida tok va kuchlanishni stablizasiya qilish va aylantirishda va xakozalarda ishlatiladi.
Ushbu laboratoriya ishida yarim o’tkazgichlarning o’zgaruvchan toklarni to’g’rilash prosessi o’rganiladi.
Kremniy misolida yarim o’tkazgichlar o’tkazuvchanligining klassik nazariyasini qaraymiz. Kremniy Z=14 tartib nomeriga ega. Bu esa kremniy atomi yadrosi atrofida 14 ta elektron borligini ko’rsatadi. U to’rt valentli bo’lgani uchun ximik bog’lanishda qatnashadigan to’rtta tashqi elektronlar atomi bilan kuchsiz bog’langan. Xar bir atom o’ziga eng yaqin to’rtta qo’shni atom bilan o’ralgan bo’lib ikki qo’shni atom o’zaro bir juft elektron bilan bog’langan. Bunga valent bog’lanish deyiladi va u sxematik tarzda 1-rasmda ko’rsatilgan. Juda past temperaturalarda sof kremniyning tuzilishi asosan xamma valent elektronlar bog’lanishida qatnashadi va o’tkazuvchanlikda qatnashmaydi o’zini xuddi dielektrik kabi to’tadi. Valent elektron atomdan chiqib ketishi uchun valent bog’lanishni yengishi kerak. Buning uchun u tashqaridan energiya olishi kerak. Bu energiyani kristal uni isitishda, nurlantirishda va xokazo prosesslarda olishi mumkin. Qo’shimcha energiya olgan elektron atomdan ajralib erkin bo’lib qoladi.


1-rasm
Agarda yarim o’tkazgich elektr maydonida joylashgan bo’lsa, u holda ajralgan elektronlar xaotik xarakatlardan tashqari maydon kuchlanganligi yo’nalishiga teskari bo’lgan tomonga qarab ko’cha boshlaydi va tok hosil qiladi, temperaturaning oshib borishi bilan erkin elektronlar o’rni ortib boradi. bu esa yarim o’tkazgichning elektr o’tkazuvchanligini oshirishga, boshqacha aytganda, uning qarshiligining kamayishiga olib keladi.
Ammo yarim o’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanligi faqatgina erkin elektronlar xarakati natijasidagina amalga oshirilmaydi. Elektronlarning atomlardan ajralishi natijasida bitta bog’lanish to’lmagan bo’lib qoladi, issiqlik xarakati mavjud bo’lgan holda qo’shni bog’langan biror elektron, ana shu o’rinni egallashi mumkin (2-rasm).


2-rasm.
tashqi elektr maydoni bo’lmagan holda elektronlarning bu o’tishlari xaotik ravishda bo’ladi. Tashqi elektr-maydoni bo’lgan holda esa to’liq bog’langan holdan to’liq bog’lanish bo’lmagan xollarga o’tish maydon kuchlanganligi yo’nalishiga teskari bo’lgan tomonga qarab ko’proq bo’ladi. natijada "tirqish" deb nom olgan erkin valent bog’lanish kuchlanganlik yo’nalishi bo’ylab ko’cha boshlaydi. Shunday qilib, yarim o’tkazgichlarda xam erkin elektronlar xarakati bilan bog’liq bo’lgan, o’tkazuvchanlik (bunga elektron o’tkazuvchanlik deyiladi), xam bog’langan zaryadylar (ya’ni "tirqishlar") xarakati bilan bog’liq bo’lgan o’tkazuvchanlik (tirqishli o’tkazuvchanlik deyiladi) bo’lishi mumkin ekan. Kimyoviy toza yarim o’tkazgichning o’tkazuvchanligiga xususiy o’tkazuvchanlik deyiladi.
Yarim o’tkazgichlarda aralashmalarning bo’lishi unda xam erkin elektronlar, xam "tirqishlar" konsentrasiyasining oshuviga olib kelishi mumkin. Birinchi holda begona aralashmalarga donorlar, ikkinchi holatda esa akseptorlar deyiladi. Agarda yarim o’tkazgich o’tkazuvchanligida ko’proq elektonlar qatnashsa, u holda bunday yarim o’tkazgichga n -tip, agarda o’tkazuvchanlikda ko’proq tirqishlar qatnashsa p - tip yarim o’tkazgich deyiladi. Masalan, agarda 4 valentli kremniy 5 valentli mish’yak qo’shilsa, u holda mish’yakning 5-chi valent elektroni kovalent bog’lanishda qatnasha olmaydi, su sababli u atom bilan kuchsiz bog’langan bo’ladi va atomning issiqlik tebranishlari natijasida osongina erkin elektron bo’lib qolishi mumkin. Bu holda "tirqish" paydo bo’lmaydi. Shu sababli kremniy mishyak bilan birgalikda n tip yarim o’tkazgich hosil qiladi. Kremniyga xattoki 10-5% mishyak qo’shilganda xam kremniyning elektr o’tkazuvchanligi uning xususiy o’tkazuvchanligiga qaraganda bir necha ming martaga oshadi.
Agar kremniyga 3 valentli indiy qo’shilsa, u holda kremniyning normal valent bog’lanishi uchun bitta elektron yetishmaydi, Yetishmaydigan valent bog’lanish "tirqishga" mos keladi. Shu sababli indiy qo’shilgan kremniy p -tip yarim o’tkazgich hosil qiladi.
Yarim o’tkazgichlarning begona aralashmalar qo’shilgan holdagi o’tzuvchanligiga aralashmali o’tkazuvchanlik deyiladi. Ikkita n va p -tip yarim o’tkazgichlarning tutashgan joyida bo’ladigan xodisalarni qarab chiqamiz. Issiqlik xarakati tufayli bu ikki tip yarim o’tkazgich tutashgan joyida ham erkin elektronlarning ham tirqishlarning diffuziyasi yuz beradi. p - yarim o’tkazgichda tirqishlar konsentrasiyasi ko’p bo’lgani uchun ma’lum vaqt davomida ular p→n yo’nalish bo’yicha, n→p yo’nalishga qaraganda ko’proq o’tadi. Ammo n-yarim o’tkazgichda bu tirqishlar erkin elektronlar bilan birlashadi. Natijada chegara qatlamda n-yarim o’tkazgich elektronini yo’qotib musbat zaryadlanadi.
Ikkinchi tomondan shu vaqt davomida n→p yo’nalishda p→n yo’nalishga qaraganda ko’proq elektron o’tadi. p - yarim o’tkazgichga o’tgan elektronlar undagi erkin elektronlar konsentrasiyasini oshirmaydi, chunki ular bir qism tirqishlarni egallaydi va bog’langan holatga o’tadi. "Tirqishlar" soni kamaygani uchun bu holat p-yarim o’tkazgichning manfiy zaryad olishi bilan mos keladi. Bu yarim o’tkazgichlar chegarasidagi yupqa qatlamada “taxminan 10^-4 – 10^-5sm kuchlanganlikka ega bo’lgan kontakt elektr maydoni hosil bo’ladi va u chegaradagi potensiallar ayirmasi bilan aniqlanadi (3 – rasm). Bu maydon tok tashuvchilarning keyingi o’tishiga to’sqinlik qiladi va muvozonat holati yuzaga keladi.
Kremniy uchun kontakt potensiallar ayirmasi taxminan 1,1 V ga teng. Bunday potensiallar ayirmasini bir necha ming kelvin temperaturaga mos keluvchi katta kinetik energiyaga ega bo’lgan elektronlargina yenga oladi.