1. Kirish. Elektron zanjirlar va mikrosxemotexnika fani va uning ahamiyati

Uchinchi bosqich 1948 yili Dj. Bardin, V. Bratteyn va V. SHoklilar tomonidan qattiq jismli (yarim o‘tkazgichli) elektronikaning asosiy aktiv (kuchaytirgich) elementi bo‘lgan - bipolyar tranzistorning kashf etilishi bilan boshlandi. Tranzistor elektron lampaning barcha funksiyalarini bajarishga qodir.
Tranzistor yaratilishi bilan, uning almashlab ulagich vazifasini bajara olish xossasi, kichik o‘lchamlari va yuqori ishonchliliga ko‘ra bir necha ming elektr radioelementlardan (ERE) tashkil topgan murakkab elektron qurilma va tizimlarni yaratish imkoniyati tug‘ildi. Bunday qurilmalarni loyihalash juda oson, lekin xatosiz yig‘ish va ishlashini ta’minlash esa deyarli mumkin emas edi. Gap shundaki, har bir ERE alohida yaratilgan edi (diskret elementlar) va boshqa elementlar bilan individual bog‘lanishni (montajni) talab qilar edi. Hatto juda aniq montajda ham uzilish, qisqa tutashuv kabi xatoliklar yuzaga kelar va tizimni darhol ishga tushishini taXminlamas edi. Masalan, 50 yillar so‘ngida yaratilayotgan EHMlar o‘nlab rezistor va kondensatorlarni hisobga olmaganda, 100 mingga yaqin diodlar va 25 mingtacha tranzistorlardan iborat edi.
Diskret elementlar quyidagi xossalarga ega: o‘rtacha quvvati 15 mVt, o‘lchamlari (bog‘lanishlari bilan) 1 sm³, o‘rtacha og‘irligi 1 g va buzilish ehtimolligi 10^-5 s^-1. Natijada diskret elementlardan tuzilgan EHMning sochilish quvvati 3 kVt, o‘lchamlari 0,2 m³, og‘irligi 200 kg bo‘lib, har bir soatda ishdan chiqar edi. Bu albatta EHM ish qobiliyatini kichikligidan dalolat beradi. Bunday diskret tranzistorli texnika yordamida murakkab elektron qurilmalarni yaratish imkoni mavjud emas. Demak, buzilishlar ehtimoli, o‘lchamlari va og‘irligi, tannarxi va boshqalar bir necha darajaga kichik bo‘lgan sifatli yangi element baza yaratish talab qilinar edi. Integral mikrosxemalar xuddi shunday element baza talabalariga javob berdi.
To‘rtinchi bosqich integral mikrosxemalar (IMS) asosida qurilma va tizimlar yaratish bilan boshlandi va mikroelektronika davri deb ataladi.
Mikroelektronikaning birinchi mahsulotlari – integral mikrosxemalar 60 yillar so‘ngida paydo bo‘ldi. Hozirgi kunda IMSlar uch xil konstruktiv – texnologik usullarda yaratiladi: qalin pardali va yupqa pardali gibrid integral mikrosxemalar (GIS) va yarim o‘tkazichli integral mikrosxemalar.
Integral mikrosxemalar radio elektron apparaturalarda elementlararo ulanishlarni ta’minlash bilan birgalikda, ularning kichik o‘lchamlarini, energiya ta’minotini, massa va material hajmini ta’minlaydilar. Ko‘p sonli chiqishlar va qobiqlarning yo‘qligi radio elektron apparaturalarning hajmi va massasini kichraytiradi.
Analog elektronika – analog signallarni ishlovchi elektron qurilmalarni urganish va ularni tayyorlash, ishlab chiqarish va amalda qullash bilan shuxullanadi.
Signallar Xosil qilinishi mobaynida fizik jarayonlar shunday borishi mumkinki, uning qiymatlarini istalgan vaqtda ulchash mumkin bo‘ladi. Bunday signallarni analog signallar deb atash qabul qilingan. Elektronikaning dastlabki rivojlanish davrida asosan analog signallarning ishlatilganligiga sabab, usha yillarda bunday signallarni generatsiyalash, qabul qilish, kuchaytirish va qayta ishlash imkoniyatlari yaratilgan edi. Keyinchalik ularning yordamida radioaloqa, televideniya yulga quyildi.
Analog texnikaning asosini oldindan kam quvvatli signallarni kuchaytiruvchi qurilmalar – kuchaytirgichlar tashkil qilgan. Xozirgi mikroelektronika dunyosida, ularning roli yanada muximlashdi. Masalan, analog integral sxemalarning asosiy kurinishlaridan biri - operatsion kuchaytirgichlar, nafaqat kuchaytirish va boshqa xilma - xil funksiyalarni bajarmoqda. SHu sababli quyida elektron kuchaytirgichlarga aloxida extibor qilingan.
Raqamli elektron avtomatlariing ishlashi mantiliy algebra asosida tuzilib, ikkita tushunchaga tayanadi: haqiqiy (mantiliy 1) va haqiqiy emas (mantiliy 0). SHuning uchun foydali axborot signalini ko‘rsatuvchi funksiya har qanday vaqt momentida ikkita «1» va «0» ni qabul qiladi.
Avtomatning kirishiga ta’sir etuvchi kirish buyrug‘ini o‘zgartirish, chiqishda chiqish buyrug‘ini olish uchun ular ustidan mantiliy operatsiyalar bajariladi. Elektron qurilmalarning asosiy mantiliy operatsiyalari mantiqan kupaytirish yoki kon’yunksiya, mantiqan qo‘'shish yoki dizyunksiya va mantiqan ayirish yoki inversiya hisoblanadi. Mantiqan ko‘paytirishni yozish uchun kirish o‘zgirtgichi (XI, X2 ..., Xp) belgisi bilan birlashtirilib va (U) operatsiyani bajarish uchun ko‘paytirish (.) belgisi bilan belgilanadi. Mantiqan qo‘shish, yozishda kirish o‘zgartgichlari «YOKI» bog‘lovchisi bilan
birlashtiriladi va (« + ») qo‘shnsh belgisi bilan belgilanadi: Y =X+X2+... + Xp. Mantiqan ayirish (inversiya) o‘zgaruvchan mikdor ustiga chiziq qo‘yib belgilanib (X) quyidagicha o‘qiladi: «EMAS» Y = X. Mantitsiy «TAQIQ» mustaq.il kiymat-lardan biri bo‘lib hisoblanadi va u quyidagicha yoziladi: U= X1 + X2. Raqamli elektron avtomatning
kirishiga ixtiyoriy berilgan murakkab buyruq (komanda) amallarga ishlov berish uchta mantiliy operatsiyalarni — konyunksiya, dizyunksiya va inversiyalyarni aralashtirib yozish mumkin. SHunday qilib, mantiliy algebra operatsiyasi murakkab buyruq formulasini soddalashtirishga yordam beradi. Bu esa ixtiyoriy murakkab kirish funksiyasini sodda mantiqiy amallar yordamida hal qilishga olib keladi. Bu vazifani
raqamli avtomat qurilma tarkibiga kiruvchi mantiliy elektron mikrosxemalar bajaradi. Integral mikrosxemdalardan tashkil topgan raqamli texnika va raqamli usullar, shu jumladan, mikroprotsessor sistemalari, televizion, radiouzatish va aloqa apparaturalarida axborot tashkil etishda keng tatbiq etilgan. Raqamli texnika hozirgi kunda hisoblash texnikasining asosini tashkil qilib quyidagi yo‘nalishlarda keng qo‘llanilmoqda:
- Texnologik jarayonlarni avtomatik boshqarish, texnik xususiyatlarini
avtomatik nazorat qilish va tashxis qilish;
- Elektron hisoblash mashinalarida administrativ boshqarish, ilmiy
ishlar va avtomatlashtirilgan loyihalashtirishlar uchun
foydalanilmoqda.
- Raqamli texnikaning rivojlanishiga 1949 yilda tranzistorning yaratilishi turtki bo‘ldi. Bizga ma’lum bo‘lgan mantiqiy funksiya va amallarni hosil qilishda tranzistorlardan foydalanish imkoniyati mavjudligi raqamli texnikaning shu darajada jadal rivojlanishiga olib keldi. Hozirgi kunga kelib barcha EHM protsessorlarining
asosini tashkil qiluvchi integral mikrosxemalarda, tranzistorlardaqurilgan mantiqiy funksiyalar asosiy hisoblash ishlarini amalga oshiradi.
- Raqamli qurilmalar deb, mantiqiy algebra funksiyalarini amalga oshirish uchun ishlatiladigan qurilmalarga aytiladi.
-Mantiqiy algebra funksiyalarini tashkil etishda qo‘llaniladigan qurilma mantiqiy qurilma yoki mantiqiy qurilma deb ataladi.
- Raqamli qurilmalar kodli so‘zlarni kiritish va chiqarish usuliga qarab ketma-ket, parallel va aralash turlarga bo‘linadi.
-Ketma-ket raqamli qurilma kirishiga kodli so‘z belgilari bir vaqtda
berilmaydi.


Nazorat savollari.
1. Kuchaytirgich asosiy xarakteristika va parametrlari qanday va ularning o‘ziga xos xususiyatlari nimada ?
2. Kuchaytirgichlarda teskari aloqa deb nimaga aytiladi ?
3. Kuchaytirgich sxemasiga manfiy teskari aloqa kiritilishi bilan kuchaytirish koeffitsienti qanday o‘zgaradi va u ishning barqarorligiga qanday tasir ko‘rsatadi ?
4. Sizga qanday kuchaytirish sinflari ma’lum ?