«Электроника ва схемалар 1» фанидан оралик назорат саволлари

Induktiv elementda (g‘altak), tok va kuchlanish quyidagi chiziqli differentsial munosabatlar bilan bog‘liq:
(2.3.6).
Kondensatordagi tok kuchi sinusoidal:
(2.3.10)
qonun bilan o‘zgarsa, undagi kuchlanish uzgarish qonuni ham sinusoidal bo‘ladi:
(2.3.11)

Tebranishlar amplitudasi va fazasini taqqoslab quyidagini olamiz:
, (2.3.13)
bunda - bo‘lib sig‘im qarshilik deyiladi.

12. 
    RL zanjirlarda 1-tartibli o’tkinchi jarayonlar.
    

O‘tkinchi jarayonlarda elektr zanjirining tok va kuchlanishlar oniy qiymatlarini hisoblashda matematik usul ancha murakkab hisoblanadi. Chunki o‘tish jarayonlarini yozishda differensial va integral tenglamalardan foydalaniladi. Shu bilan bir qatorda elektr zanjirdagi induktiv va sig‘im elementlar orqali o‘tayotgan tok va kuchlanishlarning oniy qiymatlari quyidagi formulalar orqali ifodalanadi, L va C zanjirlarda tok va kuchlanish:

(5.2.1).
O‘tish jarayonlarida elektr zanjirning tok va kuchlanish qiymatlarini operator usulida hisoblashda ular ifodalarining tasvirlari orqali ifodalanadi. Tok va kuchlanishlarning integral orqali ifodalari algebraik ifodalarga aylanadi va ularning oniy qiymatlarini hisoblash mumkin bo‘ladi.
O‘tish jarayonlarining oprerator usuli laplas formulasiga asoslanadi, ya`ni, fransuz matematigi, fizigi Per Simon Laplas nomi bilan ataladigan formula orqali hisoblanadi (laplas integrali):
(5.2.2).
Bu formulada f(t) – funksiyaninng originali, F(p) - funksiyaning tasviri hisoblanadi.
Agar
(5.2.3)
teng bo‘lsa, u holda Laplas integrali quyidagicha aniqlanadi:
.
Agar teng bo‘lsa, u holda Laplas integrali quyidagicha aniqlanadi:

Demak, funksiya
(5.2.4)
ifodaga almashtirildi.

13. 
    RC zanjirlarda 1-tartibli o’tkinchi jarayonlar.
    

O‘zgarmas kuchlanish u(t) = U manbasiga r qarshilik orqali S sig‘imli kondensator ulangan bo‘lsin (1,a-rasm). Barqarorlashgan rejimda bunday zanjirda tok bo‘lmaydi i=0 (berk kontur yo‘q). Kondensatordagi kuchlanish u_C = U, uning zaryadi q=CU, zaxiralangan energiyasi (elektr maydoni energiyasi) W_E=SU²/2 ga teng bo‘ladi.
Faraz qilaylik, «K» kalitning ulanish onigacha bo‘lgan vaqtda kondensator kuchlanishi Udan farqli bo‘lsin, masalan, u umuman zaryadlanmagan va uning elektr maydoni kuchlanishi nolga teng bo‘lsin (U=0; We=0). Bu holatda, zanjirda o‘tkinchi jarayon sodir bo‘lib, uning vaqt davomiyligida o‘tkazgichlardan tok oqib kondensatorlarni zaryadlaydi. Faraz qilaylik, zanjirdagi tokning qiymati kondensator elektrodlaridagi zaryadlar ortishi tezligiga teng bo‘lsin:
Keyingi ifoda aniq fizik talqinga ega: o‘zgarmas qiymat A va, demak, zanjirdagi fizik jarayon boshlang‘ich shart - kondensatordagi boshlang‘ich kuchlanish U_C(0+) ga bog‘liq ekan.
Ammo, sig‘imdagi kuchlanish ko‘rilayotgan vaziyatda bir onda sakrab o‘zgara olmaydi, ya’ni U_C(0+)=U_C(0-) va shuning uchun
(7)
Shunday qilib, integrallash doimiysini aniqlash uchun kommutatsiyadan oldingi kondensatordagi kuchlanish U_C(0-) ni bilish yetarlidir. Mana shu S, r li zanjir differensial tenglamasini to‘la yechish uchun zarur va yetarli boshlang‘ich shartdir.
Har xil boshlang‘ich shartlari bo‘lgan S, r zanjir o‘tkinchi jarayonini ko‘rib chiqaylik.
A). Zaryadlanmagan S kondensatori r qarshilik orqali o‘zgarmas kuchlanish U manbasiga (nolga teng bo‘lgan boshlang‘ich shart) ulansin. Bu holda, U_C(0-)=0 demak, (7) dan A = - U va
(8)
Zanjirdagi tok
(9)
B). Yuqoridagi zanjirdagi kondensator kommutatsiya onigacha kuchlanishgacha zaryadlangan (nolga teng bo‘lmagan boshlang‘ich shartlar). Bu xolda A = - U/2 va, demak;

V). Yana shu zanjirdagi kondensator kommutatsiyagacha absolyut qiymati U ga teng kuchlanishgacha zaryadlangan; zaryadlanishning ishorasi barqarorlik jarayonidagi ishoraga teskari, ya’ni Bu holda

Oxirgi misolda sig‘imdagi elektr maydoni energiyasi boshlang‘ich paytda va barqarorlik rejimida bir xil bo‘lsa ham, zanjirda o‘tkinchi jarayon mavjud bo‘ladi, chunki manba kuchlanishi bilan kondensatordagi kuchlanishlar ishoralari moslashtirilmagan.
Ushbu uch boshlang‘ich shartlar uchun kondensatordagi kuchlanishning o‘zgarish grafigi 1,b-rasmda keltirilgan. Shu rasmda toklar o‘zgarishining grafigi ham keltirilgan.
C, r zanjirdagi tok sakrab o‘zgarishi mumkin, chunki zanjirda induktivlik yo‘q. Shunga e’tiborni qarataylikki, har qanday zanjirda ham hech bo‘lmaganda juda kichik induktivlik mavjuddir. qiymati juda katta bo‘lganda C, r li zanjirdagi jarayonga uning ta’siri juda kichikdir. Lekin ning qiymati bir necha mikrosekundda yoki mikrosekundning kichik ulishida bo‘lganda, o‘tkinchi jarayonning to‘liq davrida tokning o‘zgarish tezligi shunchalar katta bo‘ladiki, induktivlikni e’tiborga olmasa bo‘lmaydi.
G). Pirovardida, u(t)=U=0, u_c(0-)=U₀ >0 holni ko‘raylik. Bunda (9) ga ko‘ra A=U₀. Bu hol kondensatorning razryadlanishidir. Shartimizga ko‘ra, yechimda faqat erkin tashkil etuvchi mavjud bo‘ladi:

(10)
ya’ni razryad toki 1,a-rasmda ko‘rsatilgan tok yo‘nalishiga teskari oqadi. O‘tkinchi jarayon kondensatorda zaxira sifatida qolgan energiya bilan ta’minlanadi. Energiya balansini tuzish oson: sig‘im energiyasining kamayish tezligi Joul-Lens qonuniga asosan qarshilikdagi energiya ajralishiga teng bo‘lishi zarur:

(16.11)
Yuqorida aniqlangan va qiymatlar oxirigi ifodalarga mos keladi, bunga qiymatlarni o‘rniga qo‘yish bilan iqror bo‘lish mumkin.

14. 
    Yarimo’tkazgichlarni elektrofizik xususiyatlari. Yarimo’tkazgichlarning solishtirma o’tkazuvchanligi. Yarimo’tkazgichlar elektr o’tkazuvchanligi.
    

Zamonaviy elektronika qurilmalari yarim o‘tkazgichli materiallardan tayyorlanadi. Yarim o‘tkazichlar kristall, amorf va suyuq bo‘ladi. Yarim o‘tkazgichli texnikada asosan kristall yarim o‘tkazgichlar (10¹⁰ asosiy modda tarkibida bir atomdan ortiq bo‘lmagan kiritma monokristallari) qo‘llaniladi. Odatda yarim o‘tkazgichlarga solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi metallar va dielektriklar oralig‘ida bo‘lgan yarim o‘tkazgichlar kiradi (ularning nomi ham shundan kelib chiqadi). Xona temperaturasida ularning solishtirma elektr o‘tkazuvchanligi 10^-8dan 10⁵gacha Sm/m (metrga Simens)ni tashkil etadi. Metallarda =10⁶-10⁸ Sm/m, dielektriklarda esa =10^-8-10^-13 Sm/m. Yarim o‘tkazgichlarning asosiy xususiyati shundaki, temperatura ortgan sari ularning solishtirma elektr o‘tkazuchanligi ham ortib boradi, metallarda esa kamayadi. Yarim o‘tkazgichlarning elektr o‘tkazuvchanligi yorug‘lik bilan nurlantirish va hatto juda kichik kiritma miqdoriga bog‘liq. Yarim o‘tkazgichlarning xossalari qattiq jism zona nazariyasi bilan tushuntiriladi.

Har bir qattiq jism ko‘p sonli bir-biri bilan kuchli o‘zaro ta’sirlashayotgan atomlardan tarkib topgan. Shu sababli bir bo‘lak qattiq jism tarkibidagi atomlar majmuasi yagona tuzilma deb qaraladi. Qattiq jismda atomlar bog‘liqligi atomning tashqi qobig‘idagi elektronlarni juft bo‘lib birlashishlari (valent elektronlar) natijasida yuzaga keladi. Bunday bog‘lanish kovalent bog‘lanish deb ataladi.

Atomdagi biror elektron kabi valent elektron energiyasi W ham diskret yoki kvantlangan bo‘ladi, ya’ni elektron energetik sath deb ataluvchi biror ruxsat etilgan energiya qiymatiga ega bo‘ladi. Energetik sathlar elektronlar uchun ta’qiqlangan energiyalar bilan ajratilgan. Ular ta’qiqlangan zonalar deb ataladi. Qattiq jismlarda qo‘shni elektronlar bir-biriga juda yaqin joylashganligi uchun, energetik sathlarni siljishi va ajralishiga olib keladi va natijada ruxsat etilgan energetik zonalar yuzaga keladi. Energetik zonada ruxsat etilgan sathlar soni kristaldagi atomlar soniga teng bo‘ladi. Ruxsat etilgan zonalar kengligi odatda bir necha elektron – voltga teng (elektron – volt – bu 1V ga teng bo‘lgan potensiallar farqini yengib o‘tgan elektronning olgan energiyasi). Ruxsat etilgan zonadagi minimal energiya sathi tubi (Wc), maksimal energiya esa shipi (Wv) deb ataladi.
Dielektriklarda ta’qiqlangan zona kengligi Wт 2 eV, metallarda esa ruxsat etilgan zonalar bir – biriga kirib ketgan bo‘ladi, ya’ni mavjud emas.
Yuqoridagi ruxsat etilgan zona o‘tkazuvchanlik zonasi deb ataladi, ya’ni mos energiyaga ega bo‘lgan elektronlar, tashqi elektr maydoni ta’sirida yarim o‘tkazgich hajmida harakatlanishlari mumkin. Bunda ular elektr o‘tkazuvchanlik yuzaga keltiradilar. O‘tkazuvchanlik zonasidagi biror energiyaga mos keladigan elektronlar o‘tkazuvchanlik elektronlari yoki erkin zaryad tashuvchilar deb ataladilar. Quyidagi ruxsat etilgan zona valent zona deb ataladi.