Mundarija: kirish I bob. Fizika o’qitishda yangi pedagogik texnologiyalar

2.4. Yarimo’tkazgichli diodlarning turlari
Tunnel diodlar. Tunnel diodlar ko‘p miqdorda aralashmali yarim o‘tkazgichlardan tayyorlanadi (yaratilgan yarim o‘tkazgichlar). Yaratilgan yarim o‘tkazgichlar asosida bajarilgan n-p o‘tishni volt-amperli tavsifi manfiy qarshilikli hududga ega bo‘lib, bunda kuchlanish ko‘payganda oqib o‘tadigan tok kamayadi. Manfiy qarshilikka ega bo‘lgan element, elektr energiyani talab qilmaydi, uni zanjirga beradi, ya’ni zanjirning faol elementi hisoblanadi. Tunnel diodining ulanish sxemasi 6-rasmda berilgan.

6-rasm
Volt-amperli tavsifining tushib ketuvchi qismi bo‘lgani uchun tunnel diodlarni generatorlar va keng diapazon chastotali shu jumladan SVCH (o‘ta yuqori chastotali), elektr tebranishlarni kuchaytirgichlari sifatida va yuqori tezlikli qayta ulashlar sifatida ishlatishga imkon yaratadi. Quyida tunnel diodining VAX keltirilgan:

7-rasm
Tunnel diodlar yaratilgan yarim o‘tkazgichlardan, asosan, germaniy, kremniy va galliy arseniddan tayyorlanadi. Potensial to‘siq orasidan tashuvchilarni tunnel o‘tishi uchun n-p o‘tish tor va keskin bo‘lgani sababli, tunnel diodlarning n-p o‘tishlari eritib quyish usuli bilan tayyorlanadi. Bundan tashqari, yaratilgan qatlamlarni epitaksial qo‘shib borish usuli qo‘llaniladi, bu shuningdek keskin o‘tishlarni olishga yordam beradi. Sig‘imni kamaytirish uchun (demak, manfiy qarshilik bilan faol element sifatida ishlashi mumkin bo‘lgan tunel diodni yuqori chegaraviy chastotasini oshirish uchun) p-n o‘tishlarni kichik maydonini olish usuli qo‘llaniladi. -rasmda tunnel diodning volt-amperli tavsifi ko‘rsatilgan. Uning shakli aralashmalar konsentratsiyasiga, konsentratsiya miqdori bir xil bo‘lganda aralashmalar turiga va haroratiga bog‘liq, shu bilan birga haroratga bog‘liqligi turli materiallardan tayyorlangan tunel diodlar uchun har xil bo‘ladi.

8-rasm
Tunnel diodni volt-amperli tavsifini ifodalovchi asosiy parametri bo‘lib pastga tashuvchi qismini qiyaligini ko‘rsatadigan manfiy differensial qarshilik hisoblanadi:
(2.1)
O‘tishni potensial to‘sig‘idan elektronlarni tunnel o‘tishi diffuziyasi sekin
o‘tadigan jarayoni bilan bog‘liq bo‘lmagani sababli, bunda tunnel tokni uzatish tezligi yuqori (kuchli legirlangan germaniy uchun, taxminan 10-13s) va tashuvchilarni kam xarakatlanuvchilik hisobiga tunnel diodlarda inersiyalik bo‘lmaydi. Shuning uchun tunnel diodlarni chastotaviy xususiyatlari tokni uzatish tezligi bilan aniqlanmasdan, balki faqat kostruksiyaga bog‘liq bo‘lgan omillar bilan: n-p o‘tish sig‘imi S bilan, yarim o‘tkazgichni hajmiy qarshiligi va ulanadigan uchlari bog‘liq bo‘lgan yo‘qotish qarshiliklari va diodning induktivlik Ld yig‘indisi bilan aniqlanadi. Tunnel diodni chastotaviy xususiyatlari maksimal chastotasi F_mak bilan ta’riflanadi. F_mak dan yuqori chastotalarda tunel diodni manfiy qarshilik sifatida ishlatib bo‘lmaydi, ya’ni bu chastotalarda elektr tebranishlarni kuchaytirish va generatsiyalash mumkin emas. Bundan tashqari, yuqori chastotalarda tunnel diodni sifati I_mak/c nisbati bilan baholanadi va ba’zan uni asllik omili deb atashadi. Tunnel diodni almashib ulagichli sxemalarda ishlaganida uning tez harakatlanuvchanligi qayta ulash vaqtini miqdori bilan belgilanadi va u diod xususiyatlari va shinaning parametrlariga bog‘liq.
Aylantirilgan diodlar. Aylantirilgan diodlar ham tunnelli diodlarga o’xshash bo’lib, volt- amper xarakteristikasida, dunglik va chuqurlik fazasidagi farq kichik bo‘ladi.

9-rasm
Diodda aralashma kritik kontsentratsiyada olinib, teskari yo’nalishdagi
o’tkazuvchanlik to’g’ri yo’nalishdagi o’tkazuvchanlikdan katta bo‘ladi. Bunday
diodlarning teskari yo’nalishdagi volt–amper xarakteristikasi to’g’rilovchi
diodlarnikiga o’xshash bo‘ladi.
Shottki barerli diodlar. Shottki barerli diodlar qayta ulanish chastotalarini o‘nlarcha GGs va undan yuqori qiymatlarga yetkazish, radioelektron apparatlar massa va o‘lcham]arini kichiklashtirish va elektr manbalar FIK ni oshirish imkonini yaratgani munosabati bilan qayta ulanuvchi elektr manbalarda
keng ko‘lamda ishlatiladi.

10-rasm
Shottki diodi deb potential bareri metall - n yarimo'tkazgich orasidagi elektr o‘tish hisobiga hosil bo'luvchi diodlarga aytiladi. Shottki diodi qator afzalliklarga ega. Ularning ichida eng muhimi — diodning yuqori tezkorligi. Ularga to ‘g‘ri siljitish berilganda elektronlarning metalga injeksiyasi yuz berishi va u yerda 10^-12-10^-13 sek davomida ortiqcha energiyasini sochishi, hamda termodinamik
muvozanat holatga o'tishlari hisobiga yuzaga keladi. Shottki diodlarini hosil qilishda yarimo'tkazgich sifatida n — kremniydan, metall sifatida esa — Al, Au, va boshqalardan foydalaniladi. Bunday diodlarda diffuziya sig'imi nolga teng, barer sig'imi esa 1 pF dan ortmaydi.
Ko'chkili uchma diod. Ko'chkili uchma diod (KUD) generatsiyalovchi diodlarning bir ko‘rinishini tashkil etadi. Yuqori chastotalarda uning VAXida, p-n
o‘tishda ko‘chkili teshilish sodir bo'lganda, manfiy qarshilikka ega soha hosil bo'ladi. Agar KUD rezonatorga joylashtirilsa unda chastotasi 100 Gs gacha bo'lgan so'nmas elektr tebranishlar hosil bo'ladi. O'ta yuqori chastota (O'YCH )larga 300 MGs dan 300 GGs gacha diapazondagi tebranishlar kiradi va detsimetrli, santimetrli, millimetrli to'lqin uzunlikdagi tebranishlarni o'z ichiga oladi.
O'YC H diapazondagi tebranishlarni KUD lar yordam ida generatsiyalash va kuchaytirish uchun ikkita shart qanoatlantirilishi zarur:
a) diodga tashqi o'zgarmas kuchlanish berilganda, uning tuzilmasi
ma’lum uchib o'tish vaqtiga ega bo'lgan elektronlar to'plamlari hosil
bo'lishini ta’minlashi kerak;
b) diod albatta RLC parametrlari tarqoq tebranish konturga
ekvivalent O'YCH rezonatorga ulanishi kerak.
Bunda uchish vaqti bilan aniqlanadigan davriy takrorlanuvchi elektronlar to'plami o'z energiyasini signalni kuchaytirishga yoki rezonatordagi quvvat yo'qotishlarni kompensatsiyalashga sarflaydi va shu bilan so'nmas tebranishlarni saqlab qoladi.
Ko'chki toki shovqinlari yuqori bo'lgani sababli, KUD asosidagi
kuchaytirgichlar shovqin koeffitsienti 30—40 dB ni tashkil etadi va
KUDlarning kuchaytirgich sifatida ishlatilishini cheklaydi. KUD
asosidagi quwat kuchaytirgichlar radioreleli va sun'iy yo'ldoshli aloqa
tuzilmalarida qo'llaniladi.
KUD tuzilmasi va KUD asosidagi generatorning elektr sxemasi -rasmda ko'rsatilgan. RLC mikroto'lqinli rezonatorni tashkil etadi. KUDda xususiy avtotebranishlarni tashqi rezonans kontursiz ham uyg'otish mumkin.

11-rasm
Fotodiod. Bitta p-n o'tishga ega bo'lgan fotoelektr asbob fotodiod deb ataladi.
Fotodiod sxemaga tashqi elektr manba bilan (fotodiod rejimi) va tashqi elektr manbasiz (fotovoltaik rejim) ulanishi mumkin. Tashqi elektr manba shunday ulanadiki, bunda p-n o'tish teskari yo'nalishda siljigan bo'lsin. Fotodiodga yorug'lik tushmaganda dioddan berilgan kuchlanishga bog'liq bo'lmagan I₀ ekstraksiya toki deb ataluvchi, juda kichik qiymatga ega “qorong'ulik” toki oqib o‘tadi. Diodning
n — baza sohasi taqiqlangan zona kengligidan katta hv energiyaga ega bo‘lgan fotonlar bilan yoritilganda elektron-kovak juftliklar generatsiyalanadi. Agar hosil bo‘lgan juftliklar bilan p-n o ‘tish orasidagi masofa zaryad tashuvchilarning diffuziya uzunligidan kichik bo‘lsa, generatsiyalangan kovaklar p-n o ‘tish maydoni yordamida ekstraksiyalanadi va teskari tok qiymati uning “qorong‘ulik”dagi qiymatiga nisbatan ortadi. Yorug‘lik oqimi F intensivligi ortishi bilan diodning I_F teskari toki qiymati ortib boradi. Yorug’lik oqimining
turli qiymatlari uchun fotodiod VAXi -rasm da keltirilgan.

12-rasm
Fotodiodlar turli o'lchash qurilmalarida hamda optik tolali aloqa liniyalarida yorug’lik oqimini qabul qiluvchilar sifatida ishlatiladi.
Fotodiodning fotodiod rejimidan tashqari fotovoltaik rejimi keng ishlatiladi. Ushbu rejimda fotodiod tashqi elektr manba ulanmagan holda ishlatiladi va yorug'lik (quyosh) energiyasini bevosita elektr energiyaga o'zgartirish uchun qo'llaniladi.


XULOSA
Fizika ta’limida yangi pedagogik texnologiyalarni qo’llash bo’yicha olib
borilgan tadqiqot ishlaridan quyidagi natijalar va xulosalar kelib chiqadi:
1.Fizika fani yuqori sinf (kurs) larga o’tgan sari hodisalar, qonuniyatlar
murakkablashib, dars materialining hajmi esa ortib boradi. Shu va shu kabi
boshqa parametrlar dars sifati, o’quvchilarning o’zlashtirish ko’rsatkichiga
salbiy ta’sir etishi mumkin. Bu maqsadda fizika ta’limida yangi pedagogik
texnologiyalarni qo’llash samarali ekanligi aniqlandi.
2.Fizika ta’limida yangi pedagogik texnologiyalarni qo’llashdan maqsad ta’lim oluvchini dars jarayonining markaziga olib chiqish, o’quvchilarni o’quv
materiallarini shunchaki yodlab olishlaridan, ixtiyoriy takrorlashlaridan
uzoqlashtirib, mustaqil va ijodiy faoliyatini rivojlantirish, darsning faol
ishtirokchisiga aylantirishdir.
3.Yangi pedagogik texnologiyalarni fizika ta’limida to’laqonli tarzdagi
texnologik jarayon sifatida tadbiq etish, ta’lim-tarbiya jarayonini
texnologiyalashtirish — ta’lim muassasasining kuchli moddiy-texnik bazasini,
ko’p vaqt va mehnat talab etadigan murakkab jarayondir. Fizika ta’limida yangi
pedagogik texnologiyalarni qo’llash uchun o’qituvchi yuksak pedagogik
mahoratga ega bo’lib, dars mavzusi, o’quvchilar soni, ularning qiziqishi,
qobiliyatlarini har tomonlama hisobga olishi kerakligi ma’lum bo’ldi.
4.Tadqiqot natijalari asosida “Klaster”, “Baliq skeleti” kabi yangi metodlar ishlab chiqildi va bu metodlarni fizika ta’limida qo’llaganda quyidagi:
- o’quvchilar o’rtasida sog’lom raqobat muhitining yuzaga kelishi;
- o’zaro hamkorlik;
- bir-birini tinglash;
- o’z xatosini tushunish;
- fanga bo’lgan qiziqishning ortishi;
- ijodiy izlanish;
va boshqa shu kabi ijobiy natijalar kuzatildi.
5.Yuqoridagi yangi pedagogik texnologiyalarni qo’llab o’tkazilgan fizika dars
jarayonlari o’quvchilar tomonidan ham ma’qullandi. Oddiy, an’anaviy usulda
tashkil qilingan dars jarayonidan farqli ravishda yangi pedagogik texnologiyalar
asosida o’tkazilgan dars jarayoni o’zining sezilarli samarasini ko’rsatdi.