O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi m. M. Nishonova elektronikaning fizik asoslari o‘quv qo

KIRISH

Bugungi kunda fan va texnika sohasida eng tez rivojlanayotgan fan-bu yarim o‘tkazgich asboblari fizikasidir. Bunga sabab, yarim o‘tkazgichli asboblarning inson faoliyatini barcha sohalarida-tibbiyotdan to kosmik tadqiqotlargacha keng qo‘llanishidir. Bunday tez taraqqiyotga yarim o‘tkazgichli materiallarning fizik xossalarini uzoq va chuqur tekshirishlar olib keldi. 1900-yildan boshlab Jahonning turli olimlari metall-yarim o‘tkazgich nuqtaviy kontaktini detektirlash-to‘g’rilash xossalarini o‘rgana boshladilar. Bunda, asosan yarim o‘tkazgich material sifatida kremniy karbidi, kremniy, tellurlar ishlatildi. 1922-yilda manfiy differentsial qarshilikka ega bo‘lgan kontaktlar aniqlandi va o‘rganildi. Bular asosida qattiq jism elektr tebranishlari generatorlari yaratildi. 1937-yilda esa o‘tkazilgan tajribalar asosida har xil turdagi yarim o‘tkazgichlar chegarasida tokni to‘g‘rilash nazariyasi vujudga keldi. 1940-yilda esa bu nazariya ko‘p sonli tajriblarda tasdiqlandi[1, 2]

Shu davrdan boshlab, turli turdagi yarim o‘tkazgich; yarim o‘tkazgich kontaktidagi oraliq qatlamdagi bo‘ladigan jarayonlar o‘rganila boshlandi. Lekin, qator tajriba natijalari metall-yarim o‘tkazgich kontaktidan o‘tuvchi tok nazariyasiga mos emas edi. 1947-yilda yarim o‘tkazgich yuzasida, u boshqa yarim o‘tkazgich va metall bilan kontaktda bo‘lmagan holda ham, elektron holatlar mavjudligi haqidagi fikr ilgari surildi. Bu asosida ikkita yarim o‘tkazgich kontaktidan tok o‘tish mexanizmining nazariyasi vujudga keldi va u keng tarqalib, eksperiment natijalariga mos natijalarni berdi. Bu nazariya zamonaviy yarim o‘tkazgichli to‘g‘rilagichli diodlarning ishlash mexanizmiga asos bo‘ldi.Turli turdagi ikki yarim o‘tkazgich chegarasida katta elektr maydon bo‘lgandagi jarayonlarni o‘rganish p-n o‘tishning teshilish nazariyasini vujudga kelishiga va bu asosda ishlovchi yarim o‘tkazgichli asbob-stabilitronning yaratilishiga olib keldi. Shu jumladan, ikkita yarim o‘tkazgich kontaktini yorug’lik energiyasini elektr energiyasiga aylantirishda qo‘llash mumkinligi ko‘rsatildi. Bu tamoyilda ishlab chiqilgan fotoelementlar yorug‘lik signallarini qayd qilishda hamda fotoenergetikada qo‘llanilmoqda[3, 4].
1948-yilda qattiq jismli yarim o‘tkazgichli kuchaytirgich-transformator yaratildi. Bu asbob ishlash asosini ikkita o‘zaro yaqin joylashtirilgan p-no‘tishlarning o‘zaro ta’siri tashkil etadi va tok o‘tkazish jarayonida ikki ishorali zaryad tashuvchilar-elektron va kovaklar ishtirok etadi. 1952-yilga kelib, nuqtaviy va yassi biqutbiy tranzistorlar kabi yarim o‘tkazgichli asboblar yaratildi. Keyinchalik biqutbiy yarim o‘tkazgichli tranzistorlarning kuchaytirish xususiyatlarini yaxshilash, ishlash chastota diapazonini kengaytirish hamda ish quvvatini oshirish borasida tadqiqotlar olib borildi.50-yillarning oxirida o‘zaro yaqin joylashtirilgan uchta p-no‘tishlarning o‘zaro ta’siriga asoslangan yarim o‘tkazgichli asbob-tranzistor ishlab chiqildi. Tranzistorlarning asosiy ishlatilish sohasi-bu kichik inertsiyali quvvatli toklarni kommutatsiya qilishdir[5, 6].Yarim o‘tkazgichlar yuzasida va yarim o‘tkazgich-dielektrik faza chegarasidagi fizik jarayonlarni chuqur o‘rganilishi uni polyar yoki maydonli tranzistorlarni yaratilishiga olib keldi. Bu tranzistorlarda zaryad tashuvchilar bir xil ishorali bo‘lib, tranzistordan o‘tuvchi tok kattaligi zatvorga qo‘yiluvchi elektr maydon kuchlanganligiga bog‘liq. Oxirgi bir necha o‘n yillarda elektron texnikaga bo‘lgan talab yarim o‘tkazgichlarning funksional imkoniyatlarini oshirish va ularning o‘lchamlarini kichraytirish-integral mikrosxemalarning yaratilishiga olib keldi. Keyingi tadqiqotlar esa nanoo‘lchamdagi tranzistor strukturalarini yaratish imkonini tug‘dirdi.
Yarim o‘tkazgichli asboblar shunday katta tezlikda rivojlantirilmoqdaki, bugungi tasavvur va yutuqlar bir necha yildan so‘ng eskirib qolmoqda. Shu sababli, yarim o‘tkazgichli asboblarda ro‘y beruvchi fizik jarayonlarni bilish muhim ahamiyatga egadir. Yarim o‘tkazgichlar fizikasiga doir mavzular mazmunan kengaygan shaklda umumiy fizika kursi doirasida ham (bakalavriatda) o‘qitiladi. Elementar fizika kursi doirasida o‘rganilgan bilimlar umumiy fizika kursida mustahkam tayanch bo‘la olishi, yuqori sifatli fizik bakalavrlar tayyorlashga kafolat bera oladi. Shuning uchun, yarim o‘tkazgichlar fizikasiga doir mavzularni elementar va umumiy fizika kurslari doirasida uzluksizlik, uzviylik va izchillik printsiplari asosida o‘qitilish uslublarini yaratilishi dolzarb muammodir[7, 8, 9]. Mavzularning o‘qitilishini tahlil etish uchun o‘quv dasturining mukammallik darajasi, o‘quv adabiyotlarining dasturga mosligi va adabiyotlarda berilgan mavzularning mazmuniy jihatlarini, shuningdek, ilmiy asoslangan yagona atamalar qo‘llanilishi darajasini o‘rganish zarurdir.
O‘quv qo‘llanmaning maqsadi - elektronikaning fizik asoslari bo‘yicha yo‘nalish profiliga mos, ta’lim standartida talab qilingan bilimlar, ko‘nikmalar va tajribalar darajasini ta’minlashdir.