O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’limi vazirligi
Download 1.12 Mb. Pdf ko'rish
|
tranzistor va diodning ishlash printsipini organish uslublari
- Bu sahifa navigatsiya:
- MUNDARIJA Kirish.................................................................... ............................4
- 1.3 P-n o‘tishning to‘g‘ri va teskari ulanishlari………………………….………19 1.4 P–n o‘tishning volt – amper xarakteristikasi (VAX)……………………..….22 1.5 P-n
- II Bob. Yarim o‘tkazgichli diodlar, ularning tuzilishi va ishlash printsipi ...........26 2.1 Yarim o‘tkazgichli diodlar to‘g‘risida umumiy ma’lumotlar……………….26
- 2.4 Tunel diodlar……………………………………………………...……………34 2.5 Aylantirilgan diodlar va varikaplar .................................................................36
- 3.1. Tranzistorlar haqida umumiy ma’lumot………………………………..……38 3.2. Tranzistorlarning statik tavsifi…………………………..……………………44
- 3.5 Bipolyar tranzistor fizik parametrlari………………………..……………….50 3.6 Tranzistorlarni qo‘llanilish sohalari………………………...…………………53
- Nukus davlat pedagogika instituti Fakultet
- Annotatsiya
- . Ishning maqsadi va vazifalari.
- Tadqiqot uslublari
- Tadqiqot natijalarini qo’llanilishi
- Ilmiy rahbari: f.m.f.n. B.T. Atashov Talaba: G. Shamuratova
- Radioelektronika barcha qayd qilish, avtomatik boshqarish, o‘lchash, hisoblash va boshqa elektron asbob va qurilmalar asosini tashkil qiluvchi
- I Bob. Yarim o’tkazgichlar to’g’risida asosiy tushunchalar 1.1 O‘tkazgichlar, dielektriklar va yarim o‘tkazgichlar
1
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIMI VAZIRLIGI Ajiniyoz nomidagi Nukus Davlat pedagogika institute Fizika-mehnat fakulteti Fizikani o’qitish metodikasi kafedrasi
4b-kurs talabasi Shamuratova Gulrux Ikramovnaning
Mavzu: “T ranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish uslublari ”
Fizikani o’qitish metodikasi
kafedrasiboshlig’i: f.m.f.d. A. Kamalov Ilimiyrahbari: f.m.f.n.
B. Atashov
Nukus-2018
2
Kirish.................................................................... ............................4 IBob. Yarim o’tkazgichlar to’g’risida asosiy tushinchalar......................................10 1.1 O‘tkazgichlar, dielektriklar va yarim o‘tkazgichlar........................................10 1.2 P -n o‘tishning hosil bo‘lishi……………………………………….………….16 1.3 P-n o‘tishning to‘g‘ri va teskari ulanishlari………………………….………19 1.4 P–n o‘tishning volt – amper xarakteristikasi (VAX)……………………..….22 1.5 P-n o‘tish sig‘imi………………………………………………………….…….23 1.6 P-n o‘tishning teshilish turlari………………………………………………...25 II Bob. Yarim o‘tkazgichli diodlar, ularning tuzilishi va ishlash printsipi ...........26 2.1 Yarim o‘tkazgichli diodlar to‘g‘risida umumiy ma’lumotlar……………….26 2.2 Yarim o‘tkazgichli diodlarning ishlash harorat oralig‘i…………...………..29 2. 3 Yuqori chastotali yarim o‘tkazuvchi diodlar………………………………....32 2.4 Tunel diodlar……………………………………………………...……………34 2.5 Aylantirilgan diodlar va varikaplar .................................................................36 2.6 Fotodiodlar……………………………………………………………...……....37 III Bob. Tranzistorlar, ularning tuzilishi, ishlash printsipi va qo`llanish sohalari. 3.1. Tranzistorlar haqida umumiy ma’lumot………………………………..……38 3.2. Tranzistorlarning statik tavsifi…………………………..……………………44 3.3. Bipolyar tranzistorlarning sxemaga ulanishi…………..…………………….47 3.4 Bipolyar tranzistorning aktiv rejimda ishlashi……………...………………..47 3.5 Bipolyar tranzistor fizik parametrlari………………………..……………….50 3.6 Tranzistorlarni qo‘llanilish sohalari………………………...…………………53 Xulosa………………………………………………………………………….55 Foydalanilgan adabiyotla r…………………………………………… …….57 3
Fakultet: Fizika-mehnat
Talaba: Shamuratova Gulrux Ikramovna Ilmiy rahbari: Atashov B.T. O’quv yili:2017-2018 Malakaviy bitiruv ishi mavzusi: Tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish uslublari Annotatsiya 1.
Mavzuning dolzarbligi:Hozirgi vaqtda
adabiyotlarda o’quv
darsliklarida,tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish dolzarb ahamiyatga ega. 2. Ishning maqsadi va vazifalari.Tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish qonunlarining asl manosini tushinib yetish. 3. Tadqiqot ob’ekti va predmeti: Tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish uslublari, qonunlari haqidagi adabiyotlar va o’quv darsliklari. 4. Tadqiqot uslublari:Adabiyotlardagi ma’lumotlarga sharh yasash va xulosalar chiqarish. 5. Tadqiqot natijalarining ilmiy yangiligi: Tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish o’quvchilarning tushunchasini kengaytiradi. 6. Tadqiqot natijalarini qo’llanilishi:Bu malakviy bitiruv ishi fizika fanini o’qitishda metodik qo’llanma sifatida qo’llanishi mumkin. 7. Ishning tarkibiy qismlari:Kirish, uchta bobdan, xulosa va foydalangan adabiyotlardan iborat. 8. Malakaviy bitiruv ishining asosiy natijalari: ishning xulosa qismida keltirilgan. Ilmiy rahbari: f.m.f.n. B.T. Atashov Talaba: G. Shamuratova
4
Ilmiy-texnikaning zamonaviy yo’qlanishi elektronikaning rivojlanishi bilan chambarchas bog’liqdir. Elektronika gaz, qattiq jism, vakuum va boshqa muxitdagi elementar zaryadlangan zarrachalarga elektromagnit maydon ta`sir natijasida xosil bo’lgan elektr o’tkazuvchanlikni o’rganish va undan foydalanish masalalari bilan shug’ullanadigan fan soxasidir. Elektronika yutuqlari natijasi sifatida elektrovakuum va yarim o’tkazgichli asboblarning turli xil va ijobiy xususiyatlarida namoyon bo’ladi. Zamonaviy elektornikani o’rganish uchun avvalambor radioelektronika asboblarining tuzilishi, ishlash printsipi va fizikaviy asoslarini bilib olish kerak. Ushbu malakaviy bitiruv ishi shu muammolarga bag’ishlanadi. Hozirgi vaqtda elektronika asboblarning turli xildagi turlarining soni shunchalik ko’pki, ularning xar birini qarab chiqishning imkoni yo’q.
hozirgi zamon qurilmalarida ishlatish kabi masalalarni o‘rganadi.
Radiotexnika fanining rivojlanishida XIX asrda fizika sohasida qilingan ko‘pgina kashfiyotlar juda katta ahamiyatga ega bo‘ldi. Masalan:
- Faradey tomonidan kashf etilgan elektr va magnit maydonlarning o‘zaro ta’sir hodisalari ya’ni o‘zaro aloqadorligi.
- J.Maksvellning elektromagnit maydon xususiyatlarini ochib beruvchi tenglamalarini ko‘rsatish mumkin. Bu tenglamalarda elektromagnit to‘lqinlarning mavjudligi va ular yorug‘lik tezligiga teng bo‘lgan tezlik bilan tarqalishi nazariy holda keltirilgan edi.
- Maksvell nazariyasi to‘g‘riligini birinchi marta nemis olimi G.Gerts (1886 – 1988 yil) amalda isbotladi. Lekin Gerts elektromagnit to‘lqinlarini amalda hosil qilsada, ammo ulardan texnikada foydalanib bo‘lmaydi deb hisobladi.
- Mana shu kuchsiz uchqunda kelajak aloqa vositasini ko‘ra olish uchun tadqiqotchi buyuk olim bo‘lishi zarur edi. 5
Bu ixtiroga rus olimi A.S. Papov 1895 yil 7 may kuni Petrburg rus fizik va ximiklari jamiyatida o‘zining ixtirosi haqida ma’ruza qildi. Bu ixtirodan bir yil o‘tgach italyan injeneri Markoni radio aloqa ishlarini amalga oshirib ko‘rsatdi. Eng oddiy elektron asboblaridan bir vakkumli diodni 1883 yilda Amerkalik T.A.Edison ixtiro qilgan. U oddiy chug‘lanish tolali elektr lampochkasi ichiga yana bitta elektrod joylashtirganda ular orasida hosil bo‘lgan tok faqat bir tarafga yo‘nalganligini kuzatgan.
Dioddan o‘tayotgan tokning elektronlar oqimidan iborat ekanligini J.Tomson (ingliz) ko‘rsatib bergan.
Birinchi vakuumli triodni 1906 yilda amerkalik Lui de Forist ixtiro qilgan. Agar radiotexnika tarixiga nazar tashlaydigan bo‘lsak, umuman olganda radiotexnikaning rivojlanish tarixini 3 davrga bo‘lish mumkin.
- Birinchi davrda (1895-1920) asosan uzun to‘lqinlardan foydalangan holda telegraf aloqasi yo‘lga qo’yildi.
- Ikkinchi davrda (1920-1955 ) elektron lampalardan keng foydalanildi. Radio qurilmalarda elektrovakuumli lampa keng miqyosda ishlatildi.
- Uchinchi davrda (1955) yildan boshlab yarim o‘tkazgichli asboblar keng qo‘llanila boshlandi.
Yarim o‘tkazgichlarning o‘zgaruvchan tokni to‘g‘rilash xususiyatini 1875 yilda nemis olimi K.F.Braun sezgan edi. Birinchi yarim o‘tkazgichli triod ya’ni tranzistorni AQShda D.Bardin va V. Bratten yaratdilar.
Dastlabki integral mikrosxemalar esa 60-yilning oxirida paydo bo‘ldi. Mikrosxemalarning yaratilishi radiotexnika sohasida katta o‘zgarish bo‘lishiga olib keldi. Shundan so‘ng elektronika aniq ikki qismga, ya’ni katta quvvatli radioelektronika va mikroelektronikaga ajraldi.
Keyingi paytlarda radioelektronikaning rivojlanishi bilan yangi sohalar vujudga keldi. Bularga misol qilib optoelektronika, akustoelektronika sohalarini misol qilish mumkin. Optoelektronika elektromagnit to‘lqinlar shkalasidan joy olgan 6
optik diopazondan axborotni uzatish va qabul qilishda foydalanish imkoniyati borligi bilan bog‘liqdir. Akustoelektronika sohasida elektromagnit to‘lqinlar bilan bir qatorda elastik, ya’ni tovush to‘lqinlaridan keng foydalanilmoqda. Toshkent shahrida birinchi radioeshittirish 1927 yildan boshlab ishlay boshladi. Televizion ko‘rsatuvlar 1956 yil 5- noyabrdan yo‘lga qo’yildi (1928 yil televizor kashf etilgan. Grabovskiy tomonidan Toshkentda). Endi 1-rasmga qaytaylik. -O‘tkazgich jo‘natiladigan ma’lumotni radiosignalga aylantirib beradigan, qabul qilgich-radiosignaldan boshlang‘ich ma’lumotni tiklaydigan qurilmadir. Aloqa yo‘li o‘tkazgich va qabul qiluvchi qurilmalarni o‘zaro bog‘lovchi muhit bo‘lib yo erkin fazo, yoki maxsus texnik qurilma (parallel o‘tkazgichlar, kabel, nurtola va boshqalar)ni tashkil qiladi. Informatsiya manbaidan olinadigan noelektr tabiatli tebranishlar elektr tebranishlariga aylantirilgach radioelektron sistema kirishiga uzatiladi. Buning uchun mikrofon yoki tasvir uzatgich trubka tasvirni tok impulslari ketma-ketligiga aylantirib beradi. Informatsiyani tashuvchi bo‘lib elektromagnit to‘lqinlar xizmat qiladi. Hozirgi zamon radiotexnikasi informatsiyani elektromagnit tebranishlar yordamida uzoq masofaga uzatish masalasini hal qilish va qishloq xo‘jaligida keng foydalanish imkonini yaratadi. Bundan tashqari radiotexnikaning rivojlanishi natijasida yangi fan tarmoqlari - «Radiofizika», «Radioastranomiya», «Radiospektroskopiya» va boshqalar vujudga keldi. Radiotexnikadan farqli radioelektronika fani erkin fazo yoki muhitda to‘lqin tarqalish masalalari bilan shug‘ullanmaydi. Shunga ko‘ra elektromagnit tebranishlar yordamida informatsiyani uzatish va qabul qilib qayta ishlash usullari, elektron qurilmalarini yaratuvchi fan va texnikaning bir sohasidir.
7
Universal asboblar–elektron ossillograf, kuchaytirgichlar, generatorlar, hisoblagichlar va boshqalar radioelektron asboblardir. Yuqorida aytganlardan quydagicha hulosa qilish mumkin. Radioelektronika barcha qayd qilish, avtomatik boshqarish, o‘lchash, hisoblash va boshqa elektron asbob va qurilmalar asosini tashkil qiluvchi fandir. XX asrning 90 yillaridan boshlab olimlar e’tiborini tortayotgan va XXI asr fani deb e’tirof etilayotgan nanofizikaga qisman to‘xtalsak. Jism o‘lchamiga talluqli bo‘lgan, ko‘p ishlatiladigan tushunchalardan biri mikrondir. Biz mikron, mikrojarrohlik, mikroolam, mikroiqtisod, Mikroelektronika, mikrojarayon kabi iboralarni ko‘p qo‘llaymiz, lekin hamma vaqt ham bu o‘lchamni aniq mazmuniga e’tibor bermaymiz. 1 mikron yoki 1 mikrometr (qisqacha - 1 mkm) ta’rifi bo‘yicha metrning milliondan bir bo‘lagi bo‘lib, millimetrning mingdan bir qismiga to‘g‘ri keladi. Taqqoslash uchun, inson sochi tolasining o‘rtacha qalinligi 50-100 mikronga teng. Atom olami o‘lchamlari haqida gap ketganda esa mikronning mingdan bir bo‘lagiga teng nanometr (nm) va mikronning o‘n mingdan bir bo‘lagiga teng angstrem ( 0 А ) bilan ish ko‘riladi. Bunday kichik o‘lchamdagi narsalarni faqat o‘ta kattalashtirish qobiliyatiga ega bo‘lgan elektron mikroskoplar yordamidagina ko‘rish mumkin.
1-rasm, Inson sochi 0,05-0,5 mm (50-500 mkm) Inson ko‘zining ajrata olish qobiliyati - 0,1 mm
8
2-rasm. Bakteriya 1-5 mkm. (Optik mikroskop - 0,3 mkm)
3-rasm, Viruslar 0,03-0,005 mkm (Elektron mikroskop 0,005 mkm =5 nm)
4-rasm, Alohida molekula o‘lchami 0,01-0,004 mkm (Elektron mikroskop 0,005 mkm =5 nm)
9
5-rasm, Atom o‘lchami 1nm (Zondli skanir) XX asr fan va texnikasi taraqqiyotiga salmoqli ta’sir ko‘rsatgan tadqiqotlardan biri yarim o‘tkazgichlar fizikasi sohasiga tegishli bo‘lib, u avvaliga, yarim o‘tkazgichli diodlar va tranzistorlarning, keyinchalik esa mikrosxema, katta integral sxemalar va mikrochiplarning yaratilishiga, shuningdek mikroelektronika sanoatining paydo bo‘lishiga olib keldi. Hozirgi zamon kompyuterlari bir soniyada trillionlab amallarni bajara olishi bilan birga, nihoyatda kichik hajmda juda katta miqdordagi ma’lumotni saqlab tura oladi. Moddaning yarim o‘tkazgichlik xossasiga asoslangan elementlarda fizik jarayonlar mikronlar tartibidagi sohalarda yuz berib, zamonaviy mikrochiplarda kremniy kristalining kichik bo‘lagida bir-biriga ulangan millionlab diodlar, tranzistorlar, qarshiliklar, kondensatorlar joylashgan. Nanotexnologiyani rivojlantirish haqida gap ketganda, asosan, quyidagi uch yo‘nalishni e’tirof etish mumkin. - molekula va atom o‘lchamidagi faol elementlardan elektron sxemalar tayyorlash; - molekula o‘lchamida mexanizm va robotlar, ya’ni nanomashinalar yaratish; - alohida atom yoki molekulalar bilan ish olib borish va ulardan barcha kerakli narsalarni yig‘ish ko‘zda tutiladi. Hozirgi paytda yarimo`tkazgichli diodlar, triodlar, rezistorlar , tranzistorlar ishlatilmaydigan asboblarning o`zi mavjud emas. Mazkur bakalavr bitiruv ishi tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish uslublariga bag`ishlangan.
10
1.1 O‘tkazgichlar, dielektriklar va yarim o‘tkazgichlar O‘zlarining elektr o‘tkazuvchanlik xossalariga qarab qattiq jismlar metallarga (o‘tkazgichlarga), yarim o‘tkazgichlarga va dielektriklar (izolyatorlar)ga bo‘linadi. Metallar energetik zonalari elektron bilan to‘la band qilinmagan bo‘ladi (6a- rasm) va ularga tashqaridan kuchsiz elektr maydon ta’sir etsa, elektronlar yuqorida joylashgan uzluksiz bo‘sh o‘tkazuvchanlik zonalariga o‘tib olib, ma’lum yo‘nalishda harakat qiladi va elektr toki hosil bo‘ladi. Sababi metallarda valent va o‘tkazuvchanlik energetik zonalar bir-birlari bilan “chaplashib” uzluksiz zona hosil qilgan bo‘ladi.
Δ E<2eV Δ E>2eV
a) b) v) 6-rasm
Yarim o‘tkazgichlarda esa valent zona elektronlar bilan to‘lgan bo‘lib, agar elektronlar o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tmasa, ular erkin bo‘lmaydi (6b-rasm). Bu zona valent zonadan Δ E~0,1
2eV energetik masofada joylashgan bo‘ladi, unda Δ E – taqiqlangan zonaning eni. Agar elektronlar valent zonadan o‘tkazuvchanlik zonaga o‘tmasalar, tashqi elektr maydon ta’siri bilan tok hosil bo‘lmaydi. Yarim o‘tkazgichda elektr toki hosil bo‘lishi uchun, ma’lum tashqi faktor (temperatura, yorug‘lik va h.k.) yordamida elektronlar valent zonadan o‘tkazuvchanlik zonaga o‘tgan bo‘lishi kerak. Dielektriklarda esa o‘tkazuvchanlik zonasi bilan valent zonasi orasidagi energetik masofa eng kamida Δ E=2eB va undan ko‘proq bo‘lib, umuman erkin elektronlar bo‘lmaydi (6v-rasm).
11
Yarim o‘tkazgichlarga asosan kristall strukturaga ega bo‘lgan juda ko‘p qattiq jismlar kiradi. Yarim o‘tkazgichlar atomlar (germaniy, kremniy, tellur, selen va h.k.) shaklida va kimyoviy birlashmalar shaklida (sulfidlar, selenidlar va h.k.) uchraydi. Elektr tokini yaxshi o‘tkazadigan, ya’ni yuqori elektr o‘tkazuvchanlik xususiyatiga ega bo‘lgan moddalar o‘tkazgichlar deyiladi. Elektr o‘tkazuvchi moddalar solishtirma qarshiligining katta kichikligiga qarab elektr tokini yaxshi o‘tkazadigan elektr o‘tkazgichlar ( ρ =10 -6
10 -4 Om sm), izolyatorlar ( ρ =10 5
10 18
Om sm) va yarim o‘tkazgichlar ( ρ =10 -4 10 5 Om sm)ga bo‘linadi. Metallar, elektrolitlar va plazmalar elektr o‘tkazuvchidir. Elektr o‘tkazuvchanligi yuqori bo‘lgan modda yoki jism o‘tkazgich deb ataladi. O‘tkazgichlar ikki xil bo‘ladi: birinchi tur o‘tkazgichlari va ikkinchi tur o‘tkazgichlari. Erkin eletronlarni soni nihoyatda ko‘p bo‘lgan mis, alyuminiy kabi materiallar birinchi tur o‘tkagichlar deb aytiladi. Amaliyotda keng qo‘llaniladigan o‘tkazgich elektr simi. Bitta yoki bir necha tomirli simlardan iborat bo‘lgan metall o‘tkazgich elektr simi deyiladi. Tovar sifatida ishlab chiqarilgan va servis sohasida keng foydalanadigan elektr simlar quyidagi turlarga bo‘linadi: izolyatsiyalangan, izolyatsiyalanmagan elektr simi; cho‘lg‘ambop elektr simi; montaj simlari, elektr shnurlari, uzaytirgich (udlinitel) va boshqa turlarga bo‘linadi. Elektr simi elektr energiyasini uzatish va taqsimlash, elektr va radio signallarini uzatish hamda elektr mashinalar, transformatorlar, o‘lchash asboblari va boshqa asbob-uskunalar cho‘lg‘amlarini tayyorlashda qo‘llaniladi. Hozirgi zamonda simli aloqa katta ahamiyatga ega. Axborotni sim orqali elektr signallar vositasida uzatish va qabul qilish simli aloqa deb aytiladi. Simli aloqa elektr aloqaning bir turi bo‘lib, undan ko‘pincha radioaloqa bilan birga foydalaniladi. Qattiq jismlar kabi, suyuqliklarning ham dielektrigi, o‘tkazgichi va yarim o‘tkazgichi bo‘ladi. Dielektriklar jumlasiga distillangan suv, o‘tkazgichlar jumlasiga
12
elektrolitlarning, ya’ni kislota, ishqor va tuzlarning eritmalari kiradi. Suyuq yarim o‘tkazgichlar jumlasiga, eritilgan selen, eritilgan sulfidlar kiradi. Moddalarning qisman yoki to‘liq ionlardan tashkil topgan eritmalari yoki suyultirilgan holatdagi moddalar elektrolitlar yoki ikkinchi tur o‘tkazgichlari deyiladi. Elektrolit eritmalarining xossalarini o‘rganish bilan tokning yangi kimyoviy manbalari yaratiladi. Elektrolitlarning suvdagi eritmalarida yoki aralashmalarida zaryad tashuvchilar musbat va manfiy zaryadlangan ionlar bo‘lgani uchun elektrolitlar ionli o‘tkazuvchanlikka ega. Suyuqliklar elektronli o‘tkazuvchanlikka ham ega bo‘lishi mumkin. Masalan, suyuq metallar ana shunday o‘tkazuvchanlikka ega. Elektrolit orqali elektr toki o‘tganda elektrodlarda elektrolit tarkibiy qismlarining ajralib chiqish jarayoni elektroliz deyiladi. Texnikada elektroliz turli maqsadlarda keng qo‘llaniladi. Bir metallning sirti boshqa metallning yupqa qatlami bilan elektrolitik usulda qoplanadi (nikellash, xromlash, emallash, mis yalatish va h.k.). Bu mustahkam qoplama sirtni zanglashdan asraydi. Elektroliz yordamida turli buyumlar metall qatlami bilan qoplanadi (galvanostegiya), shuningdek, kerakli buyumlarning relefi metall nusxalari, masalan tipografiya klishelari tayyorlanadi (galvanoplastika). Elektroliz sof metallar, xususan mis olishda keng qo‘llaniladi. Boksitlar aralashmasidan alyuminiy elektroliz yo‘li bilan olinadi. Xuddi shu usul tufayli alyuminiy arzon, texnika va turmushda temir bilan bir qatorda eng ko‘p tarqalgan metall bo‘lib qoldi. Amaliyotda kimyoviy tok manbai, ya’ni galvanik elementlar, batareyalar va akkumulyatorlar katta ahamiyatga ega. Ular kimyoviy energiyani o‘zgarmas tok elektr energiyasiga aylantirib beradilar. Kimyoviy tok manbalari transportda, radiotexnikada, avtomatik boshqarish sistemalarida keng ko‘lamda qo‘llaniladi. 13
Texnikada va amaliyotda eng ahamiyatli materiallardan biri ham elektr o‘tkazmaydigan moddalar, dielektriklardir. Texnikada ishlatiladigan dielektriklar har xil. Ular tabiiy va sun’iy bo‘lishi mumkin. Ammo ular fizik tuzilishlari jihatidan uch turga ajratiladi: 1) gaz; 2) suyuq; 3) qattiq. Texnikada ishlatiladigan barcha izolyatsiya materiallari elektr maydoni ta’sirida ma’lum energiya nobudligiga sabab bo‘ladi. Tabiatda absolyut dielektrik yo‘q. Dielektrikdan oz bo‘lsa-da, tok o‘tadi, natijada ma’lum energiya issiqlik energiyasiga aylanadi. Agar dielektriklar o‘zgarmas kuchlanish ta’siri ostida bo‘lsa, unda hosil bo‘luvchi nobudliklar faqat Lens-Joul qonuniga bog‘liq bo‘ladi. Dielektrikka o‘zgaruvchan kuchlanish ta’sir etsa, unda qo‘shimcha nobudliklar ham bo‘ladi. Bunday energiya nobudligi dielektrik gisterezisidir. Bu nobudlik quyidagi formula bilan aniqlanadi: 2
(1.1) bu yerda k – material xususiyatiga bog‘liq bo‘lgan koeffitsiyent; f – o‘zgaruvchan tok chastotasi; E – elektr maydonining kuchlanganligi.
(1.1) formulasi bo‘yicha dielektrik gisterezis nobudligi chastota oshgan sari ko‘payadi. Yuqori chastotali o‘zgaruvchan kuchlanishlarda, dielektrik isitish texnikasi va boshqalarda uning hosil qiladigan nobudliklari juda katta ahamiyatga ega bo‘ladi.
Elektr energiyasi hosil qilish, yuborish va iste’mol etishda elektr o‘tkazuvchi qismlar orqali o‘tgan tok tarqalib ketmasligi uchun o‘tkazgichlar bir-biridan maxsus materiallar vositasida ajratiladi. Bular elektr izolyatsion materiallar deb ataladi.
Elektr izolyatsion materiallar qanday kuchlanishlarga bardosh berishiga qarab yuqori kuchlanish texnikasi va past kuchlanish texnikasi materiallariga bo‘linadi.
Yuqori kuchlanish texnikasi materiallarining elektr pishiqligi yuqori, elektr nobudligi va elektr o‘tkazuvchanligi oz, namga chidamli bo‘lishi shart va ularda elektr nobudligi mumkin qadar kam bo‘lishi lozim. 14
Past kuchlanishli texnikasida ishlatiladigan materiallarga turlicha talablar qo‘yiladi. Eng asosiy talablaridan biri shuki, vaqt o‘tishi bilan ularning xossalari o‘zgarmasligi lozim. Shuningdek, ular eskirmasligi lozim.
Amaliyotda tovar sifatida qo‘llaniladigan izolyatsion materiallar klassifikatsiyasini ko‘rib chiqamiz.
1) Organik elektr izolyatsion materiallar. Uglerod birikmalaridan tuzilgan moddalar izolyatsion material ravishda ko‘p ishlatiladi. Bunday organik dielektriklar suyuq, yopishqoq, mumsimon, qattiq bo‘lishi mumkin.
Suyuq izolyatsion materiallar uch xil bo‘ladi: neft moyi; sintetik suyuqliklar; o‘simlik moylari.
Neft moylaridan keng iste’mol etiladigan – transformotor moyidir. Kabel va kondensator sanoatida ishlatiladigan neft moylari kabel va kondensator moyi deb aytiladi.
Texnikada ishlatiladigan mumsimon dielektriklar oson eriydigan moddalardan iborat. Ular uncha pishiq bo‘lmasa ham namlikka yaxshi chidaydi. Asalari mumi, o‘simlik mumi, mumsimon moddalar shular jumlasidandir. Ular turli materiallarga shimdirish va mumlash uchun ishlatiladi.
Tabiiy va sintetik smolalar ham dielektriklardir. Tabiiy smolalar ba’zi hayvon yoki o‘simliklardan olinadi (shellak, kanifol, kopal). Polietilen, polistirol, organik shisha – sintetik smolalardir.
Organik materiallardan yog‘och (tabiiy material), qog‘oz, karton, fibra va turli gazmollar (tekistil materiallar) tovar sifatida ishlab chiqarib ko‘p ishlatiladi.
Texnikada va xalq xo‘jaligining turli tarmoqlarida plastik massalar (plastmassalar, plastiklar) keng ishlatiladi. Ular tashqi ta’sir ostida qolip shaklini olishi mumkin. Natijada juda ham murakkab shakldagi buyumlarni presslab tayyorlasa bo‘ladi.
15
Texnikada va turmushda kauchuk va unga yaqin moddalardan ishlangan materiallar ko‘p tarqalgan. Bu materiallar juda ham elastik bo‘ladi.
Amaliyotda tovar sifatida ishlab chiqarilgan elektr izolyatsion materiallar – kabellar. Havo kirmaydigan – chiqmaydigan qilib izolyatsiyalangan bir yoki bir necha sim eshimi kabel deb ataladi. Kabellar elektr energiyasi uzatiladigan kuch kabeli, aloqa kabeli va radiochastota kabeli kabi turlarga bo‘linib, ular yer yoki suv ostidan elektr, telefon yoki telegraf liniyalarini o‘tkazish uchun ishlatiladi.
Telefon orqali so‘zlashuvlarni, telegrammalarni, fototasvirlarni va boshqa axborotlarni uzatishga mo‘ljallangan kabel, aloqa kabeli deyiladi.
Aholi zich joylashgan joylarda, sanoat korxonalari territoriyalarida elektr uzatish liniyalari yer ostidan o‘tkaziladi. Bu maqsadda kabellardan foydalaniladi.
Solishtirma elektr qarshiligi metallarnikiga nisbatan katta, dielektriklarnikiga nisbatan kichik bo‘lgan moddalar yarim o‘tkazgichlar deyiladi. Yarim o‘tkazgichning yadro bilan kuchsiziroq bog‘langan elektronlari tashqi temperatura, yorug‘lik yoki elektr maydon ta’sirida yadrodan uzoqlashib, erkin elektronlarga aylanishi mumkin. Agar kristall holdagi yarim o‘tkazgichga boshqa valentli element qo‘shilib, uning kovalent bog‘lanishi buzilsa, masalan to‘rt valentli germaniy kristaliga besh valentli surma kiritilsa, ikkala elementning to‘rt juft valentli elektronlaridan kovalent bog‘lanishlar hosil bo‘lib, surmaning yadro bilan kuchsiz bog‘langan beshinchi elektroni erkin holatga o‘tadi.
a) b) Ge Ge
Ge Ge
Sb In
Ge Ge
Ge Ge
7-rasm 16
Natijada elektron o‘tkazuvchanlik paydo bo‘ladi. Biror elementga qo‘shilganda erkin elektronlar hosil qiluvchi element, masalan, surma donor deyiladi, donor qo‘shilgan element esa, n – tipli yarim o‘tkazgich deyiladi (7a-rasm). Endi, masalan, germaniyga oz miqdorda uch valentli element – indiy kiritaylik. Indiyning har bir atomi o‘zining tashqi elektronlari bilan, germaniyning uchta qo‘shni atomlari bilan mustahkam bog‘lanadi. Germaniyning to‘rtinchi atomi bilan bog‘lanish mustahkam bo‘lmaydi, chunki indiyda to‘rtinchi tashqi elektron yo‘q (7b-rasm). Shuning uchun kiritilgan indiyning har bir atomi yarim o‘tkazgichda bittadan teshik hosil qiladi. Natijada germaniy teshiklar bilan boyiydi. Unda aralashmali teshikli o‘tkazuvchanlik asosiy bo‘lib qoladi. Biror elementga qo‘shilganda teshik o‘tkazuvchanligi hosil qiluvchi element, masalan indiy akseptor deyiladi, akseptor qo‘shilgan element esa, p – tipli yarim o‘tkazgich deyiladi. Agar germaniy, kremniy, selen kabi yarim o‘tkazgich kristalining bir tomoniga donorli, ikkinchi tomoniga akseptorli element kiritilsa ventil xususiyatiga ega bo‘lgan p – n tipli yarim o‘tkazgich hosil bo‘ladi. Bunday yarim o‘tkazgich tok manbaiga to‘g‘ri sxemada ulansa, p-n o‘tish qarshiligi juda kichik, teskari ulanganida esa, juda katta bo‘ladi. Yarim o‘tkazgichning bu muhim xususiyatidan elektrotexnika, elektronika va avtomatikada keng foydalaniladi. 2ev> Download 1.12 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling