Боходир Хошимович Каримов - Электроника асослари. Ўқув қўлланма стр 2.

КВАНТ ЭЛЕКТРОНИКАСИ. Кристалл атомида когерент нурларнинг тарқалиши, яъни мажбурий (индуцирланган) ходисадан фойдаланиб ўта юқори частотали электромагнит тебранишларни хосил қилиш ва кучайтириш усулларини ўрганади. Хозирги вақтда юқори қувватли, бир томонга юқори даража йўналтирилган, кўриш диапозони спекторида тўлқинлар тарқатувчи микро тўлқинли квант генераторлари (лазерлар) яратилган. Бизнинг мамлакатда квант электроникасига асосланган ўта юқори сиғимли, тола  оптик линияли алоқалар, хар-хил технологик қурилмалар, табобат асбоблари, аниқ геодезик механизмлар, атмосферани экологик холатини билувчи асбоблар, ўрганувчи автоматлар ва бошқалар яратилган.

ХЕМОТРОНИКА. Электрониканинг электрохимия билан ривожланишидаги бир йўналиши. Хемотроника паст частотали электрохимиявий ўзгартиргичлар яратади. Хозирги вақтда бир қатор хемотрон асбоблари яратилган: ион тўғрилагич, ўта паст частотали кучайтиргич, электро-химиявий ўзгартиргич. Келажакда суюқлик асосида бошқарилувчи система биоинформацион ўзгартиргич яратилади.

Электрониканинг эришилган ютуқлари унинг чексиз имконидан фойдаланишнинг бошланғич қадами холос. Келажакда ташқи таъсир шароитини ўзгаришга адектив реакция берувчи, сунoий интелектга эга бўлган ва сенсор система асосида жихозланган роботлар билан таoминлаш масаласи қўйилган.

Инсон фаолиятининг хар-хил сохасида электрониканинг қўлланиши узлуксиз кенгаймоқда, чуқурлашмоқда ва дифференциаллашиб бормоқда.

Хозирги замон электроникаси фан ва техникада олдинги ўринни эгаллаб, илмий-техниканинг ривожлантиришда катта ахамиятга эга.

1-БОБ. МАЙДОНДА ЭЛЕКТРОНЛАР ХАРАКАТИ

1 боб электронларнинг бир жинсли, бир жинсли бўлмаган электр майдондаги харакати ва бир жинсли бўлмаган магнит майдоннидаги харакатлари кўриб ўтилган.

1.1. ЭЛЕКТРОНЛАРНИНГ БИР ЖИНСЛИ ЭЛЕКТР МАЙДОНДАГИ ХАРАКАТИ

Электрон асбобларда электронларни электр майдони таъсирида харакатланиши асосий жараёнлардан хисобланади. Электронларни вакуумда харакатланиши оддий ҳамда ярим ўтказгич ёки газ разрядли асбобларида харакатланиши эса мураккаб жараён бўлади.

Бир жинсли электр майдонида электрон харакатини бошқа электронлар билан таъсири йўқ деб караш керак. Хақиқатда эса электронлар орасида ўзаро итаришиш кучи ҳам мавжуд. Электр майдони кўп холларда бир жинсли бўлмасдан мураккаб характерга эга ва у электрониканинг асосларидан бирини ташкил этади.

Маълумки, электрон заряди е=1,6*10

19

31

Оддий электровакуум асбобларида электроннинг тезлиги 0,1 м/с ни ташкил этади, массасини эса доимий деб хисоблаш мумкин.

Электроннинг тезланувчи электр майдонидаги харакат

Икки электрод анод ва катод орасидаги электр майдон куч чизиқларини (кучланганлик чизиқлари) 1.1-расмда кўрсатилганидек тасвирлайлик.

Агар электродлар орасидаги потенциаллар айирмаси U, улар орасидаги масофани d десак, майдон кучланганлигини, деб ёзиш мумкин:

Бир жинсли майдон учун Е ўзгармас катталик. Катоддан чиққан электрон кинетик энергия W

0

0

1.1-расм. Электроннинг тезлатувчи электр майдонидаги харакати

Майдон кучланганлиги мусбат бирлик зарядга таъсир этувчи кучга тенг бўлади. Шунинг учун битта электронга таъсир этувчи куч бўлади:

F куч E вектор катталигига қарама-қарши йўналгани учун минус ишораси қўйилган.

F куч таъсирида электрон тезланиш олади ва унинг ифодаси куйидагича бўлади:

Электрод томон харакатланаётган электрон харакат охирида энг катта v тезлик ва W кинетик энергияга эришади. Шундай қилиб, тезлатувчи майдонда электроннинг кинетик энергияси ортади. Бу энергия ортишини WW

0

Агар электронни бошланғич тезлиги нолга тенг бўлса, бўлади:

Элекроннинг бошланғич тезлиги v

0

Агар U=1 Вольт десак электрон энергияси бир бирлик энергияга тенг булиб, у электрон  Вольт (эВ) деб аталади. Юқоридаги ифода (1.4) дан

e ва m ларни ўрнига қўйиб

дан электороннинг тезлигини топиш мумкин.

Шундай қилиб тезлатувчи майдонда электроннинг харакати потенциаллар фарқига боғлик экан. Электроннинг бошлангич энергиясини элеткрон  Вольтда қуйидагича

ёзиш мумкин. Потенцаиллар айирмаси U=1 Вольтда, тезлиги v=6*10

5 

м/с ва U=100 Вольт бўлганда эса v=6*10

6

 м/с бўлади.

Электроннинг электродлар орасида масофа d=3*10

3 

м ва кучланиши 100 Вольт бўлганда учиш вақти 10

8 

с ни ташкил қилади.

Электр майдони бир жинсли бўлмагани учун электроннинг харакати мураккаб бўлиб амалда бу вақт t=10

8 

10

10 C

га тенг.

Электорни секинлаштирувчи майдондаги харакати

Айтайлик электороннинг v

0

бошлангич тезлиги F кучга тескари йўналишда бўлсин (1.2-расм). F куч электоронни v

0

тезлигига тескари йўналишда бўлгани учун унинг харакати текис секинланувчан бўлади. Бундай майдонга секинлаштирувчи майдон дейилади. Ишни электрон бажаргани учун секинлаштирувчи майдонда электроннинг энергияси камаяди. Шундай килиб, секинлаштирувчи майдонда электрон ўз энергиясини майдонга беради.

Бошлангич энергияси еU0 бўлган электрон потенциал айирмаси U

0

бўлган секинлаштирувчи майдонда харакатланганда энергияси еU

0

га камаяди. Агар eU

0>

eU бўлса, электрон электродлар орасида харакатланиб кичик потенциал билан электродга урилади. Агар eU

0

1.2-расм. Электроннинг секинлаштирувчи майдондаги харакати

Электроннинг бир жинсли кўндаланг майдондаги харакати

Агар электрон v

0

 бошланғич тезлик билан майдон куч чизиқларига нисбатан тўғри бурчак остида харакатланса, майдон электронга F куч билан юқори потенциал йўналиш бўйича тахсир этади (1.3-расм).

1,3-расм. Электронни бир жинсли кўндаланг электр майдондаги харакати.

1.3-расм Электронни бир жинсли кўндаланг электр майдондаги харакати.

F куч бўлмаганда электрон тўғри чизиқли текис v

0

тезлик билан харакат қилар эди. F куч таъсирида электрон v

0

тезликка перпендикуляр бўлган йўналишда харакат қилсин. Бунда электроннинг траекторияси парабола кўринишида бўлиб, мусбат потенциал томон оғади. Электрон майдондан чиққандан сўнг хам инерция бўйича тўғри чизиқ бўйлаб текис харакат қилади.

Шундай қилиб, электрон ва майдон орасида ўзаро энергетик муносабат мавжуд.

1.2. ЭЛЕКТРОНЛАРНИ БИР ЖИНСЛИ БЎЛМАГАН ЭЛЕКТР МАЙДОНИДАГИ ХАРАКАТИ

Бир жинсли бўлмаган майдонда электронлар харакати мураккаб қонуниятлар билан боғланган холда ўзгаради.

Цилиндирсимон электродлар орасидаги радиал йўналишларда бир жинсли бўлмаган электр майдонни олайлик (1.4-расм).

Агар электрон ички электроддан куч чизиқлари бўйлаб харакатланса, у радиус бўйича тўғри чизиқли текис тезланувчан харакат қилади. Харакатланувчи электрон масса ва инерцияга эга бўлганлиги сабабли майдон остида F куч тахсир этади ва унинг траекторияси эгилади.

1.4-расм. Электронларнинг бир жинсли бўлмаган радиал электр майдонидаги харакати.

Агар майдон тезлатувчи характерда бўлса, электрон бошланғич v

0

1.5-расмда электронларнинг бир жинсли бўлмаган майдондаги харакат кўрсатилган, бунда уларнинг ўзаро таъсири хисобга олинмаган.

1.5-расм. Электронларнинг бир жинсли бўлмаган тезлатувчи майдондаги харакати.

Куч чизиқлари бир жойда тўпланишга харакат килиб куч чизиқлари орасига харакатланувчи электронлар оқими кирганда, уларнниг траекторияси электр майдон куч чизиқлари томон яқинлашади, яъни электронларнинг фокусланишига олиб келади.

Агар электр майдон куч чизиқлари ёйилувчан бўлса, электронлар бир-биридан узоқлашади ва сочилади.