Yarim o‘tkazgichli asboblar (diod, tranzistor) va ularning texnikada qo‘llanilishi

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI XALQ

TA’LIMI VAZIRLIGI

NAMANGAN DAVLAT UNIVERSITETI HUZURIDAGI XALQ TA’LIMI XODIMLARINI QAYTA TAYYORLASH VA ULARNI MALAKASINI OSHIRISH HUDUDIY MARKAZI

Aniq va tabiiy fanlar metodikasi kafedrasi Fizika kursi tinglovchisi

YORQULOVA NIGORA MAMASODIQOVNA

Mutaxassislik fanlari blokidan tayyorlangan

Mustaqil ishi

Mavzu: Yarimo‘tkazgichli asboblar (diod, tranzistor) va ularning texnikada qo‘llanilishi.

“__”___20___y. Darsning texnologik xaritasi

Maqsad	O`quvchilarga yarimo`tkazgichli diodni va uning volt-amper xarakteristikasini o`rgatishi; diod va tranzistorlar qanday moddalardan yasalishi hamda uning ishlash prinsiplari bilan tanishtirish; kundalik hayotda yarimo`tkazgichlarning qo`lanilish sohalarini haqida bilim va ko`nikmalarni shakllantirish.
Vazifalari	O`quvchilarga yarimo`tkazgichli diodni va uning volt-amper xarakteristikasini o`rgatishi; diod va tranzistorlar qanday moddalardan yasalishi hamda uning ishlash ‘rinsi’lari bilan tanishtirish; kundalik hayotda yarimo`tkazgichlarning qo`lanilish sohalarini bilishlari haqida bilim va ko`nikmalarni shakllantirish, tushuntirish, orqali fanga bo`lgan qіziqishlarini oshirish.
O`quv jarayonining mazmuni	O`quvchlar ongiga yarimo`tkazgichli diodni va uning volt-amper xarakteristikasini o`rgatishi; diod va tranzistorlar qanday moddalardan yasalishi hamda uning ishlash ‘rinsi’lari bilan tanishtirish; kundalik hayotda yarimo`tkazgichlarning qo`lanilish sohalarini bilishlari haqida bilim va ko`nikmalarni shakllantirish haqida bilim va ko`nikmalarni shakllantirish.singdirish.
O`quv jarayonining amalga oshirish texnologiyasi	Dаrs shаkli; Аrаlаsh dаrs. Metod: “BLITZ SAVOLLAR”, ”Har kim har kimga o`rgatadi” interfaol metodlari,shuningdek,tezkоr test, musоbаqа, sаvоl-jаvоb, “Kichik guruhlаrdа ishlаsh”, “Aqliy hujum”, “Klaster”, guruhlar bilan ishlash. Vosita: 8-sinf fizika darsligi, guruhlаrgа berilishi lоzim bo`lgаn sаvоllаr yozilgаn ko`chmа dоskа yoki plаkаtlаr, «Klаster» metоdi bo`yichа chizilgаn sхemа. Nazorat: Test nazorat, guruhlarni baholash. Baholash. 5 ballik tizim asosida.
Kutilayotgan natijalar	O`qituvchi. O`quvchilarga yarimo`tkazgichli diodni va uning volt-amper xarakteristikasini o`rgatishi; diod va tranzistorlar qanday moddalardan yasalishi hamda uning ishlash prinsiplari bilan tanishtirish; kundalik hayotda yarimo`tkazgichlarning qo`lanilish sohalarini bilishlari haqida bilim va ko`nikmalarni shakllantirish mavzusini tajriba va misollar orqali yoritish natijasida yuqori samaradorlikka erishadi. Interfaol metodlardan foydalanish orqali o`quvchilarning mustaqil fikrlashi, faolligi, darsga, fanga nisbatan qiziqishni orttiradi. O`z oldiga qo`ygan maqsadlariga erishadi. O`quvchi. Yangi bilimlarni egallaydi. Jamoada ishlash ko`nikmasi ortadi, nutqi ravonlashadi, o`z-o`zini nazorat qilishga o`rganadi.
Kelgusi rejalar	O`qituvchi.O`quvchilarni fizika faniga qiziqtirish yo`llari va pedagogik texnologiyalarni darsda tadbiq etish uchun o`z ustida ishlash, mavzuni kundalik turmush va fan-texnikada qo`llanilishi bilan tajribasini boyitish. O`quvchi.O`quvchilarga gazlarda elektr tokining o`tishi,jumladan,gaz razryadi, gazlarning ionlashishi,gazlarning elektr o`tkazuvchankigi haqida bilim va ko`nikmalarni shakllantirish, jarayonni tasavvur qilish, qo`shimcha adabiyotlar bilan mustaqil ishlashni o`rganish. o`z fikrini ravon bayon qila olish. Kompuyuterda ishlash ko`nikmasini hosil qilish.

Mashg`ulot bosqichlari.

Bosqichlar	Mazmuni	Metodlar	Vaqti
1-bosqich Tashkiliy qism	Salomlashuv. Mashg`ulotning borishi haqida tushuncha berish.	Og`zaki muloqot	3 daqіqa
2-bosqich	O`qituvchi ishtirokida o`tilgan mavzuni takrorlash va guruhlar bilan ishlash.	Tezkor savollar va guruhlar taqdimoti	12 daqiqa
3-bosqich Mavzu bayoni	Gazlarda elektr tokining o`tishi haqidagi bilim va ko`nikmalarni shakllantirish mavzusining asosiy mazmuni to`g`risidagi ma’ruza.	“Aqliy hujum”, slaydlar namoyishi.	15 daqіqa
4-bosqich Mustahkamlash	Mavzu bo`yicha o`quvchilar bilimlari, tushunchalarini guruhdagi faoliyatlari orqali aniqlash	“Sinkveyn”elementi,qisman-izlanish,o`z-o`zini baholash	10 daqiqa
5-bosqich Mashg`ulot yakuni va mustaqil ish	Darsda g`olib bo`lgan guruh va faol qatnashgan o`quvchilarni rag`batlantirish, mashg`ulotni yakunlash, mustaqil ish uchun topshiriq berish	O`quvchilarni rag`batlantirish	5 daqiqa

I.Tashkiliy qism.

Salomlashish,yo’qlama qilish,sinf o’quvchilarini darsga tayyorlash.

II.O’tilgan mavzuni so’rash.

a)yarim o’tkazgichlar deb nimaga aytiladi?

b)elektron o’tkazuvchanlik qanday zarralarning harakati bilan bog’langan?

s)elektron bilan kavak uchrashganda qanday hodisa ro’y beradi?

III.Yangi mavzu bayoni.

Yarimo‘tkazgichli asboblar (diod, tranzistor) va ularning texnikada qo‘llanilishi.

Biror yarimo‘tkazgich kristalining bir tomonida n-turdagi, ikkinchi tomonida p-turdagi yarimo‘tkazgichni hosil qilaylik (9.8-rasm).

Yarimo‘tkazgichning o‘rta qismida erkin elektronlar tezgina bo‘sh kovaklarni to‘ldiradi. Natijada yarimo‘tkazgichning o‘rta qismida zaryad tashuvchilar bo‘lmagan soha hosil bo‘ladi. Bu sohaning xususiyati dielektriknikiday bo‘ladi. Shunga ko‘ra bu soha bundan keyin elektronlarning p-sohaga, kovaklarning n-sohaga o‘tishiga to‘sqinlik qiladi. Shu sababli uni berkituvchi qatlam deyiladi. Mazkur yarimo‘tkazgichni tok manbayiga ulaylik.

Dastlab yarim o‘tkazgichning p-sohasini manbaning manfi y qutbiga

n-sohasini manbaning musbat qutbiga ulaylik (9.9-rasm). Bunda elektronlar manbaning musbat qutbiga, kovaklar manbaning manfi y qutbiga tortiladi. Natijada berkituvchi qatlam kengayadi. Yarimo‘tkazgich orqali deyarli tok o‘tmaydi. Bunday holat teskari p–n o‘tish deb ataladi. Endi yarimo‘tkazgichning p-sohasiga manbaning musbat qutbini, n-sohasiga manbaning manfi y qutbini ulaylik. Bunda elektronlar n-sohadan itarilib p-sohaga tortiladi.

9.10-rasm Kovaklar esa p-sohadan itarilib, n-sohaga tortiladi. Natijada berkituvchi qatlam torayadi va undan zaryad tashuvchilar o‘ta boshlaydi (9.9-rasm). Yarimo‘tkazgichdan tok o‘tadi. Bunday holatni to‘g‘ri p – n o‘tish deyiladi. To‘g‘ri p–n o‘tishda yarimo‘tkazgichning elektr qarshiligi, teskari p–n o‘tishga nisbatan bir necha marta kichik bo‘ladi. Yarimo‘tkazgichda p–n o‘tish tufayli tok faqat bir yo‘nalishda o‘tadi. Uning bu xususiyatidan yarimo‘tkazgichli asboblarda foydalaniladi. Yarimo‘tkazgichli diod.

Yarimo‘tkazgichlarda p–n o‘tishni hosil qilish uchun p va n o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan ikkita yarimo‘tkazgichni mexanik ravishda ulash yetarli bo‘lmaydi. Chunki bu holda ulardagi oraliq katta bo‘ladi. p va n o‘tishdagi qalinlik atomlararo masofaga teng bo‘ladigan darajada kichik bo‘lishi kerak. Shu sababli donor aralashmaga ega bo‘lgan germaniy monokristali yuzalaridan biriga indiy kavsharlanadi. Diffuziya hodisasi tufayli indiy atomlari germaniy monokristali ichiga kiradi. Natijada germaniy yuzasida p-turdagi o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan soha hosil bo‘ladi. Germaniy monokristalining indiy atomlari kirmagan sohasi avvalgidek n-turdagi o‘tkazuvchanlikka ega bo‘ladi. Oraliq sohada p–n o‘tish hosil bo‘ladi (9.11 a-rasm). Bitta p–n o‘tishga ega bo‘lgan yarimo‘tkazgichli asbobga yarimo‘tkazgichli diod deyiladi. Yarimo‘tkazgichli diodga yorug‘lik, havo va tashqi elektr, magnit maydonlarining ta’sirlarini kamaytirish uchun germaniy kristali germetik berk metall qobiqqa joylashtiriladi. 9.11-rasm. Yarimo‘tkazgichli diodning shartli belgisi 9.11 b-rasmda keltirilgan. Tranzistor haqida tushuncha

. Ikkita p–n o‘tishga ega bo‘lgan yarimo‘t kazgichli sistemaga tranzistor deyi ladi. Tranzistor yordamida elektr tebranish lari hosil qilinadi, boshqariladi va kuchaytiriladi. Tranzistorni tayyorlash uchun elektron o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan germaniy kristalining ikkita tomoniga indiy kavsharlanadi. Germaniy kristalining qalinligi juda kichik bo‘ladi (bir necha mikrometr). Mana shu qatlam tranzistor asosi, ya’ni bazasi deb ataladi

Uning kovakli o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan ikkita tomonidan сhiqarilgan uchlari emitter va kollektor deyiladi. Bunday turdagi tranzistorni p–n–p strukturali tranzistor deyiladi (9.12 a-rasm). Tranzistorning emitter sohasidagi kovaklar konsentratsiyasi, bazadagi elektronlar konsent rat siyasiga nisbatan bir necha marta katta qilib tayyorlanadi. Tranzistorning shartli belgisi 9.12 b-rasmda keltirilgan. Tranzistorning ishlashini qaraylik (9.13-rasm). 164 Emitter – baza oralig‘iga ulangan B1 batareya kuchlanishi to‘g‘ri p–n o‘tishni hosil qiladi. Kollektor – baza oralig‘idagi B2 batareya teskari p–n o‘tishni hosil qiladi. Unda kollektorda tok qanday hosil bo‘ladi? Baza – emitter oralig‘iga qo‘yilgan kuchlanish ta’sirida kovaklar bazaga kirib keladi. Bazaning qalinligi juda kichik bo‘lganligi hamda unda elektronlar konsentratsiyasi kam bo‘lganligidan kovaklarning juda kam qismi elektronlarga birikadi. Ko‘pchilik kovaklar esa kollektor sohasiga o‘tib qoladi. Kollektorga B2 ning manfi y qutbi ulanganligidan kovaklar unga tortilib, kollektor tokini tashkil etadi. Emitter – baza zanjiridagi tok kuchi, emitter – kollektor yo‘nalishidagi tok kuchidan ancha kichik bo‘ladi. Emitter – baza yo‘nalishidagi tok kuchi o‘zgarsa, emitter – kollektor yo‘nalishida o‘tayotgan tok kuchi ham o‘zgaradi. Shunga ko‘ra tranzistordan o‘zgaruvchan tok signallarini kuchaytirishda foydalaniladi. Tranzistorni tayyorlashda baza sifatida p-turdagi yarimo‘tkazgich olinishi ham mumkin. Bu holda emitter va kollektor sohasi n-turdagi yarimo‘tkazgichdan tayyorlanadi. Bunday tranzistorni n–p–n strukturali tranzistor deyiladi. Bunday turdagi tranzistorlarning ishlash prinsipi p–n–p turdagi tranzistordan farq qilmaydi. Bu tranzistorda faqat tok yo‘nalishi kollektordan emitterga tomon bo‘ladi. Integral mikrosxemalar* O‘tgan asrning 70-yillarida o‘n so‘mlik tangadek keladigan yarimo‘tkazgich material bo‘lagida minglab mikroskopik tranzistorlar joylashtirilgan mikrosxemalar kashf qilindi. Ularda tranzistorlar bilan birgalikda diodlar, kondensatorlar, rezistorlar va boshqa radioelektron elementlar ham joylashtirilganligidan integral mikrosxema deb ataldi. Bu kashfi yot kichik bir hajmda murakkab sxemalarni joylashtirish va stol kompyuterlarini yaratish imkoniyatini tug‘dirdi. Dastlabki davrda radioelementlar yarimo‘tkazgich yuzasida yasalgan bo‘lsa, keyinchalik ularni butun hajmda hosil qilina boshlandi. Ularni mikrochiplar deb atala boshlandi. Mikrochiplar asosida qo‘l telefonlari, ko‘tarib yuriladigan kompyuter (Noutbuk) va h.k. mitti radioelektron qurilmalar yasalmoqda. Hozirgi kunda tangadek keladigan mikrochipda yuz millionlab tranzistor va radioelementlar joylashtirilmoqda. Bu degan so‘z, radioelement o‘lchami ≈10–9 m atrofi da deganidir. 10–9 m bir nanometrga teng. Shunga ko‘ra bunday mikrosxemalarni loyihalash, yasash ishlari bilan shug‘ullanadigan soha nanotexnologiya deviladi. 165 Bu sohani o‘rganish va ularni takomillashtirishni, avvalo, eng sodda elektrotexnik qurilmalarni yasash va ishlashini o‘rganishdan boshlanadi. O‘zgaruvchan tokni o‘zgarmas tokka aylantirib beruvchi to‘g‘rilagich. Ma’lumki televizor, radiopriyomnik va shu kabi asboblarni kundalik turmushda o‘zgaruvchan 220 V tarmog‘iga ulab ishlatamiz. Lekin uni tashkil etgan diod, tranzistor kabi yarimo‘tkazgichli asboblar esa o‘zgarmas tok manbayiga ulanishi kerak. Demak, mazkur asboblarda o‘zgaruvchan tokni o‘zgarmas tokka aylantirib beruvchi alohida qismi bo‘lishi kerak. Kirish 220 V Chiqish 12 V Bu sxemada transformator birlamchi chulg‘amiga o‘zgaruvchan 220 V kuchlanish berilganda, ikkilamchi chulg‘amidan 12 V olinadi. Yarimo‘tkazgichli diod kuchlanishning musbat yarim davrida tokni o‘tkazadi. Manfi y yarim davrida esa o‘tkazmaydi. Shunga ko‘ra bu sxemadagi qurilma bitta yarim davrli to‘g‘rilagich deyiladi. To‘g‘rilagich kirishi va sxemadagi kuchlanish shakllari 9.14 b-rasmda keltirilgan. Rasmdan ko‘rinib turibdiki, sxemada kuchlanishning faqat yarmidan foydalaniladi. Bundan tashqari, uning kattaligi ham kuchli o‘zgaradi. Shu sababli ikki yarim davrli to‘g‘rilagich ishlatiladi.

IV.Yangi mavzuni mustahkamlash.

A) Aqliy hujum asosida.Yarim o’tkazgich va tranzistorlardan qayerlarda ishlatiladi?

B)Savollar asosida.

1. Yarimo‘tkazgichli diod nima sababdan tokni faqat bir lomonga o‘tkazadi?

2. p–n o‘tish nima?

3. Yarimo‘tkazgich qarshiligi p–n o‘tishga qanday bog‘liq?

4. Tranzistorda to‘g‘ri va teskari p–n o‘tishlar uning qaysi sohalarida bo‘ladi?

5. p–n–p va n p–n turdagi tranzistorlar nimasi bilan farqlanadi?

6. Yarimo‘tkazgichlarda musbat ion bilan kovak orasida farq bormi?

7. Nima sababdan tashqi sharoitlar o‘zgarmagani holda elektronkovak jufti to‘xtovsiz hosil bo‘lib tursada, yarimo‘tkazgichda erkin zaryad

tashuvchilar soni o‘zgarmaydi?

8. Germaniyga fosfor, rux, kaliy kiritilsa, qanday turdagi o‘tkazuvchanlik hosil bo‘ladi?

9. Nima sababdan bir xil kuchlanishda to‘g‘ri p–no‘tishdagi tok, teskari

o‘tishdagi tokka nisbatan ancha katta bo‘ladi?

C)Nostandart test asosida.

1.Vakuumda elektr tokining tabiati nimadan iborat?

a)elektronlar oqimining bir tamonlama harakatidan iborat.

b)musbat ionlarning bir tamonlama harakatidan iborat.

c)manfiy ionlar oqimining bir tomonlama harakatidan iborat.

d)elektronlar, musbat va manfiy ionlarning bir tamonlama harakatidan iborat.

Javob:A C

2.To’g’ri p-n o’tishda yarim o’tgazgichlarda berkituvchi qatlam _____________ .

Gapni davom ettiring.

a) kengayadi b)torayadi. c)o’zgarmasdan qoiadi. d)kuchlanish kattaligiga qarab chiziqli o’zgaradi.

Javob:B.D

3. Shartli belgini toping.

a)yarim o’tkazgichli diod b) transistor c) qarshilik d)batareya

4.Tranzistor yarim o’tkazgichli asbobmi?

a) ha B)yo’q

5.Jumlani davom ettiring.Erkin elektronlarning hosil bo’lishi________________________ .

a)electron o’tkazuvchanlik.

b)o’ta o’tkazuvchanlik.

c)donorli aralashma.

d)akseptorli aralashma.

Javob: A

6.Juftini top.

1	2 ta p-n o’tishga ega bo’lgan yarimo’tkazgichli Sistema	A	Yarimo’tkazgichli diod
2	1ta p-n o’tishga ega bo’lgan yarimo’tkazgichli diod	B	Transistor
3	yarimo’tkazgich orqali tok o’tmaslik	C	Strukturali transistor
4	p-n-p turdagi yarimo’tkazgich	D	Teskari p-n o’tish

1	2	3	4

1	2	3	4
B	C	D	A

7.Mikrosxemalarni loixalash,yasash ishlari bilan shug’ullanuvchi soha ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

_________________________ deyiladi.Javoblarning mosini qo’ying.

a)nanotexnologiya b) optika cg)yadro fizikasi d)barcha javoblar tog’ri.

Javob: nanotexnologiya

8.Harflar o’rnini almashtiring. Iyolginanoxotnya

Javobi:nanotexnologiya

9.To’g’ti javobni belgilang.

a)kovalent bo’lanishda 1 ta elektron qatnashadi.

b) kovalent bog’lanishda 2 ta elektron qatnashadi

c) kovalent bog’lanishda 3 ta elektron qatnashadi

d)kovalent bog’lanishda 4 ta elektron qatnashadi

Javobi:A

10.Birinchi mikrosxemalar 70-yillarda kashf qilingan.

a) ha b) yo’q

V.O’quvchilarni baholash.Uyga vazifa berish.

B) mavzuga doir masalani yechish.

1. Termistor (qarshiligi temperaturaga qarab o‘zgaradigan yarim o‘kazgichli asbob) uchiga ketma-ket holda 1 kΩli qarshilik ulanib, unga 20 V kuchlanish berildi. Xona temperaturasida zanjirdagi tok kuchi 5 mA edi. Termistorni issiq suvga tushirilganda undan o‘tuvchi tok kuchi 10 mA bo‘lib qoldi. Termistor qarshiligi necha marta kamaygan?

b)44-mavzuni mustaqil o’qib o’rganish.

Foydalanilgan adabiyotlat.

1.FIZIKA-10 darslik.N.SH.Turdiev Toshkent”NISO POLIGRAF”-2017

2.A.P.Rimkevich ‘’Fizikadan masalalar to’plami’’.

3.Fizika o’qitish metodikasi.

4.’’Mahoratli pedagog’’ jurnal 2018 yil fevral Foydalanilgan adabiyotlar. 2-son