xemotron asboblari yaratilgan: ion to’g’rilagich, o’ta past chastotali kuchaytirgich, elektro-ximiyaviy o’zgartirgich. Kelajakda suyuqlik asosida boshqariluvchi sistema bioinformasion o’zgartirgich yaratiladi.
Elektronikaning erishilgan yutuqlari uning cheksiz imkonidan foydalanishning boshlang’ich qadami xolos. Kelajakda tashqi ta’sir sharoitini o’zgarishga adektiv reaktsiya beruvchi, sunoiy intelektga ega bo’lgan va sensor sistema asosida jixozlangan robotlar bilan taominlash masalasi qo’yilgan.
Inson faoliyatining xar-xil soxasida elektronikaning qo’llanishi uzluksiz kengaymoqda, chuqurlashmoqda va differentsiallashib bormoqda.
Xozirgi zamon elektronikasi fan va texnikada oldingi o’rinni egallab, ilmiy-texnikaning rivojlantirishda katta axamiyatga ega.
1-bob. MAYDONDA ELEKTRONLAR XARAKATI
1 bob elektronlarning bir jinsli, bir jinsli bo’lmagan elektr maydondagi xarakati va bir jinsli bo’lmagan magnit maydonnidagi xarakatlari ko’rib o’tilgan.
1.1. ELEKTRONLARNING BIR JINSLI ELEKTR MAYDONDAGI XARAKATI
Elektron asboblarda elektronlarni elektr maydoni ta’sirida xarakatlanishi asosiy jarayonlardan xisoblanadi. Elektronlarni vakuumda xarakatlanishi oddiy hamda yarim o’tkazgich yoki gaz razryadli asboblarida xarakatlanishi esa murakkab jarayon bo’ladi.
Bir jinsli elektr maydonida elektron xarakatini boshqa elektronlar bilan ta’siri yo’q deb karash kerak. Xaqiqatda esa elektronlar orasida o’zaro itarishish kuchi ham mavjud. Elektr maydoni ko’p xollarda bir jinsli bo’lmasdan murakkab xarakterga ega va u elektronikaning asoslaridan birini tashkil etadi.
Ma’lumki, elektron zaryadi e=1,6*10—19 KLga teng bo’lib, massasi m=9,1*10—31 kg. Nazariy xisoblashlardan elektron tezligi s=299 792 458 m/s bo’lganda, massasi cheksiz ortadi.
Oddiy elektrovakuum asboblarida elektronning tezligi 0,1 m/s ni tashkil etadi, massasini esa doimiy deb xisoblash mumkin.
Elektronning tezlanuvchi elektr maydonidagi xarakat
Ikki elektrod anod va katod orasidagi elektr maydon kuch chiziqlarini (kuchlanganlik chiziqlari) 1.1-rasmda ko’rsatilganidek tasvirlaylik.
Agar elektrodlar orasidagi potentsiallar ayirmasi U, ular orasidagi masofani d desak, maydon kuchlanganligini, deb yozish mumkin:
Bir jinsli maydon uchun E o’zgarmas kattalik. Katoddan chiqqan elektron kinetik energiya W0 va boshlang’ich tezlik v0 bo’lgan tezlanuvchan elektr maydoniga kirsin.
1.1-rasm. Elektronning tezlatuvchi elektr maydonidagi xarakati
Maydon kuchlanganligi musbat birlik zaryadga ta’sir etuvchi kuchga teng bo’ladi. Shuning uchun bitta elektronga ta’sir etuvchi kuch bo’ladi:
F kuch E vektor kattaligiga qarama-qarshi yo’nalgani uchun minus ishorasi qo’yilgan.
F kuch ta’sirida elektron tezlanish oladi va uning ifodasi kuyidagicha bo’ladi:
Elektrod tomon xarakatlanayotgan elektron xarakat oxirida eng katta v tezlik va W kinetik energiyaga erishadi. Shunday qilib, tezlatuvchi maydonda elektronning kinetik energiyasi ortadi. Bu energiya ortishini W—W0 sifatida ko’rsatish mumkin. Energiyaning saqlanish qonuniga asosan quyidagini yozish mumkin.
Agar elektronni boshlang’ich tezligi nolga teng bo’lsa, bo’ladi:
Elekronning boshlang’ich tezligi v0 <<v bo’lganda, quyidagi tenglama bo’yicha aniqlanadi:
Agar U=1 Volt desak elektron energiyasi bir birlik energiyaga teng bulib, u elektron – Volt (ev) deb ataladi. Yuqoridagi ifoda (1.4) dan
e va m larni o’rniga qo’yib
dan elektoronning tezligini topish mumkin.
Shunday qilib tezlatuvchi maydonda elektronning xarakati potentsiallar farqiga bog’lik ekan. Elektronning boshlangich energiyasini eletkron – voltda quyidagicha
yozish mumkin. Potentsaillar ayirmasi U=1 voltda, tezligi v=6*105 m/s va U=100 Volt bo’lganda esa v=6*106 m/s bo’ladi.
Elektronning elektrodlar orasida masofa d=3*10—3 m va kuchlanishi 100 Volt bo’lganda uchish vaqti 10—8 s ni tashkil qiladi.
Elektr maydoni bir jinsli bo’lmagani uchun elektronning xarakati murakkab bo’lib amalda bu vaqt t=10—8 – 10—10 C ga teng.
Elektorni sekinlashtiruvchi maydondagi xarakati
Aytaylik elektoronning v0 boshlangich tezligi F kuchga teskari yo’nalishda bo’lsin (1.2-rasm). F kuch elektoronni v0 tezligiga teskari yo’nalishda bo’lgani uchun uning xarakati tekis sekinlanuvchan bo’ladi. Bunday maydonga sekinlashtiruvchi maydon deyiladi. Ishni elektron bajargani uchun sekinlashtiruvchi maydonda elektronning energiyasi kamayadi. Shunday kilib, sekinlashtiruvchi maydonda elektron o’z energiyasini maydonga beradi.
Boshlangich energiyasi eU0 bo’lgan elektron potentsial ayirmasi U0 bo’lgan sekinlashtiruvchi maydonda xarakatlanganda energiyasi eU0 ga kamayadi. Agar eU0> eU bo’lsa, elektron elektrodlar orasida xarakatlanib kichik potentsial bilan elektrodga uriladi. Agar eU0 <eU bo’lsa elektron to’liq energiyasini yo’qotadi. Uning tezligi 0 bo’lib, teskari tomonga tezlanuvchan xarakat qiladi.
1.2-rasm. Elektronning sekinlashtiruvchi maydondagi xarakati.
Elektronning bir jinsli ko’ndalang maydondagi xarakati
Agar elektron v0 boshlang’ich tezlik bilan maydon kuch chiziqlariga nisbatan to’g’ri burchak ostida xarakatlansa, maydon elektronga F kuch bilan yuqori potentsial yo’nalish bo’yicha taxsir etadi. (1.3-rasm)
1.3-rasm elektronni bir jinsli ko’ndalang elektr maydondagi xarakati.
F kuch bo’lmaganda elektron to’g’ri chiziqli tekis v0 tezlik bilan xarakat qilar edi. F kuch ta’sirida elektron v0 tezlikka perpendikulyar bo’lgan yo’nalishda xarakat qilsin. Bunda elektronning traektoriyasi parabola ko’rinishida bo’lib, musbat potentsial tomon og’adi. Elektron maydondan chiqqandan so’ng xam inersiya bo’yicha to’g’ri chiziq bo’ylab tekis xarakat qiladi.
Shunday qilib, elektron va maydon orasida o’zaro energetik munosabat mavjud.
1.2. ELEKTRONLARNI BIR JINSLI BO’LMAGAN ELEKTR MAYDONIDAGI XARAKATI
Bir jinsli bo’lmagan maydonda elektronlar xarakati murakkab qonuniyatlar bilan bog’langan xolda o’zgaradi.
Tsilindirsimon elektrodlar orasidagi radial yo’nalishlarda bir jinsli bo’lmagan elektr maydonni olaylik (1.4-rasm).
Agar elektron ichki elektroddan kuch chiziqlari bo’ylab xarakatlansa, u radius bo’yicha to’g’ri chiziqli tekis tezlanuvchan xarakat qiladi. Xarakatlanuvchi elektron massa va inersiyaga ega bo’lganligi sababli maydon ostida F kuch taxsir etadi va uning traektoriyasi egiladi.