1-maruza Tenzodatchiklar. Yarim o’tkazgichlarning elektrofizik parametrlariga deformasiyani ta’siri. Tenzorezistorlar p-n o’tish

2-ma’ruza. Akustoelektron asboblar.

Akustoelektronika asboblari. Akustoelektron asboblarning ishlashi elektr signalni ultratovush to‘lqinlarga, uni tovush o‘tkazuvchi orqali tarqalishiga va keyinchalik chiqish elektr signalga o‘zgartirilishiga asoslanadi. Shunday qilib, bunday asboblarda kirish bilan chiqish orasida axborot tashuvchi bo‘lib ultratovush (akustik) signal deb ataluvchi dinamik bir jinslimaslik xizmat qiladi. U 10 Gs chastotali tebranishlardan iborat bo‘lib, qattiq jismda 1,5 - 5,5 km/s tovush tezligida tarqaladi. Akustik to‘lqin tezligi elektromagnit tebranishlar tarqalish tezligiga nisbatan 5 tartibga kichikligi ko‘rinib turibdi. Shuning uchun ushbu xususiyatdan birinchi navbatda kichik o‘lchamli kechiktirish liniyalarini ishlab chiqishda foydalanildi. Akustoelektron asboblar mikroelektronikada qo‘llaniladigan usullar bilan hosil qilinishi va IMSlarga o‘xshashligi bilan e’tiborga loyiq. Ultratovush to‘lqinlar pezoaktiv materiallarda (pezoelektriklarda) hosil qilinishi mumkin. Shuning uchun ushbu sinf asboblar uchun ishchi muhit sifatida pezoeffekt juda yaqqol naomyon bo‘ladigan dielektrik va yarimo‘tkazgich kristallar xizmat qiladi. To‘g‘ri pezoeffekt deb mexanik kuchlanish natijasida pezoelektrikning qutblanish hodisasiga aytiladi (1, a - rasm). Qutblanish natijasida pezoelektrikning qarama - qarshi tomonlarida pezo - EYuK deb ataluvchi potensiallar farqi hosil bo‘ladi. Teskari pezoeffekt deb berilgan tashqi kuchlanish ta’sirida jismning geometrik o‘lchamlari o‘zgarishiga aytiladi (1, b - rasm). Rasmda jismning deformatsiyadan keyingi o‘lchamlari punktir chiziq bilan ko‘rsatilgan.

b)

a)

1 - rasm. To‘g‘ri (a) va teskari (b) pezoeffekt.

Kuchlanish berilgan joyda elektr maydon kuchlanganligi yo‘nalishiga bog‘liq xolda pezoelektrik siqiladi yoki kengayadi. Natijada, tovush o‘tkazuvchi deb ataladigan, kristal plastinada ko‘ndalang yoki bo‘ylama akustik ultratovush chastotasi berilgan kuchlanish chastotasiga teng bo‘ladi. Pezoelektrik ma’lum xususiy mexanik tebranishlar chastotasiga ega bo‘lgani sababli, tashqi EYuK chastotasi bilan plastina xususiy tebranishlar chastotasi bir - biriga teng bo‘lganda (rezonans hodisasi) plastinaning tebranishlari amplitudasi eng katta qiymatga ega bo‘ladi. Akustoelektronika asboblarida chastotasi 1 -10 GGS bo‘lgan, kvars, litiy niobiti va tantalati hamda CdS, ZnS, ZnO, GaAs, InSb va boshqa yupqa yarimo‘tkazgich qatlamlarda generatsiyalanadigan ultratovush to‘lqinlar ishlatiladi. Ushbu diapazondagi hajmiy va sirt akustik to‘lqinlar (SAT) ishlatiladi. SATlarda ishlaydigan akustoelektron asboblar keng tarqalgan. Ularga kechiktirish liniyalari, polosali filtrlar, rezonatorlar, turli datchiklar va shunga o‘xshashlar kiradi. Bu asboblarda elektr signallarni akustik signalga va aksincha o‘zgartirish maxsus o‘zgartirgichlar yordamida amalga oshadi. SATlar o‘zgartgichlarining yetti turi mavjud bo‘lib, amalda ikki metal elektrodlari sinfaz va qoziqsimon joylashgan turlari keng tarqalgan. SATli filtrlar ko‘p kanalli elektr aloqa va kosmik aloqa tizimlari filtrlari sifatida keng ishlatiladi. Ular televizion qabulqilgichlarning tasvir orqali chastota kuchaytirgich bloklarida LC - filtrlarni almashtirmoqda. Hozirgi vaqtda tasvirni tashish chastotasi 38 va 38,9 MGs ni tashkil etuvchi SATli televizion filtrlar seriyali ravishda ishlab chiqarilmoqda. Zamonaviy SATli filtrlar A /=0,05-50 % o‘tkazish polosasiga ega, o‘tkazish polosasidagi so‘nish 2 ^ 6 dB, selektivligi 100 dB gacha. Bunday filtrlar 900 MGs gacha chastotalarda ishlaydi. Magnitoelektronika asboblari. Magnitoelektron asboblarda ferromagnit materiallar ishlatiladi. Ular domen tuzilishga ega, ya’ni butun hajmi ko‘p sonli lokal sohalar - domenlardan tashkil topadi. Domenlar to‘yinguncha spontan magnitlangan. Ular polosali, labirintsimon va silindrik shaklga ega bo‘lishi mumkin. Domenning chiziqli o‘lchamlari millimetrning minglarcha ulushidan o‘nlarcha ulushiga teng. Domenlar o‘zaro chegaradosh devorlar (Blox devorlari) bilan ajralib turadi. Bu devorlarda bitta domen magnitlanganlik vektoriga nisbatan asta o‘zgarishlari sodir bo‘ladi. Magnitoelektronika asboblarida axborot signalini tashuvchi sifatida quyidagi dinamik birjinslimasliklarning biridan foydalaniladi: 1) silindrik shakldagi domenlar; 2) chiziqli domenlarda vertikal Blox chiziqlar (VBCh). Qo‘shni VBChlar orasidagi masofa yetarli kichik, o‘lchami 0,5 mkm bo‘lgan chiziqli domen devorida 100 bitgacha axborot saqlash mumkin; 3) ferromagnit materialni chastotasi kvant o‘tishlar chastotasiga teng yorug‘lik bilan yoritilganda hosil bo‘luvchi rezonanslar va to‘lqinlar; 4) spin to‘lqinlari va boshqalarning kvant tebranishlarini aks ettiruvchi kvazizarrachalar - magnonlar.
Akustik to‘lqinlarning eng asosiy mohiyati shundaki, u ham yorug‘lik kabi axborot manbai hisoblanadi.
Tabiat tovushlari, ba’zi atrofimizdagi odamlarning gaplari, ishlab turgan mashinalarning shovqinlari bizga kerakli bo‘lgan ko‘p ma’lumotlarni beradi.
Tovush-tibbiyot sohasida odam ichki organlari holati to‘risida, sanoatda buyumlar, mahsulotlar ichki strukturalari to‘risida ma’lumot beruvchi manba bo‘lishi mumkin.
Shu sababli har-hil kasalliklarni diagnostika qilishida, davolashda, hamda buyum, mahsulotlarni sifatini nazorat qilishda tovushning bu xususiyatidan keng foydalaniladi.
Akustika - fizikaning tovush va uning modda bilan o‘zaro taosirini o‘rganuvchi bo‘limi bo‘lib, uning asosida akustoelektron qurilmalari yaratilgandir.
Akustik nazorat qilish vositalari elektron blok, akustik blok yoki o‘zgartirgich va qayd qiluvchi qurilmalardan tashqil topgan nazorat-o‘lchov apparatlaridan iboratdir.
Hozirgi vaqtda akustik nazorat qilish usullaridan sanoatda materiallarni texnologik va fizik-mexanik xarakteristikalarini nazorat qilishda, defektoskopiyada, qalinliklarini o‘lchashda, struktoskopiyada keng foydalanilmoqda.
Kasalliklarni tasnif qilish va davolashni akustoelektron qurilmalarisiz tasavvur qilish mumkin emas .
Har bir akustoelektron asbobining funksional sxemasi va konstruksiyasi-belgilanishi, o‘zgartirgich turi, ish rejimi va boshqa faktorlari bilan aniqlanadi.
Akustik nazorat apparatlari quyidagi alomatlari bilan klassifikatsiyalanadi:

1. 
   ish rejimi bo‘yicha: impulsli, doimiy bo‘ladi;
   
2. 
   belgilanishi bo‘yicha: ma’sus defektoskoplar, qalinlik o‘lchagichlar, strukturoskoplar, kompleksli o‘lchagichlardan iboratdir;
   
3. 
   o‘lchanayotgan parametrlar turiga qarab: fazometrlar, mikrosekundomerlar, chastota o‘lchagichlar, yutilishni o‘lchagichlar, akustik-emissiya o‘lchagichlarga bo‘linadi;
   
4. 
   to‘lqinlarni kiritish va qabul qilish turiga qarab: kontaktsiz, kontaktli, immersion bo‘lishi mumkin;
   
5. 
   chastota diapazoni bo‘yicha: tovushli (20Gs...20kGs), past ultratovush chastotali (20...200kGs), o‘rta ulotratovush chastotali (0.2...10MGs), yuqori ultratovush chastotali (10⁷...10⁹Gs), o‘ta yuqori ultratovush chastotali (10³ Gs dan yuqori) bo‘ladi;
   
6. 
   indikator qurilmasining turiga qarab, raqamli ossilografli, mexanik, televizion indikatorli, yorug‘lik yoki tovush signalizatorli bo‘lishi mumkin;
   
7. 
   o‘zgartirgich turiga qarab: pezoelektrik, elektromagnit-akustik, elektromexanik, mexanik bo‘lishi mumkin;
   
8. 
   avtomatizatsiyalashish va mexanizatsiyalashish darjasiga qarab: qo‘l bilan, mexanizatsiyalashgan, avtomatlashtirilgan, EXM qo‘llanilgan, hisoblash texnikasi va televizion qurilmasi birlashtirilgan bo‘lishi mumkin.