I bob. Elektronika va sxemalar1 faniga kirish fanning maqsad va vazifalari reja

I BOB. ELEKTRONIKA VA SXEMALAR1 FANIGA KIRISH FANNING MAQSAD VA VAZIFALARI


Reja
1. Elektronikaning rivojlanish bosqichlari.
2. Elektronika va sxemalar fanining rivojida yetuk olimlarning qo‘shgan hissalari.
3. Elektr zanjirlar nazariyasi, ularning xarakteristikalari.
1.1- §. Elektronikaning rivojlanish bosqichlari
Elektronika — fan va texnika sohasi bo'lib, axborot uzatish, qabul qilish, qayta ishlash va saqlash uchun ishlatiladigan elektron qurilmalar, asboblar hamda sxemalar ustida ishlash va yaratish usullarini o‘rganish bilan bir qatorda ishlab chiqish bilan ham shug'ullanadi. Elektronika elektromagnit maydon nazariyasi, kvant mexanikasi, qattiq jism tuzilishi nazariyasi va elektr o'tkazuvchanlik hodisalari kabi fizik bilimlarga asoslanadi.
Elektronika rivojlanishi elektron asboblar texnologiyasining takomillashuvi bilan chambarchas bog'liq bo‘lib, hozirgi kungacha to‘rt bosqichni bosib o‘tdi:
Birinchi bosqich asboblari: rezistorlar, induktiv g'altaklar, magnitlar, kondensatorlar, elektromexanik asboblar (qayta ulagichlar, rele va shunga o‘xshash) passiv elementlardan iborat edi.
Ikkinchi bosqich Li de Forest tomonidan 1906-yilda triod lampasining ixtiro qilinishidan boshlandi. Triod elektr signallarni o'zgartiruvchi va eng muhimi, quvvat kuchaytiruvchi birinchi aktiv elektron asbob bo’ldi. Elektron lampalar yordamida kuchsiz signallarni kuchaytirish imkoniyati hisobiga radio, telefon so‘zlashuvlarni, keyinchalik esa, tasvirlarni ham uzoq masofalarga uzatish imkoniyati (televideniye) paydo bo‘ldi. Bu davrning elektron asboblari passiv elementlar bilan birga aktiv elementlar — elektron lampalardan iborat edi.
Uchinchi bosqich Dj. Bardin, V. Bratteyn va V. Shoklilar tomonidan 1948-yilda elektronikaning asosiy aktiv elementi bo'lgan bipolyar tranzistorning ixtiro etilishi bilan boshlandi. Bu ixtiroga Nobel mukofoti berildi. Tranzistor elektron lampaning barcha vazifalarini bajarishi bilan birga uning: past ishonchlilik, ko‘p energiya sarflash, katta o‘lchamlari kabi asosiy kamchiliklaridan xoli edi.
To’rtinchi bosqich integral mikrosxemalar (IMS) asosida elektron qurilma hamda tizimlar yaratish bilan boshlandi va mikroelektronika davri deb ataldi. Mikroelektronika — fizik, konstruktiv-texnologik va sxemotexnik usullardan foydalanib yangi turdagi elektron asboblar - IMSlar va ularning qo'llanish prinsiplarini ishlab chiqish yo‘lida izlanishlar olib borayotgan elektronikaning bir yo‘nalishidir. Hozirgi kunda telekommunikatsiya va axborotlashtirish tizimining rivojlanish darajasi tom ma’noda mikroelektronika va nanoelektronika mahsulotlarining ularda qo'llanilish darajasiga bog‘liq.

Alomat, Parametr	Avlodlar
	I (1946-1955 y.y.)	II (1955-1965 y.y.)	III (1965-1970 y.y.)	IV (1970-1980 y.y.)	V (1980 yildan)
Asosiy Komponentlar	Elektro- Mexanik rele, Elektron lampalar	Yarimo‘tkaz gich asboblar (diodlar, tranzistor lar)	Integral sxemalar - (IS)	Katta integral sxemalar (BIS)	O‘ta katta integral sxemalar (SBIS)
Asosiy komponentlarning tezkorligi (kechiktirishi)	1 ms	1 mks	10 ns	1 ns	< 1 ns
Komponentlarning joylashish zichligi [1/sm^3]	0,1	2-3	10-20	1000	>10000

Sxemalar buyumning tarkibiy qismlari va ular orasidagi bog‘lanishlar shartli tasvirlar yoki belgilar ko‘rinishida beriladigan konstruktorlik hujjatlari deb ataladi ( O‘zDSt 2.721-98).

Sxemalarda buyumlarga kirmaydigan elementlar buyum uchun xizmat qiladigan bo‘lsa, ular ingichka shtrix-punktir chiziq bilan tasvirlanadi. Lekin uning joyi va bajaradigan ishi tushuntirish matni orqali ifodalanadi. Standart tom onidan quyidagi atama va ta’riflar yetakchi tasnifli guruhlarda belgilangan.
1. Sxema elementi — sxemaning tarkibiy qismiga kiruvchi va m a’lum bir vazifani bajaruvchi, ammo mustaqil ish bajaruvchi, masalan, nasos, transformator, kompressor, mufta kabilar.
2. Moslama — yagona konstruksiyaga ega bo‘lgan elementlar yig‘indisi, apparat, mexanizm biror buyumda aniq bir vazifaga ega bo‘lmasligi mumkin.
3. Funksional guruh — yagona konstruksiyaga kirmasa-da, buyumda m a’lum bir vazifani bajaradigan elementlar yig‘indisi.
4. Funksional qism — ma’lum vazifani bajaruvchi funksional guruh va moslama elementi.
5. Funksional zanjir — m a’lum yo‘nalishda ish bajaradigan chiziq, kanal, trakt.
6. O‘zaro bog‘lanish chizig‘i — buyumdagi funksional qismlar orasidagi bog‘lanishni ko‘rsatuvchi chiziq bo‘lagi.
7. O‘rnatish — energetik inshhootlarda sxemasi chiziladigan obyektning shartli nomi.
Birinchi IMSlar 1958-yilda yaratildi. IMSlaming hajmi ixcham, og‘irligi kam, energiya sarfi kichik, ishonchliligi yuqori bo'lib, hozirgi kunda uch konstruktiv-texnologik variantlarda yaratilmoqda: qalin va yupqa pardali, yarimo'tkazgichli va gibrid.
1965-yildan buyon mikroelektronikaning rivoji G. Murqonuniga muvofiq bormoqda, ya’ni har ikki yilda zamonaviy IMSlardagi elementlar soni ikki marta ortmoqda. Hozirgi kunda elementlar soni 104-10° ta bo'lgan o'ta yuqori (O'YU IS) va giga yuqori (GYU IS) IMSlar ishlab chiqarilmoqda. Mikroelektronikaning qariyb yarim asrlik rivojlanish davri mobaynida IMSlarning keng nomenklaturasi ishlab chiqildi. Telekommunikatsiya va axborot-kommunikatsiya tizimlarini loyihalovchi va ekspluatatsiya qiluvchi mutaxassislar uchun zamonaviy mikroelektron element bazaning imkoniyatlari haqidagi bilimlarga ega bo'lish muhim. Integral mikroelektronika rivojining fizik chegaralari mavjudligi sababli, hozirgi kunda an’anaviy mikroelektronika bilan birqatorda elektronikaning yangi yo'nalishi — nanoelektronika jadal rivojlanmoqda.
Nanoelektronika o'lchamlari 0,1 dan 100 nm gacha bo'lgan yarimo'tkazgich tuzilmalar elektronikasi bo'lib, mikroelektronikaning mikrominiatyurlash yo'lidagi mantiqiy davomi hisoblanadi. U qattiq jism fizikasi, kvant elektronikasi, fizikaviy-kimyo va yarimo'tkazgichlar elektronikasining so'nggi yutuqlari negizidagi qattiq jismli texnologiyaning bir qismini tashkil etadi. So'nggi yillarda nanoelektronikada muhim amaliy natijalarga erishildi, ya’ni zamonaviy telekommunikatsiya va axborot tizimlarning negiz elementlarini tashkil etuvchi: geterotuzilmalar asosida yuqori samaradorlikka ega lazerlar va nurlanuvchi diodlar yaratildi; fotoqabulqilgichlar, o'ta yuqori chastotali tranzistorlar, birelektronli tranzistorlar, turli xil sensorlar hamda boshqalar yaratildi. Nanoelektron O'YIS va GYIS mikroprotsessorlarni ishlab chiqarish yo'lga qo'yildi. Shvetsiya Qirolligi fanlar akademiyasi ilmiy ishlarida tezkor tranzistorlar, lazerlar, integral mikrosxemalar (chiplar) va boshqalarni ishlab chiqish bilan zamonaviy axborot kommunikatsiya texnologiyalariga asos solgan olimlar: J.I. Alferov, G. Kremer, Dj.S. Kilbini Nobel mukofoti bilan taqdirladi. Integral mikroelektronika va nanoelektronika bilan bir vaqtda funksional elektronika rivojlanmoqda. Elektronikaning bu yo'nalishi an’anaviy elementlar (tranzistorlar, diodlar, rezistorlar va kondensatorlar)dan voz kechish va qattiq jismdagi turli fizik hodisa (optik, magnit, akustik va h.k.)lardan foydalanish bilan bog'liq. Funksional elektronika asboblariga akustoelektron, magnitoelektron, kriogen asboblar va boshqalar kiradi.
Elektronika va sxemalar1 —zamonaviy fan va texnikaning elektronlar va boshqa zaryadlangan zarralarning elektromagnit maydon hamda turli jismlar bilan oʻzaro taʼsiri qonuniyatlarini oʻrganish, bu oʻzaro taʼsirdan foydalanib energiyani oʻzgartiradigan elektron asbob va qurilmalarni yaratish hamda ularda qo’llanilgan sxemalarni usullarini ishlab chiqish bilan shugʻullanadigan sohasi. Matematika, fizika, nazariy elektronika, zanjirlar nazariyasi kabi fanlar Elektronika va sxemalarning asosini tashkil qiladi. Elektronika va sxemalarda axborotni diskret va uzluksiz elektromagnit signallar koʻrinishida olish va ularni oʻzgartirish, almashtirish masalasi ham oʻrganiladi.
Elektronlarning juda kichik inersion xossaga ega ekanligi ularning elektron asboblar ish hajmidagi makromaydonlar bilan ham, atom, molekula yoki kristall panjara ichidagi mikromaydonlar bilan ham oʻzaro taʼsiridan chastotasi 1012Gs gacha boʻlgan elektromagnit terbanishlarni, shuningdek, chastotasi 1012— 1020Gs boʻlgan infraqizil, optik, ultrabinafsha va rentgen nurlanishlarni samarali generatsiyalash, oʻzgartirish va qabul qilish imkonini beradi. Elektron jarayonlar va hodisalarni, shuningdek, elektron asbob va qurilmalar yaratish usullarini tadqiq qilish natijalari elektron texnikaning turlituman asbobuskunalarini, hisoblash texnikasi, informatika, aloqa, radiolokatsiya, televideniya, telemexanika va boshqalar sohalardagi murakkab masalalarni hal qilishga moʻljallangan turli tizimlar va komplekslarni yaratishda oʻz aksini topgan.