40. Газоразрядные индикаторные панели (гип) постоянного и переменного тока.

Газоразрядные индикаторные панели могут быть постоянного и переменного тока (плазменные панели).

Конструктивно газоразрядные индикаторные панели постоянного тока выглядят следующим образом.

Газоразрядные индикаторные панели постоянного тока представляет собой диэлектрическую пластину (3), с отверстиями ячейками, с двух сторон от этой пластинки расположены системы параллельных металлических электродов 2 и 4, перекрещивающихся под прямым углом. Панель имеет защитные стекла 1 и 5. Корпус герметизирован, ячейки расположены в местах перекрещивания электродов. Ячейки заполнены инертным газом (например, неоном, смесь неона с азотом, смесь неона с аргоном) и образуют миниатюрные газоразрядные приборы, у которых одна система электродов, выполняет функцию катодов, а другая функцию анодов. Если на одну из пластин подать напряжение величина которого превышает пробивное напряжение, то в ячейке расположенной вместе их перекрещивания, возникает тлеющий разряд и ячейка светится. Напряжение горения ячейки меньше напряжения зажигания её. Если напряжение поочередно прикладывать к столбцам и одной горизонтальной шине, то ячейки этой строки будет поочередно зажигаться и светящиеся точка будет перемещается с одного края строки к другому краю. Таким образом подключая периодически с определенной частотой требуемые ячейки можно получить светящиеся изображения нужного знака. Газоразрядные индикаторные панели постоянного тока не обладают памятью, в следствии чего для получения изображения необходимо периодически подавать управляющие импульсы последовательно на все строки панели. Кроме этого недостатка газоразрядные индикаторные панели постоянного тока имеют ограниченную информационную емкость. Для устранения этого недостатков используют газоразрядные индикаторные панели переменного тока. В настоящее время они получили наибольшее применение из газоразрядных индикаторных панелей. Газоразрядные индикаторные панели переменного тока так же имеют матричную структуру, образованную взаимно-перпендикулярными электродами. Эти приборы отличаются от газоразрядных индикаторных панелей постоянного тока, что их электроды покрыты тонким слоем диэлектрика, на котором при прохождении переменного тока через газовый промежуток образуется электрические заряды гасящие разряд и облегчающие зажигание ячейки. При изменении полярности питающего напряжения электрическое поле остаточных зарядов на стенки ячейки обуславливает ее память.

Практическое использование переменных источников токов. Газоразрядные индикаторные панели переменного тока используют для экранов телевизоров, дисплеев, экранов коллективного пользования.

44. Индикаторные приборы на светоизлучающих диодах.

Эти индикаторные приборы относятся к полупроводниковым индикаторным приборам. Работа их основана на явлении инжекционной люминесценции в полупроводниках. Инжекционная люминесценция возникает при прохождении тока через прямосмещенный p-n переход (такой эффект называется эффект Лосева в 1923). Другими словами световое излучение возникает при инжекции не основных носителей (электронов) через p-n переход. Инжекция носителей заряда эквивалентна переходу электронов из валентной зоны в зону проводимости, т.е. изменению их энергии часть которой превращается в световое излучение.

Более глубокое исследование этого эффекта в 50-ых годах прошлого века привело к созданию светоизлучающих диодов. Основными материалами для создания светоизлучающих приборов являются тройные соединения Ga-Al-As (галлий – алюминий – мышьяк) или Ga-As-P (галлий – мышьяк – фосфор). Более широкое применение нашли светоизлучающие диоды с использованием тройного соединения Ga-Al-As. Так как с помощью этого вещества достигнуты более высокие значения квантовой эффективности и этот материал более дешевый. С точки зрения к требованию качества материалов светоизлучающий диод более прецизионный прибор, чем диод или транзистор. Конструктивно светоизлучающие диоды может выполняться в металлостеклянном корпусе с полимерной герметизации и может быть без корпусным.

Первая конструкция позволяет достичь стабильных параметров, высокой надежности при широком изменения механических воздействий и климатических условий. Полимерная герметизация позволяет дополнительно увеличить квантовый выход излучения, повысить надежность, уменьшить габариты. Без корпусные светоизлучающие диоды используются в гибридных микросхемах, в блоках радиоэлектронной аппаратуры, в миниатюрной герметизированной аппаратуре.

Рассмотрим пример конструкции светоизлучающего диода с полимерной герметизацией АЛ307.

Медный держатель 1 обеспечивает эффективность теплоотвод от полупроводникового кристалла 2, диаметр полимерной линзы – 3 равен 4мм. Масса этого светоизлучающего диода 0,25г.

I_пр=10мА U_пр=2В; I_пр=20мА U_пр=2,8В (пр.-прямое)

Так же светоизлучающие диоды применяются для создания цифросинтезирующих индикаторов, которые широко используются в устройствах отображения информации. Этому способствует высокая яркость свечения, возможность сопряжения их с интегральными микросхемами, высокое быстродействие, надежность, механическая прочность. Например, одноразрядный семисигментный индикатор (Ga-As-P) типа АЛС314А имеет следующий вид.

1 – сегмент, 2 – пластмассовый корпус, 3 – децимальная точка, 4 – вывод.

Комбинации сегментов осуществляемые внешней коммутацией с использованием интегральных микросхем, позволяет воспроизводить цифры от 0 до 9 и децимальную точку, цвет свечения красный, высота цифр 0,25 мм. Масса индикатора 0,25гр. Постоянное напряжение на каждом сегменте при токе 5мА, 2В.

Девятиразрядный семисегментный индикатор АЛС318А (Ga-As-P) имеет следующий вид.

Масса не превышает 7,7 гр. Рассеиваемая мощность на знаке при включенных семисегментах и точки 45мВт, однако при увеличении размеров знаков стоимость индикаторных приборов увеличивается, повышается потребляемая мощность. Светоизлучающие диоды используются для создания матричных экранов. В последнее время для этой цели все шире находит применение органические светодиоды или OLED – это диоды в которых излучаемый слой представляет собой органическое соединение. Физический принцип генерации светового излучения OLED основан на явлении электролюминесценции в органических низкомолекулярных соединениях или полимерах. Преимущество OLED дисплеев перед плазменными дисплеями: меньшая масса и габариты, более низкая энергопотребление, возможность создания гибких экранов. Преимущество OLED дисплеев перед ЖК дисплеями те же что и перед плазменными дисплеями. Энергопотребление в 1,5 раза меньше чем у ЖК дисплеев, отсутствие необходимости в подсветке, изображение видно без потери качества под любым углом обзора, мгновенный отклик, высокий контраст у OLED 1000000:1, в то время как у ЖК дисплеев 2000:1, большой диапазон рабочих температур от –40 до +70 . Главный недостаток органических светодиодов это невысокая надежность (невысокое время непрерывной работы синего светодиода) состоит примерно 20 тысяч часов. По этому широкое применение OLED пока получили для создания дисплеев сотовых телефонов, планшетов, цифровых фотоаппаратов, бортовых автомобильных компьютеров и т.д. Благодаря развитию технологии ситуация с OLED дисплеями меняется. Пример: Компания Samsung представила телевизоры с диагональю 55ꞌꞌ 140см.