5

носители инжектируют через переход. Часть из них, рекомбинируя с носителями заряда другого знака, возвращается в зону валентности, переходя в состояние с низкой энергией.

Обычно возвращаемая энергия выделяется в виде теплоты, однако при определенных условиях (сохранение энергии и импульса при рекомбинации) происходит излучение фотона. Эти условия обеспечиваются в ряде материалов, таких как фосфид галлия (GaP), арсенид галлия (GaAs) и в их сплавах с легированием цинком и др. элементами. В зависимости от материала полупроводника и концентрации примесей излучение имеет определенную длину волны, что позволяет создать СИД с различным цветом свечения. В табл. 2.1 приведены характеристики некоторых материалов, применяемых в СИД.

Таблица 2.1

Для создания в полупроводнике избыточных неосновных носителей требуются затраты энергии, поэтому световой выход СИД пропорционален (до определенного предела) потребляемому им току и может модулироваться его изменением. КПД светодиодов невелик (от долей процента до нескольких процентов) и определяется отношением числа генерированных фотонов к числу электронов, прошедших через диод. Имеют значение также оптические потери при излучении и тепловые в омическом сопротивлении материала полупроводника. При излучающей поверхности 1,5 смP2 Pзатрачивается примерно 2 Вт на кд/мP2P яркости.

Изготавливаются СИД в виде дискретных элементов отображения (рис. 2.2), в виде монолитных полосково – сегментных приборов, а также в виде небольших матриц с Х – У – адресацией.

Вольт–амперная характеристика СИД (рис. 2.1) аналогична характеристике обычного диода.

7

Под дисплеем понимается любое электронное устройство отображения информации. Частным случаем дисплеев являются дисплеи, выполненные в виде линейки семисегментных индикаторов. В УМПК–80 дисплей выполнен на основе шести семисегментных индикаторов, каждый из которых образует соответствующую ячейку дисплея.

На рис. 2.3 приведены внешний вид и схема семисегментной светодиодной матрицы, представляющей собой восемь светодиодов с общим анодом в одном корпусе.

аб

Рис. 2.3 Внешний вид (а) и схема семисегментной светодиодной матрицы (б)

Каждый индикатор имеет семь светодиодов для отображения сегментов символов, а восьмой светодиод отображает десятичную точку. Индикатор может отображать цифры от 0 до 9, а также буквы и символы.

Рис. 2.4. Схема расположения ячеек дисплея на учебном стенде УМПК-80

Для уменьшения схемотехнического обеспечения, необходимого для подключения дисплея к микроЭВМ, часто применяют мультиплексный режим работы индикаторов. При этом для вывода на дисплей информации используют два выходных регистра с разными физическими адресами: РBГBСBГB (регистр управления сегментами) для записи семисегментного кода и РBГBСBКB (регистр сканирования ячеек дисплея) для записи номера индикатора (рис. 2.5). В УМПК–80 РBГBСBГ B имеет адрес 06h, а РBГBСBКB – 07h.

Одинаковые сегменты каждой ячейки индикатора связаны общей шиной, которая соединена с одним из транзисторных ключей VT1–VT8 на выходе регистра РBГBСBГB. Общие аноды индикатора подключены к одному из транзисторных ключей VT9 – VT14 на выходе регистра сканирования РBГBСBКB.