2.1.3 Корпуса диодов

Диоды герметизируются в стеклянные, металлостеклянные, металлокерамические и пластмассовые корпуса, а также в бескорпусном исполнении.

Габаритные основные и присоединительные размеры устанавливает ГОСТ18472-88.

ГОСТ описывает около 70 типов корпусов диодов, каждый из которых имеет различные модификации. Конструкции диодов могут быть самыми разнообразными.

2.1.4 Излучающие оптоэлектронные приборы

При взаимодействии оператора с электронными системами необходимы сведения о работе системы и о значениях контролируемых параметров. Для этого служат разнообразные устройства визуального отображения информации(УОИ). В зависимости от решаемой задачи УОИ имеют различную степень сложности. Основу УОИ составляют индикаторные приборыили элементы индикации, предназначенные для преобразования электрических сигналов в видимую форму.

Индикаторные приборы удобно классифицировать по физическим явлениям, на которых основные их принципы действия. В соответствии с этим различают следующие виды:

1. накальные индикаторы;

2. электролюминесцентные;

3. электронно-лучевые и вакуумно-люминесцентные индикаторы;

4. газоразрядные;

5. полупроводниковые;

6. жидкокристаллические.

В настоящее время для отображения знаковой информации чаще всего применяются полупроводниковые, вакуумно-люминесцентные и жидкокристаллические индикаторы, для отображения знаковой и графической информации – электронно-лучевые.

Среди перечисленных знакосинтезирующих индикаторов (ЗСИ) полупроводниковые занимают особое место. Это объясняется рядом их преимуществ перед другими видами ЗСИ, основными из них являются:

1. полная конструктивная и технологическая совместимость с ИС (то есть совместимость управляющих ППИ с амплитудами логических ИС);

2. возможность выпуска ППИ в виде ограниченного количества унифицированных модулей.

Конструктивная и технологическая совместимость ППИ с ИС позволила:

1. повысить интегральную надежность устройств отображения информации за счет применения в них элементной базы, полностью выполненной по полупроводниковой технологии;

2. обеспечить устойчивость к жестким механическим и климатическим воздействиям с практически неограниченной долговечностью;

3. ППИ не требуют экранировки и не создают помех, у них отсутствует мерцание изображения;

4. Модульность конструкции ППИ обеспечивает возможность их стыковки, то есть без потери шага в одном (в строку) или двух (в экран) измерениях;

5. Модульность исполнения индикаторов гарантирует также высокую степень ремонтопригодности устройств отображения информации.

В настоящее время созданы приборы зеленого, желтого, красного свечения, а также индикаторы с управляемым цветом свечения, с возможностью электронной регулировки яркостью свечения, с высоким быстродействием (20..100нс);

Высокие технические характеристики ППИ обеспечили их успешное внедрение в качестве элементов индикации в различных областях народного хозяйства. Применение ППИ обеспечило создание надежных, малогабаритных устройств отображения информации с широким диапазоном функциональных возможностей.

Классификация полупроводниковых индикаторов.

ППИ классифицированы по виду отображаемой информации, по виду информационного поля и по способу управления.

.

Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы

По выбору По виду информа- По способу

отображаемой ционного поля. управления

информации

Единичные Сегментные со встроенным

управлением

Однораз- Много- Без встроенного

Шкальные управления

рядного разрядные

Цифровые Матричные

Буквенно- Однораз- Много-

цифровые. рядные разрядные

Мнемонические Экраны и модуль

экранов

Графические

Рисунок 6 – Классификация полупроводниковых ЗСИ

Единичные индикаторыили светоизлучающие диоды (СИД) состоят из одного элемента отображения и предназначены в основном для отображения информации в виде точки или других геометрических фигуры. По конструктивному исполнению делятся на три группы:

1. Бескорпусные;

2. с полимерной герметизацией;

3. в герметичных металлостеклянных корпусах.

Представители: ЗЛ360А; ЗЛС331,АЛС331А

Шкальные индикаторыимеют элементы отображения в виде правильных прямоугольников и предназначены для отображения информации в виде уровней или значений их величин. Отдельную группу шкальных индикаторов составляют так называемые линейные формирователи изображения в высоконадежных оптоэлектронных регистрах оперативной аэрокосмической информации на фотопленку.

По конструктивному исполнению делятся на:

1. в бескорпусном исполнении;

2. с полимерной герметизацией без светопровода, со светопроводом;

3. в герметичных стеклокерамических корпусах. Представители: ЗСЛ317А-Г/АЛС317А-Г

Рисунок 7 – Виды информационных полей шкальных индикаторов.

Цифровые индикаторы (ЦИ)состоят из элементов отображения в виде сегментов и предназначены для отображения цифровой информации и отдельных букв алфавита.

В настоящее время выпускается свыше 150 типов ЦИ. По конструктивному исполнению делятся на следующие группы:

1. бескорпусные монолитные; АЛС313А-5

2. монолитные с полимерной герметизацией; 3ЛС314А (АЛС314А); 3ЛС320А-Е

3. гибридные с различными светопроводами; ИПЦ02А, Б-1/7КЛ

4. монолитные в стеклокерамическом корпусе; 3ЛС339А, 3ЛС348А, ИПЦ06А-5/40К

Среди ЦИ имеются приборы со встроенным управлением 490ИП1 (К490ИП1) и 490ИП2 (К490ИП2)

Рисунок 8 – Конфигурация информационных полей ЦИ.

Буквенно-цифровые(БЦИ) полупроводниковые индикаторы предназначены для отображения информации в виде букв (русского, арабского, латинского и греческих алфавитов) и цифр, и др. знаков и символов. Единичные элементы отображения таких индикаторов сгруппированы по строкам и столбцам.

По конструктивному исполнению делятся на две группы:

1. монолитной конструкции со светопроводом;

2. полая конструкция без светопровода.

К первой группе относятся: 3ЛС340А (АЛС340А), 3ЛС357А (АЛС357А) имеющие 35 излучающих элементов (5 – в строке, 7 – в столбце) и левую децимальную точку.

ИПВ70А-4/5*7К, ИПВ71А-4/5*7К и ИПВ72А-4/5*7К - БЦИ в стеклокерамическом корпусе со встроенным управлением.

Графические (матричные)индикаторы позволяют собирать модули из элементов экрана различного размера без потери шага. Графические индикаторы предназначены для отображения любой информации.

Цифровые и буквенно-цифровые индикаторы бывают одно и много разрядные.

Под одноразряднымпонимается индикатор, имеющий одно знакоместо, то есть информационное поле индикатора или его часть необходимая и достаточная для отображения одного знака.

Многоразрядныйиндикатор имеет несколько фиксированных знакомест.

Цифровые, буквенно-цифовые и шкальные индикаторы могут быть без управления и со встроенными схемами управления.

Условные обозначения полупроводниковых индикаторов.

Для современных ППИ существует две системы обозначения. Старая система в настоящее время не применяется для вновь разрабатываемых изделий, но поскольку большое количество разрабатываемых приборов имеет старую систему обозначения, необходимо ее пояснить. Система состоит из букв и цифр.

Пример: 3Л102А-фосфид-галлиевый единичный индикатор видимого спектра излучения, промышленного применения, технологическая группа А.

Старая система обозначения давала мало информации об индикаторе, поэтому была разработана новая система обозначений для всех видов знакосинтезируюзих индикаторов.

Система состоит из восьми элементов.

Пример: ИПД04А-К – индикатор полупроводниковый, единичный промышленного применения, номер разработки - 4, классификационный параметр - А, цвет свечения – красный.

ИПЦ01А-1/7К – индикатор полупроводниковый цифровой, промышленного применения, номер разработки - 1, без встроенного управления, параметр - А, одноразрядный, семи сегментный, красного свечения.

КИПГ03А-8*8Л – индикатор широкого применения полупроводниковый графический, номер разработки - 3, технологическая группа - А, число элементов 8 – в строке, 8 – в столбце (64 элемента), зеленого свечения.

ИПВ70А-4/5*7К – индикатор промышленного применения, полупроводниковый, буквенно-цифровой со встроенным управлением, номер разработки - 70. технологическая группа - А, 4 разрядный с числом элементов 5 - в строке, 7 – в столбце (35 элементов), красного свечения.

Параметры и характеристики полупроводниковых индикаторов

Система параметров, наиболее полно описывающая все свойства и особенности ППИ, делится на четыре группы:

1. Параметры, характеризующие ППИ элемент как системы «оператор-индикатор» и определяющие качество отображения информации и надежность ее восприятие. К данной группе параметров относятся светотехнические и эргономические параметры.

Основной светотехнический параметр – сила света I_VЭ– он зависит от двух эксплутационных факторов: прямого тока (постоянного и импульсного) и температуры окружающей среды. Характер зависимости от тока практически линейный.

С повышением температуры окружающей среды до 85⁰С сила света уменьшается на 50-70%. При понижении температуры до –60⁰С сила света увеличивается в 1,5-3,5 раза.

К эргономическим параметрам относятся угол обзора индикатора. Под углом обзора понимаю максимальный угол между нормалью к центру информационного поля ППИ и направлением от этого центра к глазу оператора, при котором обеспечивается безошибочное считывание отображаемой информации при заданном значении силысветаиликонтраста, внешней освещенности и расстояния наблюдения.

На безошибочность считывания влияют многие факторы. Ими, прежде всего, являются отношения ширины знака к высотев_зн/h_зни шаг между знаками. Оптимальным соотношениями является: в_зн/h_зн=0,6; толщина обводки 1/6…1/7h_зн.

Следующий параметр – контраст индикатора, который зависит от спектра излучения. У ППИ узкий спектр излучения и они имеют существенно лучший контраст при одинаковой силе света по сравнению с др. индикаторами. Очень важна для восприятия внешняя освещенность.

Одной из важнейших характеристик ППИ является цвет свечения. Правильный выбор цветовой гаммы индикаторов в устройствах и системах индикации во многом определяет эффективность работы оператора при считывании информации. Существующие ГОСТ четко определяют назначение каждого цвета:

Красный – опасность;

Желтый – внимание;

Зеленый – все в норме.

2. Параметры, характеризующие ППИ как элементы электрической цепи.

Характеризуется той же системой параметров, что и диоды.

3. Параметры, характеризующие устойчивость ППИ к действию внешних факторов.

К ним относятся механические воздействия: вибрационные нагрузки; многократные ударные нагрузки с ускорением; постоянное ускорение, акустические шумы.

Климатические воздействия:повышение и понижение температуры, влажность, давление.

ППИ отличается высокой устойчивостью к внешним воздействующим факторам, значение параметров практически не меняется.

4. Параметры, характеризующие надежность ППИ.

Один из основных – интенсивность отказов, а также изменение светотехнических параметров в процессе эксплуатации.

Выбор режима работы ППИ

Режим работы ППИ должен быть таким, чтобы требуемые светотехнические параметры для данного ППИ, обеспечивал необходимую надежность, долговечность и допустимую деградацию параметров.

Поскольку все параметры ППИ связаны между собой, то применение ППИ одновременно в нескольких предельных электрических и эксплутационных режимах недопустимо, так как при работе в таком режиме не будет обеспечена требуемая надежность. Нельзя работать одновременно, например, при максимальной рассеиваемой мощности и максимальной температуре окружающей среды. В частности при работе на максимальной мощности необходимо снижать температуру.

Для многоэлементных ППИ приращение температуры необходимо умножить на количество элементов индикатора, то есть ΔТ=I_пр*U_пр*R_т*n, гдеn– число элементов индикатора.

ППИ работают также в импульсном и мультиплексном режиме. В этом случае необходимо знать значение прямого импульсного тока. Значение maxдопустимого импульсного тока ограничивается двумя факторами: максимальной допустимой температурой Т_{п max}и амплитудой прямого импульсного токаI_{пр имп.}.

Вид корпуса			Описание конструкции
КДИ-2 КДИ-3 КДИ-12			Точечные светодиоды в металлостекло корпусе. Сверху прибор герметизируется стеклянным окном, на котором нанесена
КДИ-20 КДИ-21 КДИ-22		Пластмассовый корпус. Предназначены для обозначения цветосветовой точки.

	Знаковые сегментные. Каждый сигнал представляет собой отдельный диод. Из семи сегментов можно синхронизировать цифры от 0 до 9 и 12 букв русского алфавита. Применяется для цифровой индикации в измерительных приборах, автоматах и вычислительной технике, в наручных часах.
	Знаковый матричный. В данном случае состоит из 36 точечных элементов, по габаритам, как сегментный, сгруппированы в семь и пять колонок. Катоды соединены между собой и имеют один вывод, как и аноды, в каждой колонке. Матричные элементы используются для буквенно-цифровых дисплеев, и в частности в виде бегущей строки.

ГОСТ 23448-79 Диоды полупроводниковые инфракрасные излучающие. Основные размеры.

КДИ-17