Федосеева - Основы электроники и микроэлектроники (989598), страница 41

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 41)

3.29. Светодиоды для отображения информации: а многоэлементный светодиод типа КЛ104А; б — его цокалевка; в — светящаяся панель; г — принцип создания экранов буквенно-цмфровой информации прн киносъемке для фиксации на непроявленную пленку различных отметок. Например, временных н сннхроннзнрующнх. Этн же светодиоды можно использовать взамен лампы накаливания прн воспроизведении фотографической фонограмы в передвнжных киноустановках, где особенно важно уменьшить потребление энергии н облегчить тепловой режим аппаратуры.

Светодиоды на основе карбида кремния серии КЛ!01А, Б, В дают желтое свечение н могут быть использованы как светящиеся элементы на табло отображения информации. Например, для неподвижной н движущейся рекламы. Для отображения цнфровой нлн буквенной информации разработаны светодиоды серий КЛ! 04А, Б н КЛ105А, Б, В, а также Б-60, Б-120 н др. (рнс. 3.29, а). Такой светодиод представляет собой полупроводниковую пластину размером 5Х8 ммз, на которой сформировано несколько светящихся еднннчных элементов (рнс.

3.29, в ). Комбинация нз семи таких элементов позволяет получить любую светящуюся цифру от 0 до 9 (рнс. 3.29, б). Прибор оформлен в пластмассовом корпусе, со стеклянной полусферической линзой диаметром 14 мм н имеет массу 7 г. Еднннчый элемент имеет габариты 1,5Х 1,5ХО,З мм, массу 0,05 г. Корпус имеет по одному выводу от катода каждого еднннчного элемента н один общий 1Я! вывод от анодов.

Конструкция позволяет монтировать приборы в любом количестве на табло при помощи панелей для пальчиковых ламп и высвечивать необходимую информацию. Для экранов буквенно-цифровой индикации на одной пластине, явлнющейся подложкой, размещается набор светодиодов; например, семь рядов по пять светодиодов в каждом (рис. 3.29, г) — получается матрица из 35 единичных элементов, выводы от которых соединены с проводящими шинами соответствующего ряда и столбца. При подаче на определенную группу светодиодов прямого напряжения получается светящееся изображение требуемого знака. В интегральном исполнении такая матрица представляет собой интегральную микросхему.

Из этих матриц составляется экран, отображающий определенную информацию. Светодиоды на основе арсенида галлия серии АЛ106 А, Б, В дают инфракрасное излучение, которое в большинстве случаев не влияет на необработанную пленку, поэтому они могут быть использованы в устройствах автоматического контроля при изготовлении и обработке кинофотоматериалов. В приборах для измерения электрического тока или напряжения единичные светодиоды могут быть расположены по одной линии, создавая светящуюся полоску, длина которой изменяется в зависимости от измеряемой величины. Значение этой величины определяют по шкале, проградуированной в соответствующих единицах. Большое распространение получили светодиоды в устройствах передачи информации с помощью светового потока.

Такие устройства получили название оптоэлектронных. Основными элементами в них являются управляемый источник света (фотоизлучатель) и фотоприемник. Управляемым источником света называют такой источник, яркость свечения или световой поток которого линейно зависит от тока или напряжения. В современной электронике в качестве фотоизлучателя используют светодиод.

В качестве фотоприемников используют фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы и фототиристоры. Фотоизлучатель и фото- приемник образуют оптопару. Это могут быть дискретные элементы, смонтированные в одном устройстве и используемые в оптоэлектронной аппаратуре, но чаще они представляют собой интегральную микросхему. Контрольные вопросы 1.

Что представляет собой светоизлучаюптий диод и для чего он используетсяз 2. Объясните пронесем, происходяпгие в светодиоде, с помопсью знергетической диаграммы. 3. Нарисуйте и объясните яркостную характеристику светодиода. 4. Что называют чувствительностью светодиода по яркости? Раздел 4. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ Глава ДЛ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРйц1 В ГАЗЕ 4.1.1. Основные понятия Газораэрядными называют электровакуумные приборы, действие которых основано на электрическом разряде в газе.

При изготовлении этих приборов в баллоне создают вакуум, а затем его наполняют инертным газом (неоном, аргоном, гелием, криптоном, ксеноном) или парами ртути до давления порядка !О ' гПа. В баллон помещают электроды (в простейшем случае два — катод и анод), выводы от которых подводят к ножкам цоколя. Под действием приложенного извне напряжения через ионный прибор проходит электрический ток. Совокупность явлений, происходящих в газе или парах ртути при прохождении через них электрического тока, называют электрическим разрядом в газе. При электрическом разряде в газе происходят ионизация и рекомбинация.

Ионизация газа осуществляется, если движутциеся к аноду электроны приобретают скорость, достаточную для того, чтобы при соударении с нейтральным атомом газа расщепить его на свободный электрон и положительный ион. Чтобы электрон атома газа мог перейти с энергетического уровня валентной зоны в зону проводимости, должна быть извне затрачена энергия. Рекомбннация происходит при соединении положительного иона газа и свободного электрона в нейтральный атом. При этом электрон переходит с более высокого энергетического уровня, соответствующего зоне проводимости, на более низкий уровень, соответствующий валентной зоне.

Избыток энергии, равный разности этих уровней, излучается в виде квантов света — фотонов. При электрическом разряде в газе непрерывно происходят как ионизация, так и рекомбинация, поэтому наблюдается свечение газа. Электроны, образовавшиеся в процессе нонизацнн, как и электроны, испускаемые катодом, движутся к аноду, ионизируя на своем пути газ. Процесс ионизации лавинообразно нарастает, увеличивая поток электронов на анод.

Положительные ионы дви- 7-1ббэ жутся к катоду. Таким образом, носителями заряда в ионных приборах наряду с электронами являются ионы газа. Ионы оиазывают существенное влияние на процессы и явления в приборах, а следовательно, на их свойства, характеристики и параметры. Помимо ионизации и рекомбинации при электрическом разряде в газе могут происходить и другие процессы, вызванные взаимодействием двужушихся электронов с атомами газа.

Если энергия свободного электрона недостаточна для ионизации атома„ то в результате их соударения электрон внешней оболочки атома может перейти на более высокий энергетический уровень, оставаясь в атоме. Такой атом называют возбужденным. Это состояние неустойчивое и длится очень недолго: примерно через 1О ь с электрон возвращается на свой прежний уровень, атом переходит в нормальное состояние, а избыток энергии выделяется в виде кванта лучистой энергии; наблюдается свечение газа.

Иногда происходит ступенчатая ионизация: при последующем соударении возбужденного атома с электроном требуется меньшая дополнительная энергия, чтобы электрон, находящийся на уровне возбуждения, оторвался от атома. Движущийся в газе электрон приобретает в электрическом поле между электродами энергию, величина которой определяется разностью потенциалов.

Разность потенциалов, необходимая для возбуждения электроном атома, называется потенциалом возбуждения, а разность потенциалов, необходимая для ударной ионизации атома, — потенциалом ионизиции. Их величина зависит от рода газа. Потенциал ионизации всегда выше потенциала возбуждения для данного газа. Электрический разряд в газе может быть самостоятельным и несамостоятельным. Самостоятельный разряд продолжается после удаления внешнего ионизатора. При этом носители заряда непрерывно образуются в процессе самого разряда.

Это происходит за счет испускания электронов катодом под действием ионной бомбардировки. Несамостоятельный разряд прекращается при отсутствии внешнего ионизатора. Внешними факторами, необходимыми для поддержания несамостоятельного разряда, могут быть естественные ионизаторы: космические и солнечные лучи„электромагнитные излучения, радиация, а также накал или освещение катода для получения электронной эмиссии. Обычно газоразрядные приборы, основанные на самостоятельном разряде, имеют холодный катод, а приборы с несамостоятельным разрядом — накаливаемый термокатод.

Отметим, что самостоятельный разряд не может самостоятельно возникнуть при подаче анодного напряжения, если в газе нет начальной ионизации атомов. В реальных условиях она всегда существует под воздействием естественных ионизаторов, и в газе есть какое-то количество свободных электронов и положительных ионов, необходимых для возникновения разряда. Таким образом, самостоятельный разряд может возникнуть только в процессе перехода из несамостоятельного. Электрический разряд в газе прекращается при выключении напряжения или уменьшении его до определенной величины, когда прекращается ионизация газа движущимися электронами.

Характеристики

Список файлов книги