14. Изложите устройство, принцип действия, достоинства и недостатки накальных индикаторов.
В лампах накаливания используется световое излучение вольфрама, нагретого до температуры 2400 С. Стеклянную колбу с вольфрамовой нитью наполняют инертным газом или создают в ней вакуум.
Для пультов управления изготовляют сверхминиатюрные лампы накаливания диаметром 2 мм, длиной 9мм, рассчитанные на напряжение 1,2-12 В.
Накальные индикаторы серии ИВ применяются в ИМС. Внутри лампы на фоне черной изоляционной пластинки натянуто несколько нитей накаливания. Все нити имеют общий вывод, а вторые концы выведены на отдельные электроды. Различные сочетания включенных нитей образуют букву или цифру.
Достоинства: просты в эксплуатации, низкое напряжение питания, низкая стоимость, высокая яркость.
Недостатки: большая инерционность, высокая потребляемая мощность, небольшой срок службы, низкая надежность.
15. Опишите устройство светодиодов, их достоинства и недостатки.
Светодиод преобразует электрическую энергию в оптическое излучение. Условное обозначение светодиодов показано на рис. 46, а. Их изготавливают из арсенида галлия, фосфида галлия, карбида кремния.
Светодиоды содержат p-n-переход, смещённый в прямом направлении. При прохождении тока через диод тока в области p-n-перехода происходит генерация и рекомбинация электронов и дырок.
При рекомбинации электрон переходит с высокого энергетического уровня на энергетический уровень с меньшим запасом энергии. Так как у германия и кремния ширина запрещенной зоны сравнительно невелика (соответственно 0,72 и 1,12 эВ), то выделяемая при протекании рекомбинационных процессов энергия поглощается кристаллической решеткой полупроводника. А материалы светодиодов имеют большую ширину запрещенной зоны ( GaAs Е = 1,38 эВ). Поэтому в них часть освобождающейся энергии поглощается объемом полупроводника, а избыток излучается в виде квантов света.
Для индикации и вывода информации в ИМС применяют светодиодные индикаторы с несколькими светящимися полями, которые позволяют воспроизводить цифры от 0 до 9.
16. Жидкокристаллические индикаторы (жки).
В ЖКИ используют органические жидкости с сильно вытянутыми (нитевидными) молекулами, которым свойственна ориентация в одном направлении, при этом жидкость прозрачна. Эта ориентация легко изменяется под влиянием внешнего электрического поля, т.к. молекулы ориентируются поперек поля, жидкость при этом темнеет.
ЖКИ выполняют в виде плоских стеклянных обкладок с нанесенными на них прозрачными электродами. Промежуток между электродами, заполненный жидкими кристаллами, делают очень малым, что позволяет уменьшить управляющее напряжение до единиц вольт
ЖКИ работают как в проходящем, так и в отраженном свете. На рис. 10 показано устройство ЖКИ, работающего в проходящем свете.
Между двумя стеклянными пластинками находится тонкий (10—20 мкм) слой жидкого кристалла 4. Под индикатором размещен источник света 6 и матово - черный экран 5.
На внутреннюю поверхность одной из пластин нанесен сплошной прозрачный электрод 3, а на другой — фигурные электроды (сегменты) 2. Для получения изображения между сплошным электродом и нужными сегментами прикладывается напряжение (15-50 В). При этом прозрачность жидкости между ними уменьшается и в проходящем свете формируется темный знак. Токи фигурных электродов столь малы (5-100 нА), что потребляемая мощность на индикацию знака не превышает 50 мкВт.
Рис. 47
Достоинства: допускают большие размеры , малая потребляемая мощность, низкое рабочее напряжение.
Недостатки: не очень яркое изображение, большая инерционность, необходим источник света.
ЖКИ применяются устройствах с ограниченным запасом питания: наручные электронные часы, микрокалькуляторы и др.