Полупроводниковые индикаторы

Полупроводниковые индикаторы основаны на свойстве арсенид-фосфид-галлиевых диодов излучать свет при пропускании через них тока. Полупроводниковые индикаторы на светоизлучающих диодах (СИД) имеют небольшие габаритные размеры, высокую яркость свечения, которую легко регулировать изменением тока через диод. Все цифры индикатора воспроизводятся в одной плоскости, поэтому индикатор имеет большой угол обзора. СИД-индикаторы непосредственно согласуются с ТТЛ-микросхемами по напряжению питания и рабочим токам. На основе таких индикаторов конструируются оригинальные отсчетные устройства цифровых приборов.

Логическая часть схемы управления СИД-индикаторами отличается от других схем управления семисегметных индикаторов лишь тем, что выходные каскады дешифраторов должны позволять коммутировать достаточно большие токи (иногда до 80-100 мА.). Схемы управления индикаторами в динамических режимах также практически не отличаются от рассмотренных ранее применительно к жидкокристаллическим и газоразрядным индикаторам. Особенность СИД-индикаторов состоит в том, что при работе в импульсном режиме наблюдается увеличение яркости, характерное для диодов из арсенида-фосфида галлия. Объясняется это тем, что глаз человека пульсирующий свет воспринимает более ярким, чем непрерывный от источника эквивалентной мощности. Если выбрать достаточно короткие импульсы тока, исключающие разогрев диода, то можно сохранить высокую яркость при резком снижении потребляемой мощности (до 7 мВт/знак).

Типовая зависимость относительной яркости (относительной яркости при питании импульсами тока к яркости при питании постоянным током) от амплитуды тока приведена на рис.

зависимость яркости светодиодного индикатора от величины

импульсного тока.

Верхним пределом пикового тока СИД является величина, близкая к 100 мА.. Этот предел обусловлен тем, что при больших токах носители заряда вытесняются в область под металлическим анодным контактом диода и туда же смещается область наибольшего излучения света. Таким образом, световое излучение частично экранизируется непрозрачным металлическим анодом СИД.

Реализовать импульсный режим работы СИД-индикатора можно несколькими способами. Наиболее простой состоит в использовании резистора, обеспечивающего пропускание заданного тока в цепи питания СИД.

В этой схеме последовательно с индикатором D включается резистор R. Резистор через анодный формирователь подключен к источнику питания +5 В. Катодный формирователь , подключает индикатор D к общей шине. Амплитуда тока через СИД в такой схеме зависит от сопротивления резистора R, а среднее значение тока определяется отношением длительности импульсов тока к длительности периода их повторения T.

Другим способом является применение схемы с накоплением энергии (рис. б).

В этой схеме резистор заменен катушкой индуктивности L, подключенной к источнику питания через анодный формирователь . Индикатор Dс катодным формирователем подключен параллельно катушке индуктивности L. Схема работает в два такта (3 мкс.) открыт анодный формирователь, происходит накопление энергии в индуктивности L и ток в катушке индуктивности увеличивается от нуля до максимального значения (80 мА). В течение второго такта (7 мкс) анодный формирователь закрыт, но открыт анодный. Накопленная в индуктивности энергия, рассеивается в виде тока через диод.

Последний способ наиболее целесообразен при питании аппаратуры от аккумуляторных батарей, т.к. за счет исключения из схемы резистора вдвое уменьшается потребляемая мощность при равной яркости свечения. Недостаток последнего способа заключается в необходимости катушки индуктивности, размеры которой могут оказаться значительными при формировании импульсов большой длительности. В качестве накопителя можно использовать и емкость, но при этом необходимо ограничение бросков тока в момент подключения конденсатора к источнику питания.

Дата добавления: 2014-01-05