Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Сегментные индикаторы
|
|
Сегментные индикаторы являются самыми простыми для отображения цифровой и буквенной информации. Для отображения цифр от 0 до 9 повсеместно используются 7-сегментные индикаторы. На рис.20. показано, что с помощью такого индикатора можно отображать также и некоторые буквы, например, формировать символы гексагонального кода. Кроме этого существуют 9- и 16-сегментные индикаторы, предназначенные для отображения букв русского алфавита,
Каждый сегмент в индикаторе - это один или два СИД, соединенных последовательно. Все сегменты имеют один общий вывод, поэтому различают индикаторы с общим анодом и общим катодом, показанные на рис.21.
Рис.20. Стандартный 7-сегментный цифровой индикатор; а - обозначения сегментов индикаторов; б - примеры формирования.
Рис 21. Схемы соединения отдельных СИД в сегментном индикаторе: а- схема большим анодом; б- схема с общим катодом.
Вторые выводы СИД каждого сегмента выведены на внешние контакты, на них подают управляющие сигналы. Зажигая те или иные сегменты, можно сформировать любую нужную цифру. Управляющие сигналы могут поступить от транзисторных ключей либо от специальных микросхем - дешифраторов 7-сегментного кода, например К514ИД2, как показано на рис.22..
Рис22. Схемы управления сегментными индикаторами: а - транзисторная; 6 - на основе микросхемы К514ИД2.
Рис.23..Конструкция монокристаллического сегментного СИД: а - общий вид кристалла; б - вид на отдельный сегмент сверху; в - вид в сечении; 1 - кристалл; 2 - сегмент индикатора; 3 - металлизация; 4 - золотые проводники.
Конструкция 7-сегментных индикаторов
Для СИД существуют три основных конструктивно-технологических варианта сегментных индикаторов:
- малые индикаторы с размером цифры до 2 мм, формируемые в монокристалле методом локальной диффузии (рис. 23). Общий вывод делается от подложки; кроме того, каждый сегмент имеет свой проволочный вывод. Сегмент покрыт узкой полоской металлизации для выравнивания потенциала на поверхности и, следовательно, равномерного свечения. Дляувеличения силы света и кажущихся размеров знака над индикатором располагают сферические и цилиндрические линзы. Конструкция простая, но требующая нерационального расхода дорогого полупроводникового материала;
- индикаторы средних размеров (до 6-7 мм) делают по гибридной технологии (рис. 24). На керамической подложке распаивают торцевые СИД (в виде удлиненных полосок), образующие сегменты.
Рис. 24. Конструкция простого гибридного индикатора; а - общий вид индикатора; б- отдельный сегмент в виде торцевого СИД; в - то же ввиде планарного СИД.
Полупроводниковый материал при этом экономится, но все же конструкция не получила большого распространения;
- индикаторы больших размеров (до 7-15 мм) делают по гибридной технологии с применением отражателей. В подложке формируют удлиненные углубления, образующие контуры сегментного индикатора. Эти углубления покрывают изнутри отражающим веществом и в них помещают кристаллики СИД. Планарное и торцевое излучение СИД, отражаясь от стенок углубления, направляется к наблюдателю, который воспринимает его как свечение всего сегмента. Для улучшения равномерности свечения углубление заполняется светорассеивающим составом, а весь индикатор заливают прозрачной окрашенной пластмассой, усиливающей контраст. Так устроены, например, индикаторы АЛС324А(Б, В). СИД здесь работает при более высоких плотностях тока, что способствует повышению КПД.
Рис.25. Конструкция гибридного рефлексного СИД: а - общий вид индикатора; б - структура отдельного сегмента; I - светорассеивающий материал; 2 - зеркальная поверхность; 3 - полезное излучение.
Индикаторы имеют следующие обозначения: АЛ и ЗЛ - для точечных индикаторов, АЛС и ЗЯС - для многоэлементных индикаторов (сборка) и цифр (см. табл. 3).
Та б л и ц а 3. Параметры сегментных индикаторов на СИД
| Тип индикатора | Конструкция | Размер цифры, мм | Цвет свечения, длина волны | Сила света, мкд | Прямой ток, мА | Угол излучения, град |
| АЛС313А | Монокристалл | 2, 6x1, 7 | Красный, 660 | 0, 08 | ||
| АЛС324Б | Гибридный с отражателем | 7, 5x4, 2 | Красный, | 0, 15 |
Динамическая индикация в СИД
Зачастую на практике требуются не отдельные сегментные цифры, а отроки, состоящие из 5, 10 и более таких цифр (разрядов). В этом случае целесообразно использовать многоразрядные индикаторы, выполненные как единое целое, например, 5-разрядный индикатор АЛС340А. В таких индикаторах одноименные сегменты всех разрядов соединены между собой (рис. 26). Это существенно
Рис.26.Схема соединения в многоразрядных индикаторах при динамическом режиме.
сокращает число внешних выводов и повышает надежность, но требует специального способа управления, называемого динамической индикацией. Суть способа заключается в том, что в каждый момент времени загорается только один разряд индикатора. Спустя некоторое время загорается другой разряд, а первый гаснет - и так до конца строки, после чего снова загорается первый разряд. Такой режим можно осуществить, последовательно подавая положительное напряжение на общий анод каждого разряда, как это показано на рис. 27. На сегментные входы а-l синхронно с анодными импульсами нужно подать код цифры, которая должна загореться в данном разряде. Таким образом, в каждом разряде можно зажигать нужную цифру. Если в индикаторе n разрядов, то каждая цифра светится только 1/n часть времени. Повторяемость таких вспышек должна быть достаточно высокой, чтобы глаз не почувствовал мелькания, а воспринимал свечение индикатора как статическое, для разных людей критическая частота различна, но считается, что она
Рис.27. Временная диаграмма работы многоразрядного индикатора: 1 - на входах а, в, l, е код цифры первого разряда; г-на входах а, в, l, код цифры второго разряда; 3- на входах а, в,..., l код цифры n -го разряда.
должна быть не ниже 100 Гц. В индикаторах с динамической индикацией реализуется экономичный импульсный режим работы.
Матричные индикаторы
Для создания дисплеев (индикаторных устройств, способных отображать любой вид информации: буквенной, цифровой, графической) используют матричные индикаторы, состоящие из большого числа точечных СИД. Отдельные СИД могут быть организованы в прямоугольные матрицы размером от 5x7 до 64x64 элементов и более. На подложке формируют системы горизонтальных и вертикальных проводящих шин, как это показано на рис. 28, между которыми распаивают кристаллики СИД. Отдельные СИД объединены по строкам и столбцам, например, объединены все аноды в каждой строке и все катоды в каждом столбце. Зажигая те или иные кристаллики-точки, можно получать любые символы.
Управление матрицей осуществляется с помощью специальных двухкоординатных дешифраторов (см. рис. 29). СИД загорается только в том случае, если на его аноде будет высокий уровень, то есть " I" на выходе дешифратора, а на катоде низкий уровень, то есть " О". Все другие комбинации не действуют.
В многоцветных матричных индикаторах матрица СИД одного цвета как бы накладывается на матрицу другого цвета.
Рис 28. Фрагмент конструкции матричного индикатора на СИД: 1 - изолирующая подложка; 2 -горизонтальная шина; 3 –вертикальная шина; 4 - кристалл СИД.
Рис 29. Схема включения матричного индикатора: 1- вход информации; 2- схема управления; 3 - дешифратор строк; 4 - дешифратор столбцов.
При этом получают два основных цвета и их комбинации. Отсутствие, промышленно пригодных синих СИД не позволяет создавать полноцветные светодиодные матричные дисплеи и все же их можно считать конкурентами вакуумных ЭЛТ. Потребление энергии дисплеями на СИД меньше, чем ЭЛТ сравнимой площади, а яркость достигает 300 кд/мм2 при токе 0, 5 мА через элемент.