Полупроводниковые индикаторы. Устройство и принцип действия

Полупроводниковые индикаторы построены на основе полупроводниковых излучателей энергии видимой области спектра (светодиодов).Полупроводниковые индикаторы основаны на явлении люминесценции, обусловленной рекомбинацией электронов и дырок при их инжекции под действием прямого напряжения на р-n-переходе. Спектр видимого излучения ППИ (светодиодов) лежит в диапазоне волн 0, 4-0, 7 мкм.Эффективность преобразования электрической энергии в излучение определяется материалом полупроводника, коэффициентом полезного действия инжекции неосновных носителей, оптическими потерями в полупроводнике и другими факторами.

Конструкции полупроводниковых индикаторов.

1. Монолитная. Сегменты с типичным размером 2х3 мм создаются методами фотолитографии на полупроводниковом кристалле (для малых индикаторов).

2. Гибридная. Каждый сегмент - отдельный излучающий кристалл на керамическом основании (для больших индикаторов).

В П-п индикаторах используются 2 основные конфигурации высвечиваемых элементов: 1) Семисегментная; 2) Матричная конфигурация.

ППИ характеризуются рядом преимуществ по сравнению с другими типами индикаторов:

- большой срок службы;

- совместимость с интегральными схемами, благодаря низким потребляемым напряжениям и токам;

- высокая надежность при ударных и вибрационных перегрузках;

- компактность;

- малая инерционность ППИ обеспечивает высокое быстродействие (50-200 нс).

На их основе строятся приборы для отображения преимущественно буквенно-цифровой информации.

56. Фотоэлектрические приборы. Типы фотоэлектрических приборов: основные характеристики и параметры. Области применения.

Это приборы, в кот.энергия оптического излучения преобраз. в электрическую. Действие основано на явлении фотоэлектрического эффекта, кот.наз. процесс полного или частичного освобождения заряженных частиц в в-ве в рез-те поглощ. фотонов.

Внутренним фотоэффектом наз. перераспред. электронов по энергетическим состояниям в твердых телах и жидкостях в рез. поглощ. фотонов, кот. сопровождается образ. дополнит. носителей зарядов или возникн. внутренней фото – эдс(возникает в пп на p- n- переход под действием оптического излучения). Явления возникн. эдс в p-n переходе или тока при вкл фотоэлектрического прибора в эл. цепь, происх. в рез-те разделения эл. зарядов эл. полем, обусловленным неоднородностью пп и воздействием оптического излучения, наз. фотогальваническим эффектом.

Фотоэлектрические приборы делят по виду рабочей среды(электровакуумные и полупроводниковые), типу фотоэлектрического эффекта(с внешним (электровакуумные фотоэлементы, фотоэлектронные умножители) и внутреннем (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, полупроводниковые фотоэлементы), функциональному назначению(фотоприёмники, фотодатчики и фотоэлектрические преобразователи энергии оптического излучения в электрическую) и др. Фотоприёмники преобраз. световой сигнал в эл. и применяются, в аппаратуре факсимильной связи, устройствах считывания информации в вычислительной технике, киноаппаратуре. К особой группе фотоприёмников относят телевизионные передающие трубки. Фотодатчики предназначены для преобразования измеряемой величины в электрический сигнал.

Фотоприборы – это приборы, предназн. для преобраз. энергии электромагнитного излучения в электрическую.

1. фотоприёмники (фоторезисторы (полупроводниковый фотоэлектрический прибор с внутренним фотоэффектом, в кот.используется явление фотопроводимости, т.е. изменение электрической проводимости ПП под действием оптического излучения); фотодиоды (ПП фотоэлектрический прибор, в кот. используется внутренний фотоэффект. Устройство фотодиода аналогично устройству обычного плоскостного диода. Отличие сост. в том, что его р-n-переход одной стороной обращен к стеклянному окну в корпусе, через которое поступает свет, и защищен от воздействия света с другой стороны); фототранзисторы (ПП управляемый оптическим излучением прибор с двумя взаимодействующими р-n-переходами. Фототранзисторы, как и обычные транзисторы, могут иметь p-n-p-и n-p-n-структуру. фототранзистор выполнен так, что световой поток облучает область базы. Вх. сигналом фототранзистора явл. модулированный световой поток, а вых. – изменение напряжения на резисторе нагрузки в коллекторной цепи); фототиристоры (оптоэлектронный прибор, имеющий структуру, схожую со структурой обычного тиристора и отличается от последнего тем, что включается не напряжением, а светом, освещающим затвор. Этот прибор применяется в управляемых светом выпрямителях и наиболее эффективен в управлении сильными токами при высоких напряжениях.