Файл: Прикладная электролюминесценция..pdf

отрицательных управляющих импульсов переводит фер­ рит Tpi в состояние «1». Ближайшая положительная полуволна возбуждющего напряжения переводит Тр{ в «О». Возникший в этот момент импульс тока в обмот­ ке до7 через цепочку из резистора R и диода Д переклю­ чает Трч в состояние «1». Отрицательная полуволна возвращает этот феррит в «О» положение. Как и в пре-

Рис. 7.25. Феррит-диодная (а) и феррит-транзисторная (б) схемы управления.

дыдущем случае, при этом возникает импульс тока, ко­ торый через цепочку Ri и Д 1 опрокидывает Tpi в поло­

жение «1».

Таким образом, однократный переброс Tpi в «1» при­ водит к циклическому переключению ферритов Tpi и Тр2 и возникновению в выходной цепи напряжения, до­ статочного для возбуждения С.

Сложная форма питающего напряжения (питание полуволнами напряжения), высокая частота возбужде­ ния, рассеяние энергии на ферритах и резисторах при­ водят к большим потерям. Согласно [13] эти потери с учетом потерь на управление и повышенной мощно­ сти генератора возбуждающего напряжения равны

(200-е 250) Waa.

Общая оценка. Количество элементов 7. Полная мощ­

ность 250И7ЭЛ. Время записи 2 мс (необходимо подавать управляющий сигнал в фазе с возбуждающим напря­ жением). Срок службы понижен, так как частота рабо­ чего напряжения ~ 10 кГц.

Введение в такую ячейку транзисторного элемента позволяет несколько снизить потери мощности. Прин­ цип работы такой феррит-транзисторной ячейки [13] за­ ключается в следующем (рис. 7.25,6). Включенное со-

322

стояние (состояние «1») создается одновременной по­

стояние. В обмотке Wz при этом возникает отрицатель­ ное напряжение, отпирающее транзистор. По цепи: об­ мотка w3, открытый транзистор, обмотка w$, источник

конденсатора Ci и перебросу феррита в «I». Следующий импульс напряжения возвращает его в нулевое состоя­ ние, и цикл повторяется. Токи, проходящие в цепи об­ мотки Доб, наводят в выходной обмотке шв напряжение, возбуждающее ЭЛК. Транзистор в этой ячейке является управляющим элементом, а феррит и конденсатор вы­ полняют роль элемента памяти. Выходной трансформа­ тор согласует сравнительно малое рабочее напряжение транзистора с высоким напряжением на ЭЛК (коэффи­ циент трансформации около 10). Выключение ячейки достигается подачей длительного блокирующего импуль­ са, подавляющего перезапись в феррите «1».

Рабочая частота в данной ячейке 1 кГц, поэтому за­ траты мощности примерно на порядок ниже, чем в схеме рис. 7.25,а. Согласно {13] они равны с учетом мощности

на управление примерно И7 = 30И7ЭЛ.

Общая оценка. Количество элементов 7 (из них два

сложные). Затрачиваемая мощность 30W3a. Остальные параметры не приводятся, так как схема, вследствие своей сложности мало перспективна.

Вообще следует считать всю группу схем с транс­ форматорными элементами сложной в исполнении вследствие большого количества операций, необходимых для изготовления трансформаторного элемента (изго­ товление колец, намотка обмоток, распайка и пр.). По­ этому здесь не рассматриваются схемы на транзисторах с повышающими трансформаторами.

Схема на фотопроводниковых элементах

Для предельного упрощения схем управления и от­ каза от сложных элементов были разработаны фотопроводниковые управляющие ячейки, использующие свето­ вой поток для переноса информации. Наиболее распро-

кратковременным повышением возбуждающего напряже­ ния. Наиболее просто достигнуть этого можно при помощи амплитудно-фазового метода, описанного выше. Такая управляющая схема, казалось бы, может быть выпол­ нена в виде двух примыкающих слоев фотопроводника и электролюминофора. Однако из-за конструктивных (наличие собственной емкости фотослоя) и физических (плохие параметры фотопроводниковых слоев большой площади) трудностей плоская конструкция пока не по­ лучила применения. Более того, даже управляющие ячейки, составленные из отдельных фотопроводников и ЭЛК, имеют многочисленные недостатки. Прежде всего, нестабильность фотопроводников не обеспечивает на­ дежного перехода в оптронный режим при разных тем­ пературах большого числа оптронных элементов. Кроме того, инерционность фотопроводников, измеряемая мил­ лисекундами и даже десятками миллисекунд, сужает область применения этих типов ячеек. В то же время по расходу мощности [W = (2ч-3) W3„], количеству элемен­ тов (два элемента) и технологичности изготовления та­ кие ячейки перспективны.

Возникшие трудности частично преодолевают введе­

324

ление фотопроводником осуществляется с помощью ти­ ратрона, а не обратной оптической связью между фото­ проводником и электролюминофором. Два устойчивых состояния достигаются в результате бистабильности са­ мого тиратрона. Управление ячейкой упрощается, так как для включения тиратрона требуются малые напря­ жения порядка 10—15 В, подаваемые на его сетку. Вре­ мя переключения зависит только от тиратрона и может быть снижено до 10 мкс. Инерционность фотопроводни­ ка определяет лишь время разгорания или затухания ЭЛК. При визуальной индикации инерционность изме­ нения светового сигнала менее 20 мс вообще не реги­ стрируется глазом (инерционность глаза), а инерцион­ ность в сотни миллисекунд приемлема. Включение в ма­ трицу производится через диодные элементы, рабочий ток тиратрона 2 мА, напряжение на аноде порядка

150В.

Сучетом потерь при выключенной ячейке и потерь

Общая оценка. Количество элементов 6 (необходима также светонепроницаемая оболочка). Потребляемая мощность 201КЭЛ. Амплитуда импульсов 10—15 В. Дли­ тельность 10 мкс. Количество градаций 2, Размеры ве­ лики. Температурный диапазон удовлетворителен. Стои­ мость высока. Срок службы определяется ЭЛК. Возмож­ на замена тиратрона инжекционным р-п переходом. При этом значительно уменьшаются габариты и потребляе­ мая мощность. Е. И. Иванов предложил осуществлять управление р-п переходом при помощи туннельного дио­ да, который в данном случае аналогичен р-п-р-п струк­ туре (имеется участок отрицательного сопротивления). Разброс параметров туннельного диода пока затрудняет реализацию такой ячейки.

Схема на р-п переходе

Имеется еще одна потенциальная возможность соз­ дания простейших двухкомпонентных ячеек управления, допускающих в принципе создание индикаторов из двух примыкающих слоев [14]. Уменьшение числа элементов достигается совмещением в одном элементе функций управления и запоминания. Таким элементом может

3 2 5

быть p-n переход, который является нелинейным эле­ ментом и в то же время управляемой емкостью.

Варианты управляющей схемы на р-п переходе по­ казаны на рис. 7.27. При нулевом постоянном потен­ циале в точке А емкость диода максимальна и основ­ ная часть импульсного напряжения падает на С. Пода­

и заряжает конденсатор С, повышая потенциал в точ­ ке А. Повышение обратного напряжения на р-п перехо­ де снижает его емкость в несколько раз, перераспреде­ ляя напряжение между элементами схемы. Новое значе­ ние емкости будет сохраняться в течение времени Ro5pC.

в виду амплитудное, а не эффективное значение напря­ жения). Естественно, что при таких напряжениях на основном рабочем участке от 30 В и выше емкость р-п перехода будет минимальна. Первый недостаток пол­ ностью, а второй частично устраняются введением до­ полнительного диода (рис. 7.27,6). Мостовая схема под­ ключения двух диодов, как было показано выше, дает при малых 1С значительное увеличение крутизны харак­ теристики управления и других параметров. Удается тйкже подавать в точку А сигнал любой полярности,

326

осуществляя стирание изображения. К сожалению, да­ же такое усложнение схемы не дает требуемого качест­ ва изображения. Схема может найти применение только

при снижении напряжения, необходимого для возбуж­ дения элк.

Схема на полевом транзисторе

Выше указывалось, что структура типа МДП может быть применена для управления ЭЛК. На основании предложенной в работе [6] конструкции электровакуум­

на ЭЛК, расположенных под электродами 1. Подача на­ пряжения на затвор в точку с нулевым потенциалом при­ водит к запиранию д-слоя.

то при закрытом д-слое напряжение на ЭЛК будет ми­ нимально. Здесь -JR— сопротивление высокоомного слоя; С — емкость ЭЛК под электродами 1 и 2. Если это условие не выполнено, то ЭЛК будут возбуждаться независимо от величины проводимости д-слоя, так как они окажутся подключенными к источнику питания че­ рез малое сопротивление R. Высокоомный слой также

327