Вакуумные люминесцентные индикаторы

В литературе эти индикаторы называют также катодолюминесцентными индикаторами [9]. Подобно СИД излучение в них возникает в результате излучательной рекомбинации возбужденных, электронов с дырками валентной зоны. Но возбуждение (накачка) происходит не путем инжекции электронов через р-п переход, а в результа­те облучения люминофора широким потоком электронов, испускае­мых накаленным катодом.

Конструкция вакуумного люминесцентного индикатора показана на рис. 41.

Рис.41. Катодолюминесцентный индикатор: I - катод; 2 - сетка: 3 - аноды-сегменты; 4 - подложка, U_н, U_с, U_a - напряжения накала, сетки и анода.

Принцип его действия следующий: оксидный катод прямого накала I нагревается током до температуры 600 - 700 °С, при которой свечение самого катоде еще не заметно. Широкий по­ток электронов направляется к никелевой сетке 2 с широкими ячейками. Если на сетке напряжение U_с >0, то электроны проходят через сетку, если U_с <0- отражаются от сетки. Пройдя сетку, электроны устремляются к аноду, выполненному в виде сегментов 3 на подложке 4. На поверхность сегментов нанесен сдой люминофора. Каждый сегмент-анод имеет свой вывод, на который подается напряжение 20 - 30 В. Для обеспечения низковольтной люминесценции используют люминофоры на основе ZnS и CdS ,

Подавая напряжение на те или иные аноды-сегменты U_а, можно формировать любую цифру от 0 до 9, как в индикаторах на СИД. Цвет свечения индикатора преимущественно сине-зеленый, реже оранжевый; выбором люминофора можно получить и другие цвета.

Аналогично можно строить многоразрядные индикаторы с динамической индикацией. Управляющим электродом, включающим в нужный момент индикацию нужного разряда, является сетка. Одноименные сегменты цифр всех разрядов объединены, но сетки цифр каждого разряда имеют индивидуальные выводы. Конструктивно вакуумные люминесцентные индикаторы выполняются подобно радиолампе со стеклянной вакуумированной колбой и металлическими выводами. Форма колбы может быть цилиндрической или плоской, количество сегментных цифр в одной колбе на общей подложке колеблется от I до 14. Кроме того, известны матричные и линейные индикаторы (табл. 4.).

Таблица 4. Параметры серийных люминесцентных индикаторов

Для вакуумных люминесцентных индикаторов характерно наличие двух источников питания. Один из них предназначен для накала катода, он имеет небольшое значение U_н при высоких токах накала J_н. Другой источник служит для питания анодной и сеточной цепей; для него характерно более высокое напряжение U_а(с)≈ 20 В при небольшом токе J_а(с). Такое напряжение в МЭА обычно получают с помощью специальных импульсных преобразователей постоянного напряжения, что усложняет схему питания и создает помехи для работы основного устройства. Световая эффективность составляет 0,5-5 лм/Вт, что несколько лучше, чем для СИД. Материалы, необходимые для создания индикатора, дешевы и технологичны, поэтому вакуумные люминесцентные индикаторы получили широкое распространение в переносной бытовой аппаратуре и калькуляторах. Обозначение складывается из букв ИВ (индикатор вакуумный) и цифр, указывающих номер разработки.