Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Конструктирование оптикоэлектронной аппаратуры

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [65] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

упорядоченной конструкцией. При разработке ГИИ следует учитывать строго фиксированное положение на общей плате светоизлучающих элементов и произвольное расположение элементов УМ. Ограничения накладываются на сечение межконтактных соединений, которое не должно превышать сечения свободного монтажного пространства.

Вопросы, связанные с оптимальным проектированием ГИИ, достаточно подробно рассмотрены в работе [192]. Задача оптимального конструирования ГИИ сводится к последовательной минимизации следующих параметров: числа кристаллов и протяженности разводки с учетом ограничений на размеры сечений свободного монтажного пространства; критической площади кристаллов и числа контактных площадок на них.

Первая практическая реализация ГИИ состояла из гибридной сборки на печатной плате индикаторного дисплея на четыре знакоместа, каждое из которых представляло собой 14-элементный монолитный ПЗСИ и УМ, включающую ОЗУ, генератор знаков, счетчики, дешифраторы и ключи. Прибор был совместим с ТТЛ и КМОП ИМ и потреблял ток 425... 700 мА от источника питания .-f5 В. Следует подчеркнуть, что предложенный в [193] прибор может рассматриваться лишь как первый опыт в создании ГИИ, поскольку с экономической точки зрения вряд ли целесообразно использование встроенной микросхемы для управления индикатора всего на четыре знакоместа.

В предложенном в работе [194] варианте создания программируемых модулей на основе 14- и 18-сегментных индикаторов удалось реализовать модули на 16...40 знакомест, в которых собственно индикаторная часть располагается на одной плате, а УМ - на другой плате, соединенной с первой плоским кабелем. Указанная схема позволяет реализовывать широкие функциональные возможности микроконтроллера (двусторонний ввод информации, редактирование текста, сопрягаемость с любыми мини- и микрокомпьютерными средствами).

Особый интерес представляет разработка программируемых дисплеев на основе матричных индикаторов. Примером удачной реализации такого «разумного» дисплея является прибор на четыре знакоместа на основе 35-элементных индикаторов [195]. Высота знака составляет 3,7 мм, шаг между знаками 5 мм. Индикатор позволяет формировать панель для цифро-буквенной информации с шагом между знаками в строке 5 мм и минимальным шагом между строками 10 мм. Одноименные столбцы матриц объединены в пять групп. Двенадцать выводов индикатора расположены в два ряда с шагом 2,6 мм между выводами и 7,5 мм между рядами выводов. Пять выводов предназначены для подключения столбцов, шесть - для ввода и вывода информации, ввода тактовых импульсов и импульсов гашения подключения питания и «земли». Используемая УМ содержит две схемы управления, каждая из которых состоит из 14-разрядного регистра сдвига и 14 формирователей тока светоизлучающих диодов. Корпус анало-



гичного индикатора без встроенной схемы управления имел бы 28 внешних выводов и практически вдвое большие габаритные размеры.

Логическим развитием указанного направления является разработка многоэлементных твердотельных экранов. Большой интерес к этому направлению стимулируется существенно большими потенциальными возможностями твердотельных экранов по сравнению с традиционными электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ). В частности, экраны с матричной адресацией позволяют добиться наибольшей плотности информационных точек на единицу длины (площади), что в сочетании с высоким быстродействием ПЗСИ делает этот класс приборов наиболее полно удовлетворяющим требованиям мультиплексного управления.

В настоящее время вопросы проектирования матричных экранов на основе П5СИ продолжают оживленно дискутироваться. В то же время доминирует тенденция построения плоских экранов, на основе отдельных модулей вместе со встроенными схемами управления и допускающих бесшовную стыковку.

Как отмечалось выше, самым существенным преимуществом-использования встроенных схем управления при проектировании многоэлементных матричных экранов является радикальное сокращение числа внешних выводов. В частности, для полупроводни-кового дисплея форматом (числом элементов) 100x100 число выводов при использовании встроенной схемы управления может быть уменьшено с 200 до 10... 12.

В многоэлементных модулях экрана в настоящее время используется как гибридная, так и монолитная конструкция. У каждой имеются свои преимущества и недостатки. В гибридной конструкции благодаря возможности предварительной отбраковки кристаллов светоизлучающих элементов возможно получение достаточ-iHo экономичного модуля экранов с минимальной разнояркостью» элементов.

В то же время наибольшей плотности размещения в полупроводниковой матрице с количеством элементов свыше. 1000 при наименьшем шаге между ними (200 мкм) можно добиться в монолитной конструкции. При этом очень высокие требования предъявляются к качеству эпитаксиальных структур. Современный уровень развития технологии эпитаксиальных структур на основе соединений А™В, например получаемых методом ГФЭ, позволяет получать монолитные кристаллы полупроводниковых матриц размером 2,5X2,5 см, содержащих около 4 000 светоизлучающих элементов.

Специфические особенности различных конструктивных реализаций полупроводниковых экранов обусловливают неизбежные-трудности при их использовании в различных системах отображения информации. В связи с этим, по-видимому, наиболее целесообразным следует считать подход [195], основанный на разработке этого класса устройств с конкретной привязкой к системе,, в составе которой их предполагается использовать, что позволяет-200



оптимизировать параметры и режимы работы всей системы в целом на всех этапах разработки.

Примером современного уровня разработки информационно емких экранов на основе ПЗСИ является авиационный дисплей размером 15,2X12,7 см и форматом 384x320 при разрешающей способности 25 лин./см. Светоизлучающие элементы зеленого цвета свечения на основе GaP:N характеризуются яркостью 400 :кд/м [196]. Конструктивно экран представляет собой гибриднук> сборку 6X5 из отдельных модулей, содержащих собственно индикаторный блок форматом 64 X 64 вместе со схемами ключей и формирователями тока. Блок управления, выполненный на отдельных печатных платах, содержит основную ЭВМ системы и три микрокомпьютера дисплея, формирующие отрезки прямых линий, циф-ро-буквенные и специальные символы. Функционально процесс формирования изображения распределяется между отдельными частями блока управления следующим образом: сигналы датчиков обрабатываются основной ЭВМ, преобразуются в цифровую информацию и адресуются в виде последовательности команд частотой 50 Гц процессору дисплея. Генератор изображения, в свою очередь, адресует соответствующие команды светоизлучающим элементам.

Предельно допустимый ток через светоизлучающий элемент ограничивает его максимальную яркость. В рассматриваемом авиационном дисплее задаваемая яркость элемента (400 кд/м),. обусловленная спецификой его функционирования в условиях яркой засветки, приводит к ограничению максимального числа элементов в столбце и строке (64 элемента); при этом развертка изображения производится одновременно для всех модулей экрана.

Перспективы развития программируемых ПЗСИ хорошо вписываются в общую историческую и логическую схему развития полупроводниковых приборов с повышенной степенью интеграции, что предусматривает в дальнейшем переход от ГИИ к монолитным интегрированным приборам и в более широком смысле - к оптическим интегральным микросхемам. Проблема же создания оптических микросхем в первую очередь связана с задачей создания экономичной и воспроизводимой технологии УМ на бинарных соединениях А"В и их твердых растворах. Серьезная трудность на этом пути - недостаточное структурное совершенство исполь-еуемых в технологии светоизлучающих приборов полупроводниковых материалов.

К настоящему времени удалось добиться существенного прогресса в области создания быстродействующих микросхем на основе GaAs [197], являющегося одним из основных материалов для эпитаксиальной технологии светоизлучающих структур. В то же время работы по созданию интегральных структур на основе твердых растЁоров А"В находятся все еще на уровне лабораторных исследований. Современное состояние проблемы характеризует ряд устройств, содержащих собственно излучающий эле-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [65] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78



0.016
Яндекс.Метрика