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Technical Documents - Documentos Técnicos: MINICALCULADORAS ELECTRÓNICAS - DIFERENTES TIPOS DE DISPLAY (INDICADORES LUMINOSOS).

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Con respecto a las tensiones de alimentación cabe destacar que los tubos de descarga gaseosa requieren tensiones relativamente elevadas, del orden de los 170 a 200volt, entre ambos electrodos. Como ya se mencionó se aplica entre los dos electrodos pulsos de amplitud positiva y negativa los cuales sumados forman la tensión de disparo o encendido. En el caso de no disponer de pulsos de esta amplitud suele aplicarse entre cátodo y ánodo una tensión de pre - polarización que por si sólo no es suficiente para iluminar el tubo, pero sumada a los pulsos de disparo llega a la tensión de ionización e ilumina el tubo. La obtención de la tensión elevada no ofrece problemas en calculadoras de mesa con alimentación de corriente, pero requiere la presencia de un conversor de corriente continua en los equipos portátiles. Como ventaja del tubo de descarga gaseosa debemos mencionar que no se requiere para su funcionamiento una tensión de filamento ya que trabaja con un cátodo frío.

Una variante importante en la construcción de los tubos de descarga gaseosa encontramos en los displays de tubos fluorescentes. Estos tubos posee un aspecto exterior muy parecido a los ilustrados en la figura 6 pero su construcción interna y principio de funcionamiento son completamente diferentes. Además su luminosidad es de un color azul - verdoso.

Fig. 7- El display de tipo fluorescente

En la figura 7 vemos el aspecto típico de su construcción interna. Se nota que el principio fundamental del funcionamiento del display fluorescente es el de una válvula termoiónica del tipo tríodo. El cátodo, de este tríodo es de calefacción directa con el filamento recubierto con el material activo para la emisión. El consumo del filamento varía de acuerdo al tamaño del display pero en líneas generales funciona, con tensiones de 0,7 a 1,5 voltios por dígito y una corriente del orden de 40 a 100 miliampére. En las calculadoras de mesa este consumo es suministrado generalmente por el transformador de poder y por lo tanto es de corriente alterna pero en las máquinas portátiles el filamento se alimenta desde la tensión continua de las pilas. En ambos casos se conectan los filamentos de todos los dígitos en serie y se refiere el negativo de la fuente de +B al centro de la serie de filamentos. Esto es conveniente para equilibrar la corriente de cátodo de todos los dígitos que en el cátodo de calentamiento directo circula por el filamento.

Delante del cátodo - filamento se encuentra una grilla de control compuesta de un tejido delgado de alambre, montado dentro de un marco cuyo tamaño es igual al del ánodo. Entre grilla y ánodo se encuentra un espaciador que mantiene la distancia interelectródica y confiere rigidez al conjunto. La placa aislante del ánodo, posee depósitos de material fluorescente aislados entre si y dispuestos en la conocida configuración de números de 7 segmentos y punto decimal. Al aplicar a la grilla de control un pulso positivo existe una atracción de electrones desde el cátodo y los electrones emitidos por este último llegan a la grilla por la atracción electrostática de su polaridad. Sin embargo debido a la naturaleza constructiva de la grilla los electrones no se depositan en la grilla sino por el contrario siguen su trayectoria más allá de la misma. Al aplicar ahora a los segmentos del ánodo sendos pulsos positivos, aquellos segmentos que tienen esta polaridad positiva atraen los electrones que impactan sobre el recubrimiento fluorescente. Este material posee la propiedad de emitir fotones bajo el impacto de los electrones con una intensidad lumínica que es proporcional a la corriente electrónica. Se transforma por lo tanto la energía eléctrica de los electrones en energía radiante de luz visible .

Los displays del tipo fluorescente poseen la virtud de usar pulsos positivos para la activación de segmentos (ánodo) y dígitos (grilla). Esto simplifica la excitación de estos displays por medio de pulsos de igual polaridad y amplitud provenientes del circuito integrado. Además por su carácter de tubos al vacío usan una tensión de ánodo de sólo 25 a 30 voltios con la consiguiente ventaja en la construcción de la fuente de alimentación. Especialmente en máquinas portátiles alimentadas a pilas. El régimen de pulsos reduce aún más los requisitos energéticos de alimentación.

EL DISPLAY DE DIODOS FOTOEMISIVOS.

1. Conceptos funcionales básicos - Teoría de los semiconductores

Por naturaleza. algunos materiales forman cuerpos caracterizados por una geometría regular y llamados cristales. Se dice que tales sustancias son cristalinas. En cambio. otros sólidos carecen de una, forma definida preferida y son plásticos. o amorfos. Por ejemplo. la goma es amorfa y la sal común de mesa, cristalina. El cuarzo permite un alto grado de pulimento y puede ser tan transparente como el vidrio: sin embargo, el cuarzo es cristalino y el vidrio no lo es. Entre las sustancias cristalinas hay tanto elementos simples como compuestos. así como metales y no metales. La mayoría de los mineraJes naturales son sustancias cristalinas.

En lo externo, el cristal presenta caras planas dispuestas según cíerta simetría particular. En lo interno, el cristal está caracterizado por un ordenamiento definido de sus átomos en un sistema muchas veces repetido, el que se denomina estructura cristalina básica. Tanto en lo externo como en lo interno, todos los cristales de una misma sustancia ofrecen el mismo aspecto. Por ejemplo, un cristal de cuarzo adopta la forma de un cuerpo exagonal terminado en una punta piramidal en cada extremo, mientras que el cristal de cloruro de sodio (sal de mesa) tiene forma cúbica. Algunos cristales. por su tamaño, pueden llegar a lo gigantesco, mientras que otros sólo pueden verse con ayuda del microscopio.

El carácter cristalino de una sustancia no siempre se reconoce a simple vista, pues sus cristales individuales son muy pequeños y están aglomerados irregularmente, de modo que el aspecto del conjunto se confunde con el de una sustancia amorfa. Cuando un trozo de material cristalino está formado por un cristal único y no por un conglomerado de cristales, se habla de un monocristal.

De los monocristales pueden cortarse placas, barras o planchuelas, y es frecuente llamar cristales, erróneamente, a estos trozos.

Como ejemplo puede citarse el llamado cristal de cuarzo utilizado en radio. En realidad se trata de una placa o de una barra cortada de un monocristal. Del mismo modo se llaman cristales las placas de germanio utilizadas en los diodos y en los transistores.

Electrones y lagunas

 

Algunos materiales cristalinos tienen características eléctricas que pueden ser considerados como intermedias entre las de los conductores y las de los aisladores; estos materiales se denominan semiconductores. En condiciones ordinarias, los semiconductores no son ni buenos aisladores ni buenos conductores, pero pueden exhibir algunas propiedades de unos y otros. Entre los semiconductores de importancia práctica en la electrónica moderna se hallan el sulfuro de cadmio, el óxido de cobre, el sulfuro de cobre, el germanio, el sulfuro de plomo, el selenio, el silicio y el carburo de silicio o carborúndum. Hay sin embargo, muchos otros elementos y compuestos semiconductores.

Para comprender la naturaleza de un semiconductor, es necesario examinar la estructura atómica del cristal. Cuando la temperatura es baja, en el verdadero semiconductor no hay electrones capaces de transportar corriente a través del material, debido a que los electrones externos de cada átomo, que servirían para el transporte de cargas eléctricas, están retenidos por las llamadas ligaduras de valencia. El material, en consecuencia, se ofrece como un aislador, especialmente si la estructura cristalina es perfecta y están completas todas las ligaduras de valencia. Los átomos de germanio o de silicio, por ejemplo, contienen cuatro electrones en su órbita externa. Cada uno de estos átomos está asociado con cuatro átomos próximos con los cuales, en cierto modo, comparte sus electrones externos, formando cuatro ligaduras de valencia, cada una de ellas con dos electrones. Estas ligaduras son muy estables cuando la temperatura es baja. Sin embargo, al elevarse la temperatura, la agitación resultante puede causar la ruptura de algunas de estas ligaduras, quedando asi algunos electrones libres, los que a su vez dejan tras de si un lugar desocupado, denominado laguna. Los electrones así liberados, se hallan entonces disponibles para transportar su carga eléctrica a través del material. La misma agitación térmica hace que los electrones de otras ligaduras próximas pasen a ocupar en ocasiones el hueco o laguna dejado por uno de los electrones liberados de su ligadura, dejando a su vez una nueva laguna que puede volver a ser llenada por un electrón próximo. De esta manera, resulta un movimiento aparente de las lagunas, que van cambiando así de posición en el cuerpo de la sustancia. Si se aplica un campo eléctrico al material, los elecrones libres se encaminan hacia el polo positivo, mientras que el movimiento aparente de las lagunas se realiza hacia el polo negativo. Resulta así una conducción eléctrica en el material, en general muy débil y dependiente de la temperatura, denominada conducción intrínseca. Esta conducción es la única que se presentaría en un cristal puro.

Hay sin embargo, otras formas de conducción en el cristal semiconductor. En efecto, algunos átomos de un cristal de germanio pueden ser sustituídos por átomos de otro elemento, siempre que éste reúna determinadas características. Así, el fósforo es capaz de sustituir al germanio sin que el aspecto general del cristal se altere. Pero el átomo de fósforo contiene cinco electrones en su órbita externa, de modo que al sustituir al átomo de germanio sólo cuatro de ellos quedan retenidos por las ligaduras de valencia con los cuatro átomos de germanio próximos. El quinto electrón queda libre y disponible para el transporte de carga a través del material. En el germanio así impurificado por el fósforo (o antimonio, arsénico, etc.) la conducción eléctrica se debe especialmente al desplazamiento de estos electrones libres, es decir, al movimiento de cargas negativas. El germanio así contaminado se denomina germanio tipo n.

Se presenta una situación algo diferente cuando el germanio se contamina con un material que contiene sólo tres electrones en la órbita externa de cada uno de sus átomos, por ejemplo, boro, aluminio, o galio. Cuando uno de estos átomos se ubica en sustitución de un átomo de germanio, sus tres electrones externos sólo pueden satisfacer tres ligaduras de valencia con los átomos próximos dejando la cuarta incompleta. Como en el caso de la conducción intrínseca, se dice que hay una laguna en esta ligadura, la que puede ser llenada por los electrones de las ligaduras completas próximas. Cuando un electrón pasa a ocupar una de estas lagunas, deja tras sí una segunda laguna. La nueva laguna a su vez, puede ser llenada por un segundo electrón, creándose así una tercera laguna, etc. El resultado es como si la laguna se moviera a través del cristal y equivale al transporte de una carga positiva. En estos materiales, el transporte de electricidad se debe también al desplazamiento de los electrones que van ocupando las lagunas que así se producen, pero se llega a una descripción más sencilla del fenómeno suponiendo que es la laguna la que lleva una carga positiva.

Los materiales contaminados con impurezas que producen lagunas se llaman materiales tipo p.

En resumen, en los semiconductores puede haber tres tipos de conducción:

  1. conducción intrínseca, que puede presentarse en los materiales puros y que se debe a la formación de pares de lagunas y electrón debidos a la agitación térmica;
  2. conducción por lagunas, causada por la presencia de impurezas cuyos átomos tienen tres electrones en su órbita externa;
  3. conducción por electrones, causada por la presencia de impurezas que tienen cinco electrones en su órbita externa.

En general, la conducción intrínseca se superpone a la conducción por lagunas o por electrones en los materiales contaminados, pero su contribución a la conducción total es relativamente reducida.

Las impurezas que dan lugar a la aparición de electrones libres, es decir, que forman material de tipo n, se llaman donoras. En cambio, las que causan la aparición de lagunas movibles, es decir, material tipo p, se llaman aceptoras.

Mediante la elección del material de contaminación, el semiconductor puede hacerse, según se desee, del tipo n o del tipo p. Es interesante observar que la proporción de impurezas que debe agregarse al germanio o al silicio puros para obtener cualquiera de estos efectos es muy pequeña, por ejemplo del orden de un átomo de impurezas por cada 10 millones de átomos de germanio o de silicio. Los materiales semiconductores son en general elementos de la cuarta columna de la tabla periódica de los elementos químicos. Las impurezas donoras son entonces elementos de la quinta columna, y las impurezas aceptoras, los de la tercera columna.

En la Fig. 101 se ofrece una representación simplificada de la estructura de un semiconductor con impurezas donoras. Cada átomo del material original tiene cuatro electrones de valencia o externos y el átomo de impurezas cinco. Cuatro de los electrones de valencia del átomo de impureza forman ligaduras de valencia con los electrones de los átomos semiconductores próximos. Satisfechas las cuatro ligaduras de valencia, el electrón extra del átomo de impureza, o electrón de exceso, queda prácticamente libre para moverse a través del cristal. Al mezclar átomos de este tipo con el semiconductor, se obtiene un material tipo n.

Fig. 8. Átomo de impureza donora en un semiconductor.

La Fig. 8 muestra una imagen simplificada de la estructura de un semiconductor con impurezas aceptoras. En este caso, como antes, cada átomo del cristal original tiene cuatro electrones de valencia, pero el de la impureza sólo tiene tres. De esta manera, sólo pueden satisfacerse tres ligaduras de valencia con los átomos próximos del cristal. Se necesitaría un electrón más para completar la ligadura entre el átomo de impureza y el átomo superior del semiconductor. Hay entonces una laguna en esta ligadura. Esta laguna puede ser llenada por un electrón proveniente de otro lugar del cristal, el que al ocupar la laguna, deja tras sí una nueva laguna. Resulta que la laguna provista por el átomo de impurezas puede migrar a través de la estructura cristalina cuando se dan las condiciones adecuadas. La inclusión de este tipo de impureza da lugar a un material tipo p.

Fig. 8b - Átomo de impureza aceptora en un semiconductor.

 

Debe tenerse presente que estas figuras son simples representaciones gráficas de semiconductores e impurezas hipotéticas en las cuales no se ha tomado en cuenta los electrones interiores ni los núcleos de los átomos. Tampoco se ha prestado atención al movimiento de los electrones. Sin embargo, las figuras dan una idea clara de cómo se modifican las propiedades de los semiconductores al contaminarlos con determinadas impurezas. Se ha dicho ya que la actividad de los electrones y las lagunas dentro de un cristal semiconductor es acelerada por la elevaciónde la temperatura. Como resultado, el calentamiento aumenta la conductividad del material. Los semiconductores, por esta razón, presentan en general un coeficiente térmico negativo de resistencia.

El movimiento de las cargas es más lento en los semiconductores que en los verdaderos conductores. El germanio y el silicio son por ahora los semiconductores más utilizados en la electrónica. Sin embargo, se presta mucha atención al silicio, a causa de su capacidad para funcionar a temperaturas más elevadas que las que admite el germanio.

La figura siguiente muestra lo que ocurre cuando se aplica una tensión continua de polarización entre las porciones p y n de una juntura.

Figura 8c

En la fig. 8c(A) no hay ninguna tensión aplicada. En la región p hay lagunas (círculos blancos) y en la región n electrones círculos negros. Obsérvese que en la región n hay algunos electrones a la vez que algunas lagunas en la región n. Pero en ambos casos, estos portadores minoritarios son mucho menos numerosos que los portadores mayoritarios, de modo que su contribución a la corriente es escasa.

Cuando se hace positiva la región p de la juntura, como en la Fig. 8c(B), las lagunas son repelidas por el campo positivo, y los electrones, por el campo negativo. Unos y otros son empujados, en el sentido que marcan las flechas, hacia la juntura p-n, donde ellos se recombinan. Circula entonces una corriente considerable y la resistencia de la juntura resulta pequeña. Este proceso continúa mientras se mantiene aplicada la tensión.

Cuando se hace negativa la región p y positiva la región n, como en la Fig. 8c(C), las lagunas son atraídas por el campo negativo y los electrones por el campo positivo. Lagunas y electrones son alejados de esta manera de la juntura p-n, en el sentido que marcan las flechas. No puede haber entonces circulación apreciable de corriente y la resistencia de la juntura es elevada. En el .caso de la Fig. 8c(B), se dice que la juntura está polarizada en sentido directo. Este es el sentido de baja resistencia, alta conductancia o alta corriente. En cambio, en la Fig. 8c(C), la juntura está polarizada en sentido inverso. Este es el sentido de alta resistencia, baja conductancia, o baja corriente. Se dice que se levanta una barrera de potencial cuando la juntura es polarizada inversamente.

La juntura p-n. constituye un rectificador a causa de su capacidad para dejar pasar la corriente con más facilidad en un sentido que otro. Su rendimiento como rectificador depende de la relación que existe entre su resistencia directa y su resistencia inversa. La juntura constituye un rectificador diódico de amplias aplicaciones prácticas.

Figura 9 : Características voltio-amperio estáticade un diodo semiconductor típico

La Fig. 9 muestra la curva característica estática voltio-amperio de un diodo semiconductor típico. Obsévese que la corriente directa está representada en miliamperes mientras que la corriente inversa sólo alcanza a unos pocos microamperes. Las porciones negativa y positiva de la curva son alineales sobre una gran parte de su extensión total.

Fig. 10 - Caracteristica estática de resistencia de un diodo semiconductor.

La figura 10 muestra la característica estática de resistencia (E/I) de un diodo semiconductor. Al aumentar la tensión directa, la resistencia cae a un bajo valor, del orden de los 100 ohmios o menos. Al disminuir la tensión, la resistencia aumenta, de modo que llega a centenares de miles de ohmios cuando la tensión es nula. Al invertir la tensión, la resistencia pasa por un máximo del orden de los meghomios, y comienza después a disminuir.

Los diodos fotoemisivos, también llamados "LED" del inglés "light emitting diode" ("diodo emisor de luz") se basan en conceptos conocidos desde hace muchos años pero poco aprovechados hasta hace relativamente poco. Nos referimos a la emisión de la luz desde una juntura P - N que se observó por primera vez en el año 1923 en junturas naturales. Sin embargo debido a la baja eficiencia de este proceso no se logró ninguna aplicación práctica de este fenómeno. El efecto observado se debe al hecho de que en los diodos por junturas semiconductoras del tipo P - N se encuentran en cada material de la juntura portadores mayoritarios y minoritarios que al combinarse liberan energía. Los portadores mayoritarios de un material "N" son los electrones, empero en este mismo material existen también pequeñas cantidades de lagunas como portadores minoritarios. En el material "P" los portadores mayoritarios son las lagunas y las minoritarias son los electrones. Por su misma naturaleza de cargas opuestas es muy común que se produzcan recombinaciones de ambos en cada uno de los materiales P y N. Esta recombinación libera una cierta cantidad de energía hacia otros portadores y esta energía puede manifestarse como energía térmica, cinética o luminosa.

Fig. 11 - Los diodos fotoemisivos .

La forma más común de inyectar portadores en una juntura P - N es por medio de una polarización directa del diodo formado alrededor de esta juntura, tal como se ilustra en la figura 11. La figura 11(A) indica el diodo sin polarización externa con su barrera de juntura que impide la recombinación de portadores en escala apreciable a través de la barrera. Por tal motivo se considera esta barrera de la juntura como equivalente a una batería que otorga, una polarización inversa al diodo. Esta polarización inversa aleja los portadores mayoritarios de la juntura. Si se aplica ahora una polarización directa al diodo de la juntura P - N tal como vemos en la figura 11(A) podemos superar la barrera formada por la juntura si el potencial es de suficiente magnitud. En este aspecto debe recordarse que el potencial aplicado sufrirá una caída de tensión en el mismo material semiconductor del diodo que precisamente no es un buen conductor sino un "semiconductor" con una resistencia interna por unidad de volumen bastante elevada. Sin embargo generalmente es suficiente la aplicación de tensiones del orden de 1 voltio o poco más para lograr la superación de la barrera, compensar la caída de tensión interna y provocar una corriente de cierta intensidad en el diodo. Esta corriente directa introduce portadores minoritarios en ambos materiales y libera por el mecanismo ya mencionado de recombinación de portadores mayoritarios y minoritarios una fuente potencial de energía.

En el diodo fotoemisivo interesa desde luego que la energía liberada de esta manera sea energía lumínica y se manifieste como una emisión de luz. En principio podemos comprobar que esta condición se cumple en forma parcial en todas las junturas semiconductoras, pero a los efectos de obtener un rendimiento de luz de un valor razonable es necesario que se cumplan ciertos requisitos. De otra manera la eficiencia de la conversión - energética será muy baja y no podrá usarse para los fines específicos del diodo fotoemisivo.

Un factor de suma importancia para lograr un rendimiento aceptable es la selección del material adecuado con un grado de pureza muy bien controlado y con el agregado del porcentaje correcto de las impurezas más eficientes. En condiciones óptimas es factible lograr un rendimiento interno cercano al 100 % en lo referente al equivalente cuántico que consiste en la generación de fotones por cada evento de recombinación de portadores. La eficiencia de potencia lumínica que consiste en la conversión de energía eléctrica en energía lumínica de salida puede lograrse en el orden del 25 % o mayor.

2. Materiales usados en los diodos fotoemisivos.

 

Uno de los motivos por los cuales el descubrimiento y la utilización práctica del efecto fotoemisivo demoraron tanto en comparación con otras aplicaciones de semiconductores, es el hecho que los materiales semiconductores de uso más frecuente, el germanio y el silicio, son sumamente pobres en lo referente a eficiencia de conversión lumínica. Por este motivo no se y también materiales opacos con reflexión interna y salida concentrada de la luz. pueden usar como diodos fotoemisivos y recién el descubrimiento de otros materiales semiconductores permitió pensar seriamente en este tipo de semiconductor.

Los materiales de mayor uso en esta aplicación son los compuestos de galio y de arsénico, por ejemplo el arseniuro - fosfuro de galio. La composición exacta es importante para determinar la frecuencia de la luz emitida, característica que indica su color. Se utilizan los materiales del grupo de los arseniuros de galio como emisores de luz roja y los fósfuros de galio para obtener luz verde. También pueden lograrse diodos fotoemisivos de color amarillo y combinaciones de todos estos colores, como rojo - verde, rojo - amarillo y verde - amarillo. La eficiencia lumínica de los materiales varía sin embargo y también interviene en este sentido la diferencia espectral de la respuesta del ojo humano. Esto influye en la eficiencia total en la siguiente manera: Un diodo fotoemisivo de fosfuro de galio tiene una eficiencia de potencia 10 veces mayor que uno de fósfuro - arsenuro de galio, pero debido a la diferencia cromática esta eficiencia queda reducida en definitiva a una relación de 3 a 1 o 4 a 1. En general se logra con los materiales mencionados rendimientos lumínicos entre 1,5 a 5 mililumen con una corriente directa del diodo LED de unos 20 miliamperes.

Se recurre en la construcción de los diodos fotoemisivos a ciertos artificios ópticos para reducir el consumo del material activo que es aún sumamente costoso. Para este fin se usan cristales ópticos adosados a los diodos para lograr un incremento lumínico por medios ópticos, lentes y también materiales opacos con reflexión interna y salida concentrada.

Se utilizan en la fabricación de los diodos fotoemisivos muchas veces técnicas de circuitos integrados con una pastilla de cristal de material activo de sólo 0,4 milímetros de lado, los cuales sin embargo pueden producir por los medios ópticos indicados una superficie iluminada de 4 por 0,6 milímetros. Se aprovecha en este caso la luz emitida por la parte superior del diodo y también la proveniente de los costados.

Las fotocélulas se utilizan para la detección y conversión de la intensidad de la luz en señales eléctricas. Las fotocélulas se pueden clasificar en fotovoltaicas, fotoconductoras, fotoemisivas y semiconductoras.

Las células fotovoltaicas desarrollan una fuerza electromotriz (f.e.m.) en presencia de luz. El óxido de cobre y el selenio son ejemplos de materiales fotovoltaicos. Un microamperímetro calibrado en lux (lm/m2) se conecta a través de las celdas y mide la salida de corriente.

Los dispositivos fotoconductores cambian su resistencia con la intensidad de la luz. Tales materiales son el selenio, óxido de circonio, óxido de aluminio y sulfuro de cadmio.

Los materiales fotoemisivos, como las mezclas de elementos de tierras raras (óxido de cesio), liberan electrones en presencia de luz.

Los semiconductores son fotosensibles y están disponibles comercialmente como fotodiodos y fototransistores. La luz genera pares de huecos de electrones, lo que provoca fugas en los diodos polarizados inversamente y corriente de base en los fototransistores. Los sensores ópticos comerciales de alta resolución están disponibles con la electrónica integrada en un solo dispositivo, para proporcionar compensación de temperatura, y también están disponibles comercialmente sensores ópticos con salida de voltaje lineal según la intensidad de luz incidente.

3. Características constructivas de los displays de diodos fotoemisivos.

En los displays alfanuméricos de siete segmentos que se necesitan para las minicalculadoras electrónicas, se recurre actualmente a construcciones monolíticas los cuales aumentan el rendimiento y reducen el costo de los displays. En la figura 12 vemos dos tipos de display de diodos

Fig. 12 - Displays de diodos fotoemisivos .

fotoemisivos para diferentes tipos de máquina. El display de la figura 12A es de un sólo dígito de tamaño grande, mientras que el display de la figura 12B es del tipo múltiple que consiste de 9 dígitos individuales, montados sobre un substrato común y con un conexionado interno que deja todos los segmentos equivalentes de cada dígito en paralelo. En el caso concreto de los 9 dígitos obtenemos 8 conexiones para los 72 segmentos del conjunto y 9 conexiones para los 9 dígitos, o sea un total de 17 conexiones para el display. En la figura 13 vemos un conexionado típico de este tipo.

Fig. 13 - Conexión de un display de 9 dígitos.

El substrato del display múltiple puede ser de material fenólico o también de material cerámico, utilizándose en ambos casos técnicas de circuito impreso de doble faz para lograr el interconexionado de los diodos fotoemisivos individuales. Con respecto al régimen de trabajo de los diodos fotoemisivos en las minicalculadoras cabe señalar que se usa también el método de pulsos que en el caso de los diodos LED es especialmente eficiente debido a la coincidencia de no - linealidad de la característica lumínica del diodo y del ojo humano. En efecto, el ojo humano se comporta como un sistema de respuesta logarítmica limitada en donde el tiempo de activación es mucho menor que el de la desactivación. Este comportamiento nos explica la persistencia visual y tiene como resultado que la salida lumínica promediada de un sistema pulsado es mayor que el efecto producido por un sistema de luminosidad constante de un nivel igual al promedio del pulsado. Por otra parte también el rendimiento propio del diodo fotoemisivo es mayor en el régimen de pulsos, sobre todo cuando se usa un pulso de corta duración y elevada corriente de cresta. Las máquinas calculadoras destinados al funcionamiento con diodos fotoemisivos suelen tener por este motivo una frecuencia de repetición mayor y una duración del pulso menor que las máquinas destinadas a funcionar sólo con displays del tipo gaseoso o fluorescente. No obstante existen valores de compromiso que permiten el uso de ambos.

 


 

 

 
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