яркостный контраст изображения не менее 4: 1 при внешней освещенности от О (полная темнота) до 100000 лк (освещение пря№1ми солнечными лучами) при малом энергопотреблении;

ccjBMecTHMOCTb по напряжению питания со стандартными биполярными и МДП интегральными схемами управления, высокое быстродействие и, как следствие, возможность мультиплексного режима управления;

различные цвета изображения для цветового кодирования информации;

рабочий диапазон температур от -60 до +70° С, стойкость к термоциклированию, влаге, воздействию радиации, вибрациям, ускорениям и ударам;

срок службы не менее 10 000 ч и срок хранения не менее 15 лет;

минимальные габаритные размеры и масса в пересчете на заданный характер отображения; низкая стоимость.

Ни один из существующих классов индикаторов не в состоянии удовлетворить всем перечисленным требованиям, следователь-"но, претендовать на абсолютное лидерство как сегодня, так и в недалеком будущем. Тем не менее проведенный выше анализ технических характеристик современных индикаторов различных классов позволяет считать, что полупроводниковые индикаторы являются одним из наиболее универсальных классов приборов для отображения информации разнообразного характера и обладают оптимальной совокупностью свойств, обеспечивающих их широкое использование в устройствах и системах индивидуального и группового пользования.

Одним из важнейших технико-экономических параметров при сравнительном анализе различных типов индикаторов являются удельные энергозатраты, определяемые как отношение электрической мощности, потребляемой элементом активного индикатора, к силе света излучения элемента. У современных индикаторов типа АЛС332 удельные энергозатраты составляют всего 0,02 мВт/мккд, что соответствует среднему уровню энергозатрат ВНИ,

На практике существенно не только количество электроэнергии, потребляемой индикаторами, но и ее «качество». Все классы активных индикаторов, кроме ВНИ и ПЗСИ, требуют достаточно высоких уровней напряжений питания и управления, превышающих соответствующие уровни стандартных биполярных и МДП-микросхем. В итоге для управления ЭЛП, ВЛИ, ГРИ и ЭЛИ необходимы специальные источники питания и буферные схемы, сочленяющие стандартные микросхемы для обработки и передачи информации с элементами индикатора. Ряд индикаторов, в том числе некоторые типы ЭЛИ, ГРИ, пассивные ЖКИ, работоспособны лишь на переменном токе и требуют специальных сложных буферных схем управления.

Современная схемотехника управления индикаторами широко использует мультиплексный режим, позволяющий резко-сократить

число микросхем, используемых для обработки и передачи информации, и число электрических выводов индикатора. Благодаря своему исклк>чительно высокому быстродействию полупроводниковые индикаторы наилучшим образом соответствуют требованиям мультиплексного управления.

Таким образом, ПЗСИ являются единственным классом приборов, полностью совместимых со стандартными биполярными и МДП-микросхемами управления, способными работать в мультиплексном режиме при длительности импульса возбуждающего тока 10... 100 не.

Использование в современных ПЗСИ полупроводниковых материалов, способных давать эффективное рекомбинационное излучение в широком спектральном диапазоне, создает большие возможности для цветового кодирования информации.

По устойчивости к климатическим, механическим, специальным воздействиям, диапазону рабочих температур (от -60 до +70° С) полупроводниковые индикаторы существенно превосходят остальные классы приборов и удовлетворяют требованиям, которые предъявляются конструкторами к дискретным приборам и интегральным схемам.

Таким образом, вся система, состоящая из блоков приема (генерации), обработки, хранения и отображения информации, строится на основе единой элементной базы: элементах полупроводниковой микроэлектроники, имеющих в значительной степени конструктивное и технологическое единство. Средний срок службы современных ПЗСИ составляет 100 000 ч, вероятность катастрофического отказа и срок хранения практически те же, что и у кремниевых интегральных схем.

Использование ПЗСИ позволяет резко уменьшить массу и габаритные размеры устройств и систем для отображения информации. Так, использование индикаторов АЛС324 совместно с микросхемами управления 514ИД2 позволило уменьшить массу аппаратуры в 20 раз и габаритные размеры в 7 раз.

Экономические показатели современного производства полупроводниковых индикаторов, основанного на использовании эпи-таксиальных структур соединений А"В большого диаметра, базовых технологических процессов изготовления кристаллов, серийно выпускаемых корпусов и автоматизированных измерительных комплексов, уже достигли высокого уровня.

1.2. МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ И ЭРГОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ИНДИКАТОРОВ

Принципиальное отличие полупроводниковых индикаторов от всех остальных классов полупроводниковых приборов состоит в том, что наряду с традиционной совокупностью необходимых электрических параметров они должны обладать особой совокупностью светотехнических и эргономических параметров в зависимости от характера отображаемой информации (символ, график, 14

текст) и условий применения (спектральный состав и уровень внешней освещенности). Эргономические и светотехнические па-,раме*ры индикаторов определяют качество и полноту изображения информации и безошибочность ее восприятия человеком.

Количество всех возможных эргономических параметров, описывающих визуальное восприятие информации человеком, вероятно, соизмеримо с количеством исследователей, работающих в этойобласти. Вместе с тем, по-видимому, оптимальным является подход, основанный на формировании минимальной совокупности эргономических параметров, полностью описывающих индикаторы как элементную базу для построения различных, систем отображения информации.

Полупроводниковые индикаторы по характеру отображаемой информации можно разделить на четыре разновидности ПЗСИ: дискретные СИД, знаковые индикаторы, модули шкал, модули экранов (табл. 1.2).

Поскольку проблемы, связанные с разработкой СИД, достаточно подробно изложены в [14], рассмотрим разновидности ПЗСИ по порядку, начиная со знаковых индикаторов.

Знаковые индикаторы, находящие наиболее широкое использование, в основном предназначены для отображения цифровой и буквенной информации (символов). В пределах рабочего поля знакового индикатора может одновременно изображаться один (одноразрядные индикаторы) или несколько (многоразрядные ин-

Таблица 1.2. Основные разновидности ПЗСИ

Тип знака

Эскиз знака

Па, Пб

DQDDD

□ □□□□ DDCDO anOQO

□ DDDO

aaaaa

I /

Угол иакло-иа, град

О 5 10

5 10

О 5 10