Cp.4 Alte Dispozitive Electronice [616400]

: 1:
:c
c
4.cALTEcDISPOZITIVEcELECTRONICEc
:
4.1.cDispozitivecmultijoncŃiunec
:
Dispozitivele:multijoncŃiune:sunt:dispozitive:semic onductoare:din:siliciu,:care:au:în:structura:
lor:mai:mult:de:două:joncŃiuni:PN.:Un:asemenea:disp ozitiv:se:comportă:ca:un:comutator:cu:două:
stări: stabile: și: este: folosit: în: circuite: pentru: co manda: sau: conversia: puterii: electrice:: redresoare:
comandate,: invertoare,: generatoare: de: semnale: de: pu tere,: circuite: de: comandă: a: motoarelor,:
protecŃia: la: supratensiuni: și: supracurenŃi: etc.: Cel e: două: stări: stabile: sunt: cea: de: blocare: (curent:
foarte:mic:prin:dispozitiv:și:rezistenŃă:mare:la:bo rne):și:cea:de:conducŃie:(rezistenŃă:și:tensiune:la :
borne: de: valori: mici).: Dispozitivele: multijoncŃiune : reprezentative: sunt: dioda: PNPN,: tiristorul,:
diacul,: triacul.: În: funcŃie: de: sensul: de: trecere: a: curentului: prin: dispozitiv,: acestea: pot: fi:
unidirecŃionale:sau:bidirecŃionale.:
:
a)cTiristorulc
Considerat: cel: mai: important: comutator: electronic: d e: putere,: tiristorul: este: un: dispozitiv:
multijoncŃiune:unidirecŃional:(permite:trecerea:cur entului:întrâun:singur:sens),:cu:patru:straturi:și: un:
electrod:de:comandă:(grilă:sau:poartă).:Simbolul:ti ristorului:convenŃional:este:cel:din:fig.:4.1.1.a:â :
cele:trei:terminale:numinduâse:anod:(A),:catod:(K): și:grilă:(G):â:iar:structura:internă:simplificată:
este:prezentată:în:fig.:4.1.1.b.:Dispozitivul:poate :fi:reprezentat:sub:forma:unui:circuit:echivalent,:
realizat:cu:două:tranzistoare:bipolare:complementar e,:ca:în:figura:4.1.1.c.:Când:U AK >0,:cele:două:
tranzistoare:funcŃionează:în:regim:activ:normal:și: curenŃii:lor:de:colector:respectă:relaŃia:(2.1.3).:
Considerând:sensurile:convenŃionale:ale:curenŃilor: I A,:I G:și:I K,:pot:fi:scrise:următoarele:relaŃii::
1E AI I= ,:::: 2E KI I= ,::: 1C G 2B I I I+= ,: : : : : : (4.1.1):
02CB K2N G 01CB A1N 2C G 1C 2C 2B 2E K I I I I I I I I I I I I +α+++α=++=+== .: (4.1.2):
Din:relaŃia:(4.1.2):rezultă:expresia:curentului:I K,:care:se:exprimă:apoi:în:funcŃie:de:I A:și:I G::
: G A
2NG 0C A1N
K I I1I I II +=α−++α= .:: : : : : : (4.1.3):
Curentul:anodic:al:tiristorului:se:obŃine:de:forma:
🙂 (1I II
2N 1N0C G2N
Aα+α−+α= ;: : : : : : : : (4.1.4):
sâa:folosit:notaŃia: 02CB 01CB 0C I I I += .:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
A
c c a.c c c c b.c c c c c c.c
Fig.A4.1.1.ATiristorul:Aa.Asimbol;Ab.AstructurăAint ernă;Ac.AcircuitAechivalent.A
:
: Când: tiristorul: este: polarizat: direct: (U AK >0),: tensiunea: U GK : asigură: comanda: comutării:
dispozitivului::
:

: 2:
:/square4 Dacă:U GK ≤0,:T 1:și:T 2:sunt:blocate,:curentul:anodic:este:foarte:mic:( 0C AI I≅ ),:iar:rezistenŃa:
dispozitivului:între:A:și:K:este:foarte:mare.:Tiris torul:este:blocat.:
/square4 Dacă:U GK >0,:j BE1 :este:polarizată:direct.:Asigurând:U GK >U BEon ,:I C2 :crește:și:aduce:în:conducŃie:
pe: T 1: (pentru: că: I B1 =I C2 ).: Astfel,: I C1 : crește: determinând: o: conducŃie: mai: puternică: a:
tranzistorului:T 2.:Datorită:buclei:de:reacŃie:pozitivă,:în:scurt:tim p,:ambele:tranzistoare:ajung:în:
starea:de:saturaŃie.:RezistenŃa:anodâcatod:și:tensi unea:U AK :scad:drastic,:tiristorul:fiind:în:starea:
de:conducŃie.:După:intrarea:în:această:stare,:tensi unea:U GK :poate:să:dispară,:întrucât:valoarea:
lui: I C1 : este: suficientă: pentru: a: asigura: curentul: I B1 : necesar: menŃinerii: stării: de: saturaŃie: a:
tranzistorului:T 2.:
La:polarizarea:inversă:a:tiristorului:(U AK <0),:curentul:invers:prin:dispozitiv:are:valori:foa rte:mici,:
care: cresc: odată: cu: valoarea: curentului: de: grilă.: C ând: tensiunea: inversă: atinge: valoarea: de:
străpungere,:curentul:invers:prin:dispozitiv:crește :brusc.:Străpungerea:tiristorului:este:distructivă. :
Trecerea: tiristorului: din: starea: de: blocare: în: cea: de: conducŃie: se: numește: amorsare ,: iar:
trecerea: inversă: (din: starea: de: conducŃie: în: cea: bl ocare): se: numește: blocare. : La: tiristorul:
convenŃional,:amorsarea:utilă:este:cea:prin:curent: electric:de:comandă:(I G).:Există:însă:și:amorsări:
parazite:(nedorite)::prin:creșterea:temperaturii:sa u:prin: efectAdu/dt .:Semnalul:de:comandă,:aplicat:
grilei,:poate:fi:o:tensiune:continuă:sau:sub:formă: de:impulsuri,:iar:timpii:de:comutaŃie:(de:trecere:
dintrâo:stare:stabilă:în:cealaltă):ai:tiristorului: sunt:diferiŃi.:
: Caracteristica: statică: I A=f(U A): este: prezentată: în: fig.: 4.1.2,: în: care: U A=U AK ,: U B0 : este:
tensiunea:de:amorsare:la:un:curent:de:grilă:zero,:I H:și:U H:sunt:valori:de:menŃinere:ale:curentului,:
respectiv: tensiunii,: iar: U BR : este: tensiunea: de: străpungere: a: dispozitivului.: Pe : caracteristică: sâau:
marcat:trei:zone::1:–:de:blocare:la:polarizare:dire ctă,:2:–:de:conducŃie,:3:–:de:blocare:la:polarizare :
inversă.:
:
:
A
Fig.A4.1.2.ACaracteristicaAstaticăAI A=f(U A)AaAtiristoruluiA
:
: Blocarea:tiristorului:se:realizează:în:două:moduri ::
/square4 prin: scăderea: curentului: I A: sub: valoarea: de: menŃinere: I H: (de: exemplu,: prin: întreruperea:
circuitului:anodâcatod,:situaŃie:în:care:I A:se:anulează);:
/square4 prin:aplicarea:unei:tensiuni:U AK :negative,:cu:modulul:mai:mic:decât:valoarea:de:str ăpungere:
UBR :(de:exemplu,:la:schimbarea:polarităŃii:tensiunii:U AK );:această:modalitate:este:recomandată:
când:U AK :este:o:tensiune:alternativă.:
Dintre:principalele:tipuri:de:tiristoare:mai:pot:fi :menŃionate:următoarele::
/head2right tiristorul: tetrodă ,: care: este: prevăzut: cu: două: grile: (câte: una: pentru : fiecare: regiune: centrală),:
ambele:utilizate:pentru:comanda:amorsării:dispoziti vului;:
/head2right tiristorul: bioperaŃional :(numit:și: cuAstingereApeApoartă ),:care:folosește:grila:atât:pentru:comanda:
amorsării:cât:și:pentru:comanda:blocării:dispozitiv ului;:
/head2right fototiristorul ,:la:care:amorsarea:se:realizează:prin:efect:fotoel ectric.:
:

: 3:
:b)cDiaculc
Diacul:este:un:dispozitiv:semiconductor:bidirecŃion al:(permite:trecerea:curentului:în:ambele:
sensuri);:are:o:structură:simetrică,:cu:cinci:strat uri:(fig.:4.1.3.b):și:este:prevăzut:cu:două:termina le:
(T 1:și:T 2).:Simbolul:dispozitivului:este:cel:din:fig.:4.1.3. a.:La:aplicarea:unei:tensiuni:pozitive:între:
terminale:(U 21 >0),:diacul:se:amorsează:(intră:în:conducŃie):la:at ingerea:valorii:U B0 ,:iar:la:aplicarea:
unei: tensiuni: U 21 <0,: amorsarea: se: produce: când: U 21 =âU B0 .: Caracteristica: statică: a: diacului,:
reprezentată:în:fig.:4.1.3.c,:este:simetrică:faŃă:d e:originea:sistemului:de:axe;:sâau:folosit:notaŃiil e::
I=I 21 ,:U=U 21 .:Dispozitivele:din:această:categorie:sunt:de:puter e:mică,:au:tensiuni:U B0 :de:ordinul:
zecilor:de:volŃi:și:sunt:folosite:în:circuitele:pen tru:comanda:tiristoarelor:și:triacelor.:
:
:
:
: : : :
:
c c a.c c ccccccccb.cc c c c c.c
A
Fig.A4.1.3.ADiacul:Aa.Asimbol;Ab.AstructuraAinternă ;Ac.AcaracteristicaAI A=f(U)A
:
:c)cTriaculc
: Acest:dispozitiv:multijoncŃiune:se:realizează:ca:o :structură:cu:șase:straturi:și:cu:electrod:de:
comandă:(fig.:4.1.4.a).:Triacul:poate:fi:comutat:în :starea:de:conducŃie:pentru:ambele:sensuri:ale:
curentului: principal,: cu: orice: polaritate: a: semnalu lui: grilei.: Caracteristica: statică: I=f(U 21 ): este:
reprezentată: în: fig.: 4.1.4.c,: iar: simbolul: dispozit ivului: este: cel: din: fig.: 4.1.4.b.: Tensiunea: de:
comandă:poate:fi:continuă,:redresată:sau:în:impulsu ri.:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
c c c a.c c c c b.c c c c c c
c
c.c
Fig.A4.1.4.ATriacul:Aa.AstructuraAinternă;Ab.Asimbo l;AAc.AcaracteristicaAI TAA=f(U 21A)A
:
4.2.cDispozitivecoptoelectronicec
:
: Dispozitivele: optoelectronice: pot: fi: împărŃite: în: trei: categorii:: fotoemiŃători: (transformă:
direct: energia: electrică: în: radiaŃie: luminoasă),: fo todetectori: (detectează: radiaŃia: luminoasă: prin:
intermediul: unor: procese: electronice): și: fotoelemen te: (transformă: direct: radiaŃia: luminoasă: în:
energie:electrică).:La:realizarea:acestor:dispoziti ve:se:folosesc:materiale:semiconductoare:speciale,:
😮
oT1T2
NN
P
NP
:
U21 IG≠0
UB0
IG=0IG=0
IG≠00I
IH
âIH
:
:

: 4:
:pe:bază:de:siliciu(Si),:galiu(Ga),:arseniu(As),:fos for(P).:FuncŃionarea:celor:mai:multe:dispozitive:
optoelectronice:se:bazează:pe:două:fenomene:fizice: fundamentale:: efectulAfotoelectricAintern :(care:
apare:ca:urmare:a:absorbŃiei:radiaŃiei:electromagne tice:în:corpul:solid),: recombinareaAradiativăAaA
purtătorilorAdeAsarcinăAînAcorpulAsolid.A
:
4.2.1.cFotodetectoricșicfotoelementec
:
Fotodiodele,:celulele:solare,:fototranzistoarele:bi polare:și:unipolare:și:fototiristoarele:sunt:
fotodetectori: sau: receptori: de: lumină,: fabricaŃi: di n: siliciu.: FuncŃionarea: acestor: dispozitive: se:
bazează:pe:efectul:fotoelectric,:care:constă:în:gen erarea:unor:perechi:electronâgol:de:către:fotonii:
absorbiŃi:de:un:semiconductor.:Dintre:fotodetectori i:menŃionaŃi:mai:sus,:celulele:solare:sunt:folosite :
în:convertoarele:energie:solară:â:energie:electrică ;:celelalte:dispozitive:sunt:utilizate:ca:detectoar e:
de:radiaŃie:luminoasă,:în:instalaŃiile:de:automatiz ări:și:de:telecomandă.:
c
a)ccFotodiodec
Fotodiodele : sunt: realizate: din: siliciu,: sub: forma: unor: joncŃiu ni: PN: sensibile: la: radiaŃiile:
luminoase.:Simbolul:grafic:folosit:pentru:reprezent area:unei:fotodiode:(FD):este:dat:în:fig.:4.2.1.a.:
JoncŃiunea: PN: a: fotodiodei: trebuie: polarizată: inver s: (fig.: 4.2.1.b).: În: absenŃa: iluminării,: prin:
dispozitiv:circulă: curentulAdeAîntuneric 🙁 DI);:acest:curent Aeste:neglijabil,:fiind:curentul:de:saturaŃie:
al:joncŃiunii.:În:prezenŃa:radiaŃiei:luminoase,:cur entul:invers:prin:fotodiodă:crește:liniar:cu:fluxul :
radiaŃiei,:datorită:generării:suplimentare:de:purtă tori,:prin:efect:fotoelectric.:Curentul: I,:cu:sensul:
de:la:catod:spre:anod,:este:dat:prin:ecuaŃia:caract eristică:a:fotodiodei,::
: 


−


−= 1UUexpIII
TAKD L .: : : : : : : (4.2.1):
:
c
c
c
c
c
c
c
c
c
c
c
c a.c c c b.c
c c c c c.c
Fig.A4.2.1. Fotodioda:Aa. simbolAgrafic;A b. circuitAdeApolarizare;A c. c aracteristiciAstaticeA
:
În:ecuaŃia:(4.2.1),: LI:este: curentulAdeAscurtcircuitA sau: fotocurentul ,:proporŃional:cu:fluxul:
luminos:E V.:Acest:curent:străbate:FD:iluminată,:în:absenŃa:po larizării.:Curentul:invers:al:fotodiodei:
este:puternic:dependent:de:distanŃa:și:de:unghiul:s ub:care:este:iluminată:joncŃiunea.:În:fig.:4.2.1,::
sunt:prezentate:caracteristicile:statice:ale:unei:f otodiode,:pentru:diferite:valori:ale:iluminării: VE .:
În: general,: domeniul: spectral: de: utilizare: al: FD: cu prinde: radiaŃiile: vizibilă: și: infraroșu:
apropiat.: Datorită: curentului: de: întuneric: redus,: f otodiodele: PIN: sunt: preferate: în: sistemele: de:
transmisie:a:informaŃiei:prin:fibre:optice.:Pentru: încapsularea:fotodiodelor,:se:folosesc:fie:capsule:
complet:transparente:din:material:plastic:sau:din:s ticlă,:fie:capsule:standard:de:diode:redresoare,:
care:au:o:fereastră:transparentă:la:nivelul:joncŃiu nii:PN.::
:
:
:
:

: 5:
:b)cFotoelementec
: În: esenŃă,: celulaAsolară : sau: fotoelementul : este: o: fotodiodă: cu: o: arie: mai: mare,: care:
realizează: conversia: energiei: luminoase: în: energie: electrică: (simbolul: grafic: din: fig.: 4.2.2.a) .c
Folosind: ecuaŃia: caracteristică: a: FD,: tensiunea: ele ctromotoare: în: gol,: care: apare: la: bornele:
dispozitivului:iluminat,:rezultă:de:forma: : :
SLT
SLTIIUIIlnU U ⋅≅⋅≅∞ :.: : : : : : : (4.2.2):
AproximaŃia:este:valabilă:pentru:un:flux:luminos:sl ab:(1…150 µW),:iar: ∞U=0,15…0,45V.:
O: caracteristică: importantă: a: fotoelementului: este: absenŃa: curentului: de: întuneric.:
Neexistând: o: sursă: externă: de: polarizare,: dispoziti vul: neiluminat: nu: poate: fi: străbătut: de: curent:
electric.:Pentru:o:radiaŃie:solară:normală,:un:astf el:de:dispozitiv:poate:furniza:o:putere:maximă:de:
36mW,: întrâo: sarcină: de: 4,4 Ω.: Fotoelementele: cu: suprafaŃa: sensibilă: mai: mică: de cât: 1cm 2: se:
numesc: și: celuleAfotovoltaice : și: generează: tensiuni: ∞U: de: ordinul: ×100mV, Aiar: cele: a: căror:
suprafaŃă:sensibilă:depășește:1cm 2:se:mai:numesc: celuleAsolare :și:generează:tensiuni: ∞U:de:câŃiva:
volŃi.:O:putere:maximă:crescută:( ×100mW… ×W):este:obŃinută:în:bateriile:solare,:care:conŃin:m ai:
multe:celule:solare:interconectate.:
c c c
a. b.c c
c
c
c
c
c
c
c c a.c c b.c
Fig.A4.2.2. CelulaAsolară:A a. simbolAgrafic;A Fig.4.2.3.APVIA-AreprezentareaAsimpl ificatăAA
b. circuitulAdeAutilizareA
:
Există: o: categorie: specială: de: celule: solare,: numit e: moduleAopticeAreceptoare, : care: se:
comportă:ca:sursele:de:tensiune:continuă:(valoare:t ipică:5V).:Ele:sunt:realizate:în:capsule:metalice:
și: se: lipesc: pe: cablaje.: Zona: sensibilă: la: radiaŃii : luminoase: este: plasată: frontal: sau: lateral: pe:
capsulă,: iar: uneori: are: aspectul: unei: grile.: Unele: module: optice: receptoare: au: încorporate: filtre:
pasive:RC.:
Optoizolatorul de tip fotovoltaic ,: cu: acronimul: PVI: este,: în: esenŃă,: o: sursă: de: tens iune:
continuă:variabilă:și:controlabilă,:întrâo:capsulă: cu:doar:4:conexiuni.:Constructiv,:un:PVI:este:o:
arie:miniatură:de:fotocelule:din:siliciu,:care:sunt :poziŃionate:la:circa:1mm:faŃă:de:un:LED:(GaâAlâ
As):care:emite:în:infraroșu,:la:pila:fotovoltaică:( fig.:4.2.3).:Aria:de:celule:fotovoltaice:poate:gene ra:
circa: 5V,: cu: o: capabilitate: limitată: a: curentului: f urnizat.: Caracteristicile: de: ieșire: ale: PVI: sunt:
ideale:pentru:comanda:grilei:unui:MOSFET:de:putere. ::
:
c)ccFototranzistoarec
:FototranzitorulAA (FT):are:structura:funcŃională:a:unui:TB:standard:d e:mică:putere,:în:general:
de: tip: NPN,: realizat: din: siliciu: (simbolul: grafic: d in: fig.: 4.2.4.a).: JoncŃiunea: bazăâcolector: este:
concepută:ca:o:fotojoncŃiune.:Capsula:dispozitivulu i:prezintă:o:fereastră:transparentă:la:nivelul:j BC ,:
în:care:se:plasează:o:lentilă:pentru:focalizarea:ra diaŃiei:incidente.:Rolul:de:comandă:al:curentului:
de:bază:este:preluat:de:fluxul:luminos.:Sensibilita tea:fototranzistorului:la:radiaŃie:luminoasă:este:
mai:mare:decât:a:fotodiodei.::
: În: regim: activ: normal,: fotojoncŃiunea: este: polariz ată: invers: și,: dacă: este: iluminată,: va:
genera:curentul: LI;:acest:curent:este:injectat:în:baza:TB,:asigurând: polarizarea:directă:a:j BE :și,:prin:
aceasta,:regimul:activ:normal:de:funcŃionare:al:FT: (fig.:4.2.4.c).:Curentul:de:colector:rezultat:va:fi :
:
:

: 6:
:CED LN C II I +⋅β= .:: : : : : : : : (4.2.3):
Curentul: de: colector: care: străbate: dispozitivul,: în : absenŃa: iluminării,: reprezintă: curentulA deA
întuneric :al:FT:( CEDI ).::
: Caracteristicile:statice:de:ieșire:ale:unui:fototr anzistor:sunt:asemănătoare:acelora:ale:unui:
TB:standard,:cu:precizarea:că:iluminarea:ia:locul:p arametrului: BI:(fig.:4.2.4.d).::
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Fig.A4.2.4. Fototranzistorul:A a. simbolulAgrafic;A b. circuitulAechivalent;A c.AcircuitulAdeApolarizare;A
Ad.AcaracteristicileAstaticeAdeAieșireA
:
FT:funcŃionând:în:regim:variabil:de:semnal:mic:și:f recvenŃe:joase:se:comportă,:între:emitor:
și:colector,:ca:un:generator:de:curent:de:valoare:p roporŃională:cu:iluminarea::
: FT: poate: funcŃiona: în: regim: de: comutaŃie: sau: în: re gim: liniar.: Comparativ: cu: fotodioda,:
fototranzistorul:în:regim:de:comutaŃie:permite:trec erea:unui:curent:mai:mare.:În:regim:liniar,:de:
multe: ori,: se: preferă: folosirea: unei: fotodiode,: deo arece: liniaritatea: caracteristicii: de: transfer: a:
acesteia:este:mai:bună:și:distorsiunile:introduse:î n:circuit:sunt:mai:mici. c c
InformaŃia:binară:oferită:de:un:fototranzistor:în:r egim:de:comutaŃie:se:referă:la:prezenŃa:sau:
absenŃa: iluminării: sau: la: depășirea/nedepășirea: unu i: prag: de: iluminare: prestabilit.: De: exemplu,:
fototranzistorul:blocat:sau:saturat:poate:comanda:d irect:un:releu.::
:
4.2.2.cFotoemiŃătoric
:
a)cDiodecelectroluminescentec
Diodele: electroluminescente: ocupă: un: loc: important: în: realizarea: afișoarelor: electronice,:
datorită:proprietăŃii:de:a:prezenta:un:semnal:elect ronic:întrâo:formă:vizibilă.:Dispozitivele:utilizat e:
în:aplicaŃii:electronice:emit,:de:obicei,:în:infrar oșu:(IREDâuri),:iar:cele:utilizate:ca:indicatori:op tici:
sau: pentru: afișarea: caracterelor: alfanumerice: emit: în: spectrul: vizibil: (LEDâuri).: Structura: unei:
diode: electroluminescente: conŃine: o: joncŃiune: PN: sa u: un: contact: metalâsemiconductor.: Un:
asemenea: dispozitiv: se: realizează: din: materiale: ele ctronice: speciale: (GaAs,: GaAsP,: GaAsâSi),:
capabile: să: emită: radiaŃii: luminoase: în: urma: proces elor: de: recombinare: a: purtătorilor: mobili: de:
:

: 7:
:sarcină.:Simbolul:grafic:al:unui:LED/IRED:este:prez entat:în:fig.:4.2.5.a,:iar:caracteristica:statică:
curentâtensiune: este: cea: din: fig.: 4.2.5.b.: Lumina: e misă: de: un: LED: are: o: culoare: roșie,: galbenă,:
portocalie,: albastră: sau: verde,: în: funcŃie: de: lărgi mea: benzii: interzise: și: de: tipul: impurităŃilor:
utilizate.:Intensitatea:radiaŃiei:emise:este:propor Ńională:cu:intensitatea:curentului:direct:ce:străba te:
joncŃiunea:(x10mA).:Randamentul:de:conversie:a:ener giei:electrice:de:intrare:în:energie:luminoasă:
nu:depășește:câteva:procente:(1…5%).:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Fig.A4.2.5. LED:Aa. simbolAgrafic;A b. caracteristicaAstaticăAcurent-tensiune;A c. circuitAdeApolarizareA
:
: Un:LED/IRED:poate:fi:alimentat:în:curent:sau:în:te nsiune.:Întrucât:ochiul:nu:poate:măsura:
decât: intensitatea: luminoasă: medie,: alimentarea: unu i: LED/IRED: poate: fi: de: tip: continuu: sau:
discontinuu: (impulsuri).: Alimentarea: în: tensiune: es te: foarte: simplă,: necesitând: o: rezistenŃă:
convenabil:aleasă,:înseriată:cu:dioda,:pentru:stabi lirea:curentului:direct:(fig.:4.2.5.c).: : :
: Capsulele: diodelor: electroluminescente: sunt: din: ma terial: plastic,: transparent: sau: ușor:
colorat,:sau:din:metal.:Dispozitivele:de:tip:LED:se :deosebesc:prin:culoarea:luminii:emise,:forma:
capsulei,:gabaritul:acesteia,:intensitatea:luminii: emise,:modul:de:dispunere:a:terminalelor,:numărul:
culorilor: emise,: unghiul: de: iluminare,: valoarea: cur entului: de: deschidere: etc.: De: exemplu,: după:
dimensiunile:capsulei,:LEDâurile:sunt:cu:capsule:st andard,:mari:sau:miniatură.::
Există:aplicaŃii:în:care:este:necesar:un:indicator: luminos:cu:trei:stări:stabile,:dintre:care:cele:
două:stări: aprins :corespund:la:două:culori:diferite:ale:luminii:emis e:(verde/roșu,:verde/galben:sau:
verde/portocaliu).:La:un:asemenea:LED,:numit: bicolor, :capsula:este:cu:trei:terminale:(un:catod:și:
doi:anozi,:câte:unul:pentru:fiecare:culoare):sau:cu :două:terminale:(a:căror:semnificaŃie:depinde:de:
culoarea:luminii:emise).:Cele:două:tipuri:de:LEDâur i:bicolore:sunt:reprezentate:în:fig.:4.2.6,:în:care :
LEDâul:înnegrit:este:portocaliu,:iar:celălalt:–:ver de.:
:
:
:
:
:
:
:
:
Fig.A4.2.6.ALED-uriAbicoloreA
c
: Diodele:electroluminescente:sunt:utilizate:ca:indi catori:optici,:la:realizarea:elementelor:de:
afișare:numerică:(cu:un:digit:sau:multidigit),:a:pa nourilor:de:afișare:numerică:sau:alfanumerică:și:a:
optocuploarelor.:
:
b)cAfișoareccucdiodecelectroluminescentec
: Afișoarele:cu:LEDâuri:sunt:cu:o:singură:cifră:(un: digit):sau:cu:mai:multe:cifre:(multidigit);:
acestea:din:urmă,:adeseori,:conŃin:un:LED:supliment ar:pentru:indicarea:virgulei:(punctul:zecimal,:
:
:

: 8:
:dp).:Un: afișorAcuA7Asegmente :(fig.:4.2.7.a):nu:poate:reprezenta:direct:decât:ci frele:și:câteva:litere,:în:
timp:ce:un: afișorAdeAtipAmatriceAdeApuncte :(fig.:4.2.7.d):poate:reprezenta:cifrele,:literele: alfabetului:
și:alte:semne.:Cu:cât:sunt:afișate:mai:multe:simbol uri,:cu:atât:complexitatea:circuitului:este:mai:
mare.:
:
:
:
:
:
:
:
c
c c c c c c c c c ccccccce)c
c
Fig.:4.2.7. cAfișoare:cu:LEDâri:: a.c afișor:cu:7:segmente;: b.c afișor:cu:9:segmente; cc.c afișor:cu:16:
segmente; cd.c matrice:5 ×7:de:puncte;: e. :Afișoare:cu:7:segmente:â cconexiune:cu:catodul:comun:
:
: Afișoarele:cu:7:segmente:de:dimensiuni:mici:( ×mm),:utilizate:în:calculatoarele:de:buzunar:
și: în: ceasuri,: au: un: consum: mic: de: curent: ( ×mA).: Aceste: componente: sunt: realizate: ca: circuite:
integrate:întrâun:substrat:de:GaAsP,:în:conexiune:c u: catodulAcomun :(fig.:4.2.7.e).:Pentru:asigurarea:
unei: vizibilităŃi: mai: bune,: se: folosește: o: lentilă. : Afișoarele: cu: 7: segmente: sunt: alimentate: în:
impulsuri: cu: frecvenŃa: mai: mare: de: 100Hz;: alimentar ea: în: impulsuri: oferă: posibilitatea: unei:
comenzi: multiplexate,: care: permite: alimentarea: secv enŃială: a: fiecărui: segment.: Pentru: comanda:
afișoarelor,:au:fost:realizate:circuite:integrate:s pecializate:care,:în:afara:funcŃiilor:de:decodor:(d in:
cod: binar,: în: cod: zecimal): și: de: comandă: a: diodelor : electroluminescente,: permit: ștergerea:
zerourilor:ce:nu:reprezintă:informaŃie:(zerouri:nes emnificative).:
Afișoarele:tip:matrice:de:puncte:( dotAmatrix ):conŃin:4 ×4,:5 ×7,:5 ×8,:8 ×8:sau:16×16:LEDâuri.:
La: un: asemenea: afișor,: LEDâurile: de: pe: fiecare: lini e: au: anozii: legaŃi: împreună: și: cele: de: pe: o:
coloană:au:catozii:conectaŃi:împreună:sau:situaŃia: inversă.:Matricele:de:puncte:sunt: unicolore :sau:
bicolore .::
:
4.2.3.cOptocuploarec
c
:Optocuploarele : sau: cuploareleAoptice : conŃin,: în: aceeași: capsulă,: un: fotoemiŃător: și: un:
fotoreceptor,: izolate: electric: și: cuplate: optic.: Ce le: două: dispozitive: sunt: montate: întrâo: capsulă:
opacă,:de:obicei:din:plastic,:care:prezintă:minimum :patru:terminale.:Majoritatea:optocuploarelor:
(OC): folosesc: ca: fotoemiŃător: un: LED;: la: cele: mai: r ecente: tipuri,: LEDâul: este: înlocuit: cu: o:
minilampă:cu:neon:sau:incandescentă.:Lumina:emisă:e ste:transmisă:(printrâun:material:transparent,:
izolator:electric):spre:suprafaŃa:sensibilă:a:unui: fotodetector.:Mediul:optic:de:propagare:este:sticla ,:
aerul,:plasticul:sau:fibra:optică.:Fotodetectorul:e ste:fotodiodă,:fototranzistor,:fotoâFET,:fototirist or:
etc.: Diversitatea: tipurilor: de: dispozitive: optoelec tronice: folosite: determină: o: mare: varietate: de:
optocuploare,: care: diferă: prin: caracteristicile: lor : de: intrare,: de: ieșire: sau: de: transfer.: Câteva:
simboluri:ale:OC:realizate:cu:LEDâuri:sunt:date:în: fig.:4.2.8.:
:
:
:
:
:
: : a.: : : : : : : b.:
Fig.A4.2.8.ASimboluriAdeAoptocuploare:Aa.AOCAcuAfot odiodă;Ab.AOCAcuAfototranzistorA
:
:
:
:

: 9:
:: Optocuplorul: a: fost: proiectat: pentru: a: înlocui: rel eul: mecanic: sau: transformatorul: de:
impulsuri,:cu:care:este:similar:din:punct:de:vedere :funcŃional,:întrucât:oferă:izolare:electrică:între :
terminalele:de:intrare:și:acelea:de:ieșire.:În:plus ,:OC:are:următoarele:avantaje::viteză:mare:de:lucru ,:
insensibilitate: la: vibraŃii: sau: șocuri,: absenŃa: ele mentelor: mecanice: în: mișcare,: domeniu: larg: al:
frecvenŃelor:de:lucru:(0…100kHz),:compatibilitate :cu:majoritatea:circuitelor:numerice.:
: Optocuploarele:sunt:elemente:de:cuplaj,:ce:asigură :o:separare:galvanică:a:părŃilor:de:circuit:
între: care: realizează: transmiterea: unui: semnal.: Dat orită: acestei: proprietăŃi,: sunt: utilizate: în:
amplificatoarele: cu: izolare: (AIZO),: în: circuite: de: interfaŃare,: în: circuite: de: comandă: a:
dispozitivelor: de: putere: și: de: comutaŃie: (TB,: MOSFE T,: IGBT,: tiristoare: etc.),: în: circuite: de:
protecŃie:pentru:aceste:dispozitive:sau:pentru:bloc uri:electronice.:
:
4.2.4.cAfișoareccuccristaleclichidec
: :
Descoperit:încă:din:1960,:displayâul:cu:cristale:li chide:(L iquid:C rystal:D isplay,:prescurtat:
LCD): a: fost: folosit: iniŃial: ca: afișor: pentru: ceasur i.: Aria: de: răspândire: sâa: extins: însă: rapid: la:
sistemele: de: calcul,: automobile,: echipamente: de: măs urare: sau: testare,: telefonie.: Sfera: largă: a:
aplicaŃiilor: este: justificată: de: următoarele: calită Ńi: ale: afișorului:: flexibilitate: (ca: simbol: afișat, :
dimensiune: și: design),: lizibilitate: (citire: ușoară, : clară),: luminozitate: neafectată: de: iluminarea:
mediului:de:lucru.:În:plus,:forma:aplatizată,:greut atea:mică,:robusteŃea,:consumul:redus:de:putere:și:
compatibilitatea:CMOS:le:recomandă:ca:displayâuri:i deale:pentru:aparatura:portabilă:(de:exemplu,:
laptopâuri).:Un:LCD:poate:fi:cu:7:segmente,:matrice :de:puncte:sau:display:grafic:matriceal:(matrice:
de:pixeli).:
:CristalulAlichid : este: un: material: organic,: aflat: întrâo: stare: inter mediară: între: starea: unui:
lichid:izotropic:și:o:stare:solidă:cristalină.:Mole culele:cristalului:lichid:se:pot:mișca:libere,:dar: sunt:
grupate:împreună,:întrâo:manieră:ordonată.:Propriet ăŃile:optice:ale:moleculelor:pot:fi:influenŃate:de:
câmpurile:electrice.::
: Displayâurile: cu: cristale: lichide: pot: fi: obŃinute: prin: tehnologieAnematică : sau: colesterică .:
Există:LCDâuri:care:reflectă:lumina:primită:din:med iul:ambiant:și:LCDâuri:care:transmit:lumina:
primită: pe: suprafaŃa: posterioară,: de: la: o: sursă: de: lumină: artificială.: De: exemplu,: principiul: de:
funcŃionare:al:unui:LCD:în:tehnologie:nematică:este :cel:prezentat:în:fig.:4.2.9.:
LCDâurile:sunt::
/square4 cu: contrastApozitiv,A la:care:simbolul:apare:întunecat:(stins),:pe:un:fon d:luminos:(aprins),:
/square4 cu: contrastAnegativ, :adică:simbolul:apare:luminos:(aprins),:pe:un:fond: întunecat:(stins).:
ControlulAaprinderiiAafișorului :se:realizează:cu:tensiuni:electrice:aplicate:între :reŃele:de:electrozi:
transparenŃi,:situate:pe:cele:două:feŃe:ale:cristal ului:lichid.:Fiecare:doi:electrozi:din:plane:diferi te:
localizează: un: segment/punct/pixel: al: afișajului;: a plicând: o: tensiune: între: acei: electrozi,: pixelul:
aferent:trece:din:starea:dezactivat:(OFF):în:starea :activat:(ON).:În:funcŃie:de:tehnolgia:de:fabricaŃi e:
a:LCD,:un:segment:activat:poate:fi:aprins:sau:stins .:Există:două: metodeAdeAcomandă :a:LCD::
a) ComandaAdirectă :(recomandată:pentru:displayâuri:cu:puŃine:segmente ):
Displayâul: conŃine: câte: un: electrod: (conductor): pen tru: fiecare: segment: și: un: electrod: plat:
comun,:conectat:la:potenŃialul:de:referinŃă.:Circui tul:de:comandă:trimite:câte:un:semnal:fiecărui:
electrod:asociat:unui:segment.:
b) ComandaA multiplexată : (recomandată: pentru: displayâuri: cu: mai: multe: segme nte: și: pentru:
displayâurile:matriceale)::
LCDâul:conŃine:două:reŃele:de:electrozi:paraleli,:o rientate:perpendicular:și:dispuse:de:o:parte:și:
de:alta:a:cristalului:lichid.:Comanda:constă:în:adr esarea:secvenŃială:a:unor:grupuri:de:electrozi:
(de:exemplu,:pentru:o:matrice:cu:16 ×16:puncte,:se:grupează:împreună:câte:16:electrozi:d e:pe:
fiecare:linie,:respectiv:fiecare:coloană).:Semnale: dreptunghiulare:periodice:(cu:aceeași:formă:de:
undă,: dar: defazate: între: ele): selectează,: succesiv, : liniile: matricei: de: conductoare.: Pentru:
comanda: grupurilor: de: segmente: organizate: pe: coloan e,: se: aplică: semnale: dreptunghiulare,:
corelate:cu:simbolul:care:trebuie:afișat.:

: 10:
::
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
c
c
c
Fig.A4.2.9.APrincipiulAdeAfuncŃionareAalALCDAtipATN A
F1,AF 2A-AfoliiAtransparente;AFP 1,AFP 2A-AfiltreAdeApolarizare;AECA-AelectrodAcomun;AESA-A electrodA
alAunuiAsegment;AMA-AmoleculeAnematiceAaleAcristalu luiAlichid;ApA-AdirecŃiaAdeApolarizare;A
uCS A-AtensiuneaAdeAcomandăAaAstăriiAsegmentului.A
:
Pentru:obŃinerea:displayâurilor:color,:se:practică: înlocuirea:filtrelor:de:polarizare:cu:altele:
care:selectează:culoarea,:folosirea:unor:filtre:col orate:sau:iluminarea:din:spate:a:displayâului:cu:o:
lumină:colorată.:
În:1996,:în:SUA,:sâa:pus:la:punct: tehnologiaAcolesterică .: PanoulALCDAcolestericA folosește:
cristale: lichide: care,: în: loc: să: modifice: polaritat ea: luminii,: trec: de: la: starea: reflectivă: la: aceea:
transmisivă.: Consumul: de: energie: este: mai: mic: întru cât: LCDâul: consumă: energie: numai: pentru:
modificarea:stării:pixelilor.:Mai:mult:decât:atât,: tehnologia:colesterică:permite:păstrarea:imaginii:
pe:ecran:chiar:și:după:oprirea:alimentării:cu:energ ie:electrică:și:asigură:rezoluŃii:mult:mai:bune.:
:
4.2.5.cDisplayhuriccucplasmăc
c c
În: prezent,: monitoarele: de: televiziune: de: dimensiun i: mari: (diagonala: ecranului: de:
80…150cm):sunt:displayâuriâecran: cu:plasmă: (PDP:â :Plasma:D isplay:P anel).:Acestea: asigură:un:
unghi: mare: de: vedere,: spectru: larg: de: culori,: rapor t: de: contrast: de: valori: ridicate: și: viteză: de:
scanare: suficient: de: mare: pentru: aplicaŃiile: din: te leviziune.: Tehnologiile: de: fabricaŃie: existente:
permit: obŃinerea: unor: suprafeŃe: mari: ale: displayâur ilor: cu: plasmă.: În: plus,: asemenea: ecrane: au:
adâncimea: și: greutatea: mai: mici: decât: la: displayâur ile: realizate: în: tehnologie: CRT: (cu: tuburi:
catodice).::
:

: 11:
:În:principiu,:un:display:cu:plasmă:constă:din:două: plăci:paralele:din:sticlă,:dispuse:faŃă:în:
faŃă,:între:care:se:află:un:amestec:de:gaze:rare.:P e:feŃele:interioare:ale:plăcilor,:sunt:depuse:două:
reŃele:de:electrozi:paraleli,:sub:forma:unor:benzi: conductoare:foarte:subŃiri.:Electrozii:plasaŃi:faŃă :în:
faŃă:au:direcŃii:perpendiculare.:La:intersecŃia:a:d oi:electrozi:din:plane:diferite,:se:formează:un:pix el,:
care:poate:fi:iluminat,:atunci:când:se:aplică:un:im puls:de:tensiune:între:cei:doi:electrozi.:Lumina:
vizibilă:sau:ultravioletă:(UV):este:emisă:de:plasma :care:se:formează:prin:străpungerea:gazului.:
Displayâurile:monocrome:folosesc:lumina:vizibilă:em isă:prin:descărcarea:luminescentă.:La:
displayâurile: color,: un: pixel: de: pe: ecran: include: t rei: celule: de: descărcare: (subâpixeli),:
corespunzătoare: celor: trei: culori: fundamentale: (roș u,: verde: și: albastru).: Prin: descărcarea:
luminescentă,:se:emite:lumină:UV:care:excită:o:subs tanŃă:fosforescentă:în:cele:trei:culori.:
: Amestecurile: de: gaze: rare: folosite: în: displayurile : cu: plasmă,: sunt: neonâxenon: și: heliuâ
xenon.:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Fig.AA4.2.10.AConstrucŃiaAunuiAPDPAcolorA
:
Comanda:displayâurilor:cu:plasmă:se:poate:realiza:î n:curent:continuu:sau:în:curent:alternativ.:
La:PDP:de:c.a.,:amestecul:de:gaze:este:separat:de:e lectrozi,:prin:straturi:de:dielectric:(fig.:4.2.10) .:
Acestea: sunt: protejate: cu: un: filtru: de: oxid: de: magn eziu.: Unele: displayâuri: de: c.a.: prezintă: o:
separare: fizică: a: celulelor: adiacente: de: descărcare ,: prin: intermediul: unor: bariere: dielectrice: sub:
formă:de:nervuri:(creste),:ca:în:fig.:4.2.10.:Fieca re:celulă:de:descăcare:neactivată:este:menŃinută:
întrâo:stare:de:excitare:incipientă,:prin:aplicarea :unei:tensiuni:de:susŃinere,:între:cei:doi:electroz i:
(linie:și:coloană):asociaŃi:celulei.:Pentru:activar ea:unei:celule:de:descărcare,:se:aplică:o:tensiune:
suplimentară: între: electrozii: care: mărginesc: celula ;: apare,: astfel,: o: descărcare: luminescentă.:
Stingerea:pixelului:necesită:aplicarea:unui:alt:imp uls:de:tensiune:peste:aceea:de:susŃinere.::
Displayâurile:cu:plasmă,:fabricate:până:în:prezent, :sunt:alfanumerice:sau:sub:formă:de:ecrane:
plate.:Cele:alfanumerice:sunt:cu:una:până:la:patru: linii,:cu:24:de:caractere:pe:fiecare:linie;:înălŃim ea:
unui:caracter:este:de:0,5:inci.:Displayâurileâecran :au:diagonala:între:32:și:63:inci,:iar:rezoluŃia:es te:
de:până:la:3,1:megapixeli.:
:
:
:
:
âââââ::*::âââââ:
:
:
:
: