Газоразрядные индикаторы

Принцип действия газоразрядных индикаторов основан на явлении коронного разряда вокруг отрицательного электрода в атмосфере инертного газа. Видимое свечение излучается плазмой – смесью ионов и электронов высоких энергий. Конструкция простого газоразрядного индикатора постоянного тока показана на рис.14а.

Рис.14. Простейшие газоразрядные индикаторы: а – постоянного тока; б – переменного тока.

Физические процессы, происходящие в индикаторе, можно упрощённо представить таким образом: под действием высокого напряжения происходит небольшая начальная ионизация газовой смеси. Тяжёлые положительно заряженные ионы атомов ртути ускоряются по направлению к катоду. Набрав достаточную энергию, они бомбардируют атомы неона, находящиеся вблизи катода, и переводят их в возбуждённое состояние. Электроны внешней оболочки атомов неона переходят на более высокие энергетические уровни. При релаксации электроны возвращаются на свои стабильные уровни и излучают избыточную энергию в виде квантов видимого света.

Необходимо, чтобы заполняющий колбу газ был обязательно инертным и не взаимодействовал с материалом электродов для обеспечения длительного срока службы индикатора. Наиболее часто используется неон и его смеси, дающие оранжево – красное свечение, поэтому газоразрядные индикаторы ещё называют “неоновыми лампами”. Добавление других инертных газов позволяет получить почти все цвета спектра. Яркость газоразрядных индикаторов может быть очень высокой и достигать 10000 кд/м².

Если к индикатору приложено знакопеременное напряжение, то свечение возникает около обоих электродов (рис.14б).

Матричные газоразрядные экраны называют плазменными панелями. Конструкция плазменной панели постоянного напряжения представлена на рис.15а.

Рис.15. Конструкция плазменных панелей: а – постоянного тока; б – высокочастотного переменного тока; 1 – стеклянные пластинки; 2 – сепаратор; 3 – металлические электроды.

Ее основу составляют две системы тонких вертикальных и горизонтальных электродов 3. Электроды отделены друг от друга посредством диэлектрического сепаратора 2 с отверстиями. Сепаратор выполняет две функции: механически закрепляет электроды и локализует разряд в точке, ограниченной размерами отверстия. Если этого не сделать, то утратится чёткость изображения. Система электродов помещена между двумя стеклянными пластинами 1 и заполнена инертным газом – неоном. При подаче, например, на горизонтальный электрод высокого напряжения, а на вертикальный – низкого, в точке их пересечения возникает разряд. В точках пересечения других электродов напряжение остаётся недостаточным для зажигания разряда. Выбирая нужные электроды, можно создать изображение на матричном экране.

Основные плюсы этой технологии это: во-первых, плазменные панели выгодно отличаются от своих конкурентов высокой яркостью и контрастностью изображения; во-вторых, это малая толщина панелей. Основные минусы – это низкая разрешающая способность, крайне высокая энергоемкость и высокая стоимость.

Приложение 4