Приборы и устройства для формирования видимого изображения: Учебное пособие, страница 26

Время существования разряда  меньше длительности импульса приложенного к электродам ячейки напряжения из-за наличия времени запаздывания возникновения разряда и времени формирования разряда.

Существенное влияние на временные характеристики УОИ на газоразрядных индикаторах оказывает время релаксации - время возвращения ячейки в состояние со стабильным уровнем свободных электронов.

Время запаздывания разряда зависит от перенапряжения на промежутке, длительности переднего фронта импульса напряжения, частоты следования этих импульсов, величины ограничительного сопротивления и т.д.

Время формирования разряда в ячейке также зависит от многих факторов. Нарастание тока I(t) во времени при таунсендовском механизме размножения носителей описывается соотношением, справедливым при внешнем напряжении на промежутке U>200 В:

                                        ,                     (4.6)

где     ,

            g - коэффициент вторичной эмиссии катода в газовом разряде,

            I0 - начальный ток катода,

            R - сопротивление ограничительного резистора,

            р0, d - давление газа и межэлектродное расстояние соответственно,

           t - время дрейфа ионов или пролета квантов излучения разряда.

Постоянные C и D входят в аппроксимирующее уравнение для a/p:

                                    ,                              (4.7)

где p0 - приведённое к 0 0С давление газа.

Это соотношение для a/p0 для инертных газов справедливо в более широком диапазоне Е/p0, чем предложенное Таунсендом выражение.

Значения постоянных А,В,С,D приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4. Значения постоянных для некоторых газов

    Газ

   He

    Ne

    Ar

     Kr

   Xe

А, (см×мм рт.ст.)-1

    3

   4

   12

    17

   26

В, В×(см×мм рт.ст.)

   34

   100

   180

    240

   350

С, (см×мм рт.ст.)

   4,4

   8,2

   29,2

    35,7

   65,3

D, [В/(см×мм рт.ст.)]0,5

   14

   17

   26,6

    28,2

   36,1

Для расчёта напряжения возникновения разряда Uвр предложено использовать следующее уравнение:

                                          .                                     4.8)

Время и интенсивность излучения разряда в ячейке в основном определяются длительностью, формой и амплитудой импульса тока, которые существенно отличаются от соответствующих параметров импульса напряжения.

          Максимальная яркость ячейки при постоянной подводимой мощности будет пропорциональна ее светоотдаче. При этом и яркость, и светоотдача зависят от режима работы ячейки, длительности, амплитуды, частоты и формы импульсов тока и напряжения, средней и импульсной температуры газа и люминофора, сопротивления ограничительного резистора.

В типичной конструкции промышленной ГИП постоянного тока ИГГ1 32х32, выпускаемой НПО "Плазма" г. Рязани, ячейка имеет размеры 5х5 мм с 6 проволочными электродами - катодами и расположенными ортогонально им тремя проволочными электродами - анодами. Кратчайшее расстояние катод-анод составляет 0,35-0,42 мм, диаметр электродов -0,012 мм. По периметру каждая ячейка ограничивается диэлектрическими барьерами, нанесенными по толстопленочной технологии. Сверху и снизу ячейки ограничены стеклянными пластинами. Давление наполняющей смеси газов (He, Ne, Xe) составляет 100-105 мм рт.ст.

         ГИП с памятью. Существенным недостатком ГИП постоянного тока является ограничение информационной емкости из-за падения яркости при увеличении числа элементов отображения.

Так как величина импульсной яркости ограничена, то основное применение ГИП постоянного тока находят либо в качестве экранов УОИ индивидуального пользования (ГИП с малыми размерами ячеек), либо в качестве элементов большого наборного экрана в УОИ коллективного пользования с индивидуальным управлением каждой ГИП (ГИП с большими размерами ячеек).

Одним из путей повышения яркости излучения ГИП является увеличение времени горения разряда в ячейке за счет введения внутренней или внешней памяти.

В ГИП с внутренней памятью память обеспечивается введением в цепь разряда каждой ячейки включенного последовательно с газовым промежутком нагрузочного сопротивления.

В УОИ на ГИП  такого типа на ячейку необходимо подавать три типа напряжений: напряжение записи Uзап, рабочее напряжение Uраб, напряжение стирания Uстир.

При этом подаваемое напряжение стирания должно быть меньше наименьшего для всей ГИП напряжения стирания, напряжение записи - больше наибольшего напряжения записи, а рабочее напряжение должно быть больше напряжения стирания, но меньше напряжения записи.

Наиболее сложным в создании ГИП с памятью на резисторах является введение огромного количества (по числу ячеек) резисторов. Технология изготовления существенно усложняется при малом шаге и размерах элементов. В лабораториях фирмы Ferranti применялись миниатюрные спирали из нихрома, наносимые на внутреннюю поверхность лицевого стекла в зоне ячейки. Была получена яркость в 3000 кд/м2.  В лабораториях НИИ ГРП совместно с РРТИ была исследована возможность формирования резисторов на основе пленки Cr-SiO. Однако из-за технологических трудностей и разброса величин сопротивления отдельных ячеек работы были прекращены.

  Была исследована возможность применения сосредоточенных резисторов в виде сплошной пленки графита, наносимой на катодные электроды. Конструктивно и технологически это проще, чем создание дискретных резисторов в анодной цепи. В изготовленных приборах для уменьшения полного сопротивления катодные электроды изготавливались двухслойными: на подслой из серебра наносился слой аквадага. Однако созданные образцы имели повышенную мощность потребления и недостаточную фактическую долговечность.