Egyéb eszközök
Félvezető
kapcsolók
Helyezzünk el sorba egymás után négy különböző típusú félvezető réteget (p-n-p-n), és adjunk rá feszültséget! Bármilyen polaritású is a ráadott feszültség, egy - vagy két p-n átmenet záróirányban helyezkedik el. Válasszuk a polaritást úgy, hogy a két szélső p-n átmenet nyitóirányú, és a középső záróirányú előfeszítést kapjon! (ld. ESZ1.ábra)
Növeljük a feszültséget egészen addig, míg a középső n1-p2 zárórétegben be nem következik a Zener letörés! Ekkor a záróréteget elárasztják a szomszédos p1 és n2 tartományból átáramló lyukak és elektronok, nincs továbbá szükség arra, hogy a Zener feszültség hatására elektron - lyuk párok gerjesztődjenek a vezetéshez, ezért a záróirányú középső átmenet feszültsége hirtelen lecsökken, és ez az állapot stabilan megmarad. A bekapcsolási idő kb. 100 ns, tehát nagyon meredek impulzusok állíthatók elő az ilyen négyrétegű diódával. (ESZ2.ábra)
Ha az áramot csökkenteni kezdjük, az ú.n. Itartó tartóáram alatt az eszköz visszatér a kikapcsolt állapotba, és csak visszáram folyik rajta.
Ellentétes rétegkiosztással párhuzamosan két négyrétegű diódát is összekapcsolhatunk, és így mindkét irányú polaritás esetén bekapcsol az eszköz az Ubill feszültség elérésekor. Az ilyen szimmetrikus működésű eszközt diacnak nevezik
Helyezzünk elektródát (Gate = kapu) a p2 rétegre, és kapcsoljunk nyitóirányú feszültséget a p1-n2 diódára, amelyen így áram folyik, elektronok áramlanak az n2 rétegből a p2 rétegbe, amelyeknek egy része bejut (átsodródik) a p2-n1 zárórétegbe is, és csökkenti a záróhatást, és a billenés alacsonyabb feszültségnél következik be.
(ESZ3. ábra) Az Ubill billenési feszültség annál kisebb, minél nagyobb a kapuáram. (ld. ESZ4. ábra) Az ily módon keletkezett vezérelt félvezető kapcsolót tirisztornak hívják. A kapcsolható áramokhoz képest a vezérlőáram értéke nagyon kicsi, és elég, ha nagyon rövid ideig tartó impulzus formájában áll fenn, a bekapcsolt állapot a vezérlőáram megszünte után is megmarad, míg az áram értéke a tartóáram alá nem csökken.
Ha két tirisztort kapcsolunk egymással szembe párhuzamosan, (ilyenkor a megfelelő n és p rétegeket közösíthetjük) a szimmetrikus, mindkét polaritásnál kapcsolható triachoz jutunk. A triac elsőrendű felhasználási területe a váltakozóáramú teljesítményszabályozás. Ha ugyanis a triacot sorbakapcsoljuk a fogyasztóval, és a váltófeszültség csúcsértékénél nagyobb az IG=0 kapuáramhoz tartozó billenési feszültség, addig nem folyik áram, míg a kapura vezérlőimpulzusok nem érkeznek. A vezérlőimpulzus hatására a triac bekapcsol, - a rajta eső feszültség elhanyagolhatóan kicsi -, és áram folyik a fogyasztón keresztül. Ez azonban csak addig áll fenn, míg a színuszos feszültség nem csökken - a zérosponthoz tartva - akkora értékűre, hogy az áram a tartóáram alá nem csökken. Ekkor a triac visszatér a kikapcsolt állapotba, és újabb vezérlőimpulzus érkezéséig nem folyik áram. Ha a vezérlőimpulzusok frekvenciáját a váltófeszültséggel azonosra választjuk, az impulzusoknak a váltófeszültséghez képesti fázisának változtatásával szabályozhatjuk, hogy a periódusidő mekkora részében follyon áram a terhelésen. (ld. ESZ5.ábra). Ezt a módszert nevezzük a fázishasítás elvének. Hátránya, hogy a nagyon meredek bekapcsolási felfutás a magas felharmónikus tartalma miatt sok zavar forrása lehet.
Monitorok
A személyi számítógépek Videomonitorral jelenítik meg a TV szerű képet, amely a gép és a kezelő közti kapcsolat egyik legfontosabb eleme. A hordozható, ú.n. laptop kivitelű számítógépekben LCD (folyadékkristályos) kijelzős megjelenítőegység a monitor (monitorozni azt jelenti, hogy megfigyelni, figyelemmel kísérni valamit). A legtöbb számítógép monitorához azonban katódsugár-csövet használnak a kép megjelenítésére.
Az elektronsugárcső (katódsugárcső) működési elvét az ESZ6. ábra mutatja. A képer-nyőt belülről fénypor réteg borítja, amelyet ha elektronokkal sugáro-zunk be, fényt bocsát ki, világít. A katódból izzítás hatására elektro-nok lépnek ki, és 10 kV-os nagyságrendű feszült-séggel felgyorsítva, vékony sugárnyalábba koncentrálva a képernyő felé repülnek. A sugárnyalábot az eltérítőtekercsek mágneses tere (Lorentz erő) gyorsan folyamatosan mozgatja vízszintes irányban a képernyő végéig, majd az elejére ugorva újra kezdi előlről, közben lassan lefelé is mozogva az elektronsugár végigpásztázza a teljes képernyőt. (ld. ESZ7.ábra)
A pásztázás sebessége európai szabvány szerint 25 kép/sec, azaz másodpercenként 25-ször rajzolja fel a teljes képernyőt az elektronsugár, amelyet az emberi szem már nem tud követni, és így nem érzékeli a kép vibrálását.
Miközben a pásztázó elektronsugár vízszintesen végigfut a képernyőn, állandóan változhat az intenzitása, világosabb és sötétebb képpontokat hozva létre egy vízszintes sorban, majd visszaugorva a képernyő elejére kissé lejjebb egy új sort kezd ugyanígy, míg végig nem futja a teljes képernyőt. Képet csak akkor kapunk, ha a számítógépből kijövő videojel - amely a képpontok fényerejét határozza meg - szinkronban van a pásztázó elektronsugár mozgásával. Ezt a számítógép videokártyája (adaptere) biztosítja szinkronjelek kiadásával.(ld. ESZ8.ábra)
A kép annyi képpontból (pixelbôl) éll, amennyi a vízszintes képpontok száma és a sorok számának szorzata..
A különböző típusú monitorok egyik legjellemzőbb tulajdonsága, hogy hány sorból állítja elő a képet, és egy soron belül hány különböző képpontot tud létrehozni az elektronsugár.
A szines képernyőt három különböző: vörös (Red), zöld (Green) és kék (Blue) fényt adó fényporral készült függőleges csikokra bontják (a csíkok távolsága egy-egy pixelnyi), és 3 elektronsugár együttes alkalmazásával, a különböző szines pixelek megfelelő intenzitású kombinációjával alakul ki a szines kép.
A legfontosabb monitor típusok:
MDA: Mono Display Adapter, CGA: Color Graphics Adapter, EGA: Enhanced Display Adapter, VGA: Video Graphic Array. Ezek természetesen csak a saját adapterükkel működnek. A MO4. táblázatban ezek legfontosabb adatait mutatjuk be.
A kép finomsága (felbontása) a pixelek számától erősen függ. Ezt érzékelhetjük a ESZ9. ábra segítségével
MDA | CGA | EGA | VGA | |
Sávszélesség (MHz) | 16.2 | 14.3 | 14.3-16.3 | 28 |
Függ. szinkron (Hz) | 50 | 60 | 60 | 50-70 |
Vízsz. szinkron(kHz) | 18.4 | 15.75 | 15.7-21.8 | 31.5-48 |
Vízsz. pixel szám | 720 | 640 | 640 | 720 |
Függ. pixel szám | 350 | 200 | 350 | 480 |
Folyadékkristályos kijelzôk
A kristályokról tudjuk, hogy azok szilárd testek, amelyeknek szabályos belsô struktúrájuk és kitüntetett irányaik vannak. Ezekben az irányokban általában különbözô- képpen viselkednek, pl. a hang terjedési sebessége lényegesen változhat. - Természetesen létezhetnek olyan folyadékok is, amelyek molekuláinak szintén vannak kitüntetett irányaik.
Elektromos kijelzôk építésére azok a folyadékkristályok alkalmasak, amelyeknek az optikai tulajdonságai változnak, méghozzá elektromos tér hatására. Az anyag belsô rendezettsége változik, - ez számunkra abban nyilvánul meg, hogy a kristály átlátszó állapotból átlátszatlanná válik. Ilyenkor vagy a fényáteresztô képesség, vagy a fény visszaverôképessége módosul. Nagyon lényeges, hogy az elektromos tér megszűntével a kristály ismét átlátszóvá válik, vagyis a folyamat reverzíbilis, nagyon sokszor megismételhetô fizikai/kémiai változás nélkül.
Fontos tudatosítani azt a tapasztalati tényt, hogy a folyadékkristályok állapotváltozása idôt, méghozzá néhány - esetleg tíz - milliszekundumot igényel. Ez a jelenség jól látszik az ún. LCD (Liquid Crystal Device) monitorokon, képernyôkön, amelyek jól érzékelhetôen "húznak", vagyis az egymást követô képek valamelyest egymásba mosódnak.
Az LCD kijelzôk felépítése nagyon egyszerű (ESZ10. ábra). Két üveglap között helyezkedik el a néhányszor tíz mikronnyi vastag folyadékkristály. Ennek optikai állapotának megváltoztatására átlátszó/áttetszô elektródok vannak az üveglemezre párolva. (Ezek az elektródok bizonyos szögbôl, alkalmas megvilágítás esetén láthatók.)
A kijelzôk működtetéséhez 0.2 - 1 V/m m térerôsség szükséges, elhanyagolhatóan kicsiny fenntartó árammal, mivel a használatos folyadékkristályok lényegében szigetelôk.
Ez az eszköz tehát ideális a kicsiny fogyasztású eszközökhöz (karórák, kalkulátorok, játékok, stb.). Hátrányuk, hogy leolvasásukhoz valamilyen külsô fényforrás szükség