Egyéb eszközök

Félvezetõ kapcsolók

Helyezzünk el sorba egymás után négy különbözõ típusú félvezetõ 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 szélsõ p-n átmenet nyitóirányú, és a középsõ záróirányú elõfeszítést kapjon! (ld. ESZ1.ábra)

Növeljük a feszültséget egészen addig, míg a középsõ 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 gerjesztõdjenek a vezetéshez, ezért a záróirányú középsõ átmenet feszültsége hirtelen lecsökken, és ez az állapot stabilan megmarad. A bekapcsolási idõ kb. 100 ns, tehát nagyon meredek impulzusok állíthatók elõ az ilyen négyrétegû 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 négyrétegû diódát is összekapcsolhatunk, és így mindkét irányú polaritás esetén bekapcsol az eszköz az Ubill feszültség elérésekor. Az ilyen szimmetrikus mûködésû 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 rétegbõl 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 félvezetõ kapcsolót tirisztornak hívják. A kapcsolható áramokhoz képest a vezérlõáram értéke nagyon kicsi, és elég, ha nagyon rövid ideig tartó impulzus formájában áll fenn, a bekapcsolt állapot a vezérlõáram megszünte után is megmarad, míg az áram értéke a tartóáram alá nem csökken.

Ha két tirisztort kapcsolunk egymással szembe párhuzamosan, (ilyenkor a megfelelõ n és p rétegeket közösíthetjük) a szimmetrikus, mindkét polaritásnál kapcsolható triachoz jutunk. A triac elsõrendû 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 vezérlõimpulzusok nem érkeznek. A vezérlõimpulzus hatására a triac bekapcsol, - a rajta esõ 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 értékûre, hogy az áram a tartóáram alá nem csökken. Ekkor a triac visszatér a kikapcsolt állapotba, és újabb vezérlõimpulzus érkezéséig nem folyik áram. Ha a vezérlõimpulzusok frekvenciáját a váltófeszültséggel azonosra választjuk, az impulzusoknak a váltófeszültséghez képesti fázisának változtatásával szabályozhatjuk, hogy a periódusidõ 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 szerû képet, amely a gép és a kezelõ közti kapcsolat egyik legfontosabb eleme. A hordozható, ú.n. laptop kivitelû számítógépekben LCD (folyadékkristályos) kijelzõs megjelenítõegység a monitor (monitorozni azt jelenti, hogy megfigyelni, figyelemmel kísérni valamit). A legtöbb számítógép monitorához azonban katódsugár-csövet használnak a kép megjelenítésére.

Az elektronsugárcsõ (katódsugárcsõ) mûködési elvét az ESZ6. ábra mutatja. A képer-nyõt belülrõl 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 nagyságrendû feszült-séggel felgyorsítva, vékony sugárnyalábba koncentrálva a képernyõ felé repülnek. A sugárnyalábot az eltérítõtekercsek mágneses tere (Lorentz erõ) gyorsan folyamatosan mozgatja vízszintes irányban a képernyõ végéig, majd az elejére ugorva újra kezdi elõlrõl, közben lassan lefelé is mozogva az elektronsugár végigpásztázza a teljes képernyõt. (ld. ESZ7.ábra)

A pásztázás sebessége európai szabvány szerint 25 kép/sec, azaz másodpercenként 25-ször rajzolja fel a teljes képernyõt az elektronsugár, amelyet az emberi szem már nem tud követni, és így nem érzékeli a kép vibrálását.

Miközben a pásztázó elektronsugár vízszintesen végigfut a képernyõn, állandóan változhat az intenzitása, világosabb és sötétebb képpontokat hozva létre egy vízszintes sorban, majd visszaugorva a képernyõ elejére kissé lejjebb egy új sort kezd ugyanígy, míg végig nem futja a teljes képernyõt. Képet csak akkor kapunk, ha a számítógépbõl kijövõ 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 különbözõ típusú monitorok egyik legjellemzõbb tulajdonsága, hogy hány sorból állítja elõ a képet, és egy soron belül hány különbözõ képpontot tud létrehozni az elektronsugár.

A szines képernyõt három különbözõ: vörös (Red), zöld (Green) és kék (Blue) fényt adó fényporral készült függõleges csikokra bontják (a csíkok távolsága egy-egy pixelnyi), és 3 elektronsugár együttes alkalmazásával, a különbözõ szines pixelek megfelelõ 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 mûködnek. A MO4. táblázatban ezek legfontosabb adatait mutatjuk be.

A kép finomsága (felbontása) a pixelek számától erõsen függ. Ezt érzékelhetjük a ESZ9. ábra segítségével

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 megszûntével 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 egyszerû (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 mûködtetéséhez 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