Нижня частина малюнка показує, що відбувається в переході, коли до нього прикладається пряме зміщення, тобто до р-області – плюс джерела, а до n-області – його мінус. При цьому висота потенційного бар'єра знижується і з n-області в р-область проходять надмірні електрони. Тепер в р-області починається процес рекомбінації (повторного об'єднання) електронів і дірок, при якому виділяється надмірна енергія, приблизно рівна різниці енергій (е) між рівнями електронів і дірок. Тому довжину хвилі світла, що випускається можна визначити по формулі

лім = 1238 / е.

З цієї формули витікає, що для генерування навіть найбільш довгохвильового червоного випромінювання необхідна енергія е = 1,7 еВ. Таку або більшу ширину забороненої зони забезпечують порівняно рідкі напівпровідникові матеріали: фосфід галію або, фосфід-арсенід галію. Використати в світлоодіодах популярні кремній або германій не вдається, оскільки для кремнію е = 1,1 еВ, а для германію е = 0,7 еВ.

Рідкість і дорожнеча початкових матеріалів визначила існування двох конструктивних різновидів світлодіодних індикаторів – монолітних і гібридних. Монолітні індикатори виготовляються по звичайній напівпровідниковій технології у вигляді монокристалів. Оскільки цей метод пов'язаний з великою витратою матеріалів, то він застосовується тільки для створення індикаторів малих розмірів. При виготовленні індикаторів великих розмірів використовують гібридну технологію – на діелектричну підкладку наносять шар пластмаси, в ньому роблять поглиблення, покривають їх відбивним шаром і вміщують в поглиблення світловипромінюючі кристали (рис. 1.8, б).

Серійно випускаються цифрові або буквені світлодіодні індикатори, що містять одне або декілька знакомісць, іноді в тому ж корпусі розміщена схема управління або навіть мікропроцесор (останнє додає індикатору «інтелект»). Основний колір свічення світлодіодів – червоний, рідше можна зустріти індикатори із зеленим, жовтим, оранжевим кольором свічення.

Великим достоїнством світлодіодів є низькі керуючі напруження (5 В), що погоджуються з живленням популярних цифрових інтегральних схем, недоліками – дорожнеча при великих розмірах і відносно великий споживаний струм (десятки міліампер), обмежений набір кольорів.

Для збудження світлодіодних індикаторів дуже часто застосовується матрична система. Цьому сприяють дві особливості світлодіодів. По-перше, надлінійна залежність яскравості від струму (із збільшенням струму ККД перетворення електричної енергії у випромінювання росте), що робить використання імпульсного режиму енергетично вигідним. По-друге, порогові властивості індикатора – в напівпровідниковому переході при подачі прямої напруги струм наростає дуже різко по експоненті, в свою чергу при збільшенні струму яскравість також круто наростає.

Рис. 1..

Газорозрядний індикатор майже такий же древній за масштабами електроніки прилад, що і ЕПТ (неонова лампа була винайдена в 1910 р.), і можна сказати, що він, як ЕПТ, зберіг молодість і сьогодні. Перший цифровий індикатор був створений в кінці 1950-х років у вигляді неонової лампи, що містить пакет з 10 катодів в формі арабських цифр, і досі ці прилади широко використовуються в автоматах по продажу квитків або в торгових автоматах. У цифрових індикаторах використана одна особливість слабостроумового тліючого розряду – світлова область щільним чохлом оточує катод, в результаті при відповідній формі катода людина сприймає її як цифру. Були розроблені і інші типи газорозрядних цифрових і знакових індикаторів, зображення в яких синтезується з окремих елементів, а не є монолітним. Для управління часто застосовуються матричні схеми, чому сприяють порогові характеристики збудження розряду. Важливий недолік приладів тліючого розряду – високі робочі напруги – привів до того, що вони були витіснені з багатьох областей застосування своїми більш вдалими по параметрах конкурентами. Так, світлодіоди міцно захопили область відображення знакової інформації для розмірів символів до 10 мм, вакуумні люмінесцентні індикатори – до 15-20 мм. Запаморочливу кар'єру зробили рідкокристалічні індикатори – ідеальні прилади для пристроїв автономного живлення, де потрібна мінімальна споживана потужність. Тому в наш час газорозрядні знакові індикатори знаходять тільки обмежене застосування для відтворення цифр або букв з розмірами більше 10-15 мм. Тут недоліки інших типів приладів позначаються сильніше, ніж їх достоїнства.

Однак винахідливість розробників газорозрядний індикаторів допомогла пом'якшити гіркоту часткової поразки в одній області успіхом в іншій. Завдяки ряду унікальних властивостей газового розряду були створені плоскі газорозрядні матричні екрани (панелі) великої інформаційної місткості, здатні в певних застосуваннях успішно конкурувати з ЕПТ. На відміну від більшості плоских екранів на нових фізичних принципах ці прилади вийшли за стіни лабораторій і випускаються серійно.

Газорозрядні індикаторні панелі можна умовно розділити на два більших класи: що збуджуються постійним струмом і змінним. Конструкція газорозрядної індикаторної панелі постійного струму ілюструється тим же рис. 1.7, причому оптично активна речовина в цьому випадку – це інертний газ або суміш декількох газів (часто основу газового наповнення утворить неон, що дає яскраве оранжево-червоне свічення). При прикладенні напруги в декілька сотень вольт до рядка і стовпця такого індикатора на їх перетині виникає яскрава світлова область. Для формування зображення застосовується паралельна рядкова адресація, вже описана вище. Газорозрядний індикаторні панелі постійного струму вдало використовують цей метод, оскільки вони мають чіткий поріг запалювання розряду і час включення порядку десятка мікросекунд.

Однак найпростішій конструкції газорозрядний індикаторної панелі постійного струму властиві два великих недоліки. По-перше, світлову точку не так просто обмежити місцем перетину, вона розповзається по електродах, внаслідок чого замість світлової точки