Τι είναι το Thyratron;

Το θυράτρον είναι μια πρώιμη μορφή ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και μια παραλλαγή των σωλήνων κενού που χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στους πρώιμους υπολογιστές. Αρχικά συλλήφθηκε το 1914 και τέθηκε σε εμπορική παραγωγή το 1928, το thyratron εξακολουθεί να χρησιμοποιείται. Είναι μια μορφή διακόπτη υψηλής ενέργειας και χρησιμεύει επίσης ως ανορθωτής, ικανός να μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) σε συνεχές ρεύμα (DC). Σε αντίθεση με τους τυπικούς σωλήνες κενού, ένα θυράτρον είναι ένας διακόπτης γεμάτος αέριο, που συνήθως περιέχει ένα αδρανές αέριο, όπως ατμούς υδραργύρου, νέον ή αέρια ξένον.

Το αέριο σε ένα θυράτρον έχει θετικά ιόντα που μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα, γεγονός που καθιστά τη συσκευή ικανή να μεταφέρει πολύ υψηλότερα επίπεδα ρεύματος από έναν τυπικό σωλήνα κενού. Δεν είναι ασυνήθιστο για κάποιον να είναι ικανός να μεταφέρει ισχύ 10 – 20 kilovolt (kV). Οι εφαρμογές για τέτοιες συσκευές περιλαμβάνουν τη χρήση σε πομπούς τηλεόρασης υπερυψηλών συχνοτήτων (UHF), επιταχυντές πυρηνικών σωματιδίων, συστήματα λέιζερ υψηλής ενέργειας και εξοπλισμό ραντάρ.

Υπάρχουν επίσης αρκετές παραλλαγές στο θυράτρον. Οι κρύτονες, οι οποίοι είναι επίσης μια μορφή σωλήνων γεμισμένου με αέριο, διαφέρουν χρησιμοποιώντας μια εκκένωση τόξου ηλεκτρικού ρεύματος αντί για εκκένωση αερίου και εφαρμόστηκαν σε πομπούς ραντάρ που χρησιμοποιήθηκαν ευρέως κατά τη διάρκεια του Β ‘Παγκοσμίου Πολέμου. Τα θυρίστορ είναι μια πιο μοντέρνα έκδοση και είναι ένα υβρίδιο μεταξύ σχεδίων θυράτρον και τρανζίστορ. Με βάση την τυπική τεχνολογία ημιαγωγών που χρησιμοποιείται για την κατασκευή μικροεπεξεργαστών, το θυρίστορ χρησιμοποιείται σε περιβάλλοντα χαμηλής και μέσης ισχύος για τη μετατροπή εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται ως διακόπτες για τον έλεγχο των στροφών του κινητήρα και των χημικών λειτουργιών, όπως οι αλλαγές πίεσης και θερμοκρασίας στον εξοπλισμό.

Ένας από τους τομείς όπου το θυράτρον αρχίζει να καταργείται σταδιακά είναι στην αρένα της έρευνας της φυσικής υψηλής ενέργειας. Η αντικατάστασή τους είναι το διπολικό τρανζίστορ με μόνωση πύλης (IGBT), μια άλλη συσκευή μεταγωγής ημιαγωγών στερεάς κατάστασης όπως το θυρίστορ. Οι πρώτες εκδόσεις των IGBT ήταν αργές και επιρρεπείς σε αποτυχία όταν κυκλοφόρησαν στην αγορά τη δεκαετία του 1980, αλλά τα IGBT έχουν φτάσει σε μια τρίτη γενιά σχεδιαστικής τελειοποίησης. Τώρα έχουν υψηλότερους παλμούς για μεταγωγή και είναι πιο εύκολα διαθέσιμα από τα θυρατρόνια. Χρήσεις για το IGBT παρατηρούνται επίσης σε προϊόντα όπως τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και οι ενισχυτές ήχου.

Η διάρκεια ζωής για το thyratron με βάση το υδρογόνο κυμαίνεται στις 1,200 ώρες, με άλλα μοντέλα να διαρκούν έως και 20,000 ώρες, ενώ ένα IGBT θα διαρκέσει περίπου 250,000 ώρες. Η κατανάλωση ενέργειας είναι επίσης πολύ υψηλότερη με ένα thyratron σε αντίθεση με ένα IGBT. Λόγω των περιορισμών εισαγωγής και εξαγωγής που επιβάλλονται από πολλά έθνη και της αυξανόμενης δυσκολίας απόκτησης θυρατρονίων, το κόστος τους ανά μονάδα τείνει επίσης να είναι σημαντικά υψηλότερο από τη χρήση ενός IGBT για την ίδια εφαρμογή.