Kaj je Thyratron?

Tiratron je zgodnja oblika elektronske komponente in različica vakuumskih cevi, ki so bile prvič uporabljene v zgodnjih računalnikih. Tiratron, ki je bil prvotno zasnovan leta 1914 in dan v komercialno proizvodnjo leta 1928, je še vedno v uporabi. Je oblika visokoenergijskega stikala in služi tudi kot usmernik, ki je sposoben pretvarjati izmenični tok (AC) v enosmerni (DC). Za razliko od standardnih vakuumskih cevi je tiratron stikalo, napolnjeno s plinom, običajno vsebuje inertni plin, kot so hlapi živega srebra, neon ali plini ksenon.

Plin v tiratronu ima pozitivne ione, ki lahko prenašajo električni tok, zaradi česar je naprava sposobna prevajati veliko višje ravni toka kot tipična vakuumska cev. Ni nenavadno, da je nekdo sposoben prenesti 10 – 20 kilovoltov (kV) moči. Aplikacije za takšne naprave vključujejo uporabo v ultravisokofrekvenčnih (UHF) televizijskih oddajnikih, pospeševalnikih jedrskih delcev, visokoenergetskih laserskih sistemih in radarski opremi.

Obstaja tudi več različic tiratrona. Krytoni, ki so tudi oblika cevi, napolnjene s plinom, se razlikujejo po tem, da namesto plinske razelektritve uporabljajo obločno razelektritev električnega toka in so bili implementirani v radarske oddajnike, ki so bili široko uporabljeni med drugo svetovno vojno. Tiristorji so modernejša različica in so hibrid med zasnovo tiratrona in tranzistorja. Na podlagi standardne polprevodniške tehnologije, ki se uporablja za izdelavo mikroprocesorjev, se tiristor uporablja v okoljih z nizko in srednjo močjo za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni. Te naprave se uporabljajo kot stikala za nadzor hitrosti motorja in kemičnih operacij, kot so spremembe tlaka in temperature v opremi.

Eno od področij, kjer se tiratron začenja postopoma opuščati, je na področju raziskav fizike visokih energij. Njihova zamenjava je bipolarni tranzistor z izoliranimi vrati (IGBT), druga polprevodniška preklopna naprava, kot je tiristor. Prve različice IGBT-jev so bile počasne in nagnjene k odpovedi, ko so prišle na trg v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, vendar so IGBT-ji dosegli tretjo generacijo oblikovalske izpopolnjenosti. Zdaj imajo višje utripne stopnje za preklapljanje in so lažje dostopne kot tiratroni. Uporaba IGBT se pojavlja tudi v izdelkih, kot so električni avtomobili in avdio ojačevalniki.

Življenjska doba tiratrona, ki temelji na vodiku, je v območju 1,200 ur, drugi modeli pa do 20,000 ur, medtem ko bo IGBT trajal približno 250,000 ur. Tudi poraba energije je veliko večja pri tiratronu v primerjavi z IGBT. Zaradi uvoznih in izvoznih omejitev, ki jih uvaja več držav, in vse večjih težav pri pridobivanju tiratronov, so tudi njihovi stroški na enoto običajno bistveno višji kot pri uporabi IGBT za isto aplikacijo.