Qu'est-ce qu'un thyratron?
Un thyratron est une forme ancienne de composant électronique et une variante des tubes à vide utilisés dans les premiers ordinateurs. Conçu à l'origine en 1914 et mis en production commerciale en 1928, le thyratron est toujours utilisé. C'est une forme de commutateur à haute énergie et sert également de redresseur, capable de convertir le courant alternatif (AC) en courant continu (DC). Contrairement aux tubes à vide standard, un thyratron est un commutateur rempli de gaz, contenant généralement un gaz inerte, tel que de la vapeur de mercure, du néon ou des gaz de xénon.
Le gaz contenu dans un thyratron contient des ions positifs pouvant véhiculer un courant électrique, ce qui permet à l'appareil de conduire des niveaux de courant beaucoup plus élevés que ceux d'un tube à vide classique. Il n’est pas rare qu’une personne soit capable de transporter 10 à 20 kilovolts (kV) de puissance. Les applications de tels dispositifs comprennent les émetteurs de télévision à ultra-haute fréquence (UHF), les accélérateurs de particules nucléaires, les systèmes laser à haute énergie et les équipements radar.
Plusieurs variations sur le thyratron existent également. Les kryons, qui sont aussi une forme de tube à gaz, diffèrent en utilisant une décharge électrique de courant électrique au lieu de décharge de gaz. Ils ont été mis en œuvre dans des émetteurs radar largement utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale. Les thyristors sont une version plus moderne et sont un hybride entre les conceptions de thyratron et de transistor. Basé sur la technologie standard des semi-conducteurs utilisée dans la fabrication de microprocesseurs, le thyristor est utilisé dans les environnements à faible et moyenne consommation pour convertir également le courant alternatif en courant continu. Ces dispositifs sont utilisés comme interrupteurs pour contrôler les vitesses du moteur et les opérations chimiques, telles que les variations de pression et de température dans les équipements.
L'un des domaines dans lesquels le thyratron commence à disparaître est celui de la recherche en physique des hautes énergies. Leur remplacement est le transistor bipolaire à grille isolée (IGBT), un autre dispositif de commutation à semi-conducteurs à semi-conducteurs comme le thyristor. Les premières versions des IGBT étaient lentes et sujettes à l'échec lorsqu'elles sont apparues sur le marché dans les années 1980, mais les IGBT ont atteint une troisième génération de raffinement de la conception. Ils ont maintenant une fréquence d'impulsion plus élevée pour la commutation et sont plus facilement disponibles que les thyratrons. Des utilisations pour l'IGBT sont également observées dans des produits tels que les voitures électriques et les amplificateurs audio.
Le thyratron à base d’hydrogène a une durée de vie utile de 1 200 heures, les autres modèles pouvant aller jusqu’à 20 000 heures, alors qu’un IGBT durera environ 250 000 heures. La consommation d'énergie est également beaucoup plus élevée avec un thyratron, par opposition à un IGBT. En raison des restrictions à l'importation et à l'exportation imposées par plusieurs pays et de la difficulté croissante d'obtenir des thyratrons, leur coût unitaire tend également à être nettement plus élevé que l'utilisation d'un IGBT pour la même application.