O que é um Thyratron?
O tiratron é uma forma inicial de componente eletrônico e uma variação nos tubos de vácuo usados pela primeira vez em computadores antigos. Originalmente concebido em 1914 e colocado em produção comercial em 1928, o tiratron ainda está em uso. É uma forma de chave de alta energia e também serve como retificador, capaz de converter corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC). Ao contrário dos tubos de vácuo padrão, um tiratron é um interruptor cheio de gás, geralmente contendo um gás inerte, como gases de vapor de mercúrio, néon ou xenônio.
O gás em um tiratron possui íons positivos que podem transportar corrente elétrica, o que torna o dispositivo capaz de conduzir níveis muito mais altos de corrente do que um tubo de vácuo típico. Não é incomum que alguém seja capaz de conduzir 10 a 20 quilovolts (kV) de energia. Os aplicativos para esses dispositivos incluem o uso de transmissores de televisão de frequência ultra-alta (UHF), aceleradores de partículas nucleares, sistemas de laser de alta energia e equipamentos de radar.
Também existem várias variações no tiratron. Os Krytons, que também são uma forma de tubo cheio de gás, diferem ao empregar uma descarga de arco de corrente elétrica em vez de descarga de gás, e foram implementados em transmissores de radar que foram amplamente utilizados durante a Segunda Guerra Mundial. Os tiristores são uma versão mais moderna e são um híbrido entre os modelos tiratron e transistor. Baseado na tecnologia padrão de semicondutores usada para fabricar microprocessadores, o tiristor é empregado em ambientes de baixa e média potência para também converter CA em CC. Esses dispositivos são usados como interruptores para controlar a velocidade do motor e as operações químicas, como alterações de pressão e temperatura no equipamento.
Uma das áreas em que o thyratron está começando a ser eliminado está na arena da pesquisa em física de alta energia. Sua substituição é o transistor bipolar de porta isolada (IGBT), outro dispositivo de comutação de semicondutores de estado sólido como o tiristor. As primeiras versões dos IGBTs eram lentas e propensas a falhas quando foram lançadas no mercado na década de 1980, mas os IGBTs atingiram uma terceira geração de aprimoramento de design. Eles agora têm taxas de pulso mais altas para comutação e estão mais prontamente disponíveis que os tiratrons. Usos para o IGBT também estão sendo vistos em produtos como carros elétricos e amplificadores de áudio.
A vida útil do tireatron à base de hidrogênio está na faixa de 1.200 horas, com outros modelos com duração de até 20.000 horas, enquanto um IGBT dura cerca de 250.000 horas. O consumo de energia também é muito maior com um thyratron em oposição a um IGBT. Devido às restrições de importação e exportação impostas por várias nações e à crescente dificuldade em obter tiratrons, seu custo por unidade também tende a ser significativamente maior do que o uso de um IGBT para a mesma aplicação.