Что такое тиратрон?

Тиратрон - это ранняя форма электронного компонента и разновидность вакуумных трубок, впервые использованных в ранних компьютерах. Первоначально задуманный в 1914 году и запущенный в промышленное производство в 1928 году, тиратрон все еще используется. Это форма переключателя высокой энергии, а также служит выпрямителем, способным преобразовывать переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). В отличие от стандартных вакуумных трубок, тиратрон представляет собой газонаполненный переключатель, обычно содержащий инертный газ, такой как пары ртути, неон или ксенон.

Газ в тиратроне имеет положительные ионы, которые могут переносить электрический ток, что делает устройство способным проводить гораздо более высокие уровни тока, чем обычная вакуумная трубка. Нередко можно быть способным проводить 10-20 киловольт (кВ) мощности. Приложения для таких устройств включают использование в сверхвысокочастотных (УВЧ) телевизионных передатчиках, ускорителях ядерных частиц, высокоэнергетических лазерных системах и радиолокационном оборудовании.

Существует несколько вариаций тиратрона. Критоны, которые также являются формой газонаполненной трубки, отличаются использованием дугового разряда электрического тока вместо газового разряда и были реализованы в радиолокационных передатчиках, которые широко использовались во время Второй мировой войны. Тиристоры являются более современной версией и представляют собой гибрид тиратронной и транзисторной конструкции. Основанный на стандартной полупроводниковой технологии, используемой для изготовления микропроцессоров, тиристор используется в средах малой и средней мощности для преобразования переменного тока в постоянный. Эти устройства используются в качестве переключателей для управления скоростью двигателя и химическими операциями, такими как изменения давления и температуры в оборудовании.

Одна из областей, где тиратрон начинает постепенно сокращаться, - это область исследований в области физики высоких энергий. Их заменой является биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), другое полупроводниковое переключающее устройство, такое как тиристор. Первые версии IGBT были медленными и склонными к провалу, когда они появились на рынке в 1980-х годах, но IGBT достигли третьего поколения совершенствования дизайна. Теперь они имеют более высокие частоты пульса для переключения и более доступны, чем тиратроны. Использование для IGBT также замечено в таких продуктах как электромобили и усилители звука.

Срок службы тиратрона на водородной основе составляет 1200 часов, для других моделей - до 20 000 часов, тогда как IGBT будет работать около 250 000 часов. Потребление энергии также намного выше при использовании тиратрона, в отличие от IGBT. Из-за ограничений на импорт и экспорт, наложенных несколькими странами, и возрастающей сложности в получении тиратронов, их стоимость на единицу также, как правило, значительно выше, чем использование IGBT для того же приложения.