Un thyratron è una prima forma di componente elettronico e una variazione sui tubi a vuoto utilizzati per la prima volta nei primi computer. Concepito originariamente nel 1914 e messo in produzione commerciale nel 1928, il thyratron è ancora in uso. È una forma di interruttore ad alta energia e funge anche da raddrizzatore, in grado di convertire la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC). A differenza dei tubi a vuoto standard, un thyratron è un interruttore riempito di gas, solitamente contenente un gas inerte, come vapori di mercurio, neon o gas xeno.
Il gas in un thyratron ha ioni positivi che possono trasportare corrente elettrica, il che rende il dispositivo in grado di condurre livelli di corrente molto più elevati rispetto a un tipico tubo a vuoto. Non è raro che uno sia in grado di condurre 10-20 kilovolt (kV) di potenza. Le applicazioni per tali dispositivi includono l’uso in trasmettitori televisivi ad altissima frequenza (UHF), acceleratori di particelle nucleari, sistemi laser ad alta energia e apparecchiature radar.
Esistono anche diverse varianti del thyratron. I kryton, che sono anche una forma di tubo riempito di gas, si differenziano per l’impiego di una scarica ad arco di corrente elettrica invece della scarica di gas, e sono stati implementati nei trasmettitori radar ampiamente utilizzati durante la seconda guerra mondiale. I tiristori sono una versione più moderna e sono un ibrido tra thyratron e design a transistor. Basato sulla tecnologia dei semiconduttori standard utilizzata per realizzare i microprocessori, il tiristore viene impiegato in ambienti a bassa e media potenza per convertire anche la corrente alternata in corrente continua. Questi dispositivi vengono utilizzati come interruttori per controllare la velocità del motore e le operazioni chimiche, come le variazioni di pressione e temperatura nelle apparecchiature.
Una delle aree in cui il thyratron sta iniziando a essere gradualmente eliminato è nell’arena della ricerca sulla fisica delle alte energie. La loro sostituzione è il transistor bipolare a gate isolato (IGBT), un altro dispositivo di commutazione a semiconduttore a stato solido come il tiristore. Le prime versioni di IGBT erano lente e soggette a guasti quando sono arrivate sul mercato negli anni ‘1980, ma gli IGBT hanno raggiunto una terza generazione di perfezionamento del design. Ora hanno frequenze di impulso più elevate per la commutazione e sono più facilmente disponibili dei tiratroni. Si vedono anche usi per l’IGBT in prodotti come auto elettriche e amplificatori audio.
La vita operativa per il thyratron a base di idrogeno è nell’intervallo di 1,200 ore, con altri modelli che durano fino a 20,000 ore, mentre un IGBT durerà circa 250,000 ore. Anche il consumo di energia è molto più alto con un thyratron rispetto a un IGBT. A causa delle restrizioni all’importazione e all’esportazione imposte da diverse nazioni e della crescente difficoltà nell’ottenere tiratroni, anche il loro costo per unità tende ad essere significativamente più alto rispetto all’utilizzo di un IGBT per la stessa applicazione.