Un thyratron est une première forme de composant électronique et une variante des tubes à vide utilisés pour la première fois 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 interrupteur rempli de gaz, contenant généralement un gaz inerte, tel que la vapeur de mercure, le néon ou le xénon.
Le gaz dans un thyratron contient des ions positifs qui peuvent transporter du courant électrique, ce qui rend l’appareil capable de conduire des niveaux de courant beaucoup plus élevés qu’un tube à vide typique. Il n’est pas rare que l’on soit capable de conduire 10 à 20 kilovolts (kV) de puissance. Les applications de ces dispositifs comprennent l’utilisation dans 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 variantes du thyratron existent également. Les krytons, qui sont également une forme de tube rempli de gaz, diffèrent en utilisant une décharge en arc de courant électrique au lieu d’une décharge de gaz, et 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 thyratron et transistor. Basé sur la technologie des semi-conducteurs standard utilisée pour fabriquer des microprocesseurs, le thyristor est utilisé dans des environnements à faible et moyenne puissance pour convertir également le courant alternatif en courant continu. Ces dispositifs sont utilisés comme commutateurs pour contrôler les vitesses des moteurs et les opérations chimiques, telles que les changements de pression et de température dans l’équipement.
L’un des domaines où le thyratron commence à être abandonné 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 arrivées sur le marché dans les années 1980, mais les IGBT ont atteint une troisième génération de raffinement de conception. Ils ont maintenant des fréquences d’impulsions plus élevées pour la commutation et sont plus facilement disponibles que les thyratrons. L’IGBT est également utilisé dans des produits tels que les voitures électriques et les amplificateurs audio.
La durée de vie du thyratron à hydrogène est de l’ordre de 1,200 20,000 heures, les autres modèles pouvant durer jusqu’à 250,000 XNUMX heures, tandis qu’un IGBT durera environ XNUMX XNUMX heures. La consommation d’énergie est également beaucoup plus élevée avec un thyratron par rapport à un IGBT. En raison des restrictions d’importation et d’exportation imposées par plusieurs pays et de la difficulté croissante à obtenir des thyratrons, leur coût unitaire a également tendance à être nettement plus élevé que l’utilisation d’un IGBT pour la même application.