Thyratron
Englisch: thyratron
Elektronische Ventile verschiedener Bauarten, früher als schnelle Schalter in der Hochfrequenztechnik verwendet.
Thyratron: die Gasentladungsröhre, die mit Industriegeschwindigkeit schaltete
Ein Thyratron ist eine mit Gas gefüllte elektronische Röhre, in der Regel mit Quecksilberdampf oder Argon, die als gesteuerter Schalter fungiert und hohe Ströme und Spannungen bewältigen kann. Anders als ein einfaches Schütz mit beweglichen Kontakten schaltet ein Thyratron elektronisch durch Ionisierung des Gasfüllstoffs; es kann Stromkreise tausende Male pro Sekunde öffnen und schließen. Die Röhre enthält eine geheizte Kathode, ein Steuergitter und eine Anode, angeordnet so, dass eine kleine Signalspannung am Gitter einen großen Stromfluss zwischen Kathode und Anode durch das ionisierte Gas auslöst.
Das Thyratron war das Arbeitstier der Industriepulsregelung, Motorgeschwindigkeitsregelung und Leistungsschaltung von den 1930er Jahren bis in die 1970er Jahre. Ein typisches Thyratron konnte Ströme von 10 bis 100 Ampere bei Spannungen bis zu mehreren Kilovolt bewältigen, mit Schaltzeiten im Mikrosekundenbereich. Die Quecksilberdampf-Typen boten niedrigeren Spannungsfall (etwa 15 Volt) und bessere Strombelastbarkeit als argongefüllte Versionen, erforderten aber sorgfältigen Umgang, um Temperaturschäden am Quecksilberkondensati zu vermeiden. Argon-Röhren waren robuster und vertrugen schnellere Schaltungen, erzeugten aber mehr Wärme und Spannungsfall.
Rückgang und Ersatz
Die Dominanz des Thyratrons endete mit dem Aufkommen von Halbleiterbauelementen. Silizium-Thyristoren (SCRs) und später Leistungstransistoren und IGBTs machten die zerbrechlichen Glashülsen, beheizten Glühkathoden und Aufwärmverzögerungen überflüssig. Ein Thyratron brauchte mehrere Sekunden, um Betriebstemperatur zu erreichen, bevor es sicher Strom tragen konnte; ein Halbleiterschalter ist sofort einsatzbereit. Moderne Industriekontrollsysteme mit Thyratrons sind heute Museumsstücke oder nur noch in älteren Geräten in älteren Betriebsstätten zu finden.
Trotz Veraltung bleiben Thyratrons in Spezialanwendungen relevant. Einige Hochenergiephysik-Labore und gepulste Hochspannungssysteme nutzen sie noch, weil ihre inhärente Robustheit unter extremen Bedingungen, Überstromtoleranz und einfache Schaltungsanforderungen den Konstruktions- und Wartungsaufwand gelegentlich rechtfertigen. Der Name selbst leitet sich ab von der Kombination des Griechischen thyra (Tür oder Tor) mit electron, was seine Rolle als Tor für Elektronenfluss widerspiegelt.