tubo de rayos catódicos

Un tubo de rayos catódicos, o CRT, es un recipiente de vidrio evacuado que contiene un cañón de electrones en la parte trasera y una pantalla recubierta de fósforo en la parte delantera. El cañón de electrones calienta un filamento a unos 1000 grados Celsius, liberando electrones que son acelerados a través de una diferencia de potencial de 10 a 30 kilovoltios hacia la pantalla. Las bobinas de deflexión magnéticas o electrostáticas dirigen el haz hacia la izquierda, derecha, arriba y abajo, barriéndolo a través de la capa de fósforo en un patrón de cuadrícula preciso. Donde el haz golpea el fósforo, se emite luz durante una fracción de milisegundo, luego se desvanece. La persistencia de la visión une estos breves destellos en una imagen continua.

Los CRT dominaron la tecnología de visualización durante casi un siglo porque eran eficientes, ofrecían buena fidelidad de color y podían fabricarse en tamaños grandes. Los receptores de televisión, los osciloscopios, las pantallas de radar y los monitores de computadora dependían de ellos. Los CRT monocromáticos usaban un solo fósforo; los tubos de color contenían tres fósforos (rojo, verde, azul) dispuestos en puntos o franjas, con tres cañones de electrones disparando en sincronía para producir cualquier color. Los tamaños típicos de pantalla variaban desde 5 pulgadas en osciloscopios portátiles hasta 40 pulgadas en televisores grandes.

La limitación principal de cualquier CRT es la necesidad de redibujar la imagen repetidamente, lo que se denomina frecuencia de actualización. Los estándares de televisión operaban a 50 o 60 hercios; los monitores de computadora requerían 70 hercios o más para evitar el parpadeo. El haz de electrones tenía que ser lo suficientemente rápido como para trazar un cuadro completo en un ciclo de actualización, lo que limitaba la longitud del tubo y el consumo de energía. Las señales de sincronización horizontal y vertical indicaban a las bobinas de deflexión cuándo restablecer el haz a la esquina superior izquierda.

Modos de falla y declive

Los CRT sufrían de varios mecanismos de desgaste. El cátodo se agotaba gradualmente después de miles de horas, reduciendo el brillo. Las fugas en el sello del tubo rompían el vacío, lo que provocaba que el gas se ionizara y dispersara el haz. El recubrimiento de fósforo se degradaba con la edad, especialmente en operaciones de alto brillo. El quemado de la pantalla ocurría cuando una imagen estática permanecía en el fósforo durante períodos prolongados, agotando el fósforo local más rápido que las áreas circundantes y dejando una imagen fantasma. Para la década de 1990, las pantallas planas que usaban cristales líquidos y luego LED ofrecían menor profundidad, menor peso y mayor vida útil, lo que llevó a la desaparición de los CRT de los mercados de consumo para la década de 2010.

Los CRT permanecen en uso industrial especializado: las pantallas de radar en el control de tráfico marítimo y aéreo, los osciloscopios de alto ancho de banda y algunos sistemas de imágenes médicas valoran su rendimiento en tiempo real inigualable. Un osciloscopio CRT de calidad puede adquirir y mostrar transitorios de señal más rápido que la mayoría de los instrumentos digitales. El alto voltaje y el cátodo caliente dentro de un CRT requieren una gestión de energía y un blindaje cuidadosos; los CRT activos pueden provocar descargas letales incluso cuando están apagados si la capacitancia de la pantalla no se descarga de forma segura.