Digitrón

Digitrón alebo číslicová výbojka je elektronická súčiastka, plynom plnená výbojka so studenou katódou, slúžiaca na zobrazovanie číslic prípadne iných symbolov. Sklenená banka digitrónu je plnená plynom s nízkym tlakom, obvykle neónom a obsahuje jednu spoločnú anódu v podobe priehľadnej mriežky z tenkého drôtu a viacero separátnych katód v tvare jednotlivých zobraziteľných symbolov. Po priložení zápalného napätia (obvykle okolo 170V) medzi anódou a niektorú z katód sa plyn v okolí katódy vplyvom prechádzajúceho prúdu rozžiari oranžovým tlejivým výbojom.
Digitrón výzorom pripomína vákuovú elektrónku, jeho princíp však nie je založený na tepelnej emisii elektrónov. Ide o špeciálny variant tlejivky – výbojky so studenou katódou.
Digitrón využíva svetielkovanie v zápornej tlejivej vrstve. Ak sa medzi anódou a niektorou katódou zapáli plynový výboj, potiahne sa katóda tlejivým výbojom a vidíme ju ako číslicu. Číslice sú vyleptané, alebo vyrazené z ušľachtilej ocele s hrúbkou vlákna asi 0,3 mm. Svietiaca vrstva na "horiacej" číslici má šírku asi 1,5 mm čo dostatočne potláča tieniaci vplyv nerozsvietených číslic pred ňou. Svetelná hustota pri maximálnom prúde je asi 2000 apostilbov. Na zväčšenie životnosti sa pridáva trocha ortuti ktorej pary podstatne zmenšujú odparovanie materiálu číslic, ale vytvárajú vo výboji slabé, difúzne modré svetlá, ktoré sa dajú potlačiť červeným farebným filtrom. V digitrónoch pre impulzovú prevádzku sa na skrátenie oneskorenia zápalu ešte vbudujú aj malé zdroje rádioaktívneho žiarenia.

Hodnoty prúdu a napätia

Sú trocha odlišné od výbojok. Úsek využívaný v stabilizačnej elektrónke, kde má napätie výboja takmer konštantnú hodnotu (normálny tlejivý výboj), tu neexistuje. Indikátory pracujú len v stúpajúcej časti charakteristiky (anomálny tlejivý výboj). Spodná hranica pracovného prúdu (prúd oblúka), minimálny pracovný prúd Ikmin má hodnotu asi 2 až 3-násobku prúdu pri minimálnom napätí. Horná hranica pracovného prúdu, je určená hodnotou, kedy nastáva rozsvecovaniu prívodov je Ikmax a ten závisí od konštrukcii (usporiadania číslic, pasivovanie prívodov). Ak sa niektorá číslica budí prúdovými impulzmi, potom sa nesmie prekročiť dovolený impulzný prúd Ikvmax.

Elektrické zapojenie

Anóda digitrónu sa pripojí na zdroj jednosmerného anódového napätia (obvykle 170V, pozri datasheet konkrétneho digitrónu) cez rezistor (obvykle rádovo desiatky kΩ), obmedzujúci anódový prúd. Želaný symbol je následne možné zobraziť uzemnením príslušnej katódy. Prípadné polovodičové spínacie prvky pre použitie v anódovom obvode digitrónu je potrebné vyberať s ohľadom na výšku anódového napätia. Na riadenie digitrónu existujú vhodné špecializované integrované obvody, napr. 74141 – TTL dekodér z BCD kódovania na kód 1 z 10 s výstupmi navrhnutými špeciálne pre riadenie katód digitrónu. Dekodér je vhodný pre použitie v statickom aj multiplexnom režime (ktorého výhoda je, že stačí jeden spoločný dekodér pre viacero digitrónov tvoriacich displej).

Aplikácie

Digitróny sa používali v 50.-70. rokoch v zobrazovacích jednotkách (displejoch) rôznych raných číslicových (digitálnych) elektronických zariadení – číslicových meracích prístrojov, elektronických hodín, stolných kalkulačiek, registračných pokladní a pod. V priebehu 70. rokov boli postupne nahrádzané modernejšími typmi zobrazovačov – fluorescenčnými (VFD) a LED diódovými displejmi.

Renesancia digitrónov

Digitróny zažili na prelome tisícročia renesanciu záujmu medzi zberateľmi a konštruktérmi amatérskych aj komerčných konštrukcií „nostalgických“ digitálnych hodín a iných zariadení. Zvýšený záujem spôsobil rast cien zvyšných skladových zásob digitrónov, ktoré boli predtým desaťročia nepredajné. Zvlášť veľkému záujmu sa tešia vysoké typy digitrónov (100 a viac mm na výšku).