Interrupteur sur une multiprise, éclairé par une lampe au néon

Indicateur visuelEdit

Les petites lampes au néon sont le plus souvent utilisées comme indicateurs visuels dans les équipements et appareils électroniques, en raison de leur faible consommation d’énergie, de leur longue durée de vie et de leur capacité à fonctionner sur secteur.

Suppression des surtensionsEdit

Les lampes au néon sont couramment utilisées comme protections contre les surtensions à basse tension, mais elles sont généralement inférieures aux protections contre les surtensions à tube à décharge de gaz (GDT) (qui peuvent être conçues pour des applications à plus haute tension). Les lampes au néon ont été utilisées comme une méthode peu coûteuse pour protéger les récepteurs RF des pointes de tension (lampe connectée à l’entrée RF et à la masse du châssis), mais elles ne conviennent pas aux émetteurs RF de plus grande puissance.

Testeur de tensionEdit

Photographie de 3 petites capsules en verre. Chaque capsule possède 2 fils parallèles qui traversent le verre. A l'intérieur de la capsule de gauche, l'électrode droite brille en orange. Dans la capsule du milieu, l'électrode gauche est incandescente. Dans la capsule de droite, les deux électrodes sont incandescentes.
+DC (gauche), -DC (centre), AC (droite) fournis aux lampes au néon de type NE-2

La plupart des petites lampes au néon (de la taille d’un indicateur), comme la NE-2 commune, ont une tension de claquage d’environ 90 volts. Lorsqu’elles sont alimentées par une source de courant continu, seule l’électrode chargée négativement (cathode) s’allume. Lorsqu’elles sont alimentées par une source de courant alternatif, les deux électrodes s’allument (chacune pendant des demi-cycles alternés). Ces caractéristiques font des ampoules au néon (avec des résistances en série) un testeur de tension pratique et peu coûteux. En examinant quelle électrode brille, elles peuvent révéler si une source de tension donnée est alternative ou continue, et si elle est continue, la polarité des points testés.

Régulation de tensionModifier

La caractéristique de claquage des lampes à décharge luminescente leur permet d’être utilisées comme régulateurs de tension ou dispositifs de protection contre les surtensions. À partir des années 1930 environ, General Electric (GE), Signalite et d’autres entreprises ont fabriqué des tubes régulateurs de tension.

Élément de commutation/oscillateurEdit

Comme les autres lampes à décharge gazeuse, l’ampoule au néon a une résistance négative ; sa tension chute avec l’augmentation du courant après que l’ampoule ait atteint sa tension de claquage. Par conséquent, l’ampoule présente une hystérésis ; sa tension d’extinction (extinction) est inférieure à sa tension d’allumage (claquage). Cela lui permet d’être utilisée comme un élément de commutation actif. Les ampoules au néon ont été utilisées pour fabriquer des circuits oscillateurs à relaxation, en utilisant ce mécanisme, parfois appelé effet Pearson-Anson, pour des applications à basse fréquence telles que les feux d’avertissement clignotants, les stroboscopes, les générateurs de sons dans les orgues électroniques, et comme bases de temps et oscillateurs de déviation dans les premiers oscilloscopes à rayons cathodiques. Les ampoules au néon peuvent également être bistables et ont même été utilisées pour construire des circuits logiques numériques tels que des portes logiques, des bascules, des mémoires binaires et des compteurs numériques. Ces applications étaient suffisamment courantes pour que les fabricants fabriquent des ampoules au néon spécifiquement pour cet usage, parfois appelées lampes à « composants de circuit ». Au moins certaines de ces lampes ont une lueur concentrée dans un petit point sur la cathode, ce qui les rendait impropres à l’utilisation comme indicateurs. Une variante de la lampe de type NE-2 pour les applications de circuit, la NE-77, ont trois électrodes de fil dans l’ampoule (dans un plan) au lieu des deux habituelles, la troisième devant servir d’électrode de contrôle.

DétecteurEdit

Les lampes à néon ont été historiquement utilisées comme détecteurs de micro-ondes et d’ondes millimétriques (« diodes à plasma » ou détecteurs à décharge luminescente (GDD)) jusqu’à environ 100 GHz et, dans ce service, on disait qu’elles présentaient une sensibilité comparable (de l’ordre de quelques 10s à peut-être 100 microvolts) aux diodes de silicium à contact de type catwhisker 1N23 familières, autrefois omniprésentes dans les équipements à micro-ondes. Plus récemment, on a découvert que ces lampes fonctionnent bien comme détecteurs même à des fréquences submillimétriques (« térahertz ») et elles ont été utilisées avec succès comme pixels dans plusieurs réseaux d’imagerie expérimentale à ces longueurs d’onde.

Dans ces applications, les lampes fonctionnent soit en mode « starvation » (pour réduire le bruit du courant de la lampe), soit en mode de décharge luminescente normale ; certaines publications font référence à leur utilisation comme détecteurs de rayonnement jusqu’au régime optique lorsqu’elles fonctionnent en mode luminescent anormal. Le couplage des micro-ondes dans le plasma peut se faire dans l’espace libre, dans un guide d’ondes, au moyen d’un concentrateur parabolique (par exemple, le cône Winston), ou par des moyens capacitifs via une antenne en boucle ou dipôle montée directement sur la lampe.

Bien que la plupart de ces applications utilisent des lampes ordinaires à deux électrodes du commerce, dans un cas, on a découvert que des lampes spéciales à trois électrodes (ou plus), l’électrode supplémentaire servant d’antenne de couplage, donnaient des résultats encore meilleurs (bruit plus faible et sensibilité plus élevée). Cette découverte a reçu un brevet américain.

Affichage alphanumériqueEdit

Article principal : Tube Nixie
Séquence de dix photographies d'un tube de verre. Chaque photographie est montrée pendant 1 seconde, et montre un chiffre rouge et lumineux. Les photographies sont présentées dans la série 0, 1, 2, ..., 9, puis la séquence recommence à 0.
Les chiffres d’un tube Nixie.

Les lampes à néon avec plusieurs électrodes de forme étaient utilisées comme afficheurs alphanumériques connus sous le nom de tubes Nixie. Ils ont depuis été remplacés par d’autres dispositifs d’affichage tels que les diodes électroluminescentes, les afficheurs fluorescents sous vide et les afficheurs à cristaux liquides.

Depuis au moins les années 1940, les indicateurs de verrouillage à argon, néon et thyratron phosphorescent (qui s’allumaient lors d’une impulsion sur leur électrode de démarrage et ne s’éteignaient qu’après la coupure de leur tension anodique) étaient disponibles par exemple comme registres à décalage à affichage automatique dans les affichages à matrice de points de grand format à texte rampant ou, combinés dans une matrice 4×4 à thyratron phosphorescent à quatre couleurs, comme pixel RGBA à 625 couleurs empilable pour les grandes matrices graphiques vidéo.Les thyratrons à cathodes et/ou anodes multiples, appelés Dekatrons, pouvaient compter en avant et en arrière, leur état de comptage étant visible sous la forme d’une lueur sur l’une des cathodes numérotées. Ils étaient utilisés comme compteurs/temporisateurs/précompteurs diviseur par n à affichage automatique dans les instruments de comptage, ou comme additionneurs/soustracteurs dans les calculatrices.

AutresEdit

Dans les postes de radio des années 1930, les lampes au néon étaient utilisées comme indicateurs de syntonisation, appelés « tuneons » et donnaient une lueur plus vive lorsque la station était syntonisée correctement.

En raison de leur temps de réponse comparativement court, au début du développement de la télévision, les lampes au néon ont été utilisées comme source de lumière dans de nombreux écrans de télévision à balayage mécanique.

Des lampes lumineuses fantaisistes avec des électrodes façonnées (comme des fleurs et des feuilles), souvent recouvertes de phosphores, ont été fabriquées à des fins artistiques. Dans certaines d’entre elles, la lueur qui entoure une électrode fait partie du design.

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