（第21版；令和5年1月21日）

１．サイラトロン

熱陰極グリット制御放電管は、電極として陽極、熱陰極及び1個ないし2個のグリットを有し、水銀蒸気、アルゴン、クセノンなどの稀ガスや水素ガスあるいは水銀蒸気と稀ガスの混合物をバルブ内に封入した放電管で、一般的にはサイラトロンと 呼称されている。サイラトロンは、僅かなグリッド入力電力によって普通の真空管では到底望み得ない大きな電力が制御できるものです。機械的な継電器に比較して応答速度が速く、動作が確実であるなどの優れた特徴があります。従って、光継電器、その他一般継電器、 電動機の速度制御（サイモトール）、溶接機の制御、整流回路などきわめて多方面に利用されていました。

左から e2V Technologies CX1140LD､マツダ TY-66G､Raytheon 2D21

　 写真は、手元にあるサイラトロンの代表的なものを示します。　右のミニチュア管は、クセノン( Xenon)封入 Raytheon 2D21、中央のＳＴ管は、アルゴン封入 マツダ TY-66Gおよび左の大型サイラトロンは、重水素（Deuterium）封入 e2V Technologies CX1140LDです。なお、CX1140LDは、志田文夫氏のご厚意による寄贈品です

２．構造と特性の概要

　陽極は、カーボンまたはタンタル等の材料で、グリッドは、ニッケル板に1個或いは数個の穴をあけたもの、酸化タングステンの棒を一定間隔で並べたもの（Toshiba特許、No.232501）など品種によって種々の構造を有している。さらに４極管では、 このグリッドの他に遮蔽グリッドのあるものがあります。陰極は、直熱型と傍熱型があり、直熱型は、ニッケルやタングステンのフィラメントに直接電子放射能力の大きいバリウム等の酸化物が塗布してあり、水銀蒸気やアルゴン、クセノンなどの希ガスや水素ガス或いは水銀蒸気と希ガスの混合物が真空管内に封入しある。

　
３．種類

　サイラトロンは、管の構造や封入ガスの点から次のような種類に分類されている。
１）負グリッド特性3極管
　最も多く用いられるもので、通常使用の陽極電圧に対して負のグリッド臨界電圧を持っています。
２）正グリッド特性3極管
　正のグリッド臨界電圧を有するもので、例えばレーダーのパルス変調用として用いられる水素サイラトロンはこれに属し、グリッド･バイアス電圧は、ゼロで正のパルス電圧をグリッドに加えて放電を起こさせる。
３）負グリッド特性4極管
　制御グリッドの他に制御グリッドを持つ放電管は、電極間容量が小さくて外部回路の影響を受けることが少なく、また放電開始　　直前のグリッド電流が3極管に比較して非常に少ないので、10ＭΩのグリッド抵抗入れても安定に動作するという特徴がある。
　このため、４極管は特に光電管と組み合わせて高感度のフォトリレー用として使用される。

一方、封入ガスの種類から分類すると

１）水銀入り管
　水銀を封入したサイラトロンは、耐圧が高く管内電圧降下が低く、またガス･クリーンアップの恐れがない等の特徴を持っているが、反面特性の温度依存性が強いため使用温度範囲が狭く、陰極加熱時間が長い等の欠陥がある。
２）ガス入り管
　アルゴン、クセノン、水素等を封入したもので、水銀の場合と反対に温度依存性が少なく、使用温度範囲が広く、陰極加熱時間が短い特徴がある。主として、工業用に使用されていた。
３）水銀及びガス入り管
　前２者の特徴を兼備するように、水銀にアルゴンやクセノンなどの希ガスを混入したもので、使用温度範囲が広くガス･クリーンアップもガス入り管に比較して少ない特徴がある。

特記事項：サイラトロンのガス･クリーンアップ現象は、ガス入りサイラトロンがインダクタンス成分の大きい負荷で使用される場合、陽極電流は、陽極電圧よりも位相が遅れるために、電流が流れ終わった瞬間に、逆電圧が加わり、管内の残留イオンは、この逆電圧によって加速され、陽極に衝突してこれを吸着させたり、陽極物質とともに飛沫して管内に吸着される結果、管内のガス量が減少して、所謂ガス･クリーンアップを起こして管の短寿命の原因になります。この程度を表すものとして回路のＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｆａｃｔｏｒの大きさによって放電管がガス･クリーンアップを起こして短寿命になることがあります。これは、グローの色の変化グローが陽極上部でちらつくことで検知できる。このような場合には、陽極陰極間にC,Rを直列に挿入して逆電圧の上昇率を少なくしますとこのガス･クリーンアップを著しく軽減できる。このC,R回路をCｕｓｉｏｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔと呼んでいる。

●以下のサイラトロンの規格一覧表は、”NEC電子部品　電子管規格一覧表”、1964年9月から抜粋し、一部のサイラトロンの規格を追加したものです。

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　註^１；NATIONAL ELECTRONS、INC
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 註^２；CONTINENTAL ELECTRIC CO.

RCA 884	General Electric　885	RCA 2050	KEN-RAD　2051
VALVO 4690	RCA 5663	ELECTRON　5684/C3JA	RCA 5696
RCA 5796	RCA 6021	CETRON ELECTONICS 7410	ELECTRONIC ENTERPRISE 8370
Toshiba　１G32P	JRC 1G45P	日立　1G50/2050	Toshiba 1G50
Toshiba　1G50A	三菱　1G50A/2050A	RAYTHEON　２D21	Toshiba　2D21
NEC　2D21	MULLARD　2D21W	CONTINENTAL ELECTRIC 3C31/C1B	RCA 3D22
RCA 3D22A	Toshiba 3G15	Kuthe Laboratory 4C35	ITT ELECTRON　4C35A
Kuthe Lab.　3C45	Toshiba 5G32	Toshiba 5G84	CHATHAM 6D4
MAZDA 6K25	Ｄｕ Ｍｏｎｔ 6Q5G	Western Electric 338A	ＲＡＹＴＨＥＯＮ 2050W
VALVO　AC50	ELECTRONS C1A	ELECTRONS C1B/A	NATIONAL ELCTRONS　C1K
ELECTRONS C6A	CONTINENTAL C6J/5685	ZOSJ　NGT2/W269	ＴＥＮ　Ｔ６６Ｇ−ＧＴ
NEC TB-712-B	理研真空　TH-3016G	Toshiba TX-911
マツダ ＴＹ−16Ｇ	マツダ ＴＹ−65Ｇ
マツダ ＴＹ−66Ｇ−ＧＴ	KEN-RAD　VTｰ109	NEC　XB-767-A	NEC　XB-785-B
NEC　XC-754-A

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＊１．ELECTRON　５６８４/C3JA　は、７N1VMN 鈴木輝夫氏のご厚意による寄贈品です。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　注；Ｗ Ｅ；ＷＥＳＴＥＲＮ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ

WESTERN ELECTRIC 393A	MARSHALL ELECTRONICS 393AA *	CHATHAM ELECTRONICS 394A	KUTHE LABORATORIES 394A
MARSHALL ELECTRONICS 394A	WESTERN ELECTRIC 39４A＊１	GENERAL ELECTRIC 　FG-105	National　ELECTRONICS FG17
Toshiba　TX-911

　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　＊１．MARSHALL ELECTRONICS 393A は、７N1VMN 鈴木輝夫氏のご厚意による寄贈品です。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　*1：ELECTRONIC　ENTERPRISE

JRC　１G35P	Toshiba　１G35P/４C35A	JRC １G45P	TOSHIBA　１G45P
Toshiba　2G22P/５C22			ITT ELECTRON ４C35A
JRC　6130	ELECTRONIC ENTERPRISE 8370	Toshiba 5C22/２G22P	ITT ELECTRON ２G22P
Kuthe Laboratories 3C45	ITT ELECTRON 5957	Kuthe Laboratories 5C22	e2V CX1140LD

４．e2V Technologies社の大型サラトロン

　下の左の写真は、e2V Technologies 社の大型サイラトロン CX1140LD（左）及びサイラトロン FX2519A（右）です。CX1140LD（右）は、志田文夫氏のご厚意による寄贈品、FX2519A
（左）は、村田健司氏のご厚意による寄贈品です。何れも全長が305ｍｍ、最大径が85ｍｍφの大型のサイラトロンです。

e2V Technologies CX1140LD	e2V Technologies FX2519A

上の右の写真は、e２V　Technologies社のサイラトロン　FX２５１９Aとその輸送用の段ボールで、内部にサイラトロン　ＦＸ２５１９Aがすっぽり入る穴の開いた発泡プリウレタン製の緩衝材により輸送中の衝撃に堪えうるように収容されています。

　サイラトロン FX2519Aを寄贈いただいた村田健司氏のこれらのサンプルのサイラトロンの開発経緯の知見によるとサイラトロン FX2519Aが、オリジナルでサイラトロン CX1140LDは、放熱その他を考慮して許容電流（500A→1000A）を大きくしたモデルではないかと言うことです。事実サンプルを並べた写真を見ると外形寸法は、ほぼ同じですが、プレートに取り付けられている”冷却用フィン”が目立ちます。また、FX2519Aは、 １ＭｅＶクラスのＸ線発生装置に、CX1140LDは3ＭｅＶクラスのＸ線発生装置に使用されています。いずれは、サイリスタに置き換わるのでしょうが、現状ではまだまだサイラトロンは健在です 。

　動作時に高電圧を使用する大型真空管やクライストロンなどの大型装置には、必ずＸ線に関する健康と安全のための注意がデーターシートに記載されていますが、このe2V Technologies社のFX2519A 及びCX1140LD サイラトロンに関しても同様な注意書きが記載されています。　Ｘ線を遮蔽するため少なくとも1.6ｍｍの厚さの鋼板で保護することが規定されています。

　
　

CHATHAM ELECTRONICS 6D4

　　上の写真は、CHATHAM ELECTRONICS 6D4で7ピン･MT管のアルゴン封入3極管サイラトロンです。サイラトロンとしての通常の制御（トリガー電圧；75V)、弛緩発振器などに使用されます。

　　6D4 サイラトロンは、優れた広帯域ノイズ発生源としても使用できます。この用途では、サイラトロンは、導電したアークに対して直角にサイラトロンを通る安定した磁場内に配置します。磁場がサイラトロンのベースを通る中心線に平行に向けられている場合、 適切な磁場の配置ができます。この中心線は、サイラトロンのベースの3番と4番ピンの中間を通過します。正しくは、磁石の北極はサイラトロンのベースの７番ピンに隣接している位置です。約375 ± 20ガウス(gauss）の磁場強度を使用する必要があります。

図 1では、チューブは、グリッドがカソードに接続されたダイオードとして使用されています。プレート直列抵抗は、プレート電流を約6?7 maに制限するように選択する必要があります。プレート供給(Ebb)は約300 Vです（指定された磁石を配置した場合、プレート供給電圧は最大 300 Vボルト）250ボルトより低い供給電圧は不安定な弧火を引き起こすことがあります。ノイズ発生器の負性（容量性または誘導性）負荷を防ぐために、ノイズ発生器回路の直後に緩衝増幅器（バッファ）を付ける必要があります。これにより、フィルターと補償アンプ回路の使用が容易になります。
サイラトロンン>の単独使用では、その有用な周波数範囲にわたって均一なノイズ出力が生成されません（図 2を参照）。
　低周波ノイズ出力は適度に均一で、1 MHz付近でピークに達し、2 MHzを超える周波数で非常に急速に低下するため、均一な高レベルのノイズ出力を得るには、補償増幅器が必要になります。必要があれば、フィルターを使用して、目的の高周波カットオフを得ることができます。

図 1. 6D4　ノイズ発生基本回路	図 ２．6D4　ノイズ出力 VS 周波数 曲線.

　一方、この6D4 サイラトロンは、RFノイズ信号源として使用されることて有名です。　真空管内部の電子ビームが真空管の頂部の方向に偏向されるような磁界（７ピンベースが磁界のN極）の中に真空管を実装しすると次に示すようなデータが得られます。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

7. 希有ｶﾞｽ入り冷陰極ｸﾞﾘｯﾄ制御3極管
　
下記の表は、”WESTERN ELECTRIC　TUBE DATA”、ANTIQUE ELECTORONICS SUPPLY、March 1994、6ページより抜粋した規格表です。

品名	尖頭陽極電圧 （V)	尖頭順電流 (mA)	全長ｘ最大径 (mmxmmΦ）	ｿｹｯﾄ	備考
313C	150	5	87ｘ30	小4ﾋﾟﾝ	ＫＲ（ｸﾘﾌﾟﾄﾝ）ｰ85
313CC	170	5	84ｘ30	ﾌﾞﾗｹｯﾄ	ｸﾘﾌﾟﾄﾝｰ85
333A	150	5	85ｘ30	ﾌﾞﾗｹｯﾄ
346B	225	5	100ｘ30	ﾌﾞﾗｹｯﾄ	ﾗｼﾞｭｰﾑ臭化物
353A	150	5	90x30	ﾌﾞﾗｹｯﾄ	ｸﾘﾌﾟﾄﾝｰ85
358A	ｰ	5	46ｘ20	ﾌﾞﾗｹｯﾄ	ｸﾘﾌﾟﾄﾝｰ85
359A	180	5	68ｘ13	ﾌﾞﾗｹｯﾄ	ｸﾘﾌﾟﾄﾝｰ85
372A	150	5	25ｘ30	ﾌﾞﾗｹｯﾄ
395A	155	5	25ｘ13	ｰ	ｸﾘﾌﾟﾄﾝｰ85
430A	？	？	？	ｵｸﾀﾙ	ﾗｼﾞｭｰﾑ臭化物
443A	180	60	43ｘ20	9ﾋﾟﾝ	ｸﾘﾌﾟﾄﾝｰ85
5589	275	５	105ｘ30	ｵｸﾀﾙ

　WESTERN　ELECTRIC　313Cと元箱の写真を下に示します。元箱の1面に黄色地に赤色文字で下記の英文が表示されています。世の中には、物騒な真空管もあるようです。

Western Electric 313Cと元箱

　THIS ELECTRON TUBE CONTAINING KR-85 IS LICENSED FOR DISTRIBUTION PURSUANT TO SECTION 32.14, AS PROVIDED UNDER A SPECIFIC LICENSE ISSUED TO THE WESTERN ELECTRIC COMPANY. DISPOSITION OF DEFECTIVE TUBES SHOULD BE IN APPROVED MANNER.


　日本語訳；
　この真空管には、、ウエスターン　エレクトリック会社が特別なライセンスに基づき発行した32.14節により使用を許可されたＫＲ（クリプトン）ｰ85が含まれています。不良真空管の処置は認証された方法に基づき施行してください。

Western Electric　313C	Western Electric 313CC	Western Electric　353A	Western Electric　430A
Western Electric　443A

　WESTERN ELECTRIC 430Aは、希有ｶﾞｽ入り冷陰極ｸﾞﾘｯﾄ制御3極放電管で、リレー回路、電圧制御または整流回路用に設計されたものです。 この真空管は、急速スタート間隙イオン化時間以外は機械的および電気的に313Cと同じ、特に速いスイッチング回路の使用に適しています。しかしながら、取扱には十分注意をすべきであることが記述されています。

Western Electric　430Aと313C

取扱の注意事項

　また、WESTERN ELECTRIC　希有ｶﾞｽ入り冷陰極グリッド制御3極放電管は、放射性物質である微小のラジウム臭化物を含んでいます。殆どの品種に含まれる量は、使用、取扱または処分に当たって特に気に掛ける必要ははありません。いくつかの品種には、腕時計の文字盤で発行している発光しているラジウムと同程度以上の量のラジウム臭化物を含んでいます。 これらの品種のガラス管壁には、赤い3枚刃のプロペラ形をしているシンボルが印字されています。この品種の取扱には、Central Office Maintenance用にベルベルSystem Practicesで下記のような指示を出しています。

Western Electric 430A希有ｶﾞｽ入り冷陰極ｸﾞﾘｯﾄ 制御3極放電管の放射性物質の含有表示

通常、この種の真空管の取付には、放射線に対しての注意は全く必要としません。 しかしながら、人体から数インチの範囲内または写真用フィルムの近隣で長時間にわたり、量の多い取付とか、出荷梱包から取り出して保管するとかしないででください。例えば、500本の真空管の梱包からおよそ1フィートの場所で、週40時間の露出（20インチのx45インチの領域をカバー）は、人体への許容安全範囲内です。破損真空管の取り扱いと処分には、充分訓練が必要です。一般的な注意事項を以下に記述します。:

　(a)破損真空管から、ほこりや蒸気を吸うのを避けます
　(b) 素手で破損真空管を扱うのは避けます
　(c)破損真空管の壊れた部品を拾うのには濡れた屑を使用、ぼろ切れで壊れた部品を包装してください。そして、パッケージにしてください。 処分の後に手を徹底的に洗浄します。
　(d) 使されない真空管は、状態に応じて、破損しているか欠陥があるにより処分します。 一度に1本か2本の真空管が正常な廃棄物として処分します。 最終的な保管場所に集積して保管するのは避けてください。

参考文献

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