Composants d'un tube cathodique (CRT)
Vous le connaissez sous le nom de « tube image » ; c'est le tube cathodique (CRT) dans un téléviseur, un moniteur d'ordinateur, des affichages radar et des équipements de test comme les oscilloscopes. Les images sont produites sur un écran par le mouvement d'un faisceau d'électrons à l'intérieur d'un vide de verre qui frappe une surface revêtue de phosphore, émettant de la lumière visible.
La structure en verre
Un tube cathodique est un grand tube de verre avec une section de col étroit qui s'évase vers une zone d'écran large, presque plate. Dans le col du tube se trouve un assemblage produisant un flux d'électrons. Les connexions électriques à ces composants internes se font via des broches métalliques sortant par l'arrière du col, généralement en formation circulaire. L'intérieur du tube est sous vide.
Le canon à électrons
Similaire aux petits tubes électroniques à vide, le tube image contient un filament (« chauffe »), qui chauffe une « cathode » émettant un flux d'électrons chargés négativement. Une partie de cet assemblage « canon à électrons » inclut un anneau métallique (une « anode »), chargé positivement. Cela sert à focaliser et accélérer le flux d'électrons en un faisceau étroit. Le canon à électrons est situé dans le « col » du tube cathodique.
Surface interne de l'écran
Alors que le faisceau d'électrons traverse le vide interne du tube image depuis le canon, il frappe la surface plate interne du tube. Cette surface est revêtue d'un type de phosphore. Quand le phosphore est frappé par le faisceau d'électrons, il est excité et émet de la lumière visible.
Déviation du faisceau
Pour déplacer le faisceau gauche/droite (horizontal) et haut/bas (vertical) et créer des images, le faisceau doit être dirigé. Il peut être dévié par un champ électrique ou magnétique. Sur les tubes cathodiques des TV et moniteurs, le faisceau est balayé sur l'écran par un ensemble de bobines appelé « yoke » (déflecteur) qui glisse sur le col du tube et se place juste après le point de sortie du faisceau du canon. Un jeu de bobines contrôle le mouvement horizontal, l'autre le vertical. Dans le cas d'un tube cathodique d'oscilloscope, des plaques métalliques sont intégrées à l'intérieur du tube pour affecter électrostatiquement le balayage, au lieu d'un yoke externe.
Tubes image couleur
La complexité augmente pour la couleur. Les tubes cathodiques couleur ont trois canons à électrons pour frapper respectivement les phosphores rouge, bleu et vert. Les combinaisons produisent toutes les couleurs de l'écran. Chaque canon vise son phosphore de couleur associé. Un « masque d'ombre » (shadow mask) est une grille avec de minuscules trous, montée à l'intérieur du tube près de l'écran, pour empêcher les électrons de frapper le mauvais phosphore. Toute une série d'autres circuits externes au tube cathodique est nécessaire pour une convergence correcte des couleurs.
La fin d'une ère
Les tubes cathodiques existent depuis l'invention de la télévision et ont été énormément améliorés. La technologie à semi-conducteurs a cependant introduit de nouveaux dispositifs remplaçant ces gros tubes encombrants, dangereux et nécessitant de haute tension. Les écrans plats à semi-conducteurs remplacent rapidement les tubes cathodiques dans les téléviseurs et moniteurs. Mais le CRT a joué un rôle vital dans la longue histoire du développement de la télévision et de l'informatique.