ネオンランプ

ネオンランプは絶縁破壊を起こすと、大電流に耐えることができる。この特性のため、ネオンランプ外部の電気回路で電流を制限しなければ、電流は急速に増加し、ランプが破壊されてしまう。

表示灯サイズのランプでは、通常、抵抗器によって電流が制限されます。一方、大型のランプでは、漏洩インダクタンスの高い特殊な高電圧トランスやその他の電気安定器を使用して、利用可能な電流を制限することがよくあります（ネオンサインを参照）。

ランプを流れる電流が最大電流放電経路の電流よりも低い場合、グロー放電が不安定になり、電極の表面全体を覆わないことがあります。^{[ 7 ]}これは表示灯の劣化の兆候である可能性があり、装飾用の「ちらつき炎」ネオンランプで利用されています。しかし、電流が低すぎるとちらつきが発生しますが、電流が高すぎるとスパッタリングが促進され、ランプの内面が金属で覆われて暗くなるため、電極の摩耗が増加します。

放電を開始させるのに必要な電位は、放電を持続させるのに必要な電位よりも高い。電流が不足すると、電極表面の一部にのみグロー放電が発生する。対流によってグロー放電領域は上方に流れ上がり、これはヤコブのはしごの放電とよく似ている。また、ランプに光を照射することでグロー放電で覆われる電極面積が増加するため、光電離効果も観察できる。

白熱電球と比較すると、ネオンランプははるかに高い発光効率を誇ります。白熱は熱によって発生する発光現象であるため、白熱電球に投入​​された電気エネルギーの大部分は熱に変換されます。そのため、ネオンランプ、蛍光灯、発光ダイオード（LED）などの非白熱光源は、通常の白熱電球よりもはるかにエネルギー効率に優れています。中でもLEDは最も効率が高い光源です。

緑色のネオンランプ^{[ 8 ]}は、1ワットの電力入力あたり最大65ルーメンを生成できますが、白色のネオンランプの効率は1ワットあたり約50ルーメンです。対照的に、標準的な白熱電球は1ワットあたり約13.5ルーメンしか生成しません。^{[ 9 ]}

ネオンランプの始動電圧と維持電圧の正確な値は、いくつかの影響により変化する可能性があります。電極に当たる外部光は、ランプを始動させるためのイオン化源となります。完全な暗闇では、ランプは高く不安定な始動電圧に達する可能性があります。この影響を軽減する対策の1つは、初期光源としてパイロットランプを筐体内に組み込むことです。ランプはまた、外部静電場、温度、経年劣化にも多少敏感です。回路部品として使用することを目的としたランプは、初期の経年劣化の影響のほとんどを排除するために特別に処理される場合があります。^{[ 10 ]}

安価なLEDが広く普及した後も、小型ネオンランプは、消費電力が少なく、寿命が長く、主電源で動作できるため、電子機器や家電製品の視覚表示器として依然として広く使用されている。

ネオンランプは低電圧サージプロテクタとして一般的に使用されていますが、一般的にガス放電管（GDT）サージプロテクタ（高電圧用途向けに設計可能）よりも劣ります。ネオンランプは、RF受信機を電圧スパイクから保護する安価な方法として使用されてきました（ランプはRF入力とシャーシグランドに接続されています）が、高出力RF送信機には適していません。^{[ 11 ]}

一般的なNE-2などの小型ネオンランプ（表示灯サイズ）のほとんどは、約90ボルトの耐電圧を持っています。直流電源で駆動すると、負に帯電した電極（陰極）のみが発光します。交流電源で駆動すると、両方の電極が（半サイクルごとに交互に）発光します。これらの特性により、ネオンランプ（直列抵抗器付き）は、便利な低コストの電圧テスターとして利用できます。どちらの電極が発光しているかを調べることで、電源が交流か直流か、また直流の場合は、テスト対象の極性も判別できます。 

グロー放電ランプの破壊特性により、電圧レギュレータや過電圧保護装置として使用できます。^{[ 12 ]} 1930年代頃から、ゼネラル・エレクトリック（GE）、シグナライトなどの企業が電圧レギュレータ管を製造しました。

他のガス放電ランプと同様に、^{[ 13 ]}ネオンランプは負性抵抗を持ち、ランプが破壊電圧に達した後は電流の増加に伴って電圧が低下します。^{[ 10 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}したがって、ランプにはヒステリシスがあり、消灯（消光）電圧は点灯（破壊）電圧よりも低くなります。^{[ 17 ]}

これにより、アクティブスイッチング素子として使用できます。ネオンランプは、このメカニズム（ピアソン・アンソン効果と呼ばれることもあります）^{[ 15 ] [ 17 ] [ 18 ]}を使用して、点滅警告灯、ストロボスコープ^{[ 19 ]}、電子オルガンのトーンジェネレータ^{[ 15 ]} 、初期の陰極線オシロスコープのタイムベースおよび偏向発振器^{[ 20 ]}などの低周波アプリケーション用の弛緩発振回路を作るために使用されました。

ネオンランプは双安定状態になることもあり、論理ゲート、フリップフロップ、バイナリメモリ、デジタルカウンタなどのデジタル論理回路の構築にも使用されました。^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}これらの用途は十分に一般的であったため、メーカーはこれらの用途専用のネオンランプを製造し、それらは「回路部品」ランプと呼ばれることもありました。これらのランプの少なくとも一部は、陰極上の小さなスポットに光が集中しているため、インジケータとして使用するには適していませんでした。ランプの特性をより再現可能にし、「暗効果」（完全な暗闇に置かれたランプで観察される始動電圧の上昇）を低減するために、NE83（5AH）などの一部のタイプのランプには、初期イオン化を行うために少量の放射性同位体が含まれています。^{[ 10 ]}

回路用途向けのNE-2型ランプの派生型であるNE-77は、通常の2本ではなく、ランプ内部に3本のワイヤ電極（同一平面上）を備えており、3本目のワイヤ電極は制御電極として使用されます。

ネオンランプは、歴史的にマイクロ波およびミリ波検出器（「プラズマダイオード」またはグロー放電検出器（GDD））として、約100GHz程度までの周波数で使用され てきました。このような用途では、かつてマイクロ波機器で広く使用されていた、おなじみの1N23型キャットウィスカーコンタクトシリコンダイオードと同等の感度（数十マイクロボルトから100マイクロボルト程度）を示すとされていました。近年では、これらのランプはサブミリ波（「テラヘルツ」）周波数でも検出器として良好に機能することが発見され、これらの波長におけるいくつかの実験的なイメージングアレイのピクセルとして成功裏に使用されています。

これらの用途では、ランプは「飢餓」モード（ランプ電流ノイズを低減するため）または通常のグロー放電モードで動作します。一部の文献では、異常グローモードで動作させた場合、光領域までの放射線検出器として使用されることが言及されています。マイクロ波をプラズマに結合する方法は、自由空間、導波管内、放物面集光器（例えば、ウィンストンコーン）による方法、またはランプに直接取り付けられたループアンテナやダイポールアンテナを介した容量結合による方法などがあります。

これらの用途のほとんどは市販の一般的な二電極ランプを使用していますが、あるケースでは、追加の電極が結合アンテナとして機能する特殊な三電極（またはそれ以上）ランプがさらに優れた結果（低ノイズと高感度）をもたらすことがわかりました。この発見は米国特許を取得しました。^{[ 24 ]}

複数の形状の電極を備えたネオンランプは、ニキシー管として知られる英数字表示装置として使用されていました。これらはその後、発光ダイオード、蛍光表示管、液晶ディスプレイなどの他の表示装置に取って代わられました。

少なくとも 1940 年代以降、アルゴン、ネオン、および蛍光グローサイラトロンのラッチングインジケータ (スターター電極にパルスが加わると点灯し、アノード電圧が切断された後にのみ消灯する) は、例えば、大型のスクロールテキストドットマトリクスディスプレイの自己表示シフトレジスタとして、また、4 × 4 の 4 色蛍光サイラトロンマトリックスに組み合わせて、大型ビデオグラフィックスアレイ用の積み重ね可能な 625 色 RGBA ピクセルとして利用可能でした。^{[ 25 ] [ 26 ]}デカトロンと呼ばれる マルチカソードおよび/またはアノードグローサイラトロンは、カウント状態が番号付きカソードの 1 つにグローとして表示される間、順方向および逆方向にカウントできました。^{[ 27 ]}これらは、計数機器の自己表示分周カウンタ/タイマー/プリスケーラとして、または電卓の加算器/減算器として使用されました。

1930年代のラジオでは、ネオンランプがチューニングインジケーターとして使用され、「チューネオン」と呼ばれ、放送局が正しくチューニングされると明るく光った。^{[ 28 ] [ 29 ]}

応答時間が比較的短いため、テレビの初期開発段階では、多くの機械式走査型テレビのディスプレイにおいて、ネオンランプが光源として使用されていた。

花や葉などの形状をした電極を備え、蛍光体でコーティングされた斬新なグローランプは、芸術的な目的で製作されてきた。これらのランプの中には、電極を囲む光自体がデザインの一部となっているものもある。