Tại sao các ống chân không có khả năng chống xung điện từ cao hơn các thiết bị trạng thái rắn?

Tôi nghe nói rằng các thiết bị sử dụng ống chân không thường dễ bị xung điện hơn so với các thiết bị sử dụng các thiết bị trạng thái rắn.
Tôi không biết có đúng không, vì tôi không tìm thấy nghiên cứu chi tiết nào về chủ đề này.

Nếu nó là sự thật, điều này là do sự khác biệt kích thước vật lý giữa các thiết bị này, hoặc có một lý do khác?


Tôi đã tìm kiếm về chủ đề này, và tôi tìm thấy một bài báo từ Tạp chí Khoa học.
Tôi đã tìm kiếm các phần có liên quan, và nó nói:

Quan trọng nhất, bản thân quân đội Hoa Kỳ đã không gặp phải vấn đề gì, vì hầu hết các thiết bị hiện trường và tàu tiếp xúc với EMP có từ những năm 1940 và 1950, hệ thống điện tử của họ dựa vào ống chân không.

Vào những năm 1970, người ta đã phát hiện ra rằng ống chân không có độ cứng chống lại EMP khoảng 10 triệu lần so với mạch trạng thái rắn tích hợp (2).

Như bạn có thể thấy ở cuối, nó tham khảo một bài viết khác:

MA King và cộng sự , Tổng quan về tác động của vũ khí hạt nhân đối với khả năng liên lạc, "Signal (tháng 1 năm 1980).

Sau 2 giờ tìm kiếm bài viết này, tôi không thể tìm thấy bất kỳ dấu vết nào của tạp chí Signal hay bất cứ thứ gì tương tự, được phát hành vào những năm 80.
Tôi đã tìm thấy những trích dẫn khác của cùng một bài báo và nó có thêm tác giả không có mặt trong phần trích dẫn của bài báo Khoa học, PB Fleming, nhưng vẫn không có thông tin nào về những người này ngoài những người có cùng tên nhưng những ngành nghề hoàn toàn khác và những thứ không liên quan khác tài liệu nghiên cứu.

Tôi có một số nghi ngờ về khoa học đằng sau tuyên bố rằng ống chân không có khả năng chống lại EMP gấp 10 triệu lần, nghe có vẻ giống như một quảng cáo từ thời điểm đó.

Nguồn:

Broad, William J. - Xung hạt nhân (I): Đánh thức
khoa học nhân tố hỗn loạn 29 tháng 5 năm 1981: Tập. 212, Số 4498, trang 1009-1012
DOI: 10.1126 / khoa học.212.4498.1009

Hầu hết các thiết bị bán dẫn được thiết kế để hoạt động ở điện áp thấp, và điện áp cao hơn đáng kể so với điện áp hoạt động thiết kế của chúng có thể phá hủy các thành phần rất dễ dàng. Bạn đã đúng rằng điều này có liên quan nhiều đến kích thước - các thành phần bên trong mạch tích hợp hiện đại rất gần nhau đến mức các điện áp ứng dụng tương đối nhỏ có thể làm hỏng các lớp oxit mỏng và khiến các mối nối bán dẫn bị phá vỡ và dẫn điện khi chúng không nên Ống chân không chỉ là những mảnh kim loại bên trong ống thủy tinh. Không có nhiều có thể bị hư hại. Và họ đã hoạt động ở điện áp cao trong hầu hết các trường hợp. Xung điện từ chỉ tạo ra điện áp lớn trong thiết bị được bảo vệ không đủ.

Bạn chỉ cần xem xét hai điều:

(i) Mức điện áp cảm ứng

(ii) Chế độ phân tích.

Chất bán dẫn được sử dụng trong các mạch tích hợp hiện đại có điện áp đánh thủng tương đối thấp . Sự cố này cũng có xu hướng để lại thiệt hại vĩnh viễn dưới dạng thất bại 'xuyên qua' (lớp cách nhiệt hoặc đường giao nhau PN).

Cũng xem xét rằng mạch tích hợp hiện đại có chứa hàng triệu thiết bị bán dẫn nhưng nó chỉ yêu cầu một trong số đó để phá vỡ toàn bộ chip vô dụng.

Van, mặt khác, hoạt động ở điện áp cao hơn nhiều . Một đèn flash giữa các điện cực không có khả năng tạo ra bất kỳ thiệt hại vĩnh viễn nào vì lớp cách điện là chân không. EMP có thể tạm thời ảnh hưởng đến hoạt động của mạch điện.

Các cấu trúc bên trong của van có khả năng được sàng lọc từ EMP bởi các tấm kim loại ngoài cùng hoạt động như một lồng Faraday.

Theo dõi quá trình tìm kiếm bài báo năm 1980 của King et al trên tạp chí "Tín hiệu": Dưới đây là trích dẫn đầy đủ cho bài viết của King:

Đại úy. Michael A. Vua, Quân đội Hoa Kỳ và Paul B. Fleming, "Tổng quan về tác động của vũ khí hạt nhân đối với khả năng liên lạc," Tín hiệu. Tập 34, số 4, tháng 1 năm 1980, tr. 60.

Nhiều thư viện đại học sở hữu tạp chí "Tín hiệu". Bạn có thể định vị các thư viện này bằng cách tìm kiếm trong Worldcat.org. Thư viện công cộng địa phương của bạn có thể yêu cầu một bản sao miễn phí của bài viết này từ bất kỳ thư viện đại học nào, sử dụng cái mà người thủ thư gọi là "mượn liên thư viện".

Tôi không phải là chuyên gia, nhưng tôi khá chắc chắn rằng đó là vì kích thước; mạch trạng thái rắn sử dụng các dây tích hợp rất nhỏ dễ bị quá tải đến điểm phá vỡ bởi một vụ nổ EMP. Tuy nhiên, ống chân không chắc chắn lớn hơn nhiều (bóng bán dẫn là một bước đột phá vì kích thước của nó!), Vì vậy, lý do là nó sẽ cần một EMP mạnh hơn nhiều để làm quá tải mạch của nó.