Pourquoi les tubes à vide sont-ils plus résistants aux impulsions électromagnétiques que les appareils à semi-conducteurs?

J'ai entendu dire que les équipements qui utilisent des tubes à vide sont généralement moins sensibles aux impulsions électromagnétiques que ceux qui utilisent des dispositifs à semi-conducteurs.
Je ne sais pas si c'est vrai, car je n'ai trouvé aucune recherche détaillée sur ce sujet.

Si c'est vrai, est-ce à cause de la différence de taille physique entre ces appareils, ou y a-t-il une autre raison?


J'ai cherché sur ce sujet et j'ai trouvé un article du Science Magazine.
J'ai recherché les pièces pertinentes, et il est dit:

Plus important encore, l'armée américaine elle-même n'a pas connu de problèmes, car la plupart des équipements de terrain et des navires exposés à l'EMP datent des années 40 et 50, leurs systèmes électroniques reposant sur des tubes à vide.

Dans les années 1970, on a découvert que les tubes à vide ont une dureté environ 10 millions de fois plus élevée contre les EMP que les circuits intégrés à semi-conducteurs (2).

Comme vous pouvez le voir à la fin, il fait référence à un autre article:

MA King et al ., Un aperçu des effets des armes nucléaires sur les capacités de communication, "Signal (janvier 1980).

Après 2 heures de recherche de cet article, je n'ai trouvé aucune trace d'un magazine Signal ou quelque chose comme ça, sorti dans les années 80.
J'ai trouvé d'autres citations du même article, et il y a l'auteur supplémentaire non présent dans la partie citation de l'article de Science, PB Fleming, mais toujours, aucune information sur ces gars-là à part des gens avec le même nom mais des professions entièrement différentes et d'autres non pertinentes Documents de recherche.

J'ai quelques doutes sur la science derrière l'affirmation selon laquelle les tubes à vide sont 10 millions de fois plus résistants contre EMP, cela ressemble un peu à une publicité de cette époque.

La source:

Broad, William J. - Nuclear Pulse (I): Awakening to the Chaos Factor
Science 29 mai 1981: Vol. 212, Numéro 4498, pp. 1009-1012
DOI: 10.1126 / science.212.4498.1009

La plupart des dispositifs semi-conducteurs sont conçus pour fonctionner à basse tension et des tensions nettement supérieures à leur tension de fonctionnement nominale peuvent détruire les composants très facilement. Vous avez raison, cela a beaucoup à voir avec la taille - les composants à l'intérieur d'un circuit intégré moderne sont si proches les uns des autres que même des tensions appliquées relativement petites peuvent endommager les couches minces d'oxyde et provoquer la rupture et la conduite des jonctions semi-conductrices lorsqu'elles ne sont pas censés le faire. Les tubes à vide ne sont que des morceaux de métal à l'intérieur d'un tube en verre. Il n'y a pas grand-chose qui puisse être endommagé. Et ils fonctionnent déjà à des tensions élevées dans la plupart des cas. Les impulsions électromagnétiques ne font que générer de grandes tensions dans des équipements insuffisamment blindés.

Il vous suffit de considérer deux choses:

(i) Le niveau de tension induite

(ii) Mode de panne.

Les semi-conducteurs utilisés dans les circuits intégrés modernes ont une tension de claquage relativement faible . Cette panne a également tendance à laisser des dommages permanents sous la forme d'une défaillance de «perforation» (couche d'isolation ou jonction PN).

Considérez également que le circuit intégré moderne contient des millions de dispositifs semi-conducteurs, mais il ne nécessite qu'un seul de ceux-ci pour se décomposer, rendant la puce entière inutile.

Les vannes, en revanche, fonctionnent à des tensions beaucoup plus élevées . Il est peu probable qu'un flash entre les électrodes produise des dommages permanents car l'isolation est un vide. L'EMP peut temporairement affecter le fonctionnement d'un circuit.

Les structures internes de la valve sont susceptibles d'être protégées du PEM par les plaques métalliques les plus externes agissant comme une cage de Faraday.

Suite à la recherche de l'article de 1980 par King et al dans le magazine "Signal": Voici la citation complète de l'article King:

Capt. Michael A. King, US Army et Paul B. Fleming, «Un aperçu des effets des armes nucléaires sur les capacités de communication», Signal. Vol 34, no 4, janvier 1980, p. 60.

De nombreuses bibliothèques universitaires possèdent le magazine "Signal". Vous pouvez localiser ces bibliothèques en recherchant sur Worldcat.org. Votre bibliothèque publique locale peut demander une copie gratuite de cet article à n'importe quelle bibliothèque universitaire, en utilisant ce que les bibliothécaires appellent "prêt entre bibliothèques".

Je ne suis pas un expert, mais je suis assez sûr que c'est à cause de la taille; les circuits à semi-conducteurs utilisent de très petits fils intégrés qui sont facilement surchargés au point de rupture par une rafale d'EMP. Cependant, les tubes à vide sont nettement plus gros (le transistor a été une percée en raison de sa taille!), Il va donc de soi qu'il faudrait un EMP beaucoup plus puissant pour surcharger ses circuits.