Diody Zenera w szklanym pakiecie osiowym - nieodłącznie chronione przed efektem fotoelektrycznym?

Odkryłem dzisiaj, że opakowana szklana dioda Zenera o napięciu 5 V stanie się źródłem około 0,450 woltów, gdy pakiet szklany będzie trzymany w wiązce fioletowego wskaźnika laserowego o małej mocy (405 nm).

Konfiguracja testu: Sonda pomiarowa (z zaciskiem uziemiającym) przymocowana w poprzek zenera. Przy wyłączonym laserze luneta odczytuje zero woltów zgodnie z oczekiwaniami. Włączając laser i celując go w szklany pakiet diody, luneta odczytuje dość stabilny 450mv (choć głośny: 30mv pp ~ 100kHz). (edycja: ten hałas może być wynikiem obwodu podwyższającego sterownik lasera)

Laser jest tani i prawdopodobnie ma moc 1 mW.

Przerwanie wiązki nieprzezroczystymi materiałami natychmiast zatrzymuje odczyt napięcia z diody. Modulowanie lasera za pomocą fali kwadratowej 5 kHz powoduje, że dioda wykazuje odpowiedź 5 kHz (w fazie z modulacją lasera, o ile mój zakres może to stwierdzić).

Zdaję sobie sprawę, że jest to raczej nienaukowe, ale moje pytanie brzmi:

Jest to typowe dla szklanych zenerów, a jeśli tak, to czy projektant powinien unikać stosowania szklanych zenerów w czułych obwodach analogowych. A może jest to zbyt specyficzne, aby stanowić problem w świecie rzeczywistym?

diodes zener laser Wossname
źródło

Powiązane: EPROMS z okienkami kwarcowymi, które można wymazywać, stosowane w środowisku biurowym, utraciły swój program na czas z powodu światła ze standardowych świetlówek. Na długo przed wykrywaniem poważnej awarii programu program może zostać zakłócony przez zmianę światła wpadającego do EPROM, np. Po prostu machając ręką w oświetlonym biurze. Zapytaj mnie, skąd to wiem :-). POPRAWKA: Nałóż naklejki odporne na światło, tak jak to miało być.

Russell McMahon

Ludzie zgłaszali, że próbowali jednokrotnie usunąć ceramiczną zawartość EPROM za pomocą XRays, ale nigdy nie słyszałem o tym, że zakończyło się to sukcesem. Okazało się jednak, że był to jeden ze sposobów na zastąpienie bardzo trudnego źródła Signeics 25120 WOM

Russell McMahon,

@RussellMcMahon, przyjaciel powiedział mi powód, dla którego nigdy nie miał ani jednej awarii UV-EPROM w terenie - ponieważ położył dwie warstwy grubej samoprzylepnej taśmy miedzianej na kwarcowych oknach i napisał „NIE USUWAJ TAŚMY” na górze w permanentnym markerze. :)

Wossname

Lonnnnnng temu wymazywaliśmy je na słońcu. Dosyć skuteczne - słońce NZ jest mgłą bogatą w USA na ziemi (naprawdę), ale każde stare słońce zrobi, jeśli zastosujesz wystarczającą jego ilość. AFAIR 20-30 minut było minimum, ale wykorzystaliśmy ~ = pół dnia słonecznego przez okno biura. W budynku znajdowały się oszklone parapety z cegły i umieścilibyśmy na nich EPROMS, aby je wymazać. Znaczący procent wieku (10%?) W tym procesie zmienił się w wspomnienia tylko do zapisu. Po odpowiednim przemyśleniu zaczęliśmy wkładać je w piankę przewodzącą podczas wymazywania i nie mieliśmy już strat. ESD? O tak. Spójrz na arkusz danych WOM powyżej, a następnie zobacz ...

Russell McMahon,

.... Prawdziwa historia Signetics 25120 Pamięć tylko do zapisu

Russell McMahon,

Odpowiedzi:

Diody wszelkiego rodzaju, w tym wszechobecny 1N4148, zapakowane w przezroczyste opakowania mają tendencję do wrażliwości na światło (zarówno fotoprzewodzące, jak i fotowoltaiczne, jak zauważyłeś). 1N4148 może najwyraźniej wytwarzać 10nA w bezpośrednim świetle słonecznym .

Podejrzewam, że Twoja dioda Zenera, gdy jest używana normalnie z kilkoma przepływającymi mA, miałaby znikomą odpowiedź na normalne światło w pomieszczeniu. Po pierwsze, Zenerowie nie są wyjątkowo precyzyjnymi urządzeniami. Powiedzmy jednak, że używasz go jako źródła hałasu, powiedzmy w przypadku audio lub kryptografii, możesz chcieć go zaciemnić lub użyć plastikowego urządzenia.

Warto rozważyć takie efekty, jeśli masz bardzo wrażliwy obwód i jest on wystawiony na działanie światła, albo z otworów w obudowie, albo dlatego, że niektórzy projektanci zasypali płytkę drukowaną wysoce świecącymi diodami LED, które są modulowane lub migają.

Obejmuje to szklane pakiety MELF, a także pakiety osiowo-ołowiowe (zdjęcie z Digikey).

Spehro Pefhany
źródło

„zazwyczaj mają pewną wrażliwość na światło” Wszystkie diody PN są potencjalnie fotodiodami. W niektórych wrażliwych obwodach może to pojawić się podczas testu, ponieważ płytka drukowana jest oświetlona światłem w pomieszczeniu. Fluorescencja jest gorsza ze względu na składową 60 Hz.

WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast ITYM 120 Hz (lub 100 Hz), zakładając, że stare stateczniki magnetyczne.

Spehro Pefhany

@SpehroPefhany, nie celowo próbowałem użyć go jako źródła hałasu, ale po prostu eksperymentowałem wyłącznie z ciekawości. Cieszę się, że to zrobiłem. :)

Wossname,

„ Czy jest to zbyt specyficzne, aby stanowić problem w świecie rzeczywistym? ” Wcale nie. Jest to dla mnie problem, ponieważ używam ich do kryptograficznego generowania liczb losowych. Ostatnio używałem diod Zenera BZX85C24. Uruchomienie go przy 30uA może wytworzyć poziom hałasu od 1 V między szczytami (jeśli zmierzysz go wystarczająco dużo razy). Ale to w całkowitej ciemności. Wpuść trochę światła słonecznego, a hałas spadnie gwałtownie do jednej czwartej lub mniej. Jeszcze gorzej jest dostawać do niego oświetlenie sieciowe jak żarowe. Po prostu odbierasz masę szumu sieciowego w całym sygnale, który całkowicie niszczy wyjście entropii.

Oczekuję, że niewiele osób korzysta z analogowych źródeł hałasu do testowania, ponieważ dostępne są źródła generowane cyfrowo. Ale w przypadku kryptografii absolutnie potrzebujesz odmiany analogowej. Możesz używać lekkich obudów, ale ja wolę używać rurek termokurczliwych na samych diodach. Jeśli nie podejmiesz środków ostrożności przeciwko efektowi fotoelektrycznemu w tych aplikacjach, całe urządzenie może nie dostarczyć bezpiecznych liczb losowych.

Paweł Uszak
źródło

Bardzo interesujące. Od dawna interesuję się kryptografią, a także pokrewną dziedziną losowej syntezy szumów. W mojej codziennej pracy widziałem źródła szumów diodowych stosowane w laboratoriach EMC jako bodziec szerokopasmowy w testach odporności. Losowość jest jednym z tych eterycznych celów (takich jak stabilne generowanie częstotliwości), które omijają nas na każdym kroku. Przeklęta fizyka!

Wossname

@Wossname: cóż, losowość jako taka jest łatwa do uzyskania. Losowość z dobrze kontrolowanym rozkładem, to trudniejsze. Na szczęście można dość dobrze „naprawić” nierówne dystrybucje, podążając za fizycznym źródłem entropii za pomocą cyfrowego kroku pseudolosowego, ale przypuszczam, że może to nie być zgodne z niektórymi standardami kryptografii.

leftaroundabout

Zastanawiam się: jeśli szum diodowy ma takie problemy, to dlaczego zamiast tego nie stosuje się szumu Johnstona? Rezystory z pewnością nie są w ten sposób światłoczułe, a zmiany temperatury nie powinny być wystarczająco szybkie, aby powodować duże problemy.

leftaroundabout

@leftaroundabout - zwykle występuje problem z „niewystarczającą ilością” - ból w dupie

sprawia,

@leftaroundabout W rzeczywistości dość łatwo jest uzyskać pełną równomiernie rozłożoną losowość z dowolnego źródła entropii. Sztuczka polega na kompresji entropii poza mierzony próg, aby entropia była> 2x entropia na zewnątrz. To jak destylacja whisky. Zaczynasz od 2-bitowej entropii źródła, kompresujesz (uściślasz) 5 razy, a dostaniesz 8-bitową entropię. To czysty jednolity losowy rozkład jakości kryptograficznej. Do kompresji używam skrótu Pearson, ale tradycyjne funkcje SHA też.

Paul Uszak

Wszystkie półprzewodniki

... mają efekt fotoelektryczny, w tym diody LED, które mogą być używane jako detektory światła otoczenia.

Więc jeśli pracujesz w silnym świetle otoczenia, a niski prąd wpływa na twoją pracę, po prostu zablokuj światło.

Łuki indukowane laserowo są możliwe w małych szczelinach powietrznych, które mają również ujemny opór, taki jak półprzewodnik podczas jonizacji.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
źródło

Kiedyś zademonstrowaliśmy, w jaki sposób można wykorzystać UV-EPROM do przechwytywania kodu kreskowego w bliskiej odległości przy dobrym oświetleniu ze skanowania pamięci w poszukiwaniu napięcia ładowania. Wkrótce potem wyszły chipy do aparatów cyfrowych

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

brzmi fascynująco, czy masz jakieś odnośniki do tego? Dziwnym zbiegiem okoliczności mam na biurku markę ST „M27C2001-12F1” (rocznik 1994) jako ozdobę, ponieważ jest tak piękna.

Wossname

nie, zrobiliśmy to przed narodzinami Internetu

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Tak, szczególnie pamięci DRAM w opakowaniach ceramicznych były przydatne do tych celów: miały małe metalowe osłony, które można było łatwo zdemontować, wystawiając matrycę na światło. Regularnie rozmieszczone komórki pamięci mogą być używane jako czujnik obrazu (na długo zanim CCD były dostępne lub tanie).

Curd

Pamiętam projekt w jednym z magazynów poświęconych elektronice hobbystycznej pod koniec lat 80-tych, który wykorzystywał dram jako kamerę i mierzył czas rozpadu komórek po odświeżeniu, aby uzyskać efekt. I tak, hałas o jakości kryptograficznej jest trudny.

Dan Mills,