Dioda zener dalam paket aksial kaca - tidak terlindung dari efek fotolistrik?

Saya menemukan hari ini bahwa diode Zener diode 5V Zener yang dikemas dalam gelas akan menjadi sumber sekitar 0,450 Volts ketika paket kaca dipegang dalam sorotan laser pointer ungu (405nm) berdaya rendah.

Pengaturan tes: Probe lingkup (dengan klip ground) terpasang di zener. Dengan laser dimatikan, ruang lingkup membaca nol volt seperti yang diharapkan. Mengaktifkan laser dan mengarahkannya ke paket kaca dioda, ruang lingkupnya membaca 450mv yang cukup stabil (berisik: 30mv pp ~ 100kHz). (sunting: kebisingan ini dapat menjadi produk dari rangkaian step-up driver-laser)

Laser ini murah dan dimaksudkan untuk dinilai 1mW.

Menginterupsi balok dengan bahan buram secara instan menghentikan pembacaan tegangan dari dioda. Memodulasi laser dengan gelombang persegi 5kHz menyebabkan dioda menunjukkan respons 5kHz (sefasa dengan modulasi laser sejauh yang bisa saya ketahui dari ruang lingkup saya).

Saya menyadari bahwa ini agak tidak ilmiah tetapi pertanyaan saya adalah ini:

Apakah ini khas dari zeners kaca dan jika demikian, seorang desainer harus menghindari menggunakan zeners kaca di sirkuit analog yang sensitif. Atau apakah ini terlalu spesifik untuk menjadi masalah dunia nyata?

diodes zener laser Wossname
sumber

Terkait: Quartz windowed EPROMS yang dapat dihapus dari UV yang digunakan di lingkungan kantor kehilangan program pada waktunya karena cahaya dari tabung fluorescent std. Jauh sebelum terdeteksi kegagalan program program kotor dapat diganggu dengan mengubah lampu memasuki EPROM dengan misalnya hanya melambaikan tangan di kantor menyala. Tanya saya bagaimana saya tahu :-). MEMPERBAIKI: Menerapkan stiker tahan cahaya seperti yang seharusnya dilakukan.

Russell McMahon

Orang-orang melaporkan mencoba penghapusan EPROM bertubuh keramik 1 kali menggunakan XRays tetapi saya tidak pernah mendengar ini berhasil. Namun ditemukan bahwa ini adalah salah satu cara menerapkan pengganti untuk yang sangat sulit untuk mendapatkan Signeics 25120 WOM

Russell McMahon

@RussellMcMahon, seorang teman memberi tahu saya alasan mengapa ia tidak pernah mengalami kegagalan UV-EPROM tunggal di lapangan - karena ia meletakkan dua lapisan pita tembaga berperekat tebal di atas jendela kuarsa dan menulis "JANGAN HAPUS TAPE" di atas dalam spidol permanen. :)

Wossname

Lonnnnnng lalu kami biasa menghapusnya di bawah sinar matahari. Cukup efektif - Matahari NZ adalah sebagian kabut AS yang kaya di bumi (sungguh-sungguh) tetapi matahari tua mana pun dapat melakukannya jika Anda cukup menerapkannya. AFAIR 20-30 menit adalah minimum tetapi kami menggunakan ~ = setengah hari yang cerah melalui jendela kantor. Bangunan itu memiliki kusen jendela dari kaca yang mengkilap di dalamnya dan kami akan memasang EPROMS di atasnya untuk dihapus. % Umur substansial (10%?) Berubah dalam memori Tulis-saja-dalam proses. Setelah berpikir matang, kami mulai memasukkannya ke dalam busa konduktif sambil menghapus dan tidak ada lagi kerugian. ESD? Oh ya. LAKUKAN lihat lembar data WOM di atas, dan kemudian lihat ....

Russell McMahon

.... Kisah nyata para Signetics 25120 Write Only Memory

Russell McMahon

Jawaban:

Dioda segala macam, termasuk 1N4148 di mana-mana, yang dikemas dalam paket transparan cenderung memiliki sensitivitas terhadap cahaya (baik fotokonduktif maupun fotovoltaik seperti yang telah Anda amati). 1N4148 tampaknya dapat menghasilkan 10nA di bawah sinar matahari langsung .

Saya agak curiga dioda zener Anda ketika digunakan secara normal dengan beberapa mA mengalir akan memiliki respon yang dapat diabaikan terhadap cahaya ruangan normal. Zener bukanlah perangkat yang sangat tepat di tempat pertama. Namun, katakan Anda menggunakannya sebagai sumber kebisingan, katakanlah untuk audio atau kriptografi, Anda mungkin ingin tetap gelap atau menggunakan perangkat yang dikemas plastik.

Ada baiknya mempertimbangkan efek seperti itu jika Anda memiliki sirkuit yang sangat sensitif dan terkena cahaya, baik dari bukaan di kandang atau karena beberapa desainer telah membumbui PCB dengan LED yang sangat bercahaya yang dimodulasi atau berkedip.

Itu termasuk paket kaca MELF serta paket aksial-timah (foto dari Digikey).

Spehro Pefhany
sumber

"cenderung memiliki sensitivitas terhadap cahaya" Semua dioda PN berpotensi fotodioda. Pada beberapa sirkuit sensitif ini dapat muncul selama pengujian karena papan sirkuit diterangi oleh pencahayaan ruangan. Fluoresen lebih buruk karena komponennya yang 60 Hz.

WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast ITYM 120Hz (atau 100Hz), dengan asumsi kamu balas magnetik kuno.

Spehro Pefhany

@SpehroPefhany, saya tidak sengaja mencoba menggunakannya sebagai sumber kebisingan, melainkan hanya bereksperimen semata-mata karena penasaran. Saya senang saya melakukannya. :)

Wossname

“ Atau apakah ini terlalu spesifik untuk menjadi masalah dunia nyata? ” Tidak sama sekali. Ini masalah bagi saya karena saya menggunakannya untuk generasi nomor acak kriptografi. Saya baru-baru ini menggunakan dioda BZX85C24 Zener. Menjalankannya pada 30uA dapat menciptakan tingkat kebisingan puncak 1V ke puncak (jika Anda mengukurnya cukup banyak). Tapi itu dalam kegelapan total. Dapatkan sinar matahari di atasnya dan kebisingan turun secara dramatis menjadi seperempat atau kurang. Lebih buruk lagi adalah mendapatkan penerangan listrik di atasnya seperti lampu pijar. Anda hanya mengambil massa hantaran listrik seluruh sinyal yang benar-benar menghancurkan output entropi.

Saya berharap bahwa tidak banyak orang menggunakan sumber kebisingan analog untuk pengujian, karena sumber yang dihasilkan secara digital tersedia. Tetapi untuk kriptografi, Anda benar-benar membutuhkan variasi analog. Anda dapat menggunakan penutup yang ketat, tetapi saya lebih suka menggunakan tabung heat shrink pada dioda itu sendiri. Jika Anda tidak mengambil tindakan pencegahan terhadap efek listrik foto pada aplikasi ini, seluruh perangkat dapat gagal memberikan angka acak yang aman.

Paul Uszak
sumber

Sangat menarik. Saya sudah lama tertarik dengan kriptografi dan juga bidang terkait sintesis kebisingan acak. Dalam pekerjaan saya, saya telah melihat sumber dioda-noise yang digunakan di laboratorium EMC sebagai stimulus pita lebar dalam pengujian kekebalan. Keacakan adalah salah satu dari tujuan halus (seperti generasi frekuensi stabil) yang menghindari kita di setiap kesempatan. Fisika terkutuk!

Wossname

@Wossname: yah, keacakan seperti itu mudah didapat. Keacakan dengan distribusi yang terkontrol dengan baik, itu lebih sulit. Untungnya Anda dapat "memperbaiki" distribusi tidak rata dengan cukup baik dengan mengikuti sumber entropi fisik dengan beberapa langkah pseudorandom digital, tetapi saya kira ini mungkin tidak tahan terhadap beberapa standar kriptografi.

leftaroundabout

Yang saya heran adalah: jika noise diode shot memiliki masalah seperti itu, lalu mengapa Johnston noise tidak digunakan? Resistor tentu tidak peka terhadap cahaya dengan cara ini, dan variasi suhu seharusnya tidak cukup cepat untuk menyebabkan banyak masalah.

leftaroundabout

@leftaroundabout - ini cenderung menjadi masalah "tidak cukup itu" - itu adalah rasa sakit di pantat mendapatkan cukup kebisingan resistor untuk tidak dibanjiri oleh sumber-sumber kebisingan lainnya ...

ThreePhaseEel

@leftaroundabout Ini sebenarnya cukup mudah untuk mendapatkan keacakan penuh terdistribusi secara merata dari setiap sumber entropi. Caranya adalah dengan menekan entropi di luar ambang batas yang diukur sehingga entropi Anda masuk> 2x entropi keluar. Ini seperti penyulingan wiski. Anda memulai dengan 2 bit / byte entropi sumber, kompres (sempurnakan) 5 kali dan Anda akan mendapatkan 8 bit / byte entropi. Itu adalah distribusi acak murni yang seragam dari kualitas kriptografi. Untuk kompresi saya menggunakan hash Pearson, tetapi fungsi SHA tradisional juga akan melakukannya.

Paul Uszak

Semua semikonduktor

... memiliki efek foto-listrik termasuk LED yang dapat digunakan sebagai pendeteksi cahaya sekitar.

Jadi, jika Anda beroperasi dalam cahaya ambient yang tinggi dan arus yang rendah memengaruhi operasi Anda, cukup sembunyikan lampu.

Busur induksi laser dimungkinkan dalam celah udara kecil yang juga memiliki resistansi negatif seperti semikonduktor selama ionisasi.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
sumber

Kami pernah menunjukkan bagaimana UV-EPROM dapat digunakan untuk menangkap kode batang dalam jarak dekat dengan pencahayaan yang baik dari pemindaian memori untuk tegangan muatan. Kemudian tak lama kemudian chip kamera digital keluar

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

kedengarannya menarik, apakah Anda memiliki tautan yang terkait dengan itu? Secara kebetulan aneh saya punya merek ST "M27C2001-12F1" (vintage 1994) di meja saya sebagai ornamen karena sangat indah.

Wossname

tidak, kami melakukan ini sebelum internet lahir

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Ya, terutama DRAMs dalam kemasan keramik berguna untuk tujuan itu: mereka memiliki penutup logam kecil yang dapat dengan mudah dilepas mengekspos mati untuk cahaya. Sel-sel memori yang diatur secara teratur dapat digunakan sebagai sensor gambar (jauh sebelum CCD tersedia atau murah).

Curd

Saya ingat sebuah proyek di salah satu majalah elektronik hobi di akhir 80-an yang menggunakan dram sebagai kamera dan menghitung pembusukan sel setelah refresh untuk menghasilkan output. Dan ya, kebisingan kualitas kriptografi sulit.

Dan Mills