Zenerdioden im Glas-Axialgehäuse - nicht inhärent gegen Lichtschranke abgeschirmt?

Ich entdeckte heute, dass eine glasverpackte axial bedrahtete 5-V-Zenerdiode eine Quelle von etwa 0,450 Volt wird, wenn das Glasgehäuse im Strahl eines violetten (405 nm) Laserzeigers geringer Leistung gehalten wird.

Der Testaufbau: Zielfernrohrsonde (mit Erdungsclip) über dem Zener angebracht. Bei ausgeschaltetem Laser liest das Oszilloskop erwartungsgemäß null Volt. Wenn Sie den Laser einschalten und auf das Glasgehäuse der Diode zielen, wird ein recht stabiles 450-mV-Signal angezeigt (Rauschen: 30 mV pp ~ 100 kHz). (edit: Dieses Rauschen könnte ein Produkt der Lasertreiber-Aufwärtsschaltung sein.)

Der Laser ist billig und soll eine Nennleistung von 1 mW haben.

Das Unterbrechen des Strahls mit undurchsichtigen Materialien stoppt sofort den Spannungsmesswert von der Diode. Das Modulieren des Lasers mit einer 5-kHz-Rechteckwelle führt dazu, dass die Diode eine 5-kHz-Reaktion zeigt (in Phase mit der Lasermodulation, soweit mein Umfang dies erkennen lässt).

Mir ist klar, dass dies eher unwissenschaftlich ist, aber meine Frage lautet:

Ist dies typisch für Glas-Zenere und wenn ja, sollte ein Entwickler die Verwendung von Glas-Zeneren in empfindlichen analogen Schaltkreisen vermeiden. Oder ist das zu spezifisch, um ein reales Problem zu sein?

diodes zener laser

— Wossname
quelle

Verwandte: UV-löschbare EPROMs mit Quarzglasfenstern, die in Büroumgebungen verwendet werden, haben aufgrund des Lichts von Standard-Leuchtstoffröhren ihr Programm mit der Zeit verloren. Lange bevor ein grobes Programmversagen festgestellt werden konnte, konnte der Programmbetrieb gestört werden, indem das Licht in den EPROM gewechselt wurde, indem z. Frag mich, woher ich das weiß :-). UPDATE: Bringen Sie lichtdichte Aufkleber wie vorgesehen an.

— Russell McMahon

Die Leute berichteten, dass sie versuchten, ein Keramik-EPROM mit Röntgenstrahlen einmalig zu löschen, aber ich habe noch nie davon gehört, dass dies erfolgreich war. Es wurde jedoch festgestellt, dass dies eine Möglichkeit war, einen Ersatz für das sehr schwer zu beschaffende Signeics 25120 WOM

— Russell McMahon vom

@RussellMcMahon, ein Freund erzählte mir den Grund, warum er noch nie einen UV-EPROM-Fehler im Feld hatte - weil er zwei Schichten dickes selbstklebendes Kupferband über die Quarzfenster klebte und darauf schrieb: "BAND NICHT ENTFERNEN" in permanenter Markierung. :)

— Wossname

Vor langer Zeit haben wir sie in der Sonne gelöscht. Ziemlich effektiv - NZ-Sonne ist ein Teil des Nebels, der (wirklich) reich an Erde ist, aber jede alte Sonne ist ausreichend, wenn Sie genug davon auftragen. AFAIR 20-30 Minuten waren das Minimum, aber wir nutzten ~ = einen halben sonnigen Tag durch ein Bürofenster. Das Gebäude hatte innen verglaste Ziegelfensterbänke und wir platzierten die EPROMS darauf, um sie zu löschen. Ein beachtlicher Prozentsatz des Alters (10%?) Hat sich dabei in Nur-Schreib-Erinnerungen verwandelt. Nach reiflicher Überlegung begannen wir sie beim Löschen in leitfähigen Schaum zu legen und hatten keine Verluste mehr. ESD? Oh ja. Schauen Sie sich das obige WOM-Datenblatt an und sehen Sie dann ...

— Russell McMahon,

.... Die wahre Geschichte der Signetics 25120 Write Only Memory

— Russell McMahon

Antworten:

Dioden aller Art, einschließlich der allgegenwärtigen 1N4148, die in transparenten Gehäusen verpackt sind, neigen zu einer gewissen Lichtempfindlichkeit (sowohl photoleitend als auch photovoltaisch, wie Sie beobachtet haben). Der 1N4148 kann bei direkter Sonneneinstrahlung anscheinend 10nA erzeugen .

Ich vermute eher Ihre Zenerdiode bei normaler Verwendung mit mehreren fließenden mA eine vernachlässigbare Reaktion auf normales Raumlicht hat. Zener sind in erster Linie keine besonders präzisen Geräte. Angenommen, Sie verwenden es als Geräuschquelle, z. B. für Audio oder Kryptografie. Sie möchten es jedoch möglicherweise dunkel halten oder ein Gerät in Kunststoffverpackung verwenden.

Es lohnt sich, solche Effekte in Betracht zu ziehen, wenn Sie einen sehr empfindlichen Stromkreis haben und dieser Licht ausgesetzt ist, entweder durch Öffnungen im Gehäuse oder weil einige Designer die Leiterplatte mit hochleuchtenden LEDs übersät haben, die moduliert sind oder blinken.

Dazu gehören Glas-MELF-Pakete sowie Axial-Blei-Pakete (Foto von Digikey).

— Spehro Pefhany
quelle

"neigen dazu, eine gewisse Lichtempfindlichkeit zu haben" Alle PN-Dioden sind potentiell Photodioden. In einigen empfindlichen Schaltkreisen kann dies während des Tests auftreten, wenn die Leiterplatte durch Raumbeleuchtung beleuchtet wird. Fluoreszierend ist wegen seiner 60 Hz-Komponente schlechter.

— WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast ITYM 120Hz (oder 100Hz), vorausgesetzt, Sie haben alte magnetische Vorschaltgeräte.

— Spehro Pefhany

@SpehroPefhany, ich habe nicht absichtlich versucht, es als Geräuschquelle zu verwenden, sondern nur aus Neugier experimentiert. Ich bin froh, dass ich das getan habe. :)

— Wossname

" Oder ist das zu spezifisch, um ein echtes Problem zu sein? " Überhaupt nicht. Das ist ein Problem für mich, da ich sie für die Erzeugung kryptografischer Zufallszahlen verwende. Ich habe kürzlich BZX85C24 Zener-Dioden verwendet. Wenn Sie das Gerät bei 30 uA betreiben, kann ein Geräuschpegel von 1 V von Spitze zu Spitze auftreten (wenn Sie es genügend oft messen). Aber das ist in völliger Dunkelheit. Wenn Sie etwas Sonnenlicht darauf legen, sinkt das Rauschen dramatisch auf ein Viertel oder weniger. Noch schlimmer ist es, wenn die Beleuchtung wie Glühlampen mit Netzstrom betrieben wird. Sie nehmen einfach eine Menge Netzbrummen über das gesamte Signal auf, das den Entropieausgang völlig zerstört.

Ich gehe davon aus, dass nicht viele Menschen zum Testen analoge Rauschquellen verwenden, da digital erzeugte Quellen verfügbar sind. Für die Kryptographie benötigen Sie jedoch unbedingt die analoge Variante. Sie können lichtdichte Gehäuse verwenden, aber ich bevorzuge es, Wärmeschrumpfschläuche an den Dioden selbst zu verwenden. Wenn Sie in diesen Anwendungen keine Vorsichtsmaßnahmen gegen den fotoelektrischen Effekt treffen, kann es sein, dass das gesamte Gerät keine sicheren Zufallszahlen liefert.

— Paul Uszak
quelle

Sehr interessant. Ich interessiere mich seit langem für Kryptographie und das damit verbundene Gebiet der Zufallsrauschsynthese. In meiner täglichen Arbeit habe ich in EMV-Labors verwendete Diodenrauschquellen als Breitbandstimulus bei der Prüfung der Immunität gesehen. Zufälligkeit ist eines dieser ätherischen Ziele (wie die Erzeugung stabiler Frequenzen), die uns auf Schritt und Tritt ausweichen. Verfluchte Physik!

— Wossname

@ Wossname: Nun, Zufälligkeit als solche ist leicht zu erhalten. Zufälligkeit mit einer gut kontrollierten Verteilung, das ist schwieriger. Glücklicherweise können Sie ungleiche Verteilungen recht gut "reparieren", indem Sie einer physikalischen Entropiequelle mit einem digitalen Pseudozufallsschritt folgen, aber ich nehme an, dass dies einigen Standards der Kryptographie nicht standhält.

— linksum den

Was ich mich frage, ist: Wenn das Diodenrauschen solche Probleme hat, warum wird dann nicht stattdessen Johnston-Rauschen verwendet? Widerstände sind auf diese Weise sicherlich nicht lichtempfindlich, und Temperaturschwankungen sollten nicht schnell genug sein, um große Probleme zu verursachen.

— linksum den

@leftaroundabout - es ist in der Regel ein Problem von "nicht genug davon" - es ist ein Schmerz im Arsch, genug Widerstandsgeräusche zu bekommen, um nicht von anderen Geräuschquellen

— überflutet zu werden

@leftaroundabout Es ist eigentlich ziemlich einfach, eine vollständige, gleichmäßig verteilte Zufälligkeit aus einer beliebigen Entropiequelle zu erhalten. Der Trick besteht darin, die Entropie über einen gemessenen Schwellenwert hinaus zu komprimieren, sodass Ihr Entropie-Eingang> 2x der Entropie-Ausgang ist. Es ist wie Whisky-Destillation. Sie beginnen mit einer 2-Bit / Byte-Quellentropie, komprimieren (verfeinern) 5-mal und erhalten eine 8-Bit / Byte-Entropie. Das ist eine reine gleichmäßige Zufallsverteilung der kryptografischen Qualität. Für die Komprimierung verwende ich einen Pearson-Hash, aber die traditionellen SHA-Funktionen reichen auch aus.

— Paul Uszak

Alle Halbleiter

... haben einen fotoelektrischen Effekt, einschließlich LEDs, die als Umgebungslichtdetektoren verwendet werden können.

Wenn Sie also bei starkem Umgebungslicht arbeiten und ein geringer Strom Ihre Arbeit beeinträchtigt, blockieren Sie einfach das Licht.

In kleinen Luftspalten, die auch während der Ionisation wie ein Halbleiter einen negativen Widerstand haben, sind laserinduzierte Lichtbögen möglich.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
quelle

Wir haben einmal gezeigt, wie ein UV-EPROM verwendet werden kann, um einen Barcode aus nächster Nähe mit guter Beleuchtung zu erfassen, indem der Speicher nach Ladespannung durchsucht wird. Bald darauf kamen Chips von Digitalkameras heraus

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

das klingt faszinierend, haben sie irgendwelche links dazu? Durch einen seltsamen Zufall habe ich eine ST-Marke "M27C2001-12F1" (Jahrgang 1994) als Schmuck auf meinem Schreibtisch, da sie so schön ist.

— Wossname

Nein, wir haben dies getan, bevor das Internet geboren wurde

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Ja, besonders DRAMs in Keramikgehäusen waren für diese Zwecke nützlich: Sie hatten kleine Metallabdeckungen, die leicht entfernt werden konnten, um den Chip dem Licht auszusetzen. Die regelmäßig angeordneten Speicherzellen könnten als Bildsensor verwendet werden (lange bevor CCDs verfügbar oder billig waren).

— Curd

Ich erinnere mich an ein Projekt in einem der Hobby-Elektronik-Magazine in den späten 80ern, das ein Drama als Kamera verwendete und den Zerfall der Zellen nach einer Auffrischung zeitlich festlegte, um eine Ausgabe zu produzieren. Und ja, Rauschen in kryptografischer Qualität ist hart.

— Dan Mills