玻璃轴向封装中的稳压二极管-是否固有地不受光电效应的影响?


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我今天发现,当玻璃封装被固定在低功率紫色(405nm)激光指示器的光束中时,玻璃封装的轴向引线5V齐纳二极管将成为约0.450伏的电源。

测试设置:齐纳两端都装有示波器探头(带接地夹)。关闭激光后,示波器将按预期读取零伏电压。开启激光并将其对准二极管的玻璃封装,示波器读取的读数相当稳定,为450mv(尽管有噪声:30mv pp〜100kHz)。 (编辑:此噪声可能是激光驱动器升压电路的产物)

该激光器是一种便宜的激光器,据称额定功率为1mW。

用不透明材料中断光束会立即停止从二极管读取电压。用5kHz方波对激光器进行调制会导致二极管表现出5kHz的响应(就我的范围而言,与激光器的调制同相)。

我意识到这是不科学的,但是我的问题是:

这是玻璃齐纳二极管的典型特征吗?如果是,那么设计人员应避免在敏感的模拟电路中使用玻璃齐纳二极管。还是说这太过具体而无法解决现实世界中的问题?


相关信息:由于标准荧光灯管发出的光,用于办公环境的石英窗口紫外线可擦写EPROMS及时丢失了程序。可以通过检测进入EPROM的光,例如在灯光明亮的办公室里挥舞手,来扰乱可检测到的总体程序故障,从而大大干扰程序的运行。问我我怎么知道:-)。FIX:粘贴防光贴纸,这是本应做的。
罗素·麦克马洪

人们报告说尝试使用X射线擦除陶瓷体1次EPROM,但我从未听说过这种方法成功。然而,人们发现,这是实现了一个更新换代的速度非常难以源的一种方式Signeics 25120 WOM
拉塞尔麦克马洪

@RussellMcMahon,一个朋友告诉我他在现场从未发生过一次UV-EPROM故障的原因-因为他在石英窗上放两层厚的自粘铜带,并在上面写下了“请勿撕下胶带”在永久性标记中。:)
Wossname

Lonnnnnng以前我们曾经在阳光下抹掉它们。非常有效-NZ太阳是美国在地球上确实有很多雾气的(真的),但是如果您使用了足够多的太阳,任何旧太阳都会起作用。出差时间最少为20-30分钟,但我们通过办公室窗户度过了半个晴天。建筑物内部的玻璃窗台是釉面的,我们将EPROMS放在上面。在此过程中,相当大的百分比(10%?)写入了只写内存。经过深思熟虑,我们开始在擦除时将它们放入导电泡沫中,没有更多损失。防静电?哦是的 请查看上面的WOM数据表,然后再看..
罗素·麦克马洪

Answers:


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各种二极管,包括无处不在的1N4148,都封装在透明的包装中,往往对光有一定的敏感性(如您所观察到的,无论是光电导还是光电)。1N4148 在阳光直射下可以产生10nA的电流

我宁愿怀疑您的齐纳二极管在正常情况下使用几个mA电流时,对正常室内光线的响应可以忽略不计。首先,齐纳管并不是非常精确的设备。但是,假设您将其用作噪声源,例如用于音频或加密,则可能希望将其保持黑暗或使用塑料包装的设备。

如果您的电路非常敏感并且暴露在光线下,则值得考虑这种影响,这可能是由于外壳上的开口引起的,也可能是因为某些设计人员在PCB上铺了经过调制或闪烁的高亮度LED。

其中包括玻璃MELF封装以及轴向引线封装(来自Digikey的照片)。

在此处输入图片说明


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“倾向于对光敏感”所有PN二极管都是潜在的光电二极管。在某些敏感电路中,当电路板被室内照明照亮时,这可能会在测试期间出现。荧光灯由于其60 Hz分量而变得更糟。
WhatRoughBeast

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@WhatRoughBeast ITYM 120Hz(或100Hz),假设您使用的是旧镇流器。
Spehro Pefhany '16

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@SpehroPefhany,我并不是故意尝试将其用作噪声源,而是纯粹出于好奇而进行了实验。我很高兴我做到了。:)
Wossname

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或者说这太具体了以至于不是一个现实世界中的问题? ”完全没有。对我来说这是个问题,因为我将它们用于加密随机数生成。我最近一直在使用BZX85C24齐纳二极管。以30uA运行它会产生一个1V峰峰值的噪声电平(如果测量了足够的时间)。但这是完全黑暗的。在上面照射一些阳光,噪音会急剧下降到四分之一或更小。更糟糕的是,像白炽灯一样在其上安装主电源照明。您只需在整个信号中拾取大量的交流电源嗡嗡声,就完全破坏了熵输出。

我希望没有多少人会使用模拟噪声源进行测试,因为可以使用数字源。但是对于密码学来说,您绝对需要模拟品种。您可以使用不透光的外壳,但我更喜欢在二极管本身上使用热缩管。如果您在这些应用中不采取预防光电效应的措施,则整个设备可能无法提供安全的随机数。


很有意思。我一直对密码学以及随机噪声合成的相关领域感兴趣。在我的日常工作中,我已经看到EMC实验室中使用的二极管噪声源是抗扰度测试中的宽带刺激。随机性是每时每刻都在躲避我们的那些空想目标(例如稳定的频率生成)之一。诅咒物理!
Wossname

@Wossname:好吧,这样的随机性很容易获得。具有分布受控的随机性,这更困难。幸运的是,通过遵循物理熵源和一些数字伪随机步骤,您可以很好地“修复”不均匀的分布,但是我想这可能不符合某些加密标准。
大约

我想知道的是:如果二极管散粒噪声存在此类问题,那么为什么不使用约翰斯顿噪声呢?电阻器肯定不会以这种方式感光,并且温度变化不应足够快而造成很多麻烦。
大约

@leftaroundabout –往往是“不够用”的问题–屁股上的痛苦是要获得足够的电阻噪声而不会被其他噪声源淹没...
ThreePhaseEel

@leftaroundabout从任何熵源获得完全均匀分布的随机性实际上相当容易。诀窍是将熵压缩到超过所测量的阈值,以使您的熵输入>熵输出的2倍。这就像威士忌蒸馏。您从2位/字节的源熵开始,压缩(优化)5次,您将获得8位/字节的熵。那是加密质量的纯均匀随机分布。对于压缩,我使用Pearson哈希,但是传统的SHA函数也可以。
保罗·乌萨克

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所有半导体

...具有光电效应,包括可用作环境光检测器的LED。

因此,如果您在高环境光下操作,而低电流会影响您的操作,则只需挡住光即可。

在小气隙中可能会产生激光感应电弧,这些小气隙在电离期间也像半导体一样具有负电阻。


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我们曾经演示过如何使用UV-EPROM通过扫描内存中的充电电压来在良好的照明条件下捕获近距离的条形码。不久之后,数码相机芯片问世
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 '16

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听起来很有趣,您有与此相关的任何链接吗?碰巧的是,我的桌子上有一个ST品牌“ M27C2001-12F1”(1994年份),它很漂亮,可以作为装饰品。
Wossname

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不,我们是在互联网诞生之前就这样做的
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,2016年

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是的,尤其是陶瓷封装中的DRAM可用于这些目的:它们具有小的金属盖,可以很容易地将其暴露在裸片上。规则排列的存储单元可用作图像传感器(早于CCD可用或便宜)。
凝结

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我记得80年代末左右,其中一本业余电子杂志中有一个项目,该项目使用dram作为相机,并在刷新后对细胞的衰变进行计时,以产生输出。是的,加密质量噪声很难。
Dan Mills
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