Сегодня я обнаружил, что стеклянный аксиальный 5-вольтовый стабилитрон станет источником около 0,450 Вольт, когда стеклянный пакет удерживается в луче маломощной фиолетовой (405 нм) лазерной указки.
Тестовая установка: прицел зонд (с заземляющим зажимом) прикреплен через стабилитрон. Когда лазер выключен, прицел считывает ноль вольт, как и ожидалось. При включении лазера и наведении его на стеклянную упаковку диода, прицел считывает довольно стабильные 450 мВ (хотя и шумно: 30 мВ pp ~ 100 кГц). (редактировать: этот шум может быть продуктом схемы усиления драйвера лазера)
Лазер дешевый и рассчитан на 1 мВт.
Прерывание луча непрозрачными материалами немедленно останавливает считывание напряжения с диода. Модуляция лазера с прямоугольной волной 5 кГц приводит к тому, что диод имеет отклик 5 кГц (в фазе с модуляцией лазера, насколько я могу судить).
Я понимаю, что это довольно ненаучно, но мой вопрос заключается в следующем:
Это типично для стеклянных стабилитронов и, если да, должен ли конструктор избегать использования стеклянных стабилитронов в чувствительных аналоговых цепях. Или это слишком специфично, чтобы быть реальной проблемой?
Ответы:
Диоды всех видов, в том числе вездесущий 1N4148, упакованные в прозрачные пакеты, как правило, имеют некоторую чувствительность к свету (как фотопроводящий, так и фотоэлектрический, как вы заметили). 1N4148 может производить 10 нА под прямыми солнечными лучами .
Я скорее подозреваю, что ваш стабилитрон при обычном использовании с током в несколько мА будет иметь незначительную реакцию на обычный комнатный свет. Стабилитры - это не очень точные устройства. Однако, скажем, вы используете его в качестве источника шума, например, для аудио или криптографии, вы можете оставить его темным или использовать устройство в пластиковой упаковке.
Стоит учесть такие эффекты, если у вас очень чувствительная схема и она подвергается воздействию света, либо из отверстий в корпусе, либо из-за того, что какой-то дизайнер засыпал печатную плату светящимися светодиодами, которые модулированы или мигают.
Это включает в себя стеклянные пакеты MELF, а также пакеты с осевыми выводами (фото от Digikey).
источник
« Или это слишком специфично, чтобы быть реальной проблемой? » Вовсе нет. Это проблема для меня, так как я использую их для генерации криптографических случайных чисел. Я недавно использовал стабилитроны BZX85C24. Работа на 30uA может создать уровень шума от 1 В до пика (если вы измеряете его достаточно много раз). Но это в полной темноте. Получите немного солнечного света, и шум резко упадет до четверти или меньше. Еще хуже становится освещение от сети, как накаливания. Вы просто получаете массу сетевого шума по всему сигналу, который полностью разрушает выход энтропии.
Я ожидаю, что не так много людей используют аналоговые источники шума для тестирования, так как источники сгенерированы цифровым способом. Но для криптографии вам абсолютно необходим аналоговый вариант. Вы можете использовать легкие герметичные корпуса, но я предпочитаю использовать термоусадочные трубки на самих диодах. Если вы не примете меры предосторожности против фотоэлектрического эффекта в этих приложениях, все устройство может не обеспечить безопасные случайные числа.
источник
Все полупроводники
... имеют фотоэлектрический эффект, включая светодиоды, которые можно использовать в качестве детекторов окружающего света.
Поэтому, если вы работаете при сильном окружающем освещении и слабый ток влияет на вашу работу, просто заблокируйте свет.
Лазерные дуги возможны в небольших воздушных зазорах, которые также имеют отрицательное сопротивление, как полупроводник во время ионизации.
источник