Diodos Zener en un paquete axial de vidrio, ¿no está inherentemente protegido del efecto fotoeléctrico?

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Descubrí hoy que un diodo Zener de 5 V con plomo axial empacado en vidrio se convertirá en una fuente de aproximadamente 0,450 voltios cuando el paquete de vidrio se mantenga en el haz de un puntero láser púrpura de baja potencia (405 nm).

La configuración de prueba: Sonda de alcance (con clip de tierra) unida a través del zener. Con el láser apagado, el alcance lee cero voltios como se esperaba. Encendiendo el láser y apuntándolo al paquete de vidrio del diodo, el visor lee un valor estable de 450mv (aunque ruidoso: 30mv p-p ~ 100kHz). (edición: este ruido podría ser un producto del circuito intensivo del controlador láser)

El láser es barato y pretende tener una clasificación de 1 mW.

La interrupción del haz con materiales opacos detiene instantáneamente la lectura de voltaje del diodo. La modulación del láser con una onda cuadrada de 5 kHz hace que el diodo muestre una respuesta de 5 kHz (en fase con la modulación del láser, por lo que mi alcance puede indicar).

Me doy cuenta de que esto es poco científico, pero mi pregunta es la siguiente:

Es esto típico de las ventanas de cristal y, de ser así, debería un diseñador evitar el uso de ventanas de cristal en circuitos analógicos sensibles. ¿O es esto demasiado específico para ser un problema del mundo real?

    
pregunta Wossname

3 respuestas

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Los diodos de todo tipo, incluido el ubicuo 1N4148, empaquetados en paquetes transparentes, tienden a tener cierta sensibilidad a la luz (tanto fotoconductora como fotovoltaica, como usted ha observado). El 1N4148 aparentemente puede producir 10nA bajo la luz solar directa .

Sospecho que su diodo zener cuando se usa normalmente con varios flujos de mA tendría una respuesta insignificante a la luz normal de la habitación. Los zeners no son dispositivos terriblemente precisos en primer lugar. Sin embargo, supongamos que lo está utilizando como fuente de ruido, por ejemplo, para audio o criptografía, es posible que desee mantenerlo oscuro o usar un dispositivo de plástico.

Vale la pena considerar tales efectos si tiene un circuito muy sensible y está expuesto a la luz, ya sea por las aberturas en el gabinete o porque algún diseñador ha salpicado la PCB con LEDs muy luminosos que están modulados o parpadean.

Eso incluye paquetes MELF de vidrio así como también paquetes de cables axiales (foto de Digikey).

    
respondido por el Spehro Pefhany
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" ¿O es esto demasiado específico para ser un problema del mundo real? " En absoluto. Es un problema para mí, ya que los uso para la generación de números aleatorios criptográficos. Recientemente he estado usando diodos Zener BZX85C24. Ejecutarlo a 30uA puede crear un nivel de ruido de 1 V pico a pico (si lo mide lo suficiente). Pero eso está en total oscuridad. Algo de luz solar y el ruido cae dramáticamente a un cuarto o menos. Peor aún es tener la iluminación de la red eléctrica como incandescentes. Simplemente capta una masa de zumbido de red en toda la señal que destruye totalmente la salida de entropía.

Espero que no haya mucha gente que use fuentes de ruido analógicas para las pruebas, ya que hay fuentes generadas digitalmente disponibles. Pero para la criptografía, necesitas absolutamente la variedad analógica. Se pueden usar recintos herméticos, pero prefiero usar tubos termocontraíbles en los diodos. Si no toma precauciones contra el efecto fotoeléctrico en estas aplicaciones, todo el dispositivo puede fallar al proporcionar números aleatorios seguros.

    
respondido por el Paul Uszak
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Todos los semiconductores

... tiene un efecto fotoeléctrico que incluye LED que se pueden usar como detectores de luz ambiental.

Entonces, si está operando con luz ambiental alta y una corriente baja afecta su operación, simplemente bloquee la luz.

Los arcos inducidos por láser son posibles en pequeños huecos de aire que también tienen una resistencia negativa como un semiconductor durante la ionización.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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