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Evaluación de modelos y metodologías para caracterizar el TMOS en altas frecuencias

FABIO ALEJANDRO RUIZ MOLINA (2016)

El uso masivo del TMOS en la actualidad no tiene precedentes. Existen

varios pronósticos sobre la situación a futuro del TMOS, la mayoría concuerda

con que, al menos de aquí a diez años, éste será la base del desarrollo

tecnológico basado en transistores. Dicho lo anterior, es evidente la necesidad

de tener herramientas que permitan la caracterización del TMOS y que

evolucionen a la par con éste. Dos de las herramientas fundamentales son los

modelos y las metodologías para la extracción de los parámetros de los

modelos. A pesar de que la caracterización del TMOS se puede llevar a cabo

de diferentes maneras, los métodos basados en mediciones en alta frecuencia

están tomando cada vez más relevancia. En el presente trabajo se discute la

caracterización del TMOS operando en pequeña señal, basada en la medición

de los parámetros S. Se comienza abordando, de manera muy general, el

funcionamiento del TMOS.

Master thesis

MOSFET modeling Small signal models Calibration process Equipment configuration CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Proceso y sistema para medición del desgaste mediante procesamiento acústico

HECTOR PLASCENCIA MORA GUSTAVO CERDA VILLAFAÑA (2016)

Se proporciona a título de sistema innovativo, un proceso y un sistema con aplicación tanto científica como industrial para la captura, adquisición y procesamiento de señales acústicas emitidas por el desgaste en contactos de par tribológico. La innovación consiste en el sistema conformado por un traductor piezoeléctrico por medio de diversos dispositivos electrónicos, un dispositivo electrónico que actúa como controlador de todo el sistema para la evaluación de la señal ya tratada del transductor piezoeléctrico e interfaz grafica en la cual se muestran los resultados.

It is provided as an innovative system, a process and a system with both scientific and industrial application for the capture, acquisition and processing of acoustic signals emitted by wear in tribological pair contacts. The innovation consists of the system formed by a piezoelectric translator by means of various electronic devices, an electronic device that acts as a controller of the whole system for the evaluation of the already processed signal of the piezoelectric transducer and graphical interface in which the results are shown .

Patent

Ciencias Tecnológicas Tecnología electrónica Electroacústica Dispositivos semiconductores CIENCIAS TECNOLÓGICAS

Evaluación comparativa de estrategias de control predictivo del par para máquinas síncronas de imanes permanentes usando un FPGA

OMAR SANDRE HERNANDEZ (2017)

This thesis focuses on the finite set model predictive control (MPC) strategies for

the torque control of a permanent magnet synchronous machine (PMSM). MPC is a

well-known modern control technique that is characterized by its ability to control constrained

systems. In the field of power electronics it has recently gained large attention

due to its natural discrete control of the power converters. Particularly, for electrical

drives the application of MPC for the torque control can be divided into two control

principles: the application of a single voltage space vector (VSV) during the whole control

cycle, and the application of one active VSV and one zero VSV in each control

cycle. These two principles can lead to different steady and dynamic performance of the

torque of the machine, which due to the large variation into the experimental setups

used during the development and testing of the predictive schemes, make impossible

to perform a quantitative evaluation of the characteristics obtained for each predictive

scheme.

This thesis addresses this limitation and aims to reduce the gap in quantitative

evaluation between predictive schemes by two main contributions: A method to obtain

the parameters of a PMSM in an off-line mode; and a comprehensive comparison of four

predictive torque control schemes for a PMSM, which are the finite set model predictive

control (FS-MPC), simplified FS-MPC (SFS-MPC), predictive direct torque control

(PDTC), and model predictive torque control (MPTC). The last method is modified to

obtain a simplified MPTC which provides reduced calculations and guarantees optimal

performance of torque control.

El presente trabajo de tesis está centrado en las estrategias de control predictivo

basado en modelo (MPC, del inglés, model predictive control ) de conjunto finito para

el control del par de una maquina síncrona de imanes permanentes (PMSM, del

inglés, permanent magnet synchronous machine). El MPC es una técnica de control

moderna bien conocida que se caracteriza por su capacidad para controlar sistemas

con restricciones. En el campo de la electrónica de potencia, recientemente ha ganado

gran atención debido a su control totalmente discreto de los convertidores de potencia.

Particularmente, para los accionamientos eléctricos, la aplicación del MPC para

el control del par de máquinas eléctricas se puede dividir en dos principios de control:

la aplicación de un vector espacial de voltaje (VSV, del inglés, voltage space vector )

durante todo el ciclo de control, y la aplicación de un VSV activo y un VSV cero en

cada ciclo de control. Estos dos principios pueden conducir a diferentes desempeños en

el estado estable y dinámico del par de la máquina, y debido a la gran variación en

las configuraciones experimentales utilizadas durante el desarrollo y la prueba de los

esquemas predictivos, se vuelve imposible realizar una evaluación cuantitativa de las

características obtenidas para cada esquema predictivo.

El presente trabajo de tesis aborda esta limitación y tiene como objetivo reducir

la brecha en la evaluación cuantitativa entre los esquemas predictivos mediante dos

contribuciones principales: Un método para obtener los parámetros de una PMSM en

un modo fuera de l´ınea; y una comparación exhaustiva de cuatro esquemas de control

predictivo del par para una PMSM, que son el control predictivo basado en modelo

de conjunto finito (FS-MPC, del inglés, finite set model predictive control ), el FS-MPC

simplificado (SFS-MPC, del inglés, simplified FS-MPC), el control predictivo directo

del par (PDTC, del inglés, predictive direct torque control ) y el control predictivo del

par basado en modelo (MPTC, del inglés, model predictive torque control ). El ´ultimo

método se modifica para obtener un MPTC simplificado que proporciona cálculos

reducidos y garantiza un rendimiento óptimo del control del par.

Doctoral thesis

Predictive control Torque control PMSM FPGA CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Diseño y análisis de celdas de memoria en presencia de radiación

JESUS MORENO MORENO (2007)

La interacción de un sistema espacial con su ambiente es una consideración importante en el diseño de cualquier sistema espacial, ya que existen una gran variedad de peligros que se asocian a la operación de un sistema en el ambiente hostil del espacio. El ambiente espacial tiene una estructura compleja y dinámica. Existe una gran cantidad de procesos físicos como: partículas cargadas, plasmas, campos eléctricos y magnéticos, radiación solar, meteoros, etc. cada uno pueden causar daños profundos a un sistema espacial, deteriorando su funcionamiento y reduciendo su tiempo de vida. Las interacciones entre un sistema espacial y su ambiente pueden causar modificaciones al ambiente natural, dando lugar a los ambientes locales que alternadamente afectan el comportamiento del sistema [1].

Las numerosas anomalías operacionales y las fallas en sistemas espaciales se han reportado desde los principios de la edad espacial, un número significativo de las cuales fueron atribuidos a los efectos de la radiación en sistemas electrónicos. Las teorías del daño de la radiación en materiales semiconductores se presentaron en los años de los 50's, pues era una necesidad urgente entender por que los dispositivos semiconductores usados en el espacio y el equipo militar presentaban un mal funcionamiento después de la exposición al ambiente del espacio o a las explosiones nucleares. Un caso particular de la radiación fue postulada por primera vez por Wallmark y Marcus en 1962 [2]. Ésta era la posibilidad de "sus esos aislados" o "single events effects" (SEE), donde una sola partícula cargada de energía causa una alteración en el estado lógico en un nodo sensible del dispositivo. Las primeras anomalías en los satélites reales fueron divulgadas por Binder et al. en 1975 [3].

Existen dos tipos de mecanismos físicos producidos por la radiación que pueden afectar a los materiales de los dispositivos electrónicos: ionizantes, el daño se debe principalmente a la liberación de carga, y no ionizantes o por desplazamiento, el daño se produce al ser arrancados átomos de la red cristalina. Ambos mecanismos no son excluyentes y pueden

suceder de forma simultánea. Por ejemplo, un protón puede chocar con los átomos de un material creando defectos cristalinos y, al mismo tiempo, crear un exceso de carga libre al arrancar electrones a lo largo de su trayectoria.

Master thesis

Radiation Cells (Electric) Hardening CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Estudio de la generación de señales ópticas a 40 GHz utilizando la dinámica de los láseres de semiconductor

CARLOS IVAN HAM RODRIGUEZ (2011)

Tesis de maestría en ciencias especialidad física

Tesis de maestría en ciencias especialidad física. En este trabajo de tesis se realiza el estudio de un láser de semiconductor (LS) utilizado como generador óptico de ondas de radiofrecuencias (RF). Se estudian los conceptos necesarios para entender el principio de operación de un LS tipo Fabry-Pérot (F-P) con modos longitudinales pasivamente acoplados (capítulo I y apéndices A, B y C). Se utiliza un modelo basado en ecuaciones de evolución para describir la generación de la señal RF en términos de los parámetros característicos del dispositivo [1, 2]. El desarrollo analítico de las ecuaciones para 3, 5 y 7 modos está en el capítulo II y los apéndices D y E. Se implementa el modelo mediante un programa de simulación computacional en el que se resuelve el par de ecuaciones acopladas del modelo para: el número de portadores en la banda de conducción (N) y la amplitud compleja del campo eléctrico del modo k (Ek). En la ecuación de Ek se incluye un término no lineal que depende de la parte oscilatoria de la densidad de portadores N y toma en cuenta el efecto no lineal conocido como modulación de la densidad de portadores [1]. Se presenta la evolución temporal de N y la densidad espectral de la potencia total obtenidas a través de la simulación (Capítulo III).

Master thesis

TA1675 .H34 Láser Óptica DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Desarrollo y caracterización de transistores de efecto de campo basados en nitruro de galio sintetizado por CVD

OMAR EMMANUEL PAREDES GALLARDO (2019)

Tesis de maestría en ciencias en electrónica

La aplicación del semiconductor nitruro de galio (GaN) como material activo en estructuras de dispositivos electronicos implica un estudio detallado de sus propiedades. El primer capítulo brinda al lector los conocimientos y antecedentes que involucran el desarrollo del GaN, así como una retroalimentación de su relevancia en el avance tecnologico. Las hipótesis y objetivos son expuestos en este capítulo. En el capítulo 2, se plantean los conceptos de transistores de efecto de campo (FET, por sus siglas en ingles) y se presenta un panorama general de los tipos, materiales utilizados y estructura de este tipo de dispositivos. Posteriormente, se exploran conceptos relacionados con el semiconductor GaN y de la técnica de síntesis de depósito por vapor químico (CVD, por sus siglas en inglés) empleada en esta tesis, así como también generalidades en cuanto a las técnicas de caracterización típicamente usadas para el GaN. En el capítulo 3 se presenta la metodología a seguir para la síntesis del semiconductor. Implementando un sistema CVD se realizan una serie de posibles combinaciones de flujos de gases reactante (NH3) y transportador (N2), así como diferentes condiciones de temperatura durante el proceso de síntesis de GaN siguiendo la metodología de un diseño de experimentos factorial. El proceso de fabricación de transistores FET es llevado a cabo con una estructura pseudo-MOS a base de GaN como canal activo. En el capítulo 4 se presentan los resultados de los transistores FET pseudo-MOS de GaN exhibiendo sus curvas de corriente contra voltaje (1-V), analizando su comportamiento en base a los voltajes aplicados y las corrientes de saturación resultantes. Previo al desarrollo del transistor, se analizan los resultados de las superficies de GaN crecidas sobre substratos de silicio. Las muestras son analizadas por media de difracción de rayos X (XRD, por sus siglas en inglés), catodoluminiscencia (CL, por sus siglas en inglés) y microscopia electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en ingles) para la identificación correcta del GaN. Finalmente, en el capítulo 5 se plantean las conclusiones del trabajo realizado en base a los resultados obtenidos. Las recomendaciones y trabajos a futuro se plantean en este capítulo.

Master thesis

TK7871.95 .P37 Transistores de efecto de campo DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Fabricación de nuevas películas delgadas de sulfuro de zinc, hidróxido de zinc y óxido de zinc y evaluación de sus propiedades estructurales y de fotoluminiscencia

FERNANDO ROCHA ALONZO (2003)

Tesis de maestría en ciencias. Las películas delgadas de compuestos inorgánicos semiconductores han tomado un papel muy importante para el desarrollo de la tecnología que la sociedad moderna demanda, principalmente en el campo de los dispositivos optoelectrónicos. Durante los últimos años se ha generado un especial interés en el desarrollo de nuevos métodos sistematizados, sencillos y económicos, para la síntesis de películas delgadas de calcogenuros metálicos. Durante la realización de este trabajo se logró desarrollar un nuevo método de depósito por baño químico para la síntesis de películas delgadas de sulfuro de zinc, hidróxido de zinc y óxido de zinc. La temperatura, el tiempo de reacción, el tipo de fuente de iones sulfuro y el tipo de fuente de iones zinc(II), así como el pH, fueron los factores controlados para el desarrollo de estas películas. La síntesis de las películas delgadas de sulfuro de zinc de mejor calidad se llevó a cabo controlando la velocidad de depósito mediante la liberación lenta de iones sulfuro a partir de tiourea en un medio alcalino (pH alrededor de 13) y por la liberación de los iones zinc(II) a partir del complejo [Zn(en)3]S04, cuya estabilidad definió la concentración de iones zinc(II) libres durante el transcurso de la reacción. Cuando se llevó a cabo la reacción anterior empleando el complejo [Zn(trien)](CI04)2 en lugar del complejo [Zn(en)3]S04, se obtuvieron películas con menor adherencia a los substratos y menos homogéneas. Cuando la reacción se desarrolló utilizando el complejo [Zn(en)3]S04 como fuente de iones zinc(II) y Na2S como fuente de iones sulfuro en lugar de tiourea, se obtuvieron películas menos homogéneas, con menor adherencia a los substratos y más delgadas.

Master thesis

TK7872.T55 .R62 Películas delgadas Fotoluminiscencia DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Modeling of microwave transmission lines considering frequency-dependent current distribution effects

DIEGO MAURICIO CORTES HERNANDEZ (2017)

This thesis is focused on the modeling and characterization of planar interconnects operating at microwave frequencies covering both, integrated circuit (IC) and printed circuit board (PCB) technologies. In particular, the state-of-the-art of the field is advanced by providing physically-based models incorporating the accurate representation of the series effects (i.e., resistance and inductance). In this regard, the current distribution effects, including the skin and proximity effects, are taken into consideration. The analysis starts with the premise that an accurate modeling of the metal losses in microwave transmission lines for IC and PCB technologies, including frequency-dependent current distribution effects is essential to predict the actual response of a whole transmission channel. From the resulting analysis, three frequency regions were identified, mathematical expressions that relate the cross-section and the electrical characteristics of the structure were developed, and the corresponding accuracy is verified through comparisons with simulations carefully performed on full-wave solvers. Furthermore, dominant effects within different frequency ranges were identified, which allows for the development of new methodologies for the electrical characterization of dielectric materials, and pad de-embedding. All the models and methodologies were applied to single-ended and differential microstrips and striplines, as well as to metal-insulator-metal (MIM) test fixtures used for the characterization of thin dielectric films. In this regard, special attention was paid to appropriately consider the correct propagating modes occurring in the analyzed structures, and also to the scalability of the models for R and L.

Doctoral thesis

Microwave transmission lines Description of the RLGC model Analysis on IC Analysis on PCB CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ELECTRÓNICA DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Estados electrónicos para un alambre cuántico semiconductor doble

MANUEL MUNGUIA RODRIGUEZ (2013)

Tesis de maestría en ciencias especialidad física. La caracterización y la manipulación de las propiedades físicas de los Sistemas nanométricos, los cuales presentan en una de sus direcciones espaciales, una magnitud del orden de los nanómetros (10-9 m), constituyen las estructuras básicas que ha dado lugar a los dispositivos que marcan en el siglo XXI la revolución tecnológica denominada Nanotecnología que continua un paso arrollador en la actualidad. Este tipo de evento mundial, fue antecedido por el desarrollo de las teorías físicas que forman los pilares de la ciencia moderna, tal como la mecánica cuántica, la ciencia de materiales y en general lo que se conoce como nanociencia.

Richard Feynman, quien en 1959 dictó una conferencia llamada “There’s plenty of room at the bottom”, y en ella predijo la existencia de una gran cantidad de nuevos descubrimientos en sistemas de dimensiones atómicas o moleculares, si éstos se pudieran fabricar con un control absoluto de su tamaño, simetría y dimensiones. Hace pocos años las ideas de Feynman se hicieron realidad y desde entonces se han podido estudiar materiales y construir dispositivos del orden de la milmillonésima parte de un metro, es decir de 1nm que constituye lo que es conocido como sistema con efecto de tamaño cuántico.

La nanociencia es aquella parte de la ciencia que se dedica al estudio de los fenómenos y la manipulación de la materia a escala nanométrica [1], mientras que la nanotecnología se trata del diseño, caracterización, producción y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas a través del control del tamaño y la forma en dimensiones nanométricas. Comúnmente se utiliza el término nanotecnología para referirse a ambas disciplinas [1,2].

Master thesis

QC176.8.N35 .M85 Nanoestructuras Física del estado sólido DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Proceso y sistema para medición del desgaste mediante procesamiento acústico

HECTOR PLASCENCIA MORA GUSTAVO CERDA VILLAFAÑA (2016)

Se proporciona a título de sistema innovativo, un proceso y un sistema con aplicación tanto científica como industrial para la captura, adquisición y procesamiento de señales acústicas emitidas por el desgaste en contactos de par tribológico. La innovación consiste en el sistema conformado por un traductor piezoeléctrico por medio de diversos dispositivos electrónicos, un dispositivo electrónico que actúa como controlador de todo el sistema para la evaluación de la señal ya tratada del transductor piezoeléctrico e interfaz grafica en la cual se muestran los resultados.

It is provided as an innovative system, a process and a system with both scientific and industrial application for the capture, acquisition and processing of acoustic signals emitted by wear in tribological pair contacts. The innovation consists of the system formed by a piezoelectric translator by means of various electronic devices, an electronic device that acts as a controller of the whole system for the evaluation of the already processed signal of the piezoelectric transducer and graphical interface in which the results are shown .

Patent

Ciencias Tecnológicas Tecnología electrónica Electroacústica Dispositivos semiconductores CIENCIAS TECNOLÓGICAS