Devido à crescente utilização de componentes eletrônicos nos veículos automotores, as exigências mecânicas nesses itens estão cada vez maiores. Nos primeiros veículos a eletrônica embarcada era inexistente, em meados do século passado, passou a ser pequena e utilizada somente para funções de funcionamento e pouco importantes para a segurança, e caso ocorresse alguma falha não havia risco de vida. Nos automóveis desenvolvidos nas últimas décadas, os componentes eletrônicos estão sendo utilizados em aplicações como controle de injeção de combustível, sistemas de tração e freios, direções elétricas e acionamento de air bags, que estão diretamente relacionadas à segurança. Os requisitos de qualidade desses itens elevaram-se consideravelmente exigindo operação em temperaturas extremas e grandes acelerações. O processo de união mais eficiente para satisfazer aos requisitos mecânicos ainda é o de soldagem, mas há dificuldade em realizar as uniões sem danificar o componente ou prejudicar as propriedades elétricas em peças finas, da ordem de décimos de milímetros na espessura, com diferentes camadas de revestimento. Este trabalho analisa o processo de soldagem em capacitores, utilizando uma fonte de soldagem por resistência do tipo inversora, estudando os parâmetros de operação necessários para realizar a união de uma chapa de aço com 0,6 mm de espessura recoberta com três camadas de diferentes materiais: cobre, níquel e superfície externa de ouro. Este componente deve ser soldado a uma peça de alumínio. A influência da corrente de soldagem, pressão dos eletrodos, tempo de aplicação da corrente e tempo de retenção sobre a qualidade da união, avaliada pela resistência à tração alcançada e capacidade de realizar a união sem dano aos componentes ou ocorrência de falhas na superfície, foi analisada utilizando projeto de experimentos (DOE). Os resultados experimentais comprovam a eficiência do processo para utilização neste tipo de componentes garantindo a qualidade da junta e do componente para o desempenho de sua função. / Due to the increasing use of electronics in vehicles, the mechanical demands on these items are increasing. In the first vehicles onboard electronics was nonexistent in the middle of the last century, came to be used only for small, operating functions and unimportant to safety, and when there was a failure there was life threatening. In cars developed in recent decades, the electronic components are being used in applications such as fuel injection control, drive systems and brakes, directions and drive electric air bags, which are directly related to safety. The quality requirements of these items rose considerably demanding operation at extreme temperatures and high accelerations. The joining process more efficient to meet the mechanical requirements is still welding, but there is difficulty in performing the joints without damaging the component or interfere with the electrical properties of thin pieces, exhibiting tenths of a millimeter in thickness of different coating layers. This study examines the welding process in capacitors, using a inverter resistance welding power source, studying the operation parameters required to perform the joining of a steel plate 0.6 mm thick coated with three layers of different materials: a copper layer, a nickel layer and an external gold layer. This component must be welded to an aluminum plate. The influence of welding current, electrode pressure, time of current application and retention time on the quality of the union, as assessed by tensile resistance and ability to perform achieved union without damage to components or occurrence of any failures, was analyzed using design of experiments (DOE). The experimental results demonstrate the efficiency of the welding process in such components assuring the quality to perform its function.

Um chip conversor A/D (analógico/digital) foi utilizado para o desenvolvimento da tecnologia CMOS de 5 μm com poço tipo-p e porta de silício policristalino no Laboratório de Microeletrônica (LμE) do Instituto de Física da UFRGS. Vários equipamentos foram adquiridos ou fabricados para o desenvolvimento desta tecnologia. Após a fabricação do chip, medidas elétricas foram realizadas nos blocos lógicos do circuito e em estruturas de teste. Utilizando as ferramentas de simulação do pacote de software ISE-TCAD, o processo e os dispositivos foram simulados. Através das medidas elétricas dos dispositivos fabricados e de medidas realizadas durante o processo, foram obtidos os parâmetros da tecnologia CMOS, quais foram ajustados pelo software ADS ( Advanced Design System) utilizando o modelo SPICE nível 3. A análise dos parâmetros permitiu a verificar os principais ajustes a serem feitos na lista tecnológica, que foram a alta concentração de dopantes no poço e a alta resistência de folha nas regiões fonte/dreno do transistor PMOS. Como principal resultado deste trabalho, enfatizamos a integração da infra-estrutura entre o CAD de simulação de tecnologia e dispositivos e o conjunto de equipamentos na sala limpa do LμE, permitindo o desenvolvimento de diversas tecnologias e dispositivos micro-estruturados. / An analog-to-digital converter chip was fabricated with a new developed poly-Si gate 5μm p-well CMOS technology in the Laboratory of Microelectronics of Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. New equipments were purchased or built for the development of this technology. Test structures like p-type and n-type Poly-Si/SiO2/Si MOS capacitors, PMOS and NMOS transistors, inverter and output buffer were included in the chip design. The set of 8 chromium lithography masks was ordered from DuPont, USA. After processing the chip, electrical measurements of the test structures, and circuit modules were performed. The ISE_TCAD simulation software was used for technology adjustment. These simulations were used to obtain data like effective channel length, junction depth, and also to determine the critical steps of the technological process. Measurements in test wafers during processing, DC electrical measurements of the fabricated PMOS and NMOS transistors and Agilent ADS (Advanced Design System) software were used during the design parameters extraction, applying the SPICE level 3 model. The analysis of the collected data permitted the technology list verification and pointed two main problems: very high boron concentration in the well and high sheet resistance of source/drain regions of PMOS transistors. The main result of this work was the integration between the ISE_TCAD simulation tool and the installed set of equipments in the clean room of the Laboratory of Microelectronics, giving the necessary infrastructure for new technologies and microdevices developments.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-29Bitstream added on 2014-06-13T20:09:45Z : No. of bitstreams: 1 pereirajunior_br_me_ilha.pdf: 2079589 bytes, checksum: 086f2d874ba748765509a09a3555c74f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Manter o perfil de tensão da rede de distribuição dentro dos limites operacionais adequados é um problema que deve ser modelado e resolvido obedecendo às restrições de natureza técnica e econômica. Após um período de construção da rede de distribuição ocorre degradação da qualidade do perfil de tensão como conseqüência das dificuldades de prever condições precisas durante a fase de planejamento do sistema. Desta maneira torna-se necessário o planejamento de curto prazo da rede de distribuição como a instalação de dispositivos que assegurem que o sistema opere dentro dos limites de magnitude de tensão estabelecidos pelas agências reguladoras. Dentre os dispositivos, destaca-se a alocação de bancos de capacitores, que instalados de forma adequada proporcionam a compensação de reativos, regulando as magnitudes das tensões ao longo da rede bem como o fator de potencia da subestação e fornecendo como benefício secundário a redução de perdas ativas no sistema. O problema de alocação de bancos de capacitores em sistemas de distribuição de energia elétrica consiste em determinar os tipos, capacidade, localização e esquemas de controle dos bancos alocados. Neste trabalho apresenta-se uma nova metodologia para alocar bancos de capacitores fixos e chaveados em alimentadores de distribuição. Esta metodologia contempla as necessidades de representar o comportamento estocástico dos diferentes tipos de cargas conectadas ao sistema de distribuição e a característica topológica das redes de distribuição que não apresentam mais estrutura radial, devido à presença de geradores distribuídos ligados diretamente à rede. O problema de alocação de bancos de capacitores fixos e chaveados é formulado como um modelo de programação não linear inteiro misto multiobjetivo e para solução deste modelo é proposto um algoritmo genético multiobjetivo e uma algoritmo busca tabu multiobjetivo / Maintaining the voltage profile of distribution networks within the operational limits is a problem that must be modeled and solved according to economical and technical restrictions. Afterwards a period of constructing the distribution network, there is degradation of the quality of the voltage profile as a consequence of the difficulties in predicting precise conditions during the planning phase. This way, it is necessary the short term distribution planning and the installation of devices that assure the system operating within the voltage magnitudes fixed by the regulating agencies. Among the devices, there are allocation of capacitor banks, that when adequately installed provide the reactive compensation, regulating the voltage magnitude along the network as well as the substation power factor and providing as a secondary result reducing the active losses of the system. The problem of allocating capacitor banks in electrical energy distribution systems consists in determining the types, capacity, localization and control techniques of the allocated Banks. This work presents a new methodology for allocating fixed and switched capacitor banks in distribution feeders. This methodology attends the needs of representing the stochastic behavior of the different types of the loads connected to the distribution system and the topological characteristics of the distribution networks that do not present radial structure, due to the distributed generators connected directly to the network. The problem of allocating fixed and switched capacitor banks is formulated as a mixed multi objective nonlinear integer programming model and for solution of this model is proposed a multi objective genetic algorithm and a multi objective tabu search algorithm

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-22Bitstream added on 2014-06-13T19:28:07Z : No. of bitstreams: 1 brandini_paf_me_ilha.pdf: 783492 bytes, checksum: 29c24827d8afbf98149706f7bc685a4e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O Problema de Alocação Ótima de Bancos de Capacitores em sistema de distribuição radial consiste em determinar os tipos, tamanhos, localizações e esquema de controle dos bancos alocados nos alimentadores primários dos sistemas de distribuição. Para a solução deste problema são consideradas restrições de tensão e tamanho de bancos de capacitores alocados nas barras do sistema de modo a se minimizar as perdas de potência e energia, ao longo de um período de planejamento considerado, e manter o perfil de tensão das barras do sistema dentro da faixa adequada, exigida pela legislação do setor elétrico nacional. Por se tratar de um problema de difícil solução, uma vez que ele é tratado como sendo um problema de programação não-linear inteiro misto, e por apresentar explosão combinatorial à medida que a dimensão do problema cresce, propõe-se, neste trabalho, a utilização da metaheurística Particle Swarm como método de solução para o problema analisado. Além disso, é realizada uma análise da influência dos parâmetros e da topologia de vizinhança do algoritmo Particle Swarm sobre o processo de convergência do problema estudado para soluções de boa qualidade. Um algoritmo híbrido, composto pelo algoritmo Particle Swarm e pelo operador de mutação, que é freqüentemente usado em algoritmos genéticos... / The Optimal Capacitor Placement Problem for radial distribution networks aims to determine capacitor types, locations and control scheme on primary distribution feeders. To the solution of this problem are considered voltage constraint and size constraint of placement capacitor on primary distribution network in a manner to minimize the power and energy losses along of period of planning considered and maintain the voltage profile of distribution network is inside of adequate range of according to the requirement of the national electrical sector legislation. The problem is of difficult solution, because the problem is formulated as a mixed integer nonlinear program, and presents combinatorial explosion when the dimension of the problem grow up. It proposes in this work to use the Particle Swarm meta-heuristic to solve the problem. Moreover, it is done an analysis of influence of the parameters and of the neighborhood topology of Particle Swarm algorithm over the convergence process to good solutions. A hybrid algorithm, composed for Particle Swarm algorithm and mutation process often used in genetic algorithm, is used to solve the problem above. Another important thing relative to this work is about the maintenance of profile voltage inside adequate range voltage although it is considered a high peak load level, being... (Complete abstract click electronic access below)

Neste trabalho, é apresentado um estudo sobre sistemas de transmissão de energia com o uso de bobinas fracamente acopladas magneticamente. A análise é feita levando-se em conta os efeitos parasitas dos componentes em um circuito equivalente considerando-se somente uma única frequência e o circuito já no regime estacionário. Esse circuito é alimentado por uma fonte de tensão senoidal e conectado a uma carga puramente resistiva por simplificação. São analisadas a potência de saída e a eficiência do circuito. Portanto um exercício de otimização dessas duas variáveis é desenvolvido ao longo desse trabalho com diferentes possíveis configurações. Um novo método de compensação do circuito utilizando quatro capacitores é apresentado. Além disso, é explorada a possibilidade de se melhorar ainda mais o resultado da compensação através do ajuste da frequência de ressonância. Inicialmente, o circuito básico sem compensação é analisado. A seguir, são desenvolvidas equações para as máximas eficiência e potência na saída para os circuitos contendo somente um capacitor de compensação. Também são demonstradas as configurações normalmente utilizadas para compensação com dois capacitores. Então a compensação de um circuito com quatro capacitores sem perdas é analisada. Finalmente, após serem adicionadas todas as perdas resistivas dos componentes do circuito, um método de busca é empregado para encontrar os valores ótimos (ou subótimos) dos capacitores que fazem o circuito alcançar a máxima eficiência ou potência na saída. Um algoritmo baseado no método Monte Carlo é apresentado de modo a obter boas soluções para o problema de otimização proposto e assim evitar a análise direta do intrincado sistema de equações resultantes da compensação com mais do que dois capacitores. Para verificar experimentalmente os resultados teóricos e das simulações foi construído um protótipo que possibilita uma variação linear e de maneira controlada do coeficiente de acoplamento entre as bobinas. Os resultados são comparados e, ainda, melhorados através do método da sintonia da frequência. / In this work, we present a study of power transmission systems using magnetically loosely coupled coils. The analysis is done taking into account the effects of parasitic components in an equivalent circuit considering only a single frequency and the circuit already in the steady state. This circuit is powered by a sinusoidal voltage source and connected to a purely resistive load for simplification. Improvements in the output power and efficiency of the circuit are the main topic. So an exercise in optimization of these two variables is developed throughout this work with different possible configurations. A new compensation method using four capacitors of the circuit is presented. Moreover, the possibility is exploited to further improve the result of compensation by adjusting the resonance frequency. Initially, the basic circuit without compensation is analyzed. The following equations are designed for maximum efficiency and output power for the circuits containing only one compensation capacitor. Also, the settings normally used to offset two capacitors are presented. So the compensation of a circuit with four capacitors lossless is analyzed. Finally, are added all the resistive losses of the circuit components, an search method is employed to find the optimal values (or suboptimal) capacitors that make the circuit to achieve maximum efficiency or power output. An algorithm based on Monte Carlo method is presented to solve the proposed optimization problem and thus avoid direct analysis of the intricate system of equations resulting from the clearing of more than two capacitors. To experimentally verify the theoretical results of simulations a prototype was constructed which allows for linear variation and a controlled coefficient of coupling between the coils. The results are compared and, moreover, improved by the method of tuning the frequency.

Devido à crescente utilização de componentes eletrônicos nos veículos automotores, as exigências mecânicas nesses itens estão cada vez maiores. Nos primeiros veículos a eletrônica embarcada era inexistente, em meados do século passado, passou a ser pequena e utilizada somente para funções de funcionamento e pouco importantes para a segurança, e caso ocorresse alguma falha não havia risco de vida. Nos automóveis desenvolvidos nas últimas décadas, os componentes eletrônicos estão sendo utilizados em aplicações como controle de injeção de combustível, sistemas de tração e freios, direções elétricas e acionamento de air bags, que estão diretamente relacionadas à segurança. Os requisitos de qualidade desses itens elevaram-se consideravelmente exigindo operação em temperaturas extremas e grandes acelerações. O processo de união mais eficiente para satisfazer aos requisitos mecânicos ainda é o de soldagem, mas há dificuldade em realizar as uniões sem danificar o componente ou prejudicar as propriedades elétricas em peças finas, da ordem de décimos de milímetros na espessura, com diferentes camadas de revestimento. Este trabalho analisa o processo de soldagem em capacitores, utilizando uma fonte de soldagem por resistência do tipo inversora, estudando os parâmetros de operação necessários para realizar a união de uma chapa de aço com 0,6 mm de espessura recoberta com três camadas de diferentes materiais: cobre, níquel e superfície externa de ouro. Este componente deve ser soldado a uma peça de alumínio. A influência da corrente de soldagem, pressão dos eletrodos, tempo de aplicação da corrente e tempo de retenção sobre a qualidade da união, avaliada pela resistência à tração alcançada e capacidade de realizar a união sem dano aos componentes ou ocorrência de falhas na superfície, foi analisada utilizando projeto de experimentos (DOE). Os resultados experimentais comprovam a eficiência do processo para utilização neste tipo de componentes garantindo a qualidade da junta e do componente para o desempenho de sua função. / Due to the increasing use of electronics in vehicles, the mechanical demands on these items are increasing. In the first vehicles onboard electronics was nonexistent in the middle of the last century, came to be used only for small, operating functions and unimportant to safety, and when there was a failure there was life threatening. In cars developed in recent decades, the electronic components are being used in applications such as fuel injection control, drive systems and brakes, directions and drive electric air bags, which are directly related to safety. The quality requirements of these items rose considerably demanding operation at extreme temperatures and high accelerations. The joining process more efficient to meet the mechanical requirements is still welding, but there is difficulty in performing the joints without damaging the component or interfere with the electrical properties of thin pieces, exhibiting tenths of a millimeter in thickness of different coating layers. This study examines the welding process in capacitors, using a inverter resistance welding power source, studying the operation parameters required to perform the joining of a steel plate 0.6 mm thick coated with three layers of different materials: a copper layer, a nickel layer and an external gold layer. This component must be welded to an aluminum plate. The influence of welding current, electrode pressure, time of current application and retention time on the quality of the union, as assessed by tensile resistance and ability to perform achieved union without damage to components or occurrence of any failures, was analyzed using design of experiments (DOE). The experimental results demonstrate the efficiency of the welding process in such components assuring the quality to perform its function.

Visando determinar os valores ótimos para o processo de serramento de anéis bobinados de filme metalizado ultrafino de alumínio com dielétrico de poliéster a partir das condições atuais do processo de fabricação de capacitores pela empresa Epcos do Brasil, realizou-se a avaliação de diferentes tipos de serras circulares variando-se a velocidade de rotação (n) e o tempo de corte (tc). Desenvolvido projeto de experimento desses três fatores a fim de obter o resultado das interações entre eles quanto à resistência de isolamento (Riso) das peças cortadas. A serra de 160 dentes de metal-duro com revestimento de filme de carbono tipo diamante (DLC) apresentou os melhores resultados quanto à “Riso” acima de 0,378 G e quanto ao número de peças com valor abaixo deste. Constatou-se que “n” não influencia significativamente para a distribuição de “Riso”; porém, gera menos peças abaixo do especificado. Já “tc” não influencia significativamente o processo. Quanto ao tipo de dente, o perfil reto obteve melhor resultado para lâminas de serra com 80 dentes e perfil curvo para lâminas com 160 dentes. Já a espessura da lâmina não influenciou de forma expressiva o processo. A lâmina de aço-rápido apresentou adesão de alumínio na lateral do corpo da serra e, consequentemente, adesão de material na superfície de corte. As lâminas de metal-duro sem revestimento apresentaram falhas no filme metalizado por causa do atrito gerado entre a superfície de corte e a lateral da lâmina; esse inconveniente é eliminado quando ela é revestida com filme DLC apresentando melhorias quanto à “Riso” das peças para “n” menores. Também houve adesão de alumínio na parte inferior do dente devido a uma delaminação da camada de filme DLC. / In order to determine the optimal values for the sawing process of wound rings of metalized ultra-thin film with dielectric of polyester from current conditions of capacitor manufacturing process by Epcos company in Brazil, it was performed the evaluation of different types of circular saws varying the rotational speed (n) and the cutting time (tc). Developed experiment design methodology for these three factors in order to get the result of the interactions between them regarding to the insulation resistance (Riso) of cut parts. Through the analysis of the main effects, the cemented carbide saw with 160 teeth and diamond-like carbon (DLC) film coating showed the best results in terms of "Riso" above 0,378 G and regarding to the number of parts with value below the specified. It was found that "n" does not influence significantly the distribution of "Riso"; however, generates fewer parts below the specified. Now "tc" does not significantly influence the process. Regarding the tooth type, straight profile obtained better results for saw blades with 80 teeth and curved profile for blades with 160 teeth. However the thickness of the blade did not influence significantly the process. The high speed steel blade presented adhesion of aluminum on the side of the saw body and, consequently, adhesion of material on the cutting surface. The cemented carbide blades uncoated presented failures on metalized film because of the friction generated between the cutting surface and the side of the blade; this drawback is eliminated when it is coated with DLC film presenting improvements to the parts "Riso" for lower "n". There was also aluminum adhesion on the bottom of the tooth due to a delamination of the DLC film layer.

Visando determinar os valores ótimos para o processo de serramento de anéis bobinados de filme metalizado ultrafino de alumínio com dielétrico de poliéster a partir das condições atuais do processo de fabricação de capacitores pela empresa Epcos do Brasil, realizou-se a avaliação de diferentes tipos de serras circulares variando-se a velocidade de rotação (n) e o tempo de corte (tc). Desenvolvido projeto de experimento desses três fatores a fim de obter o resultado das interações entre eles quanto à resistência de isolamento (Riso) das peças cortadas. A serra de 160 dentes de metal-duro com revestimento de filme de carbono tipo diamante (DLC) apresentou os melhores resultados quanto à “Riso” acima de 0,378 G e quanto ao número de peças com valor abaixo deste. Constatou-se que “n” não influencia significativamente para a distribuição de “Riso”; porém, gera menos peças abaixo do especificado. Já “tc” não influencia significativamente o processo. Quanto ao tipo de dente, o perfil reto obteve melhor resultado para lâminas de serra com 80 dentes e perfil curvo para lâminas com 160 dentes. Já a espessura da lâmina não influenciou de forma expressiva o processo. A lâmina de aço-rápido apresentou adesão de alumínio na lateral do corpo da serra e, consequentemente, adesão de material na superfície de corte. As lâminas de metal-duro sem revestimento apresentaram falhas no filme metalizado por causa do atrito gerado entre a superfície de corte e a lateral da lâmina; esse inconveniente é eliminado quando ela é revestida com filme DLC apresentando melhorias quanto à “Riso” das peças para “n” menores. Também houve adesão de alumínio na parte inferior do dente devido a uma delaminação da camada de filme DLC. / In order to determine the optimal values for the sawing process of wound rings of metalized ultra-thin film with dielectric of polyester from current conditions of capacitor manufacturing process by Epcos company in Brazil, it was performed the evaluation of different types of circular saws varying the rotational speed (n) and the cutting time (tc). Developed experiment design methodology for these three factors in order to get the result of the interactions between them regarding to the insulation resistance (Riso) of cut parts. Through the analysis of the main effects, the cemented carbide saw with 160 teeth and diamond-like carbon (DLC) film coating showed the best results in terms of "Riso" above 0,378 G and regarding to the number of parts with value below the specified. It was found that "n" does not influence significantly the distribution of "Riso"; however, generates fewer parts below the specified. Now "tc" does not significantly influence the process. Regarding the tooth type, straight profile obtained better results for saw blades with 80 teeth and curved profile for blades with 160 teeth. However the thickness of the blade did not influence significantly the process. The high speed steel blade presented adhesion of aluminum on the side of the saw body and, consequently, adhesion of material on the cutting surface. The cemented carbide blades uncoated presented failures on metalized film because of the friction generated between the cutting surface and the side of the blade; this drawback is eliminated when it is coated with DLC film presenting improvements to the parts "Riso" for lower "n". There was also aluminum adhesion on the bottom of the tooth due to a delamination of the DLC film layer.

Um chip conversor A/D (analógico/digital) foi utilizado para o desenvolvimento da tecnologia CMOS de 5 μm com poço tipo-p e porta de silício policristalino no Laboratório de Microeletrônica (LμE) do Instituto de Física da UFRGS. Vários equipamentos foram adquiridos ou fabricados para o desenvolvimento desta tecnologia. Após a fabricação do chip, medidas elétricas foram realizadas nos blocos lógicos do circuito e em estruturas de teste. Utilizando as ferramentas de simulação do pacote de software ISE-TCAD, o processo e os dispositivos foram simulados. Através das medidas elétricas dos dispositivos fabricados e de medidas realizadas durante o processo, foram obtidos os parâmetros da tecnologia CMOS, quais foram ajustados pelo software ADS ( Advanced Design System) utilizando o modelo SPICE nível 3. A análise dos parâmetros permitiu a verificar os principais ajustes a serem feitos na lista tecnológica, que foram a alta concentração de dopantes no poço e a alta resistência de folha nas regiões fonte/dreno do transistor PMOS. Como principal resultado deste trabalho, enfatizamos a integração da infra-estrutura entre o CAD de simulação de tecnologia e dispositivos e o conjunto de equipamentos na sala limpa do LμE, permitindo o desenvolvimento de diversas tecnologias e dispositivos micro-estruturados. / An analog-to-digital converter chip was fabricated with a new developed poly-Si gate 5μm p-well CMOS technology in the Laboratory of Microelectronics of Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. New equipments were purchased or built for the development of this technology. Test structures like p-type and n-type Poly-Si/SiO2/Si MOS capacitors, PMOS and NMOS transistors, inverter and output buffer were included in the chip design. The set of 8 chromium lithography masks was ordered from DuPont, USA. After processing the chip, electrical measurements of the test structures, and circuit modules were performed. The ISE_TCAD simulation software was used for technology adjustment. These simulations were used to obtain data like effective channel length, junction depth, and also to determine the critical steps of the technological process. Measurements in test wafers during processing, DC electrical measurements of the fabricated PMOS and NMOS transistors and Agilent ADS (Advanced Design System) software were used during the design parameters extraction, applying the SPICE level 3 model. The analysis of the collected data permitted the technology list verification and pointed two main problems: very high boron concentration in the well and high sheet resistance of source/drain regions of PMOS transistors. The main result of this work was the integration between the ISE_TCAD simulation tool and the installed set of equipments in the clean room of the Laboratory of Microelectronics, giving the necessary infrastructure for new technologies and microdevices developments.

Neste trabalho, é apresentado um estudo sobre sistemas de transmissão de energia com o uso de bobinas fracamente acopladas magneticamente. A análise é feita levando-se em conta os efeitos parasitas dos componentes em um circuito equivalente considerando-se somente uma única frequência e o circuito já no regime estacionário. Esse circuito é alimentado por uma fonte de tensão senoidal e conectado a uma carga puramente resistiva por simplificação. São analisadas a potência de saída e a eficiência do circuito. Portanto um exercício de otimização dessas duas variáveis é desenvolvido ao longo desse trabalho com diferentes possíveis configurações. Um novo método de compensação do circuito utilizando quatro capacitores é apresentado. Além disso, é explorada a possibilidade de se melhorar ainda mais o resultado da compensação através do ajuste da frequência de ressonância. Inicialmente, o circuito básico sem compensação é analisado. A seguir, são desenvolvidas equações para as máximas eficiência e potência na saída para os circuitos contendo somente um capacitor de compensação. Também são demonstradas as configurações normalmente utilizadas para compensação com dois capacitores. Então a compensação de um circuito com quatro capacitores sem perdas é analisada. Finalmente, após serem adicionadas todas as perdas resistivas dos componentes do circuito, um método de busca é empregado para encontrar os valores ótimos (ou subótimos) dos capacitores que fazem o circuito alcançar a máxima eficiência ou potência na saída. Um algoritmo baseado no método Monte Carlo é apresentado de modo a obter boas soluções para o problema de otimização proposto e assim evitar a análise direta do intrincado sistema de equações resultantes da compensação com mais do que dois capacitores. Para verificar experimentalmente os resultados teóricos e das simulações foi construído um protótipo que possibilita uma variação linear e de maneira controlada do coeficiente de acoplamento entre as bobinas. Os resultados são comparados e, ainda, melhorados através do método da sintonia da frequência. / In this work, we present a study of power transmission systems using magnetically loosely coupled coils. The analysis is done taking into account the effects of parasitic components in an equivalent circuit considering only a single frequency and the circuit already in the steady state. This circuit is powered by a sinusoidal voltage source and connected to a purely resistive load for simplification. Improvements in the output power and efficiency of the circuit are the main topic. So an exercise in optimization of these two variables is developed throughout this work with different possible configurations. A new compensation method using four capacitors of the circuit is presented. Moreover, the possibility is exploited to further improve the result of compensation by adjusting the resonance frequency. Initially, the basic circuit without compensation is analyzed. The following equations are designed for maximum efficiency and output power for the circuits containing only one compensation capacitor. Also, the settings normally used to offset two capacitors are presented. So the compensation of a circuit with four capacitors lossless is analyzed. Finally, are added all the resistive losses of the circuit components, an search method is employed to find the optimal values (or suboptimal) capacitors that make the circuit to achieve maximum efficiency or power output. An algorithm based on Monte Carlo method is presented to solve the proposed optimization problem and thus avoid direct analysis of the intricate system of equations resulting from the clearing of more than two capacitors. To experimentally verify the theoretical results of simulations a prototype was constructed which allows for linear variation and a controlled coefficient of coupling between the coils. The results are compared and, moreover, improved by the method of tuning the frequency.