Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor José Manuel Martins Ferreira

The contious reduction in size and work voltage of the new generation integrated circuits (ICs) requires the reducction of the thickness of the different layers that make up (especially the gate oxides and levels of isolation between conductors), in order to increase its density and speed of integration, reducing its energy consumption. However, these improvements involve an increase in their sensitivity to external perturbations such as fluctuations in the electricity network, capacitive coupling or electrostatic discharge (ESD). Although there is a wide range of electronic devices designed to protect ICs from such disturbances avoiding destruction (Zener diodes, thyristors, etc.), The continuous reduction of voltage operation and increasing the frequency of work has required a major research effort to adapt the protective devices to the new conditions of operation. The main features that should satisfy any device designed to protect an electronic system are: fast response, low parasitic capacity, driving in low resistance, high absorption capacity of current, low leakage current in reverse, minimum size, low cost, should not interfere in the normal mode of operation of the system that protects and must maintain unchanged its electrical characteristics over time. In high voltage applications, Zener diodes and thyristors are the most used, both in format as a discreet way to the monolithic IC, for protection against ESD phenomena. However, new generations of ICs for mobile applications (portable computers, telecommunications, remote control systems, etc.) Require devices capable of working at low voltage and low energy consumption (in order to maximize the life of batteries ). Under these conditions, the protection of traditional elements are not optimal, so that further protection devices with low voltage and low shooting leakage current in his block state. In this situation, the use of new protective structures based on a process of rupture by emptying (punch-through) improves the characteristics of those based on a break by avalanche (base of the traditional components). Thus, this study aims to analyze, optimize, design and produce new elements of protection by breaking with punch-through, known as Transient Voltage Suppressors (TVS), which improve the performance of Zener diodes in applications from low tension (less than 3 V). Thus, Chapter 1 describes the main electric perturbation and sources that originated, along with a description of its effect on the CIs. It also provides a description of the different existing devices suppressors, with special emphasis on TVS, the main topic for this work. In Chapter 2 presents a study of the vertical TVS based in the punch-through effect, which analyzes the electrical characteristics of its two configurations (TVS 3 layers, TVS 4 layers). It also presents the theoretical model of rupture developed for this type of structures as well as the verification of it through numerical simulations and experimental data. Chapter 3 deals with the design, fabrication and characterization of vertical TVS. We show the technological processes done and the improvements are detailed, demonstrating the superiority of TVS 4 layers respect to the TVS 3 layers and Zener diodes. Chapter 4 presents the first study published on lateral punch-through TVS devices intended to be integrated with the circuitry to protect. The study was conducted for different configurations proposed in technology Bulk Silicon, compared among themselves and choose the configuration that shows better characteristics. This chapter also presents a novel way of using the field plate to reduce the breakdown voltage into the lateral TVS. Finally, and as a line of the future, assessing the feasibility of integrating lateral TVS devices in SOI (Silicon-On-Insulator) substrates. Finally, Chapter 5 shows the manufacturing of lateral TVS. Details the technological process, the design of masks, clean room manufacturing in the characterization and finally, whether technological, using techniques of Reverse Engineering, as electric.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T19:25:22Z : No. of bitstreams: 1 pontes_dsl_dr_bauru.pdf: 4536733 bytes, checksum: 0e0e50403b6e1c3dfec710c1dc43dff6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Perovisquita é a estrutura mais comum vista nos materiais ferroelétricos, a qual tem sido amplamente utilizado na indústria de dispositivos nas últimas décadas. Dentre essa classe de materiais o PbTiO3 é um dos materiais extensamente estudado devido a sua ampla faixa de aplicações como, por exemplo, capacitores, sensores piroelétrico e piezelétricos, memórias ferroelétricas. A substituição do Pb2+ pelos íons Ba2+/Ca2+, Ba2+/Sr2+ e Ca2+/Sr2+ no siste ma PbtiO3, a qual conduziu a formação de sistemas PBCT, PBST e PCST, produziu varias mudanças nas propriedades elétricas e estruturais desses materiais. No entanto, poucos trabalhos têm sido dedicados a esses sistemas baseado numa incorporação complexa de dois diferentes íons no sítio A, com relação a um profundo estudo teórico e experimental. A caracterização experimental por difração de raios X, espectroscopia micro-Raman e FT-IR mostram uma diminuição no grau de tetragonalidade para esses materiais. Essa alteração estrutural em função dos substituintes foi também responsável pela diminuição do grau de polarização. Nesta tese, foi aplicado também o método computacional dos primeiros princípios para estudar esta importante classe de materiais. A estrutura eletrônica, energia do banc gap, a densidade e estados (DOS) nos cristais ferroelétricos PBCT, PBST e PCST foram estudadas usando a teoria do funcional de densidade combinada com B3LYP. Os resultados teóricos foram correlacionados com os resultados experimentais para investigar e interpretar melhor a influência dos pares de íons Ba/Ca, Ba/Sr e Ca/Sr na ferroeletricidade do sistema PT. Pela análise teórica o grau de polarização bem como de tetragonalidade diminuiu no sistema PCST comparado ao PBCT e PBST, devido à presença agora de um forte caráter de ligações iônicas dentro... / Perovskites are the most commonly seen ferroelectrics, which have been widely used in the industry of devices in the last few decades. In addition, Lead titanate (PbTiO3) is an extensively studied material wich a wide range of application, for intance as capacitors, piezoeletric and pyroelectric sensors and ferroelectric memories. The substitution of Pb2+ ions Ba2+/Ca2+, Ba2+/Sr2+ e Ca2+/Sr2+ ions in the PbTiO3 system, which leads to the formation of the PBCT, PBST e PCST systems, induces several change in the electric and structural properties of these materials. However, PBCT, PBST and PCST systems based on the complex incorporation of two different ions at site A have not been thoroughly investigated and the literature contains few reports concerning their experimental and theoretical study of these materials. The characterization with X-ray diffraction, Raman spectroscopy and spectroscopy techniques on the infrared region of these samples showed a decrease of the tetragonality degree. These structural modifications were also responsible by the decrease in the polarization degree of these samples. In this thesis, we also have applied first-principles computational methods to the study this important class of materials. The electronic structure, energy band structure, and density of states (DOS) in ferroelectric crystal PBCT and PCST are studied by using density functional theory (DFT) combined with the B3LYP. The theoretical results were correlated with experimentals results to investigate and interpret better the influence of pairs of ions Ba/Ca, Ba/Sr and Ca/Sr on the ferroelectricity of the system PT. By theoretical analysis the degree of polarization as well as ferroelectricity in the PCST decreased compared with the systems PBCT and PBST, due to the presence of strong ionic character in this crystal... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: José Alfredo Covolan Ulson / Coorientador: Renato Crivellari Creppe / Banca: Rudolf Ribeiro Riehl / Banca: Caio Cesar Oba Ramos / Resumo: O Motor de Indução Trifásico (MIT) é o mais utilizado em aplicações industriais e acionamentos eletromecânicos diversos, por ser um motor de construção robusta, ter baixo custo de fabricação e bom rendimento elétrico. Nesse cenário, destaca-se a importância de um correto diagnóstico de falhas de uma forma incipiente, evitando perdas nos processos produtivos e danos severos nessas máquinas. A estratégia da manutenção corretiva impõe, nos processos produtivos, paradas inesperadas da linha de produção podendo causar grandes prejuízos financeiros. Nesse contexto, a manutenção preditiva, auxiliada por sistemas de monitoramento constante, vem de encontro as necessidades dos processos industriais pois, além de prever paradas inesperadas, permite um planejamento da produção mais seguro, no que tange a continuidade do processo e administração da equipe de manutenção especializada. Entretanto, requer monitoramento constante com uma análise dos dados e conhecimento prévio do sistema para a avaliação dos parâmetros e das variáveis envolvidas. Esse trabalho de pesquisa propôs o desenvolvimento de uma abordagem para diagnosticar defeitos em MIT, por meio de diafragmas piezelétricos de baixo custo e sistemas inteligentes do tipo Redes Neurais Artificiais (RNA). Mais especificamente, defeitos elétricos do tipo curto-circuito entre espiras de uma mesma bobina nos estatores dessas máquinas. Para tal, foi implementada uma bancada experimental em ambiente de laboratório, onde foram realizados en... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The three-phase induction motor (MIT) is the most widely used in industrial applications and various electromechanical drives, as it is a robust construction engine, low manufacturing cost and good electrical performance. In this scenario, the importance of a correct fault diagnosis in an incipient way is highlighted, avoiding losses in the productive processes and severe damages in these machines. The strategy of corrective maintenance imposes, in the productive processes, unexpected stops of the production line and can cause great financial losses. In this context, the predictive maintenance, aided by constant monitoring systems, meets the needs of industrial processes because, in addition to anticipating unexpected stops, it allows a safer production planning regarding the continuity of the process and administration of the maintenance team specialized. However, it requires constant monitoring with an analysis of the data and prior knowledge of the system for the evaluation of the parameters and variables involved. This research project proposed the development of an approach to diagnose defects in MIT, through low cost piezoelectric diaphragms and intelligent artificial neural networks (ANNs). More specifically, short-circuit electrical defects between turns of the same coil in the stators of these machines. For this, an experimental bench was implemented in a laboratory environment, where tests were performed with fault simulations related to short circuits between turns... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Aprovechar los beneficios de la Realidad Aumentada para desarrollar un videojuego que sirva como evidencia del pensamiento innovador de los estudiantes de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. El proyecto se desarrolló durante los ciclos académicos 2016-02 y 2017-01. Durante estos ciclos se lograron integrar al videojuego las 12 pruebas de concepto planificadas sobre las tecnologías a usar. Además, se desarrollaron modelos de los personajes y sus animaciones respectivas, todos éstos fueron exportados e integrados a la plataforma de desarrollo de videojuegos Unity y agregados a la interacción con los usuarios a través de la Realidad Aumentada. En total se integraron las siguientes tecnologías: Vuforia, Unity, Android, SQLite y Bluetooth para el desarrollo del proyecto. Por otro lado, se crearon documentos de arquitectura física y lógica, además de diagramas de componentes y de despliegue para facilitar la visualización de los elementos del proyecto. Finalmente, el proyecto fue validado en un focus group con 40 personas, en el cual se alcanzó una aprobación superior al 90%. / Our project seeks to take advantage of the benefits of augmented reality to develop a video game that serves as evidence of the innovative thinking of the students of the Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. The project was developed during the academic cycles 2016-02 and 2017-01. Throughout these two cycles we integrated 12 proofs of concept that were planned for the technologies to use. In addition, we developed models of the characters with their respective animations, all of them were exported and integrated into the video game development platform and added to the interaction with users through augmented reality. In total, the following technologies were integrated in the development of the project: Vuforia, Unity, Android, SQLite and Bluetooth. On the other hand, physical and logical architecture documents were created, as well as component and deployment diagrams to facilitate visualization of elements in the project. Finally, the project was validated in a focus group of 40 people, in which a 90% approval rate was achieved. / Tesis

Submitted by Pós-Com Pós-Com (pos-com@ufba.br) on 2012-05-24T15:05:11Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo Cunha.pdf: 6773475 bytes, checksum: 98dab371273a18bbb05f6ff2ce536b93 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-24T15:05:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Cunha.pdf: 6773475 bytes, checksum: 98dab371273a18bbb05f6ff2ce536b93 (MD5) / Este trabalho pretende compreender como os produtos jornalísticos para dispositivos móveis estão dando forma ao jornalismo de revistas on-line a partir do design de interface. Parte-se da hipótese de que os modelos adotados pelo jornalismo em tablets ainda estão atrelados ao formato do impresso, colocando em questão (ou a contramão) as tendências dos produtos da web 2.0, no que se refere à participação, interatividade e hipertextualidade dos produtos jornalísticos. A partir de um estudo de caso e da análise de conteúdo e da interface de revistas, mapeamos dezoito tendências, que envolvem tipografia, topologia, multimídia, entre outros, e demostramos como as interfaces sensíveis a toque e interativas permitem novas dimensões sobre a apresentação da notícia. / Salvador

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:26:52Z : No. of bitstreams: 1 140136.pdf: 2950196 bytes, checksum: fe409f0bde1df82a376abfe1196167ba (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T11:28:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:21:40Z : No. of bitstreams: 1 152853.pdf: 8593636 bytes, checksum: 709458ef231c558a4842c372b3854d20 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de um método de análise de dispositivos eletromagnéticos trifásicos alimentados por circuitos elétricos externos. O dispositivo eletromagnético é modelado pelo Método de Elementos Finitos em duas dimensões e o equacionamento do circuito é feito em variáveis de espaço de estados. Um acoplamento forte entre os dois sistemas de equações é conseguido utilizando-se as grandezas comuns a ambos, isto é: as correntes e as tensões nos enrolamentos do dispositivo eletromagnético. A montagem dos sistemas de equações é totalmente automática e sua resolução simultânea. Este método está implementado no programa denominado EFCIR, um Programa de Simulação Numérica de Conversores Estáticos Associados a Estruturas Eletromagnéticas Modeladas pelo Método de Elementos Finitos. A fim de validar o método proposto, foram realizadas simulações e comparações são feitas com o programa PSPICE.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:27:30Z : No. of bitstreams: 1 266675.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A proposta principal deste trabalho é apresentar um modelo para o varistor de óxido metálico de Zinco (ZnO) utilizado em pára-raios de alta tensão. Desenvolveu-se um modelo original por meio de um modelo matemático baseado na função de Langevin modificada. Quando comparada com curvas experimentais, a representação dos varistores por meio do modelo fornece resultados próximos à realidade. O modelo possui três parâmetros para serem encontrados. Desenvolveu-se uma metodologia de determinação dos valores dos parâmetros, a qual é realizada em um programa computacional. Os resultados obtidos por meio deste sistema comprovaram a capacidade de ajuste do modelo às curvas características relativas aos diferentes varistores e suas condições operacionais.Os três parâmetros do modelo proposto podem ser correlacionados com os fenômenos que regem os mecanismos de corrente de fuga, bem como permitem avaliar o processo de degradação do varistor ao longo da vida útil do pára-raios. Com base no modelo proposto e nos estudos desenvolvidos, uma nova metodologia é proposta para a avaliação dos varistores de ZnO. The main objective of this paper is to present a model for the zinc oxide (ZnO) varistor used in high voltage surge arresters. An original model was developed through a mathematical model based on the modified Langevin function. When compared to experimental curves, the modeled representation of the varistors provides results near reality. This model consists of three parameters to be determined. A methodology for determining the values for these parameters was developed, which is carried through in a computational program. The results obtained through this system corroborated the adjustment capacity of the model to the typical curves related to the different varistors and their operational conditions. The three parameters of the proposed model can be correlated with phenomena that conduct leakage current mechanisms. They also allow the evaluation of the process of varistor degradation during the whole working life of the arresters. Based on the proposed model and on carried out studies, a new methodology is proposed for the evaluation of the ZnO varistors.