Author: Joseph Kesserwani
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Languages : fr
Pages : 110
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Book Description
La conception assistée par ordinateur (CAO) est largement utilisée dans l'industrie des semi-conducteurs pour la conception et l'analyse des différents composants dont l'étude consiste à résoudre l'équation de dérive-diffusion et l'équation de Poisson. La caractéristique non linéaire de ces équations demande des solutions numériques interactives. Le schéma de Scharfetter-Gummel est utilisé classiquement pour discrétiser l'équation de dérive-diffusion non dégénérée (ou équation de Schockley) pour simuler les phénomènes de transport des particules «électrons et trous» dans un semi-conducteur. Initialement cette méthode a été appliquée à un domaine unidimensionnel. Par la suite, cette méthode a été étendue au problème bidimensionnel sur la base d'un maillage rectangulaire. L'objectif donc de cette thèse serait d'implanter un modèle de diode par VHDL-AMS basé sur la discrétisation selon la méthode Scharfetter-Gummel. Le langage VHDL-AMS (Hardware Description Language - Analog Mixed Signal) est un langage de description comportemental pour les circuits analogiques et mixtes. Inspiré de son équivalent pour les circuits logiques, le VHDL, VHDL-AMS serait donc une extension. Etant donné que le langage VHDL-AMS est de haut niveau, ceci nous permettra de modéliser le comportement de systèmes physiques, électriques, mécaniques ou autres. Parallèlement VHDL-AMS permet de créer des modules, appelés « entités ». Ceux-ci sont définis par leurs ports externes (qui sont une interface avec les autres architectures ou entités) et par des équations mathématiques. La possibilité d'utiliser directement des relations mathématiques lors de la description du modèle nous donne une grande souplesse d'utilisation. Comme tous les langages de description comportementale analogique, VHDL-AMS est initialement dédié à la modélisation de type « haut niveau », tel que la modélisation d'un système électronique complet. L'utilisation d'un tel langage afin de réaliser un modèle de diode, constitue donc une alternative de ce dernier. En raison du grand nombre de nœud il est nécessaire de générer le code VHDL-AMS à partir d'une interface de type java. Les résultats obtenus par cette méthode seront comparés avec d'autres obtenus par différents autres logiciels. Le modèle à concevoir aura comme objectif : - Correspondre aux spécifications initialement tracés par les concepteurs et ceci afin de leur permettre de mettre en évidence les différentes caractéristiques des modules. - Simuler facilement l'intégration et/ou l'adéquation du composant dans un système donné - être conçus de sorte qu'il soit utilisé dans des composants plus complexes.
Author: Their Ibrahim
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Languages : fr
Pages : 246
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Ce document décrit une contribution au prototypage virtuel de composants-métiers dans le contexte de la conception d’un système complexe multi-physique. Dans le cadre de cette vision, nous retenons 3 grands aspects à notre contribution : - Pour le seul métier de l’électronique de puissance, proposer des modèles des principaux composants de puissance à semiconducteur ; - Doter ces modèles de niveaux de représentation différents (depuis l’interrupteur jusqu’aux phénomènes physiques les plus importants) ; - Ecrire ces modèles avec le souci de l’échange inter-disciplinaire, et en arranger la liste sous la forme d’une bibliothèque. S’agissant de modèles dont une représentation au moins se veut physique, il est indispensable d’attacher aux modèles : - la procédure de l’identification des paramètres du modèle ; - la démonstration de la validation du modèle sur le plan expérimental. Une bibliothèque de modèles en VHDL-AMS est proposée pour la conception de convertisseur de puissance. La diode PiN, les transistors MOSFET et IGBT ont été modélisés classiquement, avec une approche à constantes localisées, pouvant être représentés graphiquement par un schéma électrique équivalent. Une telle représentation est suffisante pour les analyses électro-thermiques “ système ” du convertisseur de puissance. Une proposition de modèle thermique compact, en cohérence avec le compromis précision/complexité des autres modèles, est détaillée et vérifiée expérimentalement.
Author: Adnan Hneine
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Languages : fr
Pages : 184
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L'approche de modélisation distribuée des composants bipolaires de puissance mise en œuvre de manière compacte par la résolution de l'équation de diffusion ambipolaire sous forme de décomposition en série de Fourier constitue un excellent compromis précision des résultats/temps de simulation. La mise en œuvre du moteur de calcul sous forme de ligne RC à paramètres variables en langage de description VHDL-AMS (IEEE 1076-1999) est présentée. La description du mécanisme de transport de charges dans les zones larges et peu dopées des composants de puissance, complétée par des modèles plus classiques des autres zones utilisées (émetteurs, région de charge d'espace ou de drift, canal MOS, couche tampon, etc...) permet de bâtir les modèles complets de diode PIN et de transistor IGBT. Ces différents modèles/sous-modèles de composants forment une bibliothèque qui permet une réutilisa- tion aisée dans d'autres contextes et par d'autres ingénieurs et ainsi une réduction du temps et du coût de conception des systèmes. Leur implantation en VHDL-AMS dans le logiciel Questa-ADMS permet de valider leur adaptation à la simulation des circuits de l'électronique de puissance et à leur prototypage virtuel. La température, intégrée à l'heure actuelle comme paramètre pourra à court terme être gérée en tant que quantité renvoyée par des modèles thermiques compacts. La méthodologie présentée associée aux caractéristiques du langage de description choisi permet d'envisager la création de modèles de nouveaux composants, issus de l'Intégration Fonctionnelle, par simple assemblage de différents sous-modèles. La possibilité de différents niveaux de description dans l'architecture de chaque sous- modèle autorise également une utilisation optimale à toutes les étapes du processus de conception des systèmes d'électronique de puissance.
Author: Peter J. Ashenden
Publisher: Elsevier
ISBN: 0080518362
Category : Computers
Languages : en
Pages : 909
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The demand is exploding for complete, integrated systems that sense, process, manipulate, and control complex entities such as sound, images, text, motion, and environmental conditions. These systems, from hand-held devices to automotive sub-systems to aerospace vehicles, employ electronics to manage and adapt to a world that is, predominantly, neither digital nor electronic. To respond to this design challenge, the industry has developed and standardized VHDL-AMS, a unified design language for modeling digital, analog, mixed-signal, and mixed-technology systems. VHDL-AMS extends VHDL to bring the successful HDL modeling methodology of digital electronic systems design to these new design disciplines.Gregory Peterson and Darrell Teegarden join best-selling author Peter Ashenden in teaching designers how to use VHDL-AMS to model these complex systems. This comprehensive tutorial and reference provides detailed descriptions of both the syntax and semantics of the language and of successful modeling techniques. It assumes no previous knowledge of VHDL, but instead teaches VHDL and VHDL-AMS in an integrated fashion, just as it would be used by designers of these complex, integrated systems. - Explores the design of an electric-powered, unmanned aerial vehicle system (UAV) in five separate case studies to illustrate mixed-signal, mixed-technology, power systems, communication systems, and full system modeling.
Author: B. Jayant Baliga
Publisher: Wiley-Interscience
ISBN:
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 504
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Written in a tutorial form, the text supplies in-depth the physics, design, and fabrication technology for power devices. Each chapter includes a discussion of the basic concepts of device operation and their electrical characteristics, a detailed analysis of the device physics, and the technology of fabrication. Extensive analytical solutions are used to enable the reader to obtain an understanding of the physics.
Author: Peter Fritzson
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 0470937610
Category : Computers
Languages : en
Pages : 944
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Book Description
Provides an introduction to modern object-oriented design principles and applications for the fast-growing area of modeling and simulation Covers the topic of multi-domain system modeling and design with applications that have components from several areas Serves as a reference for the Modelica language as well as a comprehensive overview of application model libraries for a number of application domains
Author: Stephanie Reich
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527618058
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 224
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Book Description
Carbon nanotubes are exceptionally interesting from a fundamental research point of view. Many concepts of one-dimensional physics have been verified experimentally such as electron and phonon confinement or the one-dimensional singularities in the density of states; other 1D signatures are still under debate, such as Luttinger-liquid behavior. Carbon nanotubes are chemically stable, mechanically very strong, and conduct electricity. For this reason, they open up new perspectives for various applications, such as nano-transistors in circuits, field-emission displays, artificial muscles, or added reinforcements in alloys. This text is an introduction to the physical concepts needed for investigating carbon nanotubes and other one-dimensional solid-state systems. Written for a wide scientific readership, each chapter consists of an instructive approach to the topic and sustainable ideas for solutions. The former is generally comprehensible for physicists and chemists, while the latter enable the reader to work towards the state of the art in that area. The book gives for the first time a combined theoretical and experimental description of topics like luminescence of carbon nanotubes, Raman scattering, or transport measurements. The theoretical concepts discussed range from the tight-binding approximation, which can be followed by pencil and paper, to first-principles simulations. We emphasize a comprehensive theoretical and experimental understanding of carbon nanotubes including - general concepts for one-dimensional systems - an introduction to the symmetry of nanotubes - textbook models of nanotubes as narrow cylinders - a combination of ab-initio calculations and experiments - luminescence excitation spectroscopy linked to Raman spectroscopy - an introduction to the 1D-transport properties of nanotubes - effects of bundling on the electronic and vibrational properties and - resonance Raman scattering in nanotubes.
Author: Luis Castañer
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 0470855533
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 376
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Photovoltaics, the direct conversion of light from the sun into electricity, is an increasingly important means of distributed power generation. The SPICE modelling tool is typically used in the development of electrical and electronic circuits. When applied to the modelling of PV systems it provides a means of understanding and evaluating the performance of solar cells and systems. The majority of books currently on the market are based around discussion of the solar cell as semiconductor devices rather than as a system to be modelled and applied to real-world problems. Castaner and Silvestre provide a comprehensive treatment of PV system technology analysis. Using SPICE, the tool of choice for circuits and electronics designers, this book highlights the increasing importance of modelling techniques in the quantitative analysis of PV systems. This unique treatment presents both students and professional engineers, with the means to understand, evaluate and develop their own PV modules and systems. * Provides a unique, self-contained, guide to the modelling and design of PV systems * Presents a practical, application oriented approach to PV technology, something that is missing from the current literature * Uses the widely known SPICE circuit-modelling tool to analyse and simulate the performance of PV modules for the first time * Written by respected and well-known academics in the field
Author: Bartlomiej F. Romanowicz
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9780792383062
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 178
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Over the past two decades, technologies for microsystems fabrication have made considerable progress. This has made possible a large variety of new commercial devices ranging, for example, from integrated pressure and acceleration microsensors to active micromirror arrays for image projection. In the near future, there will be a number of new devices, which will be commercialized in many application areas. The field of microsystems is characterized by its wide diversity, which requires a multidisciplinary approach for design and processes as well as in application areas. Although there is a common technological background derived from integrated circuits, it is clear that microsystems will require additional application-specific technologies. Since most microsystem technologies are based on batch processing and dedicated to mass production, prototyping is likely to be an expensive and time-consuming step. It is recognized that standardization of the processes as well as of the design tools will definitely help reduce the entry cost of microsystems. This creates a very challenging situation for the design, modeling and simulation of microsystems. Methodology for the Modeling and Simulation of Microsystems is the first book to give an overview of the problems associated with modeling and simulation of microsystems. It introduces a new methodology, which is supported by several examples. It should provide a useful starting point for both scientists and engineers seeking background information for efficient design of microsystems.
Author: B. Jayant Baliga
Publisher: William Andrew
ISBN: 1455731536
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 733
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Book Description
The IGBT device has proved to be a highly important Power Semiconductor, providing the basis for adjustable speed motor drives (used in air conditioning and refrigeration and railway locomotives), electronic ignition systems for gasolinepowered motor vehicles and energy-saving compact fluorescent light bulbs. Recent applications include plasma displays (flat-screen TVs) and electric power transmission systems, alternative energy systems and energy storage. This book is the first available to cover the applications of the IGBT, and provide the essential information needed by applications engineers to design new products using the device, in sectors including consumer, industrial, lighting, transportation, medical and renewable energy. The author, B. Jayant Baliga, invented the IGBT in 1980 while working for GE. His book will unlock IGBT for a new generation of engineering applications, making it essential reading for a wide audience of electrical engineers and design engineers, as well as an important publication for semiconductor specialists. - Essential design information for applications engineers utilizing IGBTs in the consumer, industrial, lighting, transportation, medical and renewable energy sectors. - Readers will learn the methodology for the design of IGBT chips including edge terminations, cell topologies, gate layouts, and integrated current sensors. - The first book to cover applications of the IGBT, a device manufactured around the world by more than a dozen companies with sales exceeding $5 Billion; written by the inventor of the device.
