فهرست مطالب

صنایع الکترونیک - سال دهم شماره 2 (تابستان 1398)
  • سال دهم شماره 2 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدعلی صادق زاده*، عاطفه توکلی صفحات 5-12

    اتصالات فلز - نیمرسانای شاتکی بعنوان بخش پیچیده قطعات نیمرسانا و صنعت الکترونیک مورد توجه بوده اند. در این مقاله دیودهای شاتکی Al/p-Si به روش لایه نشانی تبخیر حرارتی بر بستر سیلیکان نوع پذیرنده ساخته و بر اساس نظریه گسیل گرما یونی مشخصه یابی شدند. پارامترهای فاکتور ایده آل، ارتفاع سد شاتکی و جریان اشباع معکوس، با انداز ه گیری منحنی جریان- ولتاژ (I-V) دیودهای بازپخت شده در محدوده دمایی °C 100-350 بدست آمدند. تاثیر بازپخت بر پارامترهای دیود سد شاتکی بررسی و مشخص شد که دمای بهینه بازپخت °C 250 می باشد. سپس مشخصه جریان- ولتاژ دیودهای ساخته شده در گستره دمایی 300-15 کلوین اندازه گیری و فاکتور ایده آل، ارتفاع سد شاتکی و جریان اشباع معکوس تعیین گردید. مشخص شد با کاهش دمای دیود، ارتفاع سد شاتکی و جریان اشباع معکوس کاهش، اما فاکتور ایده آل افزایش می یابد. در خاتمه ارتفاع سد شاتکی و ثابت ریچاردسون دیود مذکور با در نظر گرفتن توزیع گاوسی ارتفاع سد محاسبه شدند. مقدار بزرگ و غیر منتظره فاکتور ایده آل را می توان با پراکندگی حامل ها از اتمهای Al نفوذ یافته به نیمرسانا در نزدیکی میانگاه Al/Si توجیه کرد.

    کلیدواژگان: دیود شاتکی، سد شاتکی، دیود Al، p-Si، مشخصه یابی الکتریکی، فلز- نیمرسانا
  • مهدی جلالی*، توحید صدقی صفحات 13-24

    یک آنتن آرایه ای قطبش دایروی باند وسیع چند ورودی - چند خروجی با شبکه تغذیه 2×4 برای کاربردهای باند C ارائه می شود. روش های مختلفی در آرایه پیشنهادی جهت بهبود مشخصه های آنتنی همچون بهره، پهنای باند نسبت محوری، تطبیق امپدانس و اثرات مخرب تزویج متقابل ارائه می شود. برای بهبود بیشتر ویژگی قطبش دایروی یک شبکه تغذیه سلسله مراتبی چند ورودی- چند خروجی 2×4 برای عریض تر کردن پهنای باند استفاده شده است. علاوه بر آن ویژگی چند ورودی- چند خروجی شبکه تغذیه توانایی کنترل قطبش دایروی راستگرد و چپگرد را دارد. ساختار باند شکاف الکترومغناطیسی برای بهبود عملکرد کلی آرایه طراحی و تحلیل می شود. در نهایت شکل خاصی از ساختارهای باند شکاف الکترومغناطیسی به لایه خارجی شبکه تغذیه چند ورودی-چند خروجی اعمال می شود که منجر به ایزولاسیون بالا در عناصر تشعشعی و شبکه آرایه ای می شود. نتایج اندازه گیری به دست آمده از آزمایشگاه آنتن، پهنای باند امپدانسی 6/4 تا 3/7 گیگاهرتز برای درگاه یک و 25/4 تا 2/7 گیگاهرتز در درگاه دو و پهنای باند نسبت محوری 3 دسیبل در درگاه یک 9/4 تا65/6 گیگاهرتز و در درگاه دو 7/4 تا 8/6گیگاهرتز می باشند. مقدار بهره اندازه گیری شده با مقدار 3/10دسیبل در فرکانس 6 گیگاهرتز اندازه گیری می شود.

    کلیدواژگان: قطبش دایروی، چند ورودی - چند خروجی، نسبت محوری، پهنای باند امپدانسی، ساختار باند شکاف الکترومغناطیسی
  • مژده مهدوی*، فرخ بالسینی، محسن معدنی صفحات 25-38

    این مقاله نقش دستگاه های کمک ناوبری زمینیILS/DME را به منظور هدایت هواپیماها در مسیر های هوایی بررسی نموده که به علت محدودیت های موجود برای نصب آن ها در تمام مناطق، به ضرورت استفاده از ماهواره هایGPS نیز پرداخته است. از طرفی خطاهای مختلف ماهوار ه ها، باعث کاهش دقت سیگنال های دریافتی توسط هواپیما خواهد شد که برای حذف آن ها و افزایش دقت ناوبری، می توان از تکنیک های مختلف،PBN-SBAS-GBAS-ABAS استفاده نمود. روش های یادشده در بیشتر کشورهای پیشرفته در امر هوانوردی امتیازات فراوانی به همراه دارد ولی به دلیل آماده نبودن بسترها و زیرساخت های اولیه برای استفاده از تکنیک های یادشده در فرودگاه های ایران و جهت افزایش دقت دستگاه های زمینی ILS/DME روش ترکیب DGPS و GDOP پیشنهاد شده است. هدف اصلی این تحقیق، شبیه سازی و بررسی مسیر های پروازی طرح تقرب فرودگاه بین المللی مشهد با پخش سیگنال های ناوبری ILS/DME به کمک روش DGPS و GDOP می باشد که تاکنون شبیه سازی دقیقی با نرم افزار موجود در کابین هواپیما، در این زمینه انجام نشده است. رسم منحنی سیگنال های متنوع شبیه سازی شده دستگاه های زمینی مانند انحراف از خط مرکزی باند، شیب فرود و فاصله هواپیما تا فرودگاه با روش فوق و مقایسه آن با سیگنال های ماهواره GPS از نکات برجسته این تحقیق می باشد. جهت انجام شبیه سازی ها از نرم افزار AD_AFIS استفاده شده است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی ناوبری، سیستم DME، ماهوارهGPS
  • مریم باباصفری، مصطفی یارقلی*، محمد مصطفوی صفحات 39-50

    عددنویز تقویت کننده های کم نویز بطور مستقیم به عدد نویز سیستم افزوده می شود؛ بنابراین عملکرد تقویت کننده های کم نویز کارایی سیستم را از نظر نویز مشخص می کنند. در این مقاله تقویت کننده کم نویز با توان مصرفی کم در سیستم فراپهن باند، یکی با قابلیت حذف خارج از باند فرکانسی و دیگری با قابلیت بهبود نویز و خطینگی مدار توسط تکنولوژی CMOS تحلیل و طراحی شده است. در طراحی تقویت کننده ی کم نویز، تکنیک بایاس زیرآستانه برای طراحی کم توان، ، از فیلتر چپیشف برای تطبیق امپدانس ورودی و تکنیک کاسکود برای افزایش ایزولاسیون معکوس و افزایش بهره استفاده شده است. در طراحی تقویت کننده ی کم نویز با استفاده از فیلتر تله ای دوگان که با سلف فعال توان پایین پیاده سازی شده است، حذف خارج از باند در فرکانس GHz4/2به میزانdB42 و در فرکانس GHz2/5 به میزان dB36 بهبود داده شده است، همچنین با استفاده از تکنیک های بهبود نویز و خطینگی، مقدار نویز dB3/2کاهش یافته و مقدار خطینگی مدار dB9 بهبود یافته است. تقویت کننده های کم نویز طراحی شده با پهنای باند 3 تا 5 گیگاهرتز با استفاده از تکنولوژیCMOS μm18/0، توان های8/2 میلی وات و 9/1 میلی وات را به ترتیب از منبع تغذیه 8/1 ولت مصرف می کنند.

    کلیدواژگان: بایاس زیر آستانه، تقویت کننده کم نویز، تکنیک حذف نویز، حذف خارج از باند
  • مریم نیری*، مطهره سادات موسوی، ناصر شیروی خوزانی صفحات 51-58

    این مقاله به کوچک سازی سنسور C4D برای سیستم های آزمایشگاهی بر روی تراشه(LOC) و چگونگی تاثیر پارامترهای آن نظیر جنس تراشه، بار یونی و فرکانس و هندسه الکترودها بر روی آن از طریق نرم افزار کامسول می پردازد. نتایج نشان می دهند هنگامی که جنس تراشه از شیشه باشد، چگالی جریان در زمان حضور یون به A/m2003/0 افزایش می یابد و تراشه ای از جنس پلی دی متیل سیلوکسان این چگالی را به A/m2 0015/0 می رساند. با بکارگیری ترکیبی از این دو ماده علاوه بر دستیابی به مزایای پلی دی متیل سیلوکسان، حساسیت حسگر نیز افزایش می یابد. افزون بر این، افزایش فرکانس ورودی مانع از هر گونه تغییر چگالی ناگهانی جریان می شود و تغییر بار یونی از 1 تا 5، منجر به تغییر هدایت الکتریکی از S/m 7-10 تا S/m 7-10 × 8 می گردد. طراحی تراشه با چهار الکترود نیز به دلیل شدت جریان بالاتر در بدنه محلول، حساسیت حسگر را افزایش می دهد. انتخاب مناسب سنسور C4D بر روی تراشه با حساسیت بالا می-تواند در آینده زمینه ساز بسیاری از پیشرفت ها در زمینه پزشکی و تشخیص طبی باشد.

    کلیدواژگان: آزمایشگاه روی تراشه (LOC)، الکترود، پلی دی متیل سیلوکسان، سنسورC4D
  • مریم مومنی* صفحات 59-70

    امروزه تشخیص احساس از گفتار در مواردی که ارتباط متقابل انسان و ماشین وجود دارد مورد توجه قرار گرفته است. با وجود تلاش های زیاد در این زمینه همچنان فاصله زیادی بین احساسات طبیعی انسان و درک کامپیوتر نسبت به آن وجود دارد. دلیل اصلی این موضوع نیز عدم توانایی رایانه در درک احساس کاربر است. هدف از این مقاله، طراحی یک سیستم تشخیص احساس از گفتار بر روی پایگاه داده گفتار احساسی فارسی که شامل 5 احساس خوشحالی، تنفر، ترس، ناراحتی و عصبانیت است. در این مقاله، پس از استخراج داده های چهار بعدی مقیاس، نرخ (سرعت)، زمان و فرکانس گفتار به کمک سیستم مدل شنوایی گوش انسان، داده دو بعدی مقیاس و فرکانس حاصل شد که بیشینه مقدار این داده ها به عنوان بردار ویژگی استفاده شد. در نهایت با استفاده از طبقه بند ماشین بردار پشتیبان احساس این پایگاه داده طبقه بندی شدند. نتایج آزمایش ها نشان می دهد الگوریتم پیشنهادی عملکرد قابل قبولی در مقایسه با سیستم های تشخیص خودکار احساسات از گفتار در زبان فارسی ارائه می دهد.

    کلیدواژگان: شناسایی خودکار احساس، گفتار زبان فارسی، ویژگی های طیفی-فرکانسی
  • سجاد دهقانی*، سمانه امیری صفحات 71-80

    در این مقاله سلول های خورشیدی لایه نازک CZTS و CZTSe با ساختار FTO / CdS/ CZTS (CZTSe) / Mo با در نظر گرفتن اثرات بازترکیب و نقص شبیه سازی شده اند . تاثیردما، گاف انرژی، ضخامت و چگالی ناخالصی لایه جاذب و همچنین ضخامت و چگالی ناخالصی لایه بافر بر عملکرد این سلول ها مورد بررسی قرارگرفتند و دو سلول با هم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که سلول خورشیدی CZTS دارای ولتاژ مدار باز بزرگتر برابر 0.95 ولت و سلول خورشیدی CZTSe دارای چگالی جریان اتصال کوتاه بزرگتر به میزان 31 میلی آمپر بر سانتی متر مربع می باشند. برای سلول های خورشیدی CZTS و CZTSe در دمای اتاق و در حالت بهینه، به ترتیب بازده %44/17 و %28/14 حاصل شد، که نسبت به سلول های خورشیدی لایه نازک CZTS و CZTSe متداول بهبود چشمگیری حاصل گردیده است. ضمنا نشان داده شد که وابستگی بازده سلول CZTS به دما در مقایسه با سلول CZTSe کمتر است. در کلیه شبیه سازی ها، سلول تحت تابش استاندارد 1/5 AM قرار داشته است.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی لایه نازک، CZTS، CZTSe، بازده
  • مهدی عیوضی*، علی ناصری صفحات 81-89

    به طورمعمول برای تولید مدارات مجتمع از جانشانی دوبعدی استفاده می شود. جانشانی دوبعدی به دلیل استفاده زیاد از ارتباطات تلفات بالایی دارد همچنین تراکم المان ها در آن کم است. در این مقاله الگوریتم های، جانشانی سه بعدی با استفاده از ترتیب استفاده شده درجانشانی دوبعدی، آنالیز جانشانی سه بعدی با mPL و جانشانی سه بعدی به صورت هم زمان باجانشانی دوبعدی با mPL ازلحاظ ساختار و عملکردی بررسی شده و برای ارزیابی آن ها، عنصر پردازش پروانه ای (PE) و یک بلوک رمزگذاری پیشرفته استاندارد (AES) و یک دیکودر چند ورودی چند خروجی بی سیم (MIMO) با روش های مذکور پیاده سازی شده است. در این مقاله جانشانی سه بعدی برای مسیریابی کامل انجام می شود و بعد باجانشانی دوبعدی ازلحاظ کارایی و مصرف توان مقایسه می شوند. استفاده از این روش ها به ما نشان می دهد در اتصالات در الگوریتم جانشانی، به طور متوسط، بیشینه کلاک و سرعت بلوک رمزگذاری AES را 3/15% و بیشینه کلاک و سرعت بلوک ماژول PE را 6/22% و همچنین بیشینه کلاک و سرعت ماژول MIMO را 1/17% بهبود می بخشد، و نیز به کارگیری این روش ها متوسط کاهش توان مصرفی 6/2% را برای ماژولAES و متوسط کاهش توان 9/12% را برای ماژول PE و همچنین متوسط کاهش توان مصرفی برای ماژول MIMO 1/5% به دنبال دارد.

    کلیدواژگان: ماژول PE، مجتمع کردن، جانشانی سه بعدی، ماژول AES، گیت روی گیت
|
  • Mohammad Ali Sadeghzadeh*, AtefehTavakoli Tavakoli Pages 5-12

    Metal-semiconductor Schottky junctions as intricate part of semiconductor devices have been interested in the electronics industry. In this paper, Al/p-Si Schottky diodes which fabricated onto acceptor type silicon substrate using thermal evaporation layer deposition, were characterized in terms of thermionic emission theory. Ideality factor, reverse saturation current, Schottky barrier height, of the annealed diodes at the 150-350 °C temperature range, have been determined by measuring the current –voltage (I-V) characteristics. The effects of annealing process on the Schottky parameters have been inspected and it was found that the optimum annealing temperature was 250 °C. Then current-voltage characteristics of the processed diodes have been measured at 15 -300 °K sample temperature. Ideality factor, Schottky barrier height, and reverse saturation current and their temperature dependence have been determined. It was revealed that as the sample temperature decreases, the barrier height decreases while ideality factor increases. Finally, the Schottky barrier and Richardson coefficient have been determined taking into account the Gaussian distribution of barrier height. The unexpected high value of ideality factor can be justified in terms of ionized impurity scattering of carriers from diffused Al atoms to semiconductor near the Al/Si interface.

    Keywords: Schottky Diode, Schootky Barrier, Al, p-Si Diode, Electrical Characterization, Metal-semiconductor
  • mahdi jalali*, tohid sedghi Pages 13-24

    A broadband circularly polarized MIMO antenna array with a 2×4 feed network was proposed for C-band application. Different unique techniques were utilized in the proposed array to enhance the antenna characteristics, such as gain, 3dB Axial Ratio Bandwidth (ARBW), impedance tuning, and ruinous mutual coupling effects. For a better improvement of circular polarization features, a 2*4 MIMO Sequentially Rotated (MIMO-SR) feed network was used to achieve broader 3dB ARBW. Besides, the MIMO feature of the feed network could control the left- and right-handed CP, respectively. Moreover, electromagnetic band-gap structure was applied to enhance the overall performance of antenna array. Ultimately, specific forms of slot and slit structures were applied onto the top layer of MIMO feed network that provided a high isolation between the radiating elements and array network. The extracted measured results illustrated an impedance bandwidth of 4.6-7.3 GHz at port 1 and 4.25-7.2 GHz at port 2 for VWSR

    Keywords: Circular Polarization, MIMO, Axial-Ratio, Impedance Bandwidth, Electromagnetic band-gap structure
  • Mojdeh Mahdavi*, Farrokh Balsini, Mohsen Maadani Pages 25-38

    This paper examines the role of ILS/DME ground navigation assistance devices in conducting airplanes on air routes. Due to installing limitations of these devices in various areas, it is mandatory to use GPS satellites. Since the probable transmission errors of satellite signals will reduce the accuracy of the navigation systems of the aircraft, the PBN-SBAS-GBAS-ABAS can be used to eliminate these errors and increase navigation accuracy. The aforementioned methods have many advantages in most advanced countries in the field of aviation, but due to the lack of preparation of the bases and infrastructure for the use of the above mentioned techniques in Iranian airports, DGPS method has been used to increase the accuracy of ILS/DME ground equipment. The main objective of this research is to simulate and study of the flight routes of the Mashhad international airport by using the ILS/DME navigation signals of DGPS method. The highlight of this research is plotting the curves of simulated signaling of ground-based devices such as deviation from the center line of the band, landing slope, and airplane distance to the airport by the above method and comparing it with GPS satellite signals.

    Keywords: Navigation Simulation, DME System, GPS Satellite
  • Maryam Babasafari, mostafa yargholi*, Mohammad Mostafavi Pages 39-50

    Noise figure of the Low Noise Amplifier (LNA) is added directly to the system noise figure; therefore, the performance of the Low Noise Amplifiers determines the system's performance in terms of noise. In this paper, Low Noise Amplifiers have been designed in the UWB system, one of them with the ability of out of band rejection and the other with the capability of improving noise and circuit linearity by CMOS technology. In the design of LNA, subthreshold bias technique is used for low power design, chebyshev filtering for matching input impedance and cascode technique to increase inverse isolation and increase gain. In the design of the LNA, using a dual band notch filter which is implemented with low power active inductor, the out of band rejection are improved 42dB at a frequency of 2.4GHz, and 36dB at a frequency of 5.2GHz. Also by using the noise and linearity improvement techniques, 2.3dB reduction in the noise, and 9dB improvement in the circuit linearity (IIP3) is established. The designed LNA,s with a bandwidth of 3 to 5 GHz by using the 0.18 μm CMOS technology, are consumed 2.8mW and 1.9mW from a 1.8V supply voltage, respectively.

    Keywords: Subthreshold Bias, Low Noise Amplifier, Noise Cancelling Technique, Out of Band Rejection
  • Maryam Nayeri*, mottaharah sadat mousavi, naser shirvani khozani Pages 51-58

    This paper focuses on minimizing the C4D sensor for the lab-on-a-chip (LOC) and how the parameters such as the chip manufacturing materials, ion charge, frequency, and the geometry of the electrodes affect it through COMSOL software. The simulation results show if the chip is made of glass, then the current density increases to 0. 003 A/m2 at the time of ion presence. Also, the current density reaches 0.0015 A/m2 when the chip is made of poly dimethyl siloxane (PDMS). By using a combination of these two materials, in addition to achieving the benefits of PMDS, the sensitivity of the sensor also increases. Moreover, the entrance frequency enhancement prevents any sudden flow density change. By changing the ionic charge from 1 to 5, conductivity changes from 1×10-7 to 8×10-7 Siemens/m. The design of the chip with four electrodes also increases the sensitivity of the sensor due to the strong current density in the solution body. Choosing the appropriate C4D sensor on a high-sensitivity chip can in the future provide many advancements in medical and medical diagnostics.

    Keywords: Lab-on-a-Chip (LOC), Electrode, Poly Dimethyl Siloxane, C4D Sensor
  • Maryam Momeni * Pages 59-70

    These days, speech emotion recognition has considered in the cases where there is a relationship between man and machine. Despite many efforts in this field, there is still a great gap between the natural feelings of humans and the computer's perception of it. The main reason for this is the inability of the computer to understand the user's feelings. The purpose of this paper is to design a system to recognize Persian emotional speech database, which includes five emotions of happiness, exhausting, fear, anger and sadness. In this paper, after extraction of four-dimensional features of scale, rate (speed), time and speech frequency with the help of the human auditory model system, two-dimensional features of the scale and frequency was obtained that the maximum amount of these features was used as a feature vector. Finally, the extracted features were classified using support vector machine. The results of the experiments show that the proposed algorithm provides acceptable performance compared to automatic speech emotion recognition in Persian.

    Keywords: Speech Emotion Recognition, Persian Language, Spectro-Temporal Features
  • Sajjad Dehghani*, Samaneh Amiri Pages 71-80

    In this paper, CZTS and CZTSe thin-film solar cells with FTO / CdS / CZTS (CZTSe)/ Mo structure are simulated, considering the impact of defects and recombination. The effects of temperature, bandgap energy, thickness and doping concentration of the absorber layers, as well as the effects of the thickness and doping concentration of the buffer layer on the cells performance were investigated and compared with each other. It is shown that the CZTS solar cell has a higher open circuit voltage (Voc = 0.95 V) while the CZTSe solar cell has a higher short circuit current density (Jsc = 31 mA / cm2). At 300 k, the maximum efficiencies of 17.44% and 14.28% were obtained for the optimum CZTS and CZTSe cells, respectively. The efficiency has been improved significantly compared to the previous works. It was also shown that the efficiency of CZTS cell is less temperature dependent. All simulations were done under AM1.5 illumination.

    Keywords: Thin film Solar Cells, CZTS, CZTSe, Efficiency
  • mehdi eyvazi*, ali naseri Pages 81-89

    Usually two-dimensional substitution is used for the production of integrated circuits. Due to heavy use of communications, two-dimensional substitution has high losses as well as, density of elements is low in it. To resolve this problem, three-dimensional substitution method was proposed. Rather than the two-dimensional arrangement of elements in a row, elements are layout in three dimensions in this substitution. In this paper, three-dimensional substitution algorithms using order used in two-dimensional substitution, three-dimensional substitution analysis by mPL and three-dimensional substitution simultaneous with two-dimensional substitution by mPL have been studied in terms of structure and function, and a butterfly processing element (PE) and an Advanced Encryption Standard (AES) block and a wireless MIMO decoder to assess them have been implemented with the mentioned methods. . Applying these methods shows that the use of face to face integration by microbuses in communications of substitution algorithm, on average, improves the maximum clock and block speed of AES encryption to 15.3% and the maximum clock and block speed of PE module to 22.6% as well as the maximum clock and speed of MIMO modules to 17.1%, while the use of these methods has led to the average reduction in power consumption of 2.6% for the AES module and the average reduction in power of 12.9% for the PE module and the average reduction in power consumption of 5.1% for MIMO module.

    Keywords: Three-dimensional substitution, Integrating, PE module, logic-on-logic, AES module