DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

Autor: Fernández Ruano Susana María.
Año: 2004.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S.I. Telecomunicación.
Centro de realización: E.T.S.I. Telecomunicación.

Resumen: La fabricación de espejos de Bragg que presenten elevada calidad cristalina es un gran reto que ha atraído mucho interés en los últimos años por las ventajas que ofrecen en los dispositivos optoelectrónicos de cavidad resonante. El sistema de materiales apropiado para el desarrollo de espejos de Bragg debe idealmente presentar una serie de características; una de las más importantes es la elevada diferencia entre los índices de refracción de las capas que constituyen el periodo del espejo, obteniéndose así reflectividades elevadas a las longitudes de diseño. Sin embargo, ése no es el caso para las estructuras utilizadas en este trabajo. Así, el objetivo y reto de este trabajo consite en la fabricación de espejos de Bragg basados en AlGaN/GaN que presenten propiedades estructurales y ópticas adecuadas para formar parte de estructuras de cavidad resonante, tales como diodos electroluminiscentes y fotodetectores. Una vez que se ha seleccionado la estructura de espejo que presenta teóricamente el mayor valor de reflectividad a la longitud de onda de diseño, se optimiza su crecimiento por la técnica de epitaxia de haces moleculares, empleando como substratos el zafiro y el template de GaN, siendo éste último el que mejor resultados proporciona. El primer dispositivo fabricado con carácter resonante es un diodo electroluminiscente emitiendo en el verde (510 nm). Debido al diseño del dispositivo, cuya emisión se realiza a través del substrato, la reflectividad requerida para el espejo de Bragg deberá ser moderada, resultando suficiente un 50 % a 510 nm. Las mejoras que presenta este tipo de dispositivos frente al diodo emisor de luz convencional son una mayor pureza espectral, una alta direccionalidad y una potencia de salida de tres veces superior. El segundo dispositivo consiste en un fotodetector de barrera Schottky en el rango ultravioleta. El empleo de los nitruros en este tipo de dispositivos es una de las novedades más recientes, siendo el dispositivo de barrera Schottky desarrollado en esta memoria el primero que se presenta con geometría planar. En general, los contactos eléctricos son siempre mejores en el fotodetector resonante que en la referencia convencional (mejores factores de idealidad y menores corrientes de fuga). Por último, su respuesta espectral presenta dos máximos frente a la respuesta plana del dispositivo convencional, superándola en dos órdenes de magnitud.

Autor: ANTON HERNANDEZ IGNACIO.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE TELECOMUNICACION.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE TELECOMUNICACION.

Resumen: La concentración fotovoltaica se ha visto impulsada con la aparición de los primeros productos en el mercado y por el crecimiento de la industria fotovoltaica. Sin embargo, existe un vacío de normativa para sistemas de concentración fotovoltaica, muy necesaria para garantizar la calidad de producto de forma equivalente a los sistemas fotovoltaicos convencionales. Esta tesis está enfocada a proponer métodos de medida para caracterizar los diferentes subsistemas de un concentrador fotovoltaico. En primer lugar se propone un método para predecir el comportamiento de células y módulos en concentración a partir de la medida de la curva V-I en oscuridad y para su uso en la línea de producción. La propia caracterización del sistema EUCLIDES de la planta de Tenerife es una de las contribuciones destacadas de la tesis. Las causas que dan origen a las pérdidas eléctricas del sistema han sido estudiadas cualitativa y cuantitativamente. Los dos últimos trabajos que recoge la memoria son sendas propuesta sobre cómo medir y caracterizar receptores y colectores para aplicaciones de concentración fotovoltaica. Se analizan los parámetros significativos que un diseñador de sistemas de concentración necesita conocer de un colector óptico y de un receptor y se proponen los procedimientos de medida. Todo ello con el objetivo de facilitar la incursión de fabricantes de sistemas ópticos en el mundo de la concentración.

Autor: CASTRO MARTIN ANGEL DE.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: El control de los convertidores conmutados de potencia ha sido resuelto tradicionalmente mediante técnicas analógicas. Sin embargo, la tendencia actual es la sustitución de estos controladores analógicos por otros digitales. La razón es que la electrónica digital ha crecido en prestaciones y bajado en precio a un ritmo mucho mayor que la electrónica analógica. Esta tendencia a la digitalización ha motivado el trabajo de esta tesis doctoral. Ya hay algunos precedentes en el control digital de convertidores conmutados, la mayoría basados en el empleo de dispositivos de tipo microprocesador, principalmente DSP. Una característica diferenciadora de esta tesis es la utilización de hardware específico (FPGA o ASIC) en lugar de dispositivos de tipo microprocesador. Un inconveniente del empleo de hardware específico para el control de convertidores conmutados es lo poco sistematizado que está su uso. Por ello se propone una metodología de diseño de control basada en hardware específico. Se trata de una metodología genérica y aplicable al control de cualquier convertidor conmutado. Basándose en los pasos de la metodología propuesta, se proponen también las soluciones a diversos problemas concretos del control de convertidores conmutados, especialmente aquellos que surgen en el control de convertidores CA/CC y CC/CC. El primero es el diseño de reguladores lineales basados en función de transferencia, proponiéndose para el caso del control de convertidores conmutados dos métodos posibles: el lugar de las raíces y el método de Truxal. Dichos métodos se particularizan para el caso de utilizar hardware específico. Los siguientes problemas concretos para los que se propone una solución son una muestra de los casos en los que el hardware específico representa una ventaja significativa. En concreto, se proponen soluciones para cuatro problemas diferentes: lazos de corriente, lazos de tensión en corrección del factor de potencia, aseguramiento del modo de conducción discontinuo en convertidores bidireccionales y generación de señales de disparo en convertidores multifase. Los algoritmos propuestos de forma original para cada uno de estos problemas están diseñados específicamente para su implementación mediante hardware específico. Un problema asociado a la utilización de hardware específico es la simulación en lazo cerrado del sistema completo. Se trata de un sistema mixto (analógico/digital) en el que hay simular conjuntamente el convertidor conmutado y su controlador digital. Con el fin de conseguir simular el sistema completo se proponen dos flujos alternativos de modelado y simulación, uno basado en VHDL y otro en VHDL-AMS, comparándose entre sí. En ambos se presenta la forma de crear los modelos del convertidor conmutado y los convertidores analógico/digitales para su simulación junto al controlador diseñado en VHDL. Por último, y para verificar todos los conceptos expuestos a lo largo de la tesis, se han realizado pruebas experimentales con dos prototipos distintos: un convertidor de retroceso para corrección del factor de potencia y un reductor bidireccional multifase.

Autor: MARTIN MARTIN DIEGO.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S.I. TELECOMUNICACION.
Centro de realización: E.T.S.I. TELECOMUNICACION.

Resumen: Esta Tesis Doctoral se centra en el modelado y fabricación de células fotovoltaicas de Antimoniuro de Galio (GaSb), para su uso en sistemas de conversión fotovoltaica de radiación térmica en energía eléctrica (sistemas termofotovoltaicos), constituyendo una investigación pionera en España. Inicialmente se aborda el modelado, simulación y optimización de los dispositivos, que están basados en una unión p/n con un perfil de dopaje de Zn gradual en el emisor. Se incluye análisis comparativo de los parámetros físicos de GaSb necesarios para alimentar los modelos descritos, tras lo que se determina la configuración óptima de las células (dopajes, espesores, perfiles de difusión, diseño de la malla de metalización, etc.). Posteriormente se describe la rutina de fabricación completa de las células, analizando detalladamente los procesos más novedosos, como la propia difusión de Zn en GaSb, la oxidación anódica del semiconductor (necesaria para decapar el emisor difundido) o los contactos eléctricos. Se presentan las tandas de dispositivos y la caracterización de las células fabricadas, realizando una comparación de los resultados experimentales obtenidos y las predicciones teóricas de los modelos desarrollados, con la que se validan estos últimos. Finalmente, se describen los prototipos de sistemas termofotovoltaicos diseñados y fabricados, la mayor parte de ellos para su aplicación en el autoabastecimiento eléctrico de electrodomésticos a gas.

Autor: PEÑA CAPILLA RAFAEL .
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S.I. TELECOMUNICACION.
Centro de realización: E.T.S.I. TELECOMUNICACION.

Resumen: La Tesis Doctoral aborda el estudio de los sistemas de transmisión de energía a través de fibras ópticas. Esta tecnología permite alimentar equipos electrónicos en aquellas áreas en las cuales el uso de energía eléctrica no es recomendable. En la primera parte de la Tesis (capítulos 2 y 3), se realiza un estudio de las aplicaciones de la telealimentación descritas en la literatura. En la segunda parte (capítulos 4 y 5), se describe el modelado teórico de los convertidores fotovoltaicos de GaAs conectados en serie monolíticamente, que son los receptores más utilizados en sistemas de telealimentación. En la tercera parte del documento, se aborda el diseño de convertidores múltiples de GaAs con características adecuadas a los sistemas de transmisión de energía a través de fibras ópticas (capítulo 6) y el desarrollo de los procesos tecnológicos necesarios para fabricar estos dispositivos (capítulo 7). El trabajo experimental es presentado en la cuarta parte. En el capítulo 8 se describen los resultados de los convertidores múltiples fabricados. La máxima eficiencia obtenida bajo luz láser es cercana al 46 %, con una potencia máxima de 1 W. En el capítulo 9, se describen los dos prototipos de sistemas de telealimentación que se han desarrollado.

Autor: ALONSO GARCIA MARIA DEL CARMEN.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: ETSI DE TELECOMUNICACION .
Centro de realización: ETSI TELECOMUNICACION.

Resumen: La tesis se ha centrado en la caracterización y modelado de las tres unidades básicas a las que se tiene acceso, que son la célula, el módulo, y el campo de paneles fotovoltaicos. Comenzando por la célula solar, se han caracterizado células de distintas tecnologías en diversas condiciones de operación, tanto en polarización directa como inversa. Se han aplicado los modelos de curvas I-V en polarización directa obteniendo buenos resultados. En polarización inversa, tras un estudio detallado de los fenómenos de disrupción en células solares se propone un nuevo modelo para polarización inversa, que es validado con los datos medidos. Para el caso de módulos fotovoltaicos, como asociaciones intermedias de dispositivos, se proponen modelos para la asociación en serie y en paralelo, en polarización directa e inversa, partiendo de los parámetros individuales de las células. Así mismo se aplican los modelos en la zona convencional de generación a distintos tipos de muestras, obteniéndose buena concordancia en todos los casos aplicados. Se realiza un estudio experimental de los efectos térmicos y eléctricos del sombreado parcial en distintas asociaciones de células mediante una infraestructura exterior de ensayos. Finalmente, el estudio se completa con un estudio particularizado de plantas fotovoltaicas de potencia, presentando las medidas de las plantas, aplicación de modelos a las medidas, utilidad de éstas y un estudio de los efectos de sombreado en una instalación real.

Autor: BALENZATEGUI MANZANARES JOSE LORENZO.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: E.T.S.I. DE TELECOMUNICACION.
Centro de realización: ETSI TELECOMUNICACION.

Resumen: Se estudia la influencia del reciclaje de fotones en células solares de GaAs mediante el desarrollo de un modelo para la simulación del reciclaje adaptado a las características de las células y que introduce aportaciones originales sobre trabajos de otros autores. Los resultados de la simulación muestran que el reciclaje depende de la geometría del dispositivo y de su punto de operación. Sus efectos sobre la curva I-V en oscuridad y sobre la corriente inversa de saturación demuestran que el reciclaje aproxima la operación de la célula al marco de la Teoría del Balance Detallado, por lo que la inclusión del reciclaje en las simulaciones es fundamental para obtener resultados consistentes. Se ha investigado sobre su dependencia espectral y sobre su influencia en el diseño óptimo de las estructuras. Sus efectos se han descrito mediante un modelo en el que el coeficiente de recombinación radiativa resulta reducido por efecto del reciclaje. Se han realizado experimentos para estudiar el incumplimiento del Principio de Superposición por efecto del reciclaje. Para ello se ha diseñado un sistema de iluminación monocromática basada en la asociación de diodos emisores en cavidades ópticas que permite alcanzar intensidades luminosas muy elevadas. Aunque los resultados experimentales muestran una violación de ese Principio, la simulación realizada con el modelo del reciclaje no ha permitido interpretar adecuadamente los resultados obtenidos.

Autor: MARTIN GARCIA ISIDRO.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: ENGINYERIA ELECTRÒNICA.
Centro de realización: ENGINYERIA ELECTRÒNICA.

Resumen: Esta tesis se centra en el estudio sistemático de las propiedades pasivadoras de capas de silicio-carbono amorfo (a-SiCx:H) depositado por PECVD demostrando la posibilidad de introducir este esquema de pasivación en la superficie posterior de una célula solar. La pasivación superficial se caracteriza por una velocidad de recombinación efectiva, Seff. Sin embargo, la magnitud que se puede medir es el tiempo de vida efectivo de los portadores, teff, que tiene en cuenta todos los mecanismos de recombinación presentes en la oblea. En concreto se han medido las curvas teff vs. Dn y se han ajustado mediante un modelo teórico para determinar los parámetros de recombinación de la superficie que son: las velocidades fundamentales de recombinación de electrones y huecos, Sn0 y Sp0; y la carga fija en el interfaz, Qf. El núcleo central de esta tesis se basa en el estudio de la pasivación de la superficie de silicio de 3.3 W·cm tipo p mediante capas intrínsecas de a-SiCx:H. Se ha medido sistemáticamente la dependencia de Seff con la temperatura de depósito (Tdep), la presión total en la cámara durante el depósito (Ptot) y el ratio de flujos de CH4 y SiH4 (Y). En este último estudio se han introducido también obleas de 1.4 W·cm tipo n. Respecto a la dependencia de Seff con Tdep, se ha encontrado que cuanto mayor es la temperatura de depósito de las capas menor es Seff. El mejor resultado es Seffmenor que 36 cm·s-1 con Tdep= 400 ºC. Esta pasivación está basada en un aumento de Qf con Tdep. Este aumento se ha correlado con la disminución de enlaces Si-H en las capas indicando que enlaces sueltos de Si pueden ser el origen de Qf. La dependencia de Seff con Y es muy similar para los dos substratos estudiados. Sin embargo, los ajustes de las curvas teff vs. Dn revelan un signo diferente para Qf en función del tipo de silicio utilizado. En ambos casos, la superficie se ve invertida por dicha carga. Este resultado indica que los estados que almacenan la carga en el a-SiCx:H tienen un comportamiento anfótero. Finalmente, la dependencia de Seff con Ptot puede asimilarse con la anteriormente descrita para Y, ya que al variar la presión se varía también la cantidad de carbono de las capas. La pasivación superficial del silicio de 3.3 W·cm tipo p se ha mejorado añadiendo fósforo a las capas de a-SiCx:H. Se han conseguido excelentes resultados con Seffmenor que 6 cm·s-1 siendo comparables a los mejores nitruros. Idénticas capas dopadas con fósforo han sido depositadas en obleas tipo p de diferentes resistividades. Estas capas han demostrado una excelente pasivación con silicio dopado hasta 2·1016 cm-3 permitiendo tensiones de circuito abierto de 690-700 mV. Esta resistividad coincide con la utilizada en las células solares comerciales. En el caso de silicio tipo n de 1.4 W·cm, la pasivación se ha mejorado mediante el depósito de capas de carbonitruros de silicio (a-SiCxNy:H) con un mejor resultado de Seffmenor que 4 cm·s-1 que actualmente es el menor reportado con capas depositadas. En este caso, las curvas teff vs. Dn permiten varios ajustes haciendo imposible determinar cual es el mecanismo de pasivación que hay detrás de la mejora. Finalmente, se ha desarrollado un procedimiento de pasivación completamente seco y a baja temperatura. Estas dos características son muy atractivas desde el punto de vista de reducción de costes. La típica limpieza en HF diluido previa al depósito de las capas se ha substituido por un plasma de hidrógeno realizado en el mismo reactor PECVD justo antes de depositar las capas de a-SiCx:H y sin romper el vacío. Este experimento se ha llevado a cabo en el LPICM de París. Medidas de elipsometría han demostrado que el plasma de hidrógeno no es capaz de eliminar el óxido nativo por lo que es probable que la buena pasivación se base en una estructura de a-SiCx:H sobre algunos angstrons de óxido nativo cuya interfaz ha sido fuertemente hidrogenada.

Autor: ORTIZ MORA ESTÍBALIZ.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN .
Centro de realización: E.T.S.I. DE TELECOMUNICACIONES.

Resumen: Las células solares de GaAs que trabajan por encima de 1000 soles, se están convirtiendo en una alternativa real para reducir el coste de la energía solar fotovoltaica. De entre las técnicas de crecimiento, la técnica LPE presenta la cualidad de ser sencilla, no contaminante y de coste bajo. El crecimiento en el equilibrio termodinámico asegura una calidad de material excelente. Este hecho, combinado con un rango de bajas temperaturas (LT-LPE), asegura un control preciso del espesor de las capas, ofreciendo unas perspectivas muy favorables para el crecimiento de las células solares de GaAs para concentración. Esta tesis presenta el crecimiento de la estructura semiconductora por la técnica LT-LPE, describe su fundamento y los parámetros de crecimiento. Se estudian las dos configuraciones de células solares de GaAs, la configuración p/n GaAs, por medio de tres tipos de estructuras: las células de GaAs con ventan de AlGaAs y sin capa de contacto, las células de GaAs con ventana de AlGaAs y con capa de contacto, y las células de GaAs con ventana de GaInP y sin capa de contacto. Por otro lado, se investiga la configuración n/p GaAs con ventana de AlGaAs y con capa de contacto. La estructura de célula solar p/n GaAs con ventana de AlGaAs y sin capa de contacto ha ofrecido el mejor resultado, siendo su rendimiento del 26,2% a 1000 soles y 22,5% a 3600 soles, ambos resultados confirmados por el National Renewable Laboratory (NREL, EE.UU.).

Autor: ALDEA CHAGOYEN CONCEPCIÓN.
Año: 2002.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS. UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA.

Resumen: De todas las posibles contribuciones requeridas para mejorar los sistemas móviles actuales, se extiende un amplio campo de actuación asociado a la sección RF de estos equipos. En particular, el desarrollo de filtros integrados compatibles con tecnologías digitales es un área todavía abierta al esfuerzo continuo de los diseñadores. El propósito de esta tesis es el estudio de filtros integrados compatibles con tecnologías digitales para aplicaciones de alta y muy alta frecuencia, centrándonos en aquellos basados en la técnica gm-C. En concreto, la elección de otro bloque funcional alternativo, el derivador y la sintésis de filtros a partir de este bloque funcional. Otro de los cometidos de este estudio es la realización de resonadores basados en la sección bicuadrática derivada del estudio previo y analizarlos frente a los que forman su contrapartida funcional: resonadores construidos a partir de integradores exclusivamente. La caracterización de filtros de orden superior implementados con estos resonadores y la implementación de técnicas de programabilidad digital para así ser compatibles con las demandas de los equipos de RF actuales, son otros de los aspectos que se recogen en el trabajo. Para todo ello será necesario abordar la completa caracterización y modelado de los componentes básicos empleados antes de considerar su aplicación en el diseño de diversos subsistemas para el procesamiento de señales en modo continuo. En este sentido, debemos elegir los elementos activos que presenten mayor versatilidad y adecuación para su integración: seguidores de tensión, espejos de intensidad y convectores de corriente son ejemplos ilustrativos. De entre todos ellos, nos centraremos en el estudio de los espejos de corriente, no sólo por ser uno de los bloques básicos más importantes en los diseños analógicos, sino porque ha pasado a convertirse en un bloque clave de procesado de señal, debido en gran manera al auge que ha tenido el procesamiento en modo de corriente en los últimos años. Por lo que se llevará a cabo una revisión profunda de las estructuras más significativas de espejos de corriente, al ser un bloque fundamental en el diseño analógico y la celda básica empleada en los filtros a estudio, así como establecer en algún caso concreto condiciones de diseño.

Autor: GARCIA GIL RAFAEL.
Año: 2002.
Universidad: VALENCIA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE CC. CIENCIAS.

Resumen: Diseño y construcción de una fuente de alimentación AC-DC trifásica para los dipolos de corrección de baja energía en los aceleradores de partículas. El convertidor realiza la corrección del factor de potencia a la entrada, funciona en los cuatro cuadrantes de operación (reciclado de energía) y con un control totalmente digital basado en la teoría del control óptimo.

Autor: IONESCU SEPTIMIU RADU .
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Resumen: El objetivo de esta tesis doctoral es desarrollar nuevas técnicas para mejorar la selectividad de los sensores de gases basados en óxidos metálicos. La metodología empleada ha consistido en modular la temperatura de trabajo de los sensores. Los experimentos han sido efectuados con dos tipos diferentes de sensores (uno de tipo microhotplate basado en SnO2 y otro de tipo semiconductor basado en WO3) y los gases medidos han sido el CO, el NO2, el NH3, el etanol y la acetona. A partir de la respuesta transitoria de los sensores, ha sido realizado el análisis cuantitativo y cualitativo de los gases. La idea de utilizar la transformada wavelet como una alternativa a la FFT para descomponer la respuesta dinámica de un sensor es una novedad que ha sido desarrollada en esta tesis. Los resultados muestran la posibilidad de identificar y simultáneamente cuantificar los gases analizados utilizados utilizando un solo sensor. El método ha resultado ser altamente tolerante a la presencia de humedad. Considerando las interacciones que se producen en la superficie del sensor de SnO2 en presencia tanto de especies reductoras (CO) cómo oxidantes (NO2), ha sido desarrollado un modelo teórico para los sensores de gases modulados térmicamente. El modelo reproduce fielmente la respuesta experimental del sensor. Los estudios previos sobre los mecanismos que afectan la respuesta dinámica de los sensores de SnO2 han estado principalmente enfocados hacia su exposición a los gases reductores y hasta ahora no había disponible ningún modelo para el comportamiento de la conductancia del sensor en presencia de especies oxidantes. La principal conclusión que se deriva de esta tesis es que el uso de sensores de gases modulados térmicamente, junto con técnicas dinámicas de reconocimiento de patrones, representa una solución para aumentar sensiblemente la selectividad de los sensores basados en óxidos metálicos. La simplicidad de los métodos empledos los hace adecuados para el desarrollo de analizadores de gases de bajo coste y narices electrónicas portátiles.

Autor: MARTIN BULDU JAVIER.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de realización: DPTOS. FÍSICA APLICADA Y FÍSICA E INGENIERA NUCLEAR.

Resumen: El objetivo de esta tesis es el estudio de la dinámica de los láseres de semiconductor (LS) con realimentación óptica, tanto desde el punto de vista experimental como numérico. La relfexión de la luz emitada por el láser, debida a la presencia de un espejo externo, es capaz de inducir una dinámica caótica en su intensidad de salida. Concretamente, cuando el láser es bombeado cerca de su corriente umbral, puede entrar en el régimen de fluctuaciones de baja frecuencia (LFF), caracterizado por repentinas caídas de su intensidad a tiempos irregulares. El comportamiento pulsado, y caótico, en este régimen es de especial interés desde el punto de vista de la dinámica de sistemas no-lineales, pero también por sus aplicaciones en comunicaciones ópticas. Si queremos resumir los resultados de esta tesis ordenados cronológicamente, debemos empezar hablando de ruido. El efecto de el ruido en un sistema no-lineal puede ser de gran ayuda en la obtención de una respuesta más regular, efectos como la resonancia coherente o la resonancia estocástica han dado buena prueba de ello. Con el objetivo de observar ambos fenómenos en el comportamiento pulsado de un láser en régimen de LFF, se realizan simulaciones numéricas a partir del modelo de Lang-Kobayashi (LK), que describe la evolución del campo eléctrico y los portadores en un LS. Los resultados obtenidos demuestran que añadiendo cierta cantidad de ruido externo a través de la corriente de bombeo, los pulsos observados en la intensidad de salida se vuelven más regulares, que es la característica típica de la resonancia de coherencia (RC). Si la corriente de bombeo está modulada con una señal periódica de cierta frecuencia, se puede observar cómo el ruido externo ayuda al sistema a seguir dicha frecuencia, lo que se refleja en la intensidad de salida con unas caídas no sólo más regulares, sino también a la frecuencia de forzamiento. Este fenómeno, observado en diversos sistemas no-lineales, se conoce como resonancia estocástica (SR). Los estudios realizados permiten observar que no sólo la amplitud del ruido es importante, sino también su tiempo de correlación, debiéndose ajustar ambos parámetros para poder observar dichas resonancias. En relación con el efecto del ruido en estos sistemas, se estudia (experimental y numéricamente) el caso de un láser en LFF cuando se modulado con dos frecuencias, observando resonancia a frecuencias no presentes en el sistema. Estos resultados son la primera evidencia experimental de este fenómeno, bautizado como resonancia fantasma (GR), el cual sólo habia sido predicho teóricamente hasta el momento. Paralelamente, se analizan los efectos del acoplamiento de dos sistemas caóticos, en nuestro caso dos láseres en régimen de LFF. Los resultados demostran que el acoplamiento puede incrementar la respuesta de un sistema no lineal a una señal periódica externa. Se profundiza también en el estudio del comportamiento multimodo de los láseres de semiconductor con realimentación óptica. Se presentan resultado sexperimentales y numéricos del comportamiento de los modos longitudinales en el régimen de LFF, observándose como, cuando la intensidad total cae, se activan modos laterales que hasta el momento permanecian apagados. Finalmente, y continuando con el estudio de la dinámica multimodo, se analiza la sincronización de dos láseres multimodo mediante una extensión del modelo de LK, observándose sincronización generalizada y anticipada, tanto de la intensidad total, como entre los modos longitudinales de cada láser. Estos resultados sugieren la utilización de este tipo de láseres para la transmisión de mensajes multiplexados.

Autor: GUASCH MURILLO DANIEL.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Resumen: Bajo la etiqueta de "Modelado y análisis de sistemas fotovoltaicos" se presentan los trabajos realizados en el área de los sistemas fotovoltaicos cuyo objetivo es conseguir un entorno de trabajo que permita analizar la problemática asociada a instalaciones fotovoltaicas, desde su diseño hasta su puesta en marcha y posterior explotación. Para ello, se ha escogido Matlab/Simulink como núcleo del entorno de trabajo debido a la gran potencia y flexibilidad que ofrece. Los resultados obtenidos han sido contrastados con medidas experimentales para poder evaluar las prestaciones conseguidas. La tesis doctoral se ha organizado de forma que primero se plantean las bases teóricas de los dispositivos involucrados. Seguidamente, estos dispositivos se estructuran en sistemas complejos. A continuación se plantea un método de extracción automática de parámetros que permitirá adaptar los modelos de dispositivos y sistemas a las instalaciones fotovoltaicas reales a diseñar o analizar. Finalmente, se plantean un conjunto de seis aplicaciones que constituirán el entorno de trabajo de los usuarios: "Identificación de sistemas" (obtiene los parámetros característicos de una instalación fotovoltaica real), "diagnóstico" (ofrece la posibilidad de determinar la causa más probable de fallo mediante la utilización de técnicas estadísticas), "control" (plantea una gestión global de la energía generada, consumida y almacenada en el sistema, tomando como referencia las baterías), "servidor Web" (aporta independencia tanto de la ubicación de las aplicaciones como del conocimiento del entorno de trabajo), "red de monitorización inalámbrica" (permite monitorizar una instalación fotovoltaica de gran superficie) y "sensor de batería" (determina el nivel de energía y el estado de salud de forma directa).

Autor: DOSV DOSI KONSTANTINOV .
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Autor: PÉREZ CASTILLEJOS RAQUEL.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Autor: MASANA NADAL FRANCESC.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Resumen: El objetivo de este trabajo es la construcción de un modelo térmico, tanto estático como dinámico, pensado fundamentalmente para su aplicación a los dispositivos semiconductores encapsulados. El modelo se basa en el concepto de resistencia térmica y de ángulo de dispersión del flujo de calor, haciendo este último variable con las dimensiones del sistema y sus condiciones de contorno, con lo que se consigue no solo una mejor aproximación cuantitativa sino también que el modelo siga siendo válido para cualesquiera dimensiones y condiciones de contorno, así como para sustratos multicapa, condición por otra parte imprescindible para el correcto análisis de los encapsulados habituales, especialmente en el ámbito de la electrónica de potencia.

Autor: DIAZ LUQUE VICENTE.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN.
Centro de realización: E.T.S.I. DE TELECOMUNICACIÓN.

Resumen: El escenario favorable, en términos de coste, que plantea la concentración de luz y la reciente invención y desarrollo de concentradores ópticos muy compactos y eficientes generan grandes expectativas para la industrialización definitiva de los paneles de concentración basados en células solares de arseniuro de galio (GaAs). La presente tesis doctoral se enmarca en este escenario y trata del modelado, optimización y caracterización de células solares de GaAs con capa ventana de arseniuro de galio aluminio (AlGaAs) ideadas especialmente para el funcionamiento bajo concentraciones luminosas muy elevadas. En la primera parte de este trabajo (Modelos) se presenta un modelo exahustivo de la célula solar desde el punto de vista intrínseco y extrínseco. Asimismo, esta parte recoge un modelado del funcionamiento de las células solares dentro de los concentradores ópticos atendiendo a los perfiles de iluminación en forma de cono de luz invertido. En la segunda parte de este trabajo (Caracterización) se presenta, en primer lugar, una validación del modelo de célula solar descrito en la primera parte mediante el ajuste con medidas experimentales tanto de eficiencia cuántica como de curvas de eficiencia en concentración y medidas de curvas I-V en condiciones de oscuridad. A continuación, se presenta una caracterización del efecto de la luz inclinada sobre la respuesta de la célula solar como paso previo a la corroboración del modelado del funcionamiento en concentradores ópticos. Finalmente, se muestran los resultados del análisis de pérdidas en el perímetro de la célula y su influencia para el funcionamiento en concentración. En la tercera parte de este trabajo (Aplicaciones) se presenta la herramienta creada para la optimización y simulación de células de GaAs que ha permitido diseñar células con eficiencias de conversión del 24-26% en un rango de concentraciones de luz de 500 a 1000 soles. Asimismo y con el objetivo de industrialización se presenta un estudio de las tolerancias en el diseño de células para conseguir los resultados de eficiencias mencionados.

Autor: BREZMES LLECHA JESÚS JORGE.
Año: 2001.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN.

Resumen: La monitorización del grado de maduración es un tema de gran relevancia en a industria frutícola. En esta tesis doctoral se ha estudido la viabilidad de utilizar una nariz electrónica como instrumento para monitorizar el proceso de maduración de la fruta de forma no destructiva. Los sistemas de olfao electróncio son instrumentos basados en una matriz de sensores químicos semiconductores cuyas sensibilidades están parcialmente solapadas. Los algoritmos de procesado de señal constituyen una parte fundamental de estos equipos. En este trabajo se ha seguido una metodología de aproximación sucesiva. Se diseñó un primer prototipo para comprobar la viabilidad de la idea y luego se diseño un segundo instrumento para realizar tareas más productivas. Una parte fundamental del trabajo ha sido la modificación, evaluacion e integración de diferentes algoritmos de procesado de señales. Entre ellos se han estudiado diferents tipos de redes neuronales (redes feed-forward con entrenamiento back-propagation, redes Fuzzy Art y Fuzzy Artmap), algoritmos paramétricos como el PLS (Partial Least Squares) o algoritmos no superivisados como el PCA (Principal componente Analysis). Los prototipos se probaron con diferentes variedades de fruta comatérica. En concreto, manzanas, peras, melocotones y nactarinas fueron las variedades escogidas para el estudio. Para evaluar objetivamente las prestaciones de los equipos se compararon sus resultados con los indicadores que habitualmente se utilizan en los estudios de calidad que se realizan sobre diferentes variedades de fruta. Entre ellos destacamos la firmeza, la acidez, el contenido en sólidos soluble, la producción de etileno y el perfil aromático de las muestras. Además de clasificar la fruta según diferentes estados de maduración, los prototipos revelaron la existencia de buenas correlaciones entre las señales de los sensores y algunos de los indicadores medidos en las muestras de fruta analizadas. El segundo prototipo fue capaz de predecir varios indicadores de calidad a partir de la medida no destructuvia de la producción aromática de las muestras utilizada. Además, predijo con mucha exactitud la fecha óptima de recolecta de las variedades de melocotón y nectarinas estudiadas, variedades que presentan dificultades al intentar determinar con exactitud el momento óptimo de su recolecta. Los resultados obtenidos en este tesis permiten concluir que, aunque existen algunos aspectos que deben ser mejorados antes de poder comercializar una nariz electrónica que monitorice el estado de maduración de la fruta es viable el diseño de un instrumento de estas características para ser operado en condiciones de laboratorio.

Autor: CASTELLO BENAVENT JOAQUIN JOSE.
Año: 2001.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON.
Centro de lectura: TECNOLOGIAS Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.

Resumen: La tesis trata de la simulación numérica del modelo cinético semiclásico de los semiconductores, basado en el sistema de ecuaciones Vlasov-Poisson-Boltzmann, usando el metodo de Particulas Ponderado. En ella, tras una justificación del uso del modelo cinético, basado en la presencia de portadores balísticos en los dispositivos semiconductores objeto del estudio, y de la descripción de este modelo para la geometria desarrolla el Metodo de Particulas ponderado aplicado al sistema de ecuaciones de Vlasov-Poisson-Boltzmann. Tambien se muestran los algoritmos desarrollados para la implementación del calculo de los operadores de colisión, finalmente, se presentan los resultados numéricos obtenidos con la aplicación de nuestro código para la simulación de diversos tipos de dispositivos.