فهرست مطالب

مهندسی برق و الکترونیک ایران - سال سیزدهم شماره 4 (زمستان 1395)

مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران
سال سیزدهم شماره 4 (زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/11
  • تعداد عناوین: 14
|
  • حسین مهری، بیژن علیزاده* صفحات 1-13
    بهینه سازی ساختاری FPGA به عنوان یکی از چالش های مهم در زمینه طراحی دیجیتال مطرح است. در سال های اخیر، روش های تجربی و آزمایش محور جای خود را به روش های تحلیلی برای یافتن ساختارهای بهینه داده اند. روش های آزمایش محور بر مبنای استفاده از ابزارهای کامپیوتری (CAD) برای ارزیابی ساختارها به لحاظ مساحت اشغالی، سرعت و توان مصرفی استواراند. به علت زمان بر بودن این فرآیند، استفاده از روش های تحلیلی مبتنی بر مدل سازی ساختار توسط معادلات ساده ی جبری، مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه این فرآیند به مراتب ساده تر و سریع تر است، اما یک مدل تحلیلی کامل که بتواند همزمان توان مصرفی، مساحت اشغالی و سرعت را ارزیابی نماید تا به حال ارایه نشده است.
    ذکر این نکته ضروری است که کارهای گذشته از روش های تحلیلی برای بهینه سازی ساختارهای FPGA کاربرد عام استفاده کرده اند، در حالی که استفاده از روش های تحلیلی برای بهینه سازی ساختارهایی با کاربرد خاص موضوع جذابی در زمینه پردازش قابل پیکر بندی مجدد می باشد. به این ترتیب طراحان می توانند ساختارهایی بهینه برای دسته ای از کاربردها را جستجو کرده و مصرف کنندگان می توانند ساختار بهینه مورد نیاز برای کاربرد خاص خود را از میان قطعات متنوع موجود در بازار بیابند. در این مقاله یک مدل توان مصرفی شامل توان پویا و توان ایستا برای ساختار FPGA ارایه شده است. سپس این مدل با مدل های موجود مساحت و سرعت ادغام شده تا یک مدل عملکردی کامل را تشکیل دهند. این مدل در قالب برنامه سازی هندسی ارایه شده است. به این ترتیب، طراحان قادر خواهند بود تا در کوتاه ترین زمان ساختارهای مختلف را ارزیابی کرده و بهترین آنها را از نظر توان مصرفی پویا و ایستا همراه با مساحت و تاخیر انتخاب کنند. پس از تکمیل مدل عملکردی کامل FPGA، این مدل برای بهینه سازی ساختارهایی با چند کاربرد توسعه داده شده و سپس ساختار بهینه برای دو مدار خاص مورد بحث قرار گرفت.
    کلیدواژگان: بهینه سازی ساختاری، FPGA، مدل توان مصرفی، روش های تحلیلی
  • نوشین واثقی، محمدصادق ابریشمیان صفحات 1-7
    یک کلاس جدید از مواد جاذب راداری در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته اند. در ساختارهای چند لایه صفحه ای، ترکیبی از مواد پاشنده[i] RH[ii] و همچنین فرامواد[iii] پاشنده در نظر گرفته شده است و به جهت تحقق پذیری فیزیکی، از رابطه پاشندگی مواد استفاده شده است و مقادیر در تمامی باند فرکانسی، ثابت فرض نشده اند. موج تابشی صفحه ای است با پلاریزاسیون TM،TE که به صورت عمودی یا مایل به ساختار چند لایه صفحه ای می تابد. بهینه سازی روی یک پهنای باند فرکانسی، محدوده ای از زوایای تابش و همچنین به صورت توامان روی صورت پذیرفته است که نتایج قابل قبولی ارایه داده است. در ضمن به علت پیچیدگی توابع و تعداد زیاد پارامترها ، از الگوریتم ژنتیک[iv] برای بهینه سازی استفاده شده است.
    کلیدواژگان: پراکندگی امواج الکترومغناطیسی، فرامواد، محیط های چند لایه
  • محمد غلامی، حمید رحیم پور، جمال قاسمی، ایمان اسمعیلی پایین افراکتی صفحات 15-22
    در این مقاله، یک راهکار جدید با استفاده از الگوریتم بهینه سازی گرادیان برای ساخت حلقه های قفل شده تاخیر ارائه شده است. از جمله ویژگی های برجسته این ساختار می توان به سرعت بالای قفل شدن و فرکانس بالای عملکرد مدار اشاره کرد. در این ساختار به جای بلوکهای آشکارساز فاز-فرکانس، پمپ بار و فیلتر حلقه از یک پردازنده استفاده شده است. در فرستنده های دیجیتال از یک پردازنده برای دیکد کردن، کد کردن، آشکارسازی و... استفاده می شود. بنابراین می توان از همین پردازنده برای ساخت حلقه قفل شده تاخیر استفاده کرد. در نتیجه پیچیدگی ساختار حلقه قفل شده تاخیر پیشنهادی، نسبت به ساختارهای متداول حلقه های قفل شده تاخیر کمتر می شود. ساختار مورد نظر توسط نرم افزار متلب در استاندارد بلوتوث شبیه سازی شده است. پنج سلول تاخیر برای گرفتن فرکانس خروجی برابر با 4/2 گیگاهرتز توسط فرکانس ورودی 480مگاهرتز در ساختار ارائه شده مورد استفاده قرار گرفته است. شبیه سازی های انجام شده صحت عملکرد و سرعت بالای قفل شدن این ساختار جدید را تایید کرده است.
    کلیدواژگان: حلقه قفل شده تاخیر، الگوریتم گرادیان، زمان قفل شدن، مدارات سرعت بالا، فرکانس بالا
  • عسگر مختاری، مهرگان مهدوی صفحات 23-32
    سیستم های RFID (Radio Frequency Identification) نسل جدیدی از سسیستم های شناسایی اتوماتیک مبتنی بر تکنولوژی مخابرات بی سیم هستند. در این سیستم ها همه تگ ها (Tags) از یک کانال برای برقراری ارتباط با دستگاه خواننده استفاده می کنند. اگر چندین تگ به طور همزمان اقدام به ارسال شماره شناسه خود کنند سیگنال ارسالی آن ها با هم برخورد خواهد کرد. نحوه بر طرف کردن این برخورد در سیستم های RFID مخصوصا در سیستم های با تعداد تگ زیاد تاثیر مستقیم بر سرعت شناسایی این سیستم ها دارد. در این مقاله الگوریتم جدیدی با نام EBCDA (Enhanced Bit Collision Detection Algorithm) را بر پایه الگوریتم درختی و تشخیص بیت برخورد کرده در شماره شناسه ارسالی تگ ها، پیشنهاد خواهیم کرد. الگوریتم پیشنهادی موجب کاهش حجم اطلاعات تبادل شده بین تگ ها و دستگاه خواننده و در نتیجه افزایش سرعت شناسایی خواهد شد. با مقایسه الگوریتم پیشنهادی با سایر روش های موجود نشان خواهیم داد الگوریتم پیشنهادی دارای بهترین عملکرد است.
    کلیدواژگان: سیستم های RFID، مقابله با برخورد تگ، الگوریتم درختی، شناسایی تگ
  • ناصر حسن زاده، محمد دانایی صفحات 33-40
    کلید های CMOS یکی از ساختارهای اصلی و تاثیرگذار مدارهای الکترونیکی به شمار می روند و به طور گسترده در مدارهای آنالوگ کاربرد دارند. یکی از شاخصه های غیر ایده آل این کلیدها مقاومت حالت خاموش و جریان نشتی معکوس آنها است. به منظورکاهش جریان نشتی کلیدهای ماسفت و در نتیجه آن افزایش مقاومت حالت خاموش کلید، یک روش جدید در این مقاله ارائه شده است. این راهکار با بهره برداری از اثر بدنه و افزایش ولتاژ آستانه می تواند برای مدارهای پرتونگاری (توموگرافی) خازنی استفاده شود. ساختار ارائه شده علاوه بر کاهش جریان نشتی معکوس، باعث کاهش خازن های پارازیتی کلید، کاهش جریان نشتی ناشی از پدیده Punch-Trough و رسیدن به مقاومت حالت روشن پایین تر نیز می شود. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزارHSPICE بدست آمده و برای آن از یک نمونه مدل تجاری با طول کانال 0.18μm استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که جریان نشتی معکوس نسبت به کلید NMOS، بیش از چهار برابر و نسبت به کلید بوت استرپ بیش از سه برابر کمتر شده است. علاوه بر آن کلید پیشنهادی رفتار دمائی پایدارتر و تغییرات کمتری در گوشه های پروسه دارد.
    کلیدواژگان: جریان نشتی معکوس، کلید ماسفت، مقاومت حالت خاموش، اثر بدنه و ولتاژ آستانه
  • محمد مهدی خاتمی، مجید شالچیان، محمدرضا کلاهدوز صفحات 41-50
    در ماسفت کرنشی دومحوره نوع p سیلیکانی، وجود کانال پارازیتی موازی کانال اصلی، با افزایش جریان حالت خاموش، عملکرد ماسفت را با مشکل مواجه می کند. در این مقاله، روشی برای حذف این کانال پارازیتی و بهبود جریان حالت خاموش، با کنترل چگالی ناخالصی زیرلایه مجازی ارائه می شود و سپس بوسیله ی شبیه ساز، نتایج بررسی می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با افزایش دوپینگ بستر مجازی تا مقدار 17^10*4، ضمن تشکیل کانال با موبیلیتی موثر بالا، جریان حالت خاموش تا بیش از 4-10 برابر کاهش می یابد. این روش در طول کانال های مختلف موثر بوده و همچنین باعث بهبود مقاومت خروجی ماسفت می گردد.
    کلیدواژگان: نانو ماسفت کرنشی نوع p، جریان حالت خاموش، چاه کوانتومی، کانال پارازیتی، بستر مجازی
  • هما زارع بیدکی، رحیم فائز صفحات 51-58
    در این مقاله، هدف بالابردن بازده سلول خورشیدی بر مبنای چاه کوانتومی است. ابتدا سلول خورشیدی سه پیوندی با ساختار شبیه سازی می شود. سپس ساختار چاه کوانتومی مناسب برای یک سلول تک اتصالی GaAs معرفی می شود. با طراحی مناسب چاه کوانتومی برای سلول تک-پیوندی GaAs، یعنی در کنار هم قرار دادن چاه های مرتفع و کم عمق و انتخاب مناسب مواد، جریان اتصال کوتاه و ولتاژ مدار باز را می توان افزایش داد. یافته های این پژوهش نشان می دهد که با استفاده از چاه کوانتومی در سلول سه پیوندی،می توان جریان اتصال کوتاه را افزایش داد، بدین ترتیب بازده %57.1 به دست آمده است. این بازده، نسبت به سلول بدون چاه کوانتومی حدود %12 افزایش یافته است. برای رسیدن به بالاترین بازده، اثر ضخامت لایه ها، پارامترها و تعداد چاه ها مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی سه-پیوندی، چاه کوانتومی، بازده تبدیل، GaAs
  • تهمینه جلالی صفحات 59-64
    در این مقاله، جداکننده توان بلور فوتونیک با اتصال Y شکل به منظور استفاده در ابزارهای مخابراتی طراحی، بهینه سازی و شبیه سازی شده است. به منظور افزایش میزان عبور موجبر از حفره ای با ضریب شکست متفاوت در محل اتصال استفاده شده است. با استفاده از روش های FDTD تعمیم یافته و MMP عبور پرتو از جداکننده توان شبیه سازی شده است. با توجه به هندسه موجبر بلور فوتونیک، قطبش الکتریکی عرضی در نظر گرفته شده است. این داده ها از تکنیک End-Fire در آزمایشگاه ETH به دست آمده اند. انتشار پرتو در جداکننده توان ساخته شده از بلور فوتونیک را بوسیله روش های شبیه سازی FDTD دوبعدی تصحیح شده و MMP مدلسازی کرده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می کنیم. بررسی محاسبات عددی ساختار بهینه نشان می دهد نتایج آزمایشگاهی در توافق خوبی با روش های FDTD دوبعدی و روش نیمه تحلیلی MMP قرار دارد و میزان عبور به حدود 8/44% در هر شاخه رسیده است.
    کلیدواژگان: بلور فوتونیک، جداکننده توان، روش تفاضل متناهی دامنه زمان، روش چندقطبی چندگانه، شبیه سازی، موجبر
  • محمد جواد کیانی، علیرضا صالحی صفحات 65-70
    در این مقاله، طراحی و تولید نانو سنسور SnO2 به روش غوطه وری برای تشخیص CO2 در یک محیط گازی با استفاده از جذب سطحی گزارش شده است. علاوه بر این، به منظور آماده سازی محلول سل-ژل، محلول SnCl2 به عنوان ماده اولیه و با غلظت های مختلف به منظور داشتن لایه های مختلف در ضخامت های متنوع انتخاب شده است. در پایان، اندازه گیری هاو آنالیزهای مختلف حساسیت بالا و کیفیت خوب نمونه ها را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: حسگر گاز، coating- Dip، لایه نازک، سل ژل
  • محمد امین مرادی، حسین بلندی بلندی، مصطفی عابدی صفحات 71-79
    در این مقاله یک الگوریتم جهت تعیین وضعیت ماهواره طراحی می گردد که علاوه بر بهبود دقت این زیرسیستم، در برابر خطای حسگرها نیز ایمن می باشد. زیرسیستم تعیین وضعیت ماهواره شامل حسگرهای نصب شده روی بدنه ماهواره و الگوریتم تعیین وضعیت می باشد. جهت ترکیب اطلاعات حسگرها می توان الگوریتم را به دو صورت متمرکز و غیرمتمرکز به کار برد. روش غیر متمرکز علاوه بر مزایایی مانند کاهش حجم محاسبات، افزایش دقت و همگرایی سریع تر دارای ساختار مناسبی جهت تشخیص و جداسازی عیب حسگرها می باشد. در این مقاله از فیلتر کالمن توسعه یافته فدرال تطبیقی جهت تخمین وضعیت ماهواره و تشخیص و جداسازی عیب حسگرها استفاده شده است که علاوه بر بهبود عملکرد زیرسیستم تعیین وضعیت، آن را در برابر خطای حسگرها ایمن می کند. صحت مطالب بالا در شبیه سازی ها نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: تخمین وضعیت ماهواره، فیلتر فدرال، فیلتر کالمن، سرعت های زاویه ای ماهواره، ژیروسکوپ
  • سعید علیایی، احمد محب زاده بهابادی صفحات 81-88
    در این مقاله، یک حسگر زیستی مبتنی بر نانو تشدیدگر کریستال فوتونی معرفی شده است. در این حسگر نانو تشدیدگر در میان ساختار بوده و توسط دو موجبر احاطه شده است. تشدیدگر با کوچک تر کردن حفره های هوا شکل گرفته است. به منظور افزایش محدودیت نوری و تزویج بهتر نور بین موجبرها و تشدیدگر، از دو موجبر انتهادار استفاده شده است. با اتصال مولکول زیستی به دیواره ی حفره سنجش، ضریب شکست آن تغییر کرده و طول موج تشدید ساختار جابه جا خواهد شد. نتایج نشان می دهد که حساسیت و ضریب کیفیت ساختار به ترتیب برابر باnm/RIU 78/9 و 2800 است.
    کلیدواژگان: حسگر زیستی، کریستال فوتونی، نانو تشدیدگر، طول موج تشدید، حفره سنجش، حساسیت
  • اصغر کشتکار، محمد تقی میررحیمی، حمیده خصوصی ثانی، مریم روزبه، احمد کشتکار صفحات 89-96
    بافت های سالم و سرطانی دارای طیف امپدانس الکتریکی (EIS[i]) متغیر هستند که از مقایسه ی طیف امپدانسی آنها از طریق سیستم اندازه گیری امپدانس الکتریکی (بایو امپدانس) می توان برای تشخیص بافت های سالم و سرطانی استفاده کرد. در سیستم اندازه گیری امپدانس الکتریکی مهمترین بخش پروب می باشد. در این مقاله از روش عددی المان محدود طیف امپدانس الکتریکی بافت رحم توسط 5 نوع پروب بدست آمده و با هم مقایسه می شوند و سپس پروب جدیدی طراحی و بر روی بافت رحم شبیه سازی می شود که نسبت به پروب های دیگر علاوه بر اینکه مشکل امپدانس سطحی را ندارد بلکه دارای رزولیشن بالا و حساسیت کمی نسبت به ضخامت مایع رسانای سطحی می باشد و بافت سالم و تغییر یافته را بهتر از پروب های دیگر تمیز می دهد.
    کلیدواژگان: بیو امپدانس، پروب های الکتریکی، طیف امپدانس الکتریکی، روش المان محدود
  • مهدیه خلیق فرد، علی مطیع نصرآبادی، حسین ابراهیمی نسب صفحات 97-106
    در علم پزشکی هنوز درمان قطعی تومور و یا کنترل رشد آن چالش بزرگی است. برخلاف آزمایشات کلینیکی، مدلسازی های بیولوژیکی با وقت و هزینه بسیار ناچیز قادر به آنالیز روش های درمانی متفاوت برای مبارزه با سلول های تومور می باشند. هدف از این تحقیق ، مدلسازی تعامل سلول های سرطانی و سیستم ایمنی در بررسی روش های درمانی ایمونوتراپی و شیمی درمانی است که برای سازگاری بیشتر مدل با سیستم بیولوژیکی مربوطه، اینترلوکین های مهاری در رشد سلول های ایمنی اعم از Treg و IL-10 را نیز شامل می شود. مدل بر پایه معادلات Depillis بهبود یافته با بکارگیری اینترلوکین های مهاری است که روش درمانی ایمونوتراپی با IL-2 و نیز شیمی درمانی با فواصل زمانی متفاوت را بطور مجزا و توام با یکدیگرشامل می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی با مطالعات فیزیولوژیکی، از نظر روند رشد جمعیت سلول های ایمنی و سلول های سرطانی در روش های درمانی بکار رفته، مطابقت دارند که در نهایت پروتکل درمانی ای پیشنهاد می گردد که به آسیب های شیمی درمانی کمتری منجر خواهد شد. در ادامه اینترلوکین های دیگری پیشنهاد شده اند که نه تنها باعث تحریک CTL ها می شوند بلکه تاثیری بر تحریک سلول های Treg ندارند.
    کلیدواژگان: مدلسازی تومور، ایمونوتراپی IL-2، Treg، IL-10، شیمی درمانی
  • حسن فشکی فراهانی، محمود حسینی علی آبادی، شهرام جوادی، سیامک پرکار صفحات 107-118
    در این مقاله یک ساختار جدید برای اینورترهای سه فاز ارائه شده است که شامل یک ماژول چند سطحی، پل اینورتری سه فاز و بخش انتخاب سطوح میانی می باشد. مزیت اصلی این ساختار در مقایسه با سایر توپولوژی ها، استفاده از تعداد کمتر سوئیچ و دیود جهت دستیابی به بیشترین سطح در ولتاژ خروجی می باشد. این ساختار متشکل از یک ماژول چندسطحی تک فاز، سه عدد کلید دو طرفه و یک عدد پل اینورتری سه فاز می باشد. از دیگر ویژگی های این ساختار، افزایش دو سطح به سطوح ولتاژ خروجی تنها با اضافه نمودن یک سوئیچ دو طرفه و یک خازن ولتاژ پایین می باشد. در این مقاله ترتیب کلیدزنی برای دستیابی برای هر تعداد سطوح ولتاژ در خروجی ارائه شده است. همچنین دامنه هارمونیک ها و میزان THD ساختار پیشنهادی با سایر ساختارها مقایسه شده است. برای نشان دادن کارائی روش پیشنهادی، یک نمونه اینورتر سه فاز 11 سطحی طراحی و توسط Simulink نرم افزار MATLAB مورد شبیه سازی قرار گرفته و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: اینورتر منبع ولتاژ چند سطحی، کاهش تعداد سوئیچها و دیودها، پل اینورتری سه فاز و کاهش THD
|
  • Hossein Mehri, Bijan Alizadeh* Pages 1-13
    Optimizing FPGA architectures is one of the key challenges in digital design flow. Traditionally, FPGA designers make use of CAD tools for evaluating architectures in terms of the area, delay and power. Recently, analytical methods have been proposed to optimize the architectures faster and easier. A complete analytical power, area and delay model have received little attention to date. In addition, previous works use analytical methods to optimize general-purpose FPGA architectures. Using analytical models for optimizing application-specific FPGA architectures are interesting subjects in the reconfigurable computing field. In this way, designers can investigate the optimized architecture for a set of application circuits and the consumers can find their best architecture among a variety of devices which is optimal for their specific work. In this paper, we complete an analytical FPGA performance model by presenting an analytical model to estimate the dynamic and leakage power and by integrating it into the Geometric Programming framework where the area and performance models exist. This way, we are able to rapidly analyze various FPGA architectures and select the best one in terms of power consumption as well as area and delay. In the next step, we extend the model for optimizing FPGA architectures for a set of applications. A case of the best architecture for two specific circuits has been investigated in this paper.
  • Noushin Vaseghi, Mohammad Sadegh Abrishamian Pages 1-7
    In this article, a planar multilayered structure is considered as a radar absorber for normal and oblique incidence plane wave. We used actual dispersive material which could be used as a metamaterial for our structure. The formulation can respond any arbitrary polarization i.e. TE or TM. The optimizations are done in a wide frequency band and at a wide range of incident angles that has reached to considerable conclusions. In order to optimize the reflection coefficient, which is a complicated and multi parameter function, we use Genetic algorithm (GA) method.
    Keywords: Electromagnetic Scattering, Metamaterials, Multilayered Structures
  • M. Gholami, H. Rahimpuor, J. Ghasemi, I. Esmaeili Pages 15-22
    In this paper, a new approach using gradient optimization algorithm for delay locked loop (DLL) is provided. Among the salient features of this structure, the proposed DLL can be quickly locked and can be used as a high-frequency circuit. In this novel architecture a digital signal processor (DSP) is used instead of phase detector, charge pump and loop filter. In digital transmitters to select kind of modulation, coding, decoding and…a DSP is used. Therefore, this DSP can be used in the proposed structure too. The proposed digital DLL has lower complexity than conventional analog DLLs. The structure is simulated using MATLAB for Bluetooth application. Five delay cells are used in the proposed digital DLL to generate 2.4GHz output frequency from 480MHz input frequency. The simulations confirm the high accuracy and speed of proposed digital DLL.
    Keywords: Delay Locked Loop, Gradient Algorithm, Lock Time, High Speed Circuits, High Frequency
  • Asgar Mokhtari, Mehregan Mahdavi Pages 23-32
    Radio frequency identification (RFID) is a new generation of automatic identification systems, based on wireless communication technology. In these systems all the tags using one communication channel to communicate with the reader. When two or more tags transmit their data to the reader simultaneously, their transmitted signals will collide. Resolving this collision has a direct impact on the speed of tag identification, especially in systems with large number of tags. In this paper we proposed enhanced bit collision detection algorithm (EBCDA) based on tree algorithm and collision detection bit in the tag’s ID. In this algorithm, the reader is able to reduce greatly the amount of data exchanged between the tag and reader. The exchanged data reduction will increase the speed of tag identification. By comparing the proposed algorithm with other existing algorithms, we show that the proposed algorithm has a better performance.
    Keywords: RFID systems, Tag anti, collision, Tree algorithm, Tag identification
  • Naser Hasanzade, Mohammad Danaie Pages 33-40
    CMOS switches are one of the main components of today's analog circuits. Among the many types of non-idealities that can affect the performance of the switch, its leakage current is of utmost importance. In order to reduce the leakage current or equally increase the OFF resistance of any switch, a novel technique is presented in this paper. The proposed technique employs the body effect to increase the threshold voltage and it can be used at high-frequency or low-frequency switching circuits. In addition to the leakage current reduction, the presented technique also decreases the parasitic capacitance of the switch and the leakage current caused by the punch-through effect. The proposed switch is simulated by HSPICE using a commercial 0.18μm CMOS technology. Simulation results show more than 400% reduction in the leakage current compared to the NMOS switch and more than 300% reduction compared to the boot-strapped switch.
    Keywords: Reverse leakage current, MOSFET switch, off, state resistance, threshold voltage
  • Mohammad Mahdi Khatami, Majid Shalchian, Mohammadreza Kolahdouz Pages 41-50
    In biaxially strained p-MOSFET with Si channel, formation of a parasitic parallel channel due to misalignment of energy bands degrades device performance by increasing off-state current. In this paper a new approach has been introduced to eliminate this parasitic channel by increasing the dopant concentration of virtual substrate up to . Using simulation the impact of this method on the parasitic channel has been investigated. According to simulation results, increasing virtual substrate's doping not only provides a high mobility channel but also significantly reduces off-state current more than four orders of magnitude. This method is effective in various channel length and also increases output resistance of the MOSFET.
    Keywords: strained Si nano p-MOSFET, off-state current, quantum well, parasitic channel, virtual substrate
  • Homa Zarebidaki, Rahim Faez Pages 51-58
    In this paper, the purpose is to improve the efficiency of triple-junction solar cell by introducing quantum well into GaAs junction. Firstly, InGaP/GaAs/InGaAs triple-junctions solar cell has been simulated. Then, a multiple stepped quantum wells (MSQWs), in which InGaAs well is sandwiched by InGaAsP as stepped layer, and the barrier is GaAs, has been introduced into intrinsic region of single-junction GaAs solar cell. By introducing this MSQWs into middle cell of the triple-junction solar cell, resulting in an increase in short circuit current, the efficiency has been increased to 57.1%. The achieved efficiency is 12% more than the triple-junction cell without using MSQWs. In order to gain the highest possible efficiency, the effect of layers thickness variations and the number of MSQWs have been studied. In this paper, for the purpose of studying the effect of adding MSQWs into cell, Silvaco, Altas, has been applied.
    Keywords: III-V triple-junction solar cell, multiple stepped quantum well, conversion efficiency, GaAs
  • Tahmineh Jalali Pages 59-64
    We investigate the transmission behavior of photonic crystals power splitter by using improved 2D FDTD and MMP methods. The Comparison between experimental data and simulation results are discussed in TE polarization. In this study, the 60° photonic crystal power splitter is optimized, which is composed of InPGaAs/InP material and air holes. The photonic crystal waveguide bend transmission data was measured by End-Fire technique. This computational method can be applied to investigate photonic crystals with irregularly shape and different materials. Comparison between experimental data and two dimensional simulations is evident that the improved 2D FDTD simulation shows a very good agreement with the experimental data of the transmission properties.
    Keywords: Finite difference time domain method, Multiple Multipole method, Photonic crystal, Power splitter, Simulation
  • Mohammad Javad Kiani, Alireza Salehi Pages 65-70
    In this paper, the designing and nano-manufacturing of the SnO2 sensors by the Dip-Coating method is reported to detect CO2 in a gaseous environment by its characteristic absorption. In addition, in order to prepare the Sol-Gel solution, SnCl2 as a primary material with different concentration is selected to deposit in diverse thicknesses. After the SnO2 deposited thin-film with different thicknesses, the electrical characteristic of sensors is obtained with varied both thicknesses and concentration of Co gas. Finally, various measuring of producing gas sensor show suitable sensitivity and quality for Dip-Coating method.
    Keywords: Gas Sensor, Spinner, Dip-coating, Sol-Gel, Thin layer
  • M.A. Moradi, H. Bolandi, M. Abedi Pages 71-79
    In this paper, a new algorithm for satellite attitude determination with sun sensor and magnetic sensor is designed that improves the accuracy of satellite attitude determination subsystem and robust it against sensor fault. This subsystem includes sensors and attitude determination algorithm. In order to combine sensors data, we can utilize centralized and decentralized algorithm. Decentralized algorithm in addition of advantages such as computational volume reducing, improving accuracy and faster convergence, has appropriate structure for fault detection and isolation. In this paper, adaptive federated extended kalman filter is used for satellite attitude estimation and sensor fault detection and isolation that in addition of improving attitude determination subsystem performance, robust it against sensor fault. The correctness of aforementioned contents are demonstrated in simulations.
    Keywords: satellite attitude estimation, federated filter, kalman filter, satellite angular velocity, gyroscope
  • S. Olyaee, A. Mohebzadeh Bahabady Pages 81-88
    A photonic crystal biosensor based on nano-resonator is presented in this paper. The nano-resonator is constructed in the middle of structure and is surrounded by two waveguides. The resonator is formed by reducing the size of air holes. In order to better optical coupling between the waveguides and resonator, two limited waveguide are used. By binding the molecular biological to the sensing hole, the refractive index is changed, and consequently, resonant wavelength of the structure will be shifted. The results indicate that the sensitivity and the quality factor of the present structure are 9.78 nm/RIU and 2800, respectively.
    Keywords: Biosensor, photonic crystal, Nano-resonator, resonant wavelength, sensing hole, sensitivity
  • Asghar Keshtkar, M. Taghi Mir Rahimi, Hamide Khosousi Sani, Maryam Rouzbeh, Ahmad Keshtkar Pages 89-96
    Normal and cancerous tissue have changing values of Electrical Impedance Spectroscopy (EIS). In which with comparing their impedance spectrum with bio-impedance measuring system, they can be used for cancerous tissue diagnosis. Probe is the main part in electrical impedance measurement system. In this paper by employing finite element method EIS factor of mucous tissue derived in 5 different probes. Results of investigation with these probe models were presented with studying on their sensitivity to conducting film thickness and acquired resolution. Optimization results were used to select the most efficient one.
    Keywords: Electrical Impedance Spectrum, Electrical Probe, Finite Element Method, Bio impedance
  • Mahdie Khalighfard, Ali Motie Nasrabadi, Hossein Ebrahimi Nasab Pages 97-106
    In medical science, the control tumor cells growth and perfect cure of them are big challenge yet. Unlike clinical experiments, biological modeling can investigate different curative methods to fight with tumor cells by consuming time and cost less . The purpose of this report is modeling of interaction between tumor cells and immune system with the effects of inhibitory ILs (interleukins) such as IL-10 and Treg. The model is based on modified Depillis equations with using inhibitory ILs that associate immunotherapy with IL-2 and chemotherapy. The results are matched with physiological studies that in final we propose a curative method with so less chemotherapy damages. Finally, other ILs suggested that not only stimulate CTL but also they have no effect on Treg cells.
  • Hassan Feshki Farahani, Mahmood Hosseini Aliabadi, Shahram Javadi, Siamak Porkar Pages 107-118
    In this paper a new topology is introduced for three-phase inverter that includes a multi-level module, a three-phase inverter bridge and middle levels selection unit. The main advantage of proposed topology is using fewer switches and diodes to reach the maximum level of output voltage. The structure consists of a single-phase multilevel module; three bidirectional switches and a three-phase inverter bridge. The other capability of this structure is increasing of two level of output voltage just by adding a bidirectional switch and a low voltage capacitor. In this paper is proposed the switching sequences to access for any number of output voltage levels. Furthermore, the amplitude of the harmonic and THD of the proposed structure are compared with other structures. To demonstrate the effectiveness of the proposed method, a sample of 11-level three-phase inverter is designed and is simulated using Simulink toolbox of MATLAB software and the obtained results have been evaluated.
    Keywords: Multilevel three phase voltage source inverter, switches, diodes reduction, three phase inverter bridge, THD reduction