Estudio del efecto de estrés térmico y eléctrico en dispositivos electrónicos a través de mediciones de ruido de baja frecuencia.

En este trabajo de titulación se estudió el efecto del estrés térmico y eléctrico en dispositivos semiconductores de potencia a través de mediciones de ruido de baja frecuencia. Como parte de la metodología se describen los pasos del diseño experimental partiendo desde establecer los requerimientos de estrés que se debe aplicar sobre dispositivos para evidenciar la presencia de ruido de baja frecuencia. Para cumplir los requerimientos de estrés las herramientas de software y hardware seleccionadas fueron una fuente de tensión variable hasta 1200V diseñada para la aplicación de estrés eléctrico, un módulo de temperatura compuesto por un mini calentador y un módulo de control diseñado para la aplicación de estrés térmico junto con el analizador de parámetros Keithley 4200-SCSn para la caracterización corriente-voltaje y un sistema de medición de ruido de baja frecuencia para caracterización de canales conductivos en dispositivos electrónicos. El diseño experimental se compone de cinco etapas: Catalogación y selección de dispositivos, Caracterización Tensión–Corriente, Medición de ruido de baja frecuencia, Pruebas de estrés térmico y eléctrico y Estadística para la fiabilidad en los dispositivos. Los resultados indican un mayor nivel de ruido flicker después de la aplicación del estrés que se relacionan con cambios en el voltaje de umbral producto del estrés aplicado, correlacionando directamente dichos parámetros. Mediante estos resultados obtenidos, y la información consultada acerca del estado del arte relacionado a la fiabilidad en dispositivos semiconductores, se puede inferir que sobre los dispositivos bajo prueba se ha activado un mecanismo de degradación conocido como “contaminación iónica”.In this degree work, the effect of thermal and electrical stress on power semiconductor devices was studied through low-frequency noise measurements. As part of the methodology, the experimental design steps are described starting from establishing the stress requirements that must be applied to devices to demonstrate the presence of low-frequency noise. To accomplish the stress requirements, the selected software and hardware tools were a variable voltage source up to 1200V designed for the application of electrical stress, a temperature module composed of a mini heater and a control module designed for the thermal stress application together with the Keithley 4200-SCSn parameter analyzer for current-voltage characterization, and a low-frequency noise measurement system for characterization of conductive channels in electronic devices. The experimental design consists of five stages Cataloging and device selection, Voltage-Current Characterization, Low-frequency noise measurement, Thermal and electrical stress tests, and Statistics for device reliability. The results indicate a higher level of flicker noise after the application of stress related to changes in the threshold voltage, as a result of the applied stress, directly correlating these parameters. Through these obtained results, and the information consulted about the state of the art related to reliability in semiconductor devices, it can be inferred that a degradation mechanism known as "ionic contamination" has been activated on the devices under test

Sintonización de controladores PID para control de velocidad de motores de corriente continua mediante algoritmos genéticos.

Este documento presenta el desarrollo de un algoritmo genético para optimización de ganancias de un controlador PID (proporcional, integral, derivativo) aplicado al control de velocidad de un motor de corriente directa. El algoritmo fue desarrollado en código Python. Produce un buen desempeño con pocas iteraciones debido a la generación de la población inicial a partir de las reglas de sintonización de Ziegler & Nichols. El controlador obtenido mediante la aplicación del algoritmo genético es comparado con los métodos convencionales de sintonización de Ziegler y Nichols, CohenCoon y AMIGO, en términos de tiempo de establecimiento, sobre oscilación máxima y robustez. Los resultados obtenidos permiten concluir que se minimiza la sobre oscilación máxima y el tiempo de establecimiento mediante el uso del controlador obtenido mediante el algoritmo genético, que a su vez presenta una mejor robustez en comparación con los controladores obtenidos con los otros métodos.This document presents the development of a genetic algorithm for optimizing the gains of a PID (proportional, integral, derivative) controller applied to the speed control of a direct current motor. The algorithm was developed in Python code. It produces a good performance with few iterations due to the generation of the initial population based on the tuning rules of Ziegler & Nichols. The controller obtained through the application of the genetic algorithm is compared with the conventional tuning methods of Ziegler and Nichols, CohenCoonand AMIGO, in terms of establishment time, maximum overshoot and robustness. The obtained results allow to conclude that the maximum overshoot and the establishment time are minimized by using the controller obtained through the genetic algorithm, which in turn has a better robustness compared to the controllers obtained with the other methods