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Introduction The increased demand for mechanical ventilation caused by the SARS-CoV-2 pandemic could generate a critical situation where patients may lose access to mechanical ventilators. Combined ventilation, in which two patients are ventilated simultaneously but independently with a single ventilator has been proposed as a life-saving bridge while waiting for new ventilators availability. New devices have emerged to facilitate this task and allow individualization of ventilatory parameters in combined ventilation. In this work we run computer-based electrical simulations of combined ventilation. We introduce an electrical model of a proposed mechanical device which is designed to individualize ventilatory parameters, and tested it under different circumstances. Materials and Methods With an electronic circuit simulator applet, an electrical model of combined ventilation is created using resistor-capacitor circuits. A device is added to the electrical model which is capable of individualizing the ventilatory parameters of two patients connected to the same ventilator. Through computational simulation, the model is tested in different scenarios with the aim of achieving adequate ventilation of two subjects under different circumstances: 1) two identical subjects; 2) two subjects with the same size but different lung compliance; and 3) two subjects with different sizes and compliances. The goal is to achieve the established charge per unit of size on each capacitor under different levels of end-expiratory voltage (as an end-expiratory pressure analog). Data collected included capacitor charge, voltage, and charge normalized to the weight of the simulated patient. Results Simulations show that it is possible to provide the proper charge to each capacitor under different circumstances using an array of electrical components as equivalents to a proposed mechanical device for combined ventilation. If the pair of connected capacitors have different capacitances, adjustments must be made to the source voltage and/or the resistance of the device to provide the appropriate charge for each capacitor under initial conditions. In pressure control simulation, increasing the end-expiratory voltage on one capacitor requires increasing the source voltage and the device resistance associated with the other simulated patient. On the other hand, in the volume control simulation, it is only required to intervene in the device resistance. Conclusions Under simulated conditions, this electrical model allows individualization of combined mechanical ventilation., Facultad de Ingeniería

Context: In advanced ultralow-power devices, it is necessary to use the accuracy extraction procedures of the MOSFET threshold voltage to fully characterize the devices. These procedures are based in the measurement of the Tran-conductance efficiency (gm/ID) and its first derivative in function of the voltage gate source (d(gm/ID)/dVGS). In order to increase their independency respect to the non-zero drain source voltage (VDS ≠0) it is used a process to correct the error. Theoretically, VDS should be 0 V; however, the VDS is grater than 10 mV in the experimental setup in order to avoid electrical noise, but less than a certain maximum value for allowing the MOSFET operation in the linear region of the weak inversion. Objective: To compare the extraction procedure proposed by (MC Schneider et al., 2006) and the method proposed by (Rudenko et al., 2011) with a generic, controlled and coherent test scenario. Method: This paper proposes a test scenario based on the Advanced Compact MOSFET model (ACM) of a long channel MOSFET made in a standard 0.35 mm CMOS process, implemented numerically in MATLABâ. The concept of Power Error Correction (PEC) was used to compare the two processes numerically; it quantifies the sensitivity of the extraction process to the effect by the non-zero voltage value of the VDS in the experimental setup (i.e., NZ-DS effect). Results: The error correction procedure proposed by (Siebel et al., 2012, Schneider et al., 2006) estimates the NZ-DS effect better than the procedure proposed by (Rudenko et al., 2011), considering the average, maximum and minimum PEC obtained for both extraction methodologies for a long channel MOSFET fabricated in a standard CMOS process of 0.35 μm, when the VDS is less than 50 mV. Conclusions: The Vth extraction procedure proposed by (MC Schneider et al., 2006) is more robust than the method proposed by (Rudenko et al., 2011) regarding the NZ-DS effect. Resumen Contexto: En los dispositivos de ultrabaja potencia son necesarios procedimientos precisos de extracción de voltaje de umbral del MOSFET. Estos se basan en la medición de la eficiencia de la transconductancia (gm/ID) y su primera derivada respecto al voltaje puerta-fuente (d(gm/ID)/ dVGS). Para aumentar en algunas decenas de mV la precisión del voltaje de umbral extraído, se recurre a un proceso de corrección de errores que disminuye la influencia del voltaje dreno-fuente (VDS) que teóricamente debería ser 0 V. Típicamente, en el montaje experimental, el VDS es mayor a 10 mV con el fin de evitar el ruido eléctrico, pero menor a un cierto valor máximo con el fin de permitir que el MOSFET siempre opere en su región lineal. Objetivo: Comparar el procedimiento de extracción propuesto por Schneider et al. (2006) y el método propuesto por Rudenko et al. (2011) con un escenario de prueba genérico, controlado y coherente. Método: Se implementó un escenario de prueba en el softwareMatlab® para un MOSFET de canal largo fabricado en un proceso estándar CMOS de 0,35 mm, usando el modelo Advanced Compact MOSFET (ACM). Para comparar los dos procesos de extracción se tomó el concepto de potencia de corrección del error (PEC), el valor de este cuantifica la sensibilidad del proceso de extracción con respecto al valor no 0V del VDS usado experimentalmente (i.e., efecto NZ-DS). Resultados: Considerando el promedio, el máximo y el mínimo PEC obtenido para ambas metodologías de extracción, el procedimiento de corrección de errores propuesto en Siebel, Schneider y Galup (2012) y Schneider et al. (2006) estima el efecto NZ-DS mejor que el procedimiento propuesto en Rudenko et al. (2011) para un MOSFET de canal largo fabricado en un proceso estándar CMOS de 0,35 μm, cuando el VDS es inferior a 50 mV. Conclusiones: El procedimiento de extracción de Vth propuesto por Schneider et al. (2006) es más robusto que el sugerido en Rudenko et al. (2011) con respecto al efecto NZ-DS.

Resumen En el presente trabajo se ha presentado un análisis de transistores de efecto de campo usando fuentes de voltaje pulsadas. Se han realizado medidas de microondas en dispositivos de tecnología HEMT’s y LDMOS poniendo en evidencia la diferencia entre el comportamiento estático y dinámico de dichos dispositivos. En base a las medidas se ha realizado un procesamiento de datos derivando una nueva ecuación con la capacidad de reproducir ambos tipos de comportamiento con elevada precisión y en diferentes puntos de operación. Consecuentemente el trabajo aporta un nuevo modelo basado en un circuito no lineal de cuatro terminales. La relevancia de este modelo es la capacidad de predecir los efectos físicos como la dispersión frecuencial y la movilidad electrónica del dispositivo semiconductor. Esto es importante pues la dispersión frecuencial es uno de los problemas más importantes de los sistemas de comunicación modernos que genera efectos memoria limitando la capacidad de transmitir señales de gran ancho de banda. El hecho de poder predecir la movilidad electrónica y la dispersión frecuencial ayudan al diseñador de circuitos a mejorar su calidad y tiempo de diseño. Además, permite a la industria de fabricación de componentes de RF ahorrar costos de producción pues esta técnica permite predecir el comportamiento de los circuitos antes de implementarlos. La metodología para la obtención del modelo compacto ha sido validada a través de la implementación de un amplificador de potencia en tecnología LDMOS usando la técnica propuesta. El modelo propuesto es abierto puesto que la nueva técnica propuesta se puede implementar en cualquiera de los modelos convencionales usados actualmente en el ámbito industrial y académico. Abstract In this work presents an analysis of field effect transistors using pulsed voltage sources has been presented. Microwave measurements have been made in HEMT's and LDMOS technology devices highlighting the difference between the static and dynamic behavior of these devices. Based on measurements, data processing has been performed, deriving a new equation with the ability to reproduce both types of behavior with high precision and at different points of operation. Consequently, the work provides a new model based on a non-linear four-terminal circuit. The relevance of this model is the ability to predict physical effects such as frequency dispersion and electronic mobility of the semiconductor device. This is important because the frequency dispersion is one of the most important problems of modern communication systems that generates memory effects limiting the ability to transmit signals of high bandwidth. The fact of being able to predict the electronic mobility and the frequency dispersion help the circuit designer to improve their quality and design time. It also allows the RF component manufacturing industry to save production costs as this technique allows to predict the behavior of the circuits before implementing them. The presented methodology has been validated through the implementation of a power amplifier in LDMOS technology using the proposed technique. The proposed model is open since the proposed new technique can be implemented in any of the conventional models currently used in the industrial and academic field. Resumo No presente artigo apresenta-se uma análise de transistores de efeito de campo usando fontes de voltagem pulsadas. Foram realizadas medidas de micro-ondas em dispositivos de tecnologia HEMT’s e LDMOS deixando em evidência a diferença entre o comportamento estático e dinâmico de tais dispositivos. Em base às medidas foi realizado um processamento de dados derivando uma nova equação com a capacidade de reproduzir ambos tipos de comportamento com elevada precisão e em diferentes pontos de operação. Consequentemente o trabalho aporta um novo modelo baseado em um circuito não lineal de quatro terminais. A relevância deste modelo é a capacidade de predizer os efeitos físicos como a dispersão frequencial e a mobilidade eletrônica do dispositivo semicondutor. Isto é importante pois a dispersão frequencial é um dos problemas mais relevantes dos sistemas de comunicação modernos que gera efeitos memória limitando a capacidade de transmitir sinais de grande largura de banda. O fato de poder predizer a mobilidade eletrônica e a dispersão frequencial ajudam ao desenhador de circuitos a melhorar sua qualidade e tempo de desenho. Além disso, permite à indústria de fabricação de componentes de RF economizar custos de produção pois esta técnica permite predizer o comportamento dos circuitos antes de implementá-los. A metodologia para a obtenção do modelo compacto tem sido validada através da implementação de um amplificador de potência em tecnologia LDMOS usando a técnica proposta. O modelo proposto é aberto já que a nova técnica proposta pode ser implementada em qualquer dos modelos convencionais usados atualmente no âmbito industrial e acadêmico.

Model predictive control is a new alternative in the control of power converters. The practical application of this controller demands a correct compensation of the computation delay. This compensation requires an estimation of the load current, usually attained in an open-loop manner, i. e. without error feedback of the model parameters. However, this strategy gives rise to diverse perturbations in the waveform, when there is a certain amount of parameter variation. In this work, the effects of this variation are analyzed and a way to reduce the distortion is proposed, using a Luenberger observer. This new approach is called Robust Model Predictive Control. The proposal is applied to a grid-connected voltage-source inverter. To validate the proposal, simulations are included in the paper. Fil: Judewicz, Marcos. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica. Laboratorio de Instrumentación y Control; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata; Argentina Fil: Fischer, Jonatan Roberto. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica. Laboratorio de Instrumentación y Control; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata; Argentina Fil: Herrán, Mario Alejandro. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica. Laboratorio de Instrumentación y Control; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata; Argentina Fil: González, Sergio Alejandro. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingenieria; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata; Argentina Fil: Carrica, Daniel Oscar. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Electrónica. Laboratorio de Instrumentación y Control; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata; Argentina

Este trabajo analiza potenciales variables que afectan a la corriente de neutro cuando los receptores conectados presentan características no lineales. Se simularon en el programa Alternative Transients Program distintos escenarios combinando el tipo y número de unidades de cargas, alimentadas sucesivamente con tensiones sinusoidales, simétricas, balanceadas, asimétricas y desbalanceadas. También ha sido estudiado el efecto de armónicos en la tensión de alimentación. A los efectos de contrastar resultados se registraron mediciones de campo en un centro de cómputos. Como producto de las simulaciones con fuentes asimétricas y desbalanceadas se comprobó variaciones en la corriente de neutro de hasta un 5%. Los análisis de los efectos diversidad y atenuación registraron variaciones más importantes: 10% y 20% respectivamente. Los resultados muestran que las asimetrías y desbalances en las fuentes de alimentación tienen una ligera incidencia en la corriente de neutro, mientras que los efectos diversidad y atenuación fueron más importantes. This work analyzes potentials variables that affect neutral currents when the receptors connected present nonlinear characteristics. Different scenarios were simulated in the Alternative Transients Program combining the type and number of load units, successively fed with sinusoidal, symmetric, balanced, asymmetric and unbalanced power supply voltage. The effect of harmonics on source voltage was also studied. Field measurements were registered in a computer center to contrast results. A variation of up to 5% in the neutral current was registered as product of the simulations with asymmetric and unbalanced sources. The analysis of the diversity effect showed variations of a little more than 10% whereas the attenuation effect caused a 20% reduction. The results show that the asymmetries and unbalances in the feeding sources have a slight incidence on neutral currents, whereas the diversity and attenuation effects are more important.