پایان نامه کنترل سیستم تعلیق براساس روش ساختار متغیر

چکیده 

طراحی سیستم های تعلیق فعال و یا نیمه فعال برای خودروهای مدرن، نیازمند در نظر گرفتن دو هدفی است که در واقع مختلف یکدیگرند، که یکی راحتی رانندگی و دیگری فرمان پذیری در جاده می باشد. بنابراین در طراحی سیستم های تعلیق بر پایه مدل چند متغیره خطی و یا غیرخطی محدودیت هایی به وجود می آید.

در این پایان نامه، ما از مدل یک چهارم و یک دوم خودرو، جهت طراحی سیستم تعلیق فعال به همراه کنترل ساختار متغیر استفاده کرده ایم. کنترل ساختار متغیر، یکی از انواع کنترل کننده های مقاوم است که نسبت به اغتشاش و تغییرات پارامتری و چاترینگ پایداری دارد.

نتایج حاصل از کنترل ساختار متغیر با کنترل کننده های فازی و بهینه مقایسه شده است. در مرحله بعد، در طراحی سیستم تعلیق مدل یک دوم خودرو، علاوه بر کنترل ساختار متغیر از کنترل نظارتی با منطق فازی نیز استفاده شده است. هدف از آن، بهبود عملکرد کنترل کننده ساختار متغیر با در نظر گرفتن راحتی رانندگی و فرمان پذیری می باشد. 

مقدمه 

در سال های اخیر، طراحان و محققان زیادی در زمینه سیستم تعلیق خودرو مطالعه کرده اند. هدف مشترک تمام این بررسی ها دو چیز می باشد، یکی راحتی رانندگی و دیگری فرمان پذیری.

مدل های مختلفی از خودرو نظیر، مدل 1/4، 1/2 و کامل با درجه آزادی های 2، 4 و بالاتر استفاده شده است. کنترل کننده هایی نظیر، فازی، بهینه و تلفیقی از چند نوع از این کنترل کننده ها بر روی سیستم تعلق خودرو به کار گرفته شده است. 

ما در این پایان نامه، از کنترل ساختار متغیر که از انواع کنترل کننده های مقاوم است، استفاده می کنیم. دلیل استفاده از آن، یکی به علت غیر حساس بودن به اغتشاشات و تغییرات پارامتری است و دیگری آنست که می توان عنصر یا پارامتر نامعین را نیز کنترل کرد. 

ابتدا از مدل 1/4 با دو درجه آزادی جهت به دست آوردن یک قانون کنترلی سود می بریم سپس آن را به مدل 1/2 با چهار درجه آزادی بسط می دهیم و در ادامه جهت بهبود عملکرد نیروی کنترل از کنترل کننده نظارتی هوشمند بر پایه منطق فازی استفاده می کنیم. در پایان هر بحث شبیه سازی انجام می شود و خروجی ها مورد مقایسه قرار می گیرند.

فصل اول 

معرفی سیستم تعلیق خودرو 

1-1) مقدمه 

سیستم تعلیق یکی از سیستم های مکانیکی موجود در اتومبیل می باشد که مدل ریاضی آن ترکیبی از جرم و فنر و کمک فنر بوده و سیستم حاصل به منظور کاهش یا حذف نوسانات خارجی و داخلی به کار گرفته می شود. 

امروزه هزینه های هنگفتی جهت اصلاح و توسعه این سیستم ها انجام می شود که نتیجه آن راحتی سفر، فرمان پذیری بهتر و استحکام خودرو در هنگام حرکت می باشد. تحقیقات و پژوهش ها حول این اهداف انجام می گردد. راحتی سفر و فرمان پذیری دو هدف عمده ای می باشند که باید با همدیگر در نظر گرفته شوند و ایجاد تعامل خوب بین این دو هدف، عملکرد خوب سیستم تعلیق را منجر می شود. 

در این فصل ما به جزئیات موجود در سیستم تعلیق، هدف از طراحی سیستم تعلیق و معرفی انواع متداول در خودروها می پردازیم.

پایان نامه انتخاب طراحی و بهینه سازی شبکه های مخابراتی مبتنی بر WLL

چکیده

در سال های اخیر به دلیل افزایش و تنوع نیازمندی های بشر، فناوری های بکار رفته در صنایع مخابراتی پیشرفت قابل توجهی کرده و باعث رشد سریع و چشمگیر سیستم های مخابراتی باسیم و بی سیم شده است. سیستم های کابلی به دلیل کابل کشی و هزینه های سنگین عمرانی و اجرایی همیشه مقرون به صرفه نبوده و اساسا در جاهایی نظیر بافت های شهری که دارای تعداد مشترکین زیادی در واحد سطح هستند، توجیه اقتصادی دارند. استفاده از حلقه های بی سیم محلی و نظایر آن، در مکان هایی که سیستم های کابلی توجیه اقتصادی ندارند، باعث کاهش هزینه و افزایش سرعت در واگذاری می گردد. در استفاده از این سیستم ها باید دقت نمود که کلیه امکاناتی را که سیستم های کابلی امروزی به مشترکین ارائه می دهند بتوان به دست آورد. 

در این پروژه با عنوان انتخاب، طراحی و بهینه سازی شبکه های مخابراتی مبتنی بر WLL، ابتدا برآورد هزینه سیستم با سیم به ازاء هر مشترک و پس از آن ارائه طرح WLL و محاسبه هزینه سیستم بی سیم به ازاء هر مشترک انجام و سپس برآورد هزینه سیستم WLL به ازاء هر مشترک و پس از آن ارائه طرح سیمی و محاسبه هزینه سیستم با سیم به ازاء هر مشترک ارائه شده است. ضمنا مقایسه ای بین سیستم های سیمی و بی سیم از سه دیدگاه اقتصادی، فنی و زمانی صورت پذیرفته است. هزینه ارائه سرویس تلفنی به هر مشترک بی سیم بین 50% تا 70% هزینه سیستم سیمی است و از نظر واگذاری نیز 6 تا 7 برابر سیستم بی سیم، زمان می برد. از طرفی با توجه به حجم کم تجهیزات و نیز توسعه و نگهداری آسان سیستم های بی سیم نظیر WLL، این گونه سیستم ها از نظر فنی نیز توجیه قابل قبولی دارند. به عنوان نتیجه نهایی این تحقیق می توان گفت که برای روستاهای متمرکز و با جمعیت بیش از 500 نفر طراحی و اجرای شبکه سیمی توجیه اقتصادی دارد در حالی که برای روستاهای کم جمعیت یا مجموعه روستاهای با توزیع جمعیت پراکنده، شبکه های بی سیم ارجحیت و توجیه فنی و اقتصادی دارند. در انتهای گزارش سه پارامتر قابل تغییر ارتفاع آنتن، تیلت آنتن و توان خروجی آنتن، اثرگذار در پوشش رادیویی، بررسی شده است. مشخص شد که برای آنتن های با پهنای باند عمودی باریک، تاثیر تغییر تیلت آنتن بر شعاع پوشش بیشتر از تغییر ارتفاع و توان خروجی آنتن است. همچنین برای آنتن های با پهنای بیم عمودی بزرگ، تاثیر تغییر ارتفاع و توان خروجی بر شعاع پوشش بیشتر از تغییر تیلت آنتن است.  

مقدمه 

فناوری های مخابراتی با سرعت زیادی رشد می کنند که در این میان سیستم های بی سیم نظیر مخابرات سیار سلولی، مخابرات ماهواره ای و شبکه های بی سیم محلی نسبت به سیستم های دارای جایگاه ویژه و رشد فزاینده تری می باشند و روز به روز مورد توجه و تحقیق بیشتر و کاربرد فراوانتری هستند. 

از جمله سیستم های بی سیم می توان به WLL، مورد بحث در این تحقیق، اشاره کرد که با توجه به زمان کوتاه بهره وری از این فناوری و نیز قابلیت هایی که دارد توانسته در دنیای مخابراتی امروزه جایگزین مناسبی برای سیستم های با سیم باشد. چون از این فناوری برای مناطق صعب العبور (از نظر کابل کشی) و مناطقی که پراکندگی بالای جمعیتی و تراکم کم جمعیتی دارند (نظیر مناطق روستایی) با تحمل کمترین هزینه استفاده می شود و با در نظر گرفتن اینکه جمعیت روستایی بخش عمده ای از جمعیت نیازمند سرویس های مخابراتی را تشکیل می دهند، این فناوری رقیب اصلی برای سیستم های کابلی بخصوص در مناطق روستایی شده و به زودی جایگاه مناسبتری را نسبت به سیستم های سیمی متعارف و در کنار سایر سیستم های بی سیم شود. 

این پایان نامه شامل شش فصل است که پوشش دهنده نکات اساسی در انتخاب، طراحی و بهینه سازی سیستم های مبتنی بر WLL می باشد. در فصل اول مروری بر زمینه های ظهور سیستم WLL، انتظارات قابل حصول از آن، مشکلات موجود در طراحی سیستم مذکور، معماری سیستم، فناوری های سیستم، مزایا و معایب این گونه سیستم ها، مقایسه پارامترهای کلیدی آن با سیستم سیمی صورت گرفته و استانداردهای مورد استفاده، اپراتورهای فعال در زمینه

WLL، پیش بینی رشد

WLL در جهان، وضعیت

WLL در ایران و فناوری های نوین

WLL از جمله VSAT- WLL و O WLL مورد بررسی قرار گرفته است. کلیات طراحی سیستم های مبتنی بر WLL از سه دیدگاه اصلی ترافیک، انتشار و تعیین محل سایت در فصل دوم بررسی شده است. از دیدگاه ترافیکی به مواردی نظیر اندازه گیری و آنالیز ترافیک، آمارگیری و توزیع مشترکین، محاسبه تعداد کانال های ترافیکی، SDCCH و CCCH، طراحی فرکانس، محاسبات تداخل، پترن های فرکانسی در GSM اشاره شده است. از نظر انتشاری مواردی نظیر دلایل نیاز به مدلهای انتشار، انواع مدل های انتشار، نواحی فرنل، مدل های دیفراکشن، تطبیق مدل انتشار و نهایتا مکان یابی سایت بررسی گردیده و فلوچارت آخر فصل نیز نمای کلی را عرضه می دارد. در فصل سوم اصول طراحی شبکه های کابلی اعم از روش تعیین محل مرکز ثقل، محاسبات اقتصادی، پست گذاری، محل نصب پست، اصول مرزبندی کافویی، تقسیم بندی نقشه شهری پست گذاری شده به مناطق کافویی در مراکز تازه تاسیس، روش طراحی کابل آبونه، شرایط لازم طرحی ایده آل برای کابل آبونه، اصول طراحی کابل مرکزی، کانال و حوضچه تجزیه و تحلیل شده و فلوچارت مربوطه نیز در انتهای فصل آمده است. فصل چهارم اختصاص به مقایسه دو طرح با سیم و بی سیم از سه دیدگاه اقتصادی، فنی و زمانی دارد. برای مقایسه اقتصادی دو سیستم بی سیم و با سیم بدین صورت عمل شده که در منطقه ای که طرح سیمی اجرا شده، برآورد اقتصادی طرح به عمل آمده، سپس برای همین منطقه طرح WLL ارائه گردیده و در نهایت هزینه ارائه سرویس تلفنی با بهره گیری از هر دو روش مقایسه شده است. سپس در منطقه ای دیگر که طرح بی سیم اجرا شده مقدار هزینه را برای هر مشترک به دست آورده و بعد از آن طرح کابلی آن منطقه ارائه شده و هزینه به ازاء هر مشترک محاسبه گردیده و نهایتا مقایسه اقتصادی صورت گرفته است. سپس با ارائه دو جدول، هزینه تمام شده برای آن بخش خاص نسبت به کل هزینه سیستم های با سیم و بی سیم برآورده گردیده، مقایسه اقتصادی دو سیستم مذکور از جنبه های دیگری بررسی شده، و دو سیستم از دو جنبه فنی و زمانی مقایسه شده و در نهایت به بیان نتایج پرداخته شده است. در فصل پنجم شبیه سازی انتشار امواج در محیط های روستایی و حومه شهری و عوامل موثر بر پوشش آنتن های مرسوم WLL (ETEL37 و AND16JM) اعم از تغییرات ارتفاع، توان خروجی و تیلت آنتن مورد بررسی قرار گرفته و نتایج استخراج شده از برنامه نرم افزاری آمده است. در فصل ششم با عنوان نتیجه گیری و پیشنهادها، نتایج حاصل از پروژه آمده است. نهایتا با ارائه پیشنهادها، راهکارهایی جهت بهبود طراحی شبکه های مبتنی بر WLL ارائه شده است.

پایان نامه طراحی و شبیه سازی فیلترها و میکسرهای مایکروویو نوری

چکیده 

در دو دهه اخیر روش های زیادی جهت ضرب در حوزه نور و فیلترینگ میان گذر پیشنهاد شده است، ولی استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ به صورت اندک مورد بحث قرار گرفته است. در این پروژه استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ مورد طرح و بررسی قرار می گیرد. از مدول کننده های شدت و فاز جهت ضرب در حوزه نور استفاده می شود. از ترکیب مدوله کننده ها و یک آرایه از لیزرهای قابل تنظیم و فیبر تک مد فیلتر میان گذر به دست می آید. در این راستا از ساختاری برای تولید موج میلیمتری و نیز از ساختاری دیگر برای حذف حامل نوری استفاده شده است. سپس ساختارهایی برای ضرب در حوزه نور و فیلترینگ با استفاده از دو مدوله کننده شدت، با استفاده از یک مدوله کننده فاز و با استفاده از یک مدوله کننده شدت مورد بررسی قرار می گیرد. پاسخ فرکانسی این فیلترها را به ازای پارامترهای مختلف تنظیم (عمق مدولاسیون، تاخیرهای زمانی مختلف و…) به دست آورده و باهم مقایسه می شوند. سپس پیچیدگی ساختار، مورد استفاده، افت و… در این ساختارها براساس پارامترهای به دست آمده مورد تحلیل و مقایسه قرار می گیرند. نتایج حاصل از این پروژه داشتن فیلترهایی با باند عبور صاف تر و تضعیف بیشتر در خارج باند و نیز استفاده از پارامترهای مناسب و نیز ساختاری با قابلیت تنظیم به منظور استفاده از پارامترهای مناسب و نیز ساختاری با قابلیت تنظیم به منظور استفاده از آنها جهت کاربردهایی از جمله در شبکه تلفن همراه و اتصال تعداد بسیار زیادی BTS به مرکز کنترل آنها است. 

مقدمه

فیلترهای مایکروویو فوتونیک با مزایای خوبی مثل عرض باند وسیع، تلفات کم و ایمنی در مقابل تداخل الکترومغناطیسی توجه زیادی را جلب کرده اند. از طرف دیگر در سیستم های ارتباط نوری، لینک های رادیویی روی فیبر (RoF) یکی از پرکاربردترین مباحث در شبکه های بی سیم باند پهن، شبکه های سنسوری، سیستم های ارتباط ماهواره ای و رادار می باشند که در چند سال اخیر توجه ویژه ای را به خود جلب کرده اند. وظیفه اصلی یک شبکه RoF توزیع سیگنال های میلیمتری و مایکروویوی روی فیبر نوری برای به دست آوردن امتیازاتی از قبیل تلفات کم، پراش کم و پهنای باند بالای سیگنال های فیبر نوری است. سیگنال های توزیع یافته می توانند به طور مستقیم در لینک های فیبر نوری یا RoF به کار روند، بدون اینکه احتیاجی به تبدیلات الکتریکی به نوری و یا نوری به الکتریکی باشد. در چندین سال اخیر شیوه های متفاوتی جهت ضرب در حوزه نور و یا فیلترینگ میان گذر پیشنهاد شده اند، ولی استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ میان گذر کمتر مورد بحث قرار گرفته است. 

فصل اول: کلیات 

1-1- هدف 

یکی از اهداف این پروژه استفاده همزمان از ضرب در حوزه نور و فیلترینگ میان گذر است. قطعات اصلی که در این مورد استفاده می شوند عبارتند از: مدوله کننده شدت، مدوله کننده فاز و یک قطعه فیبر تک مد. دو مدوله کننده جهت ضرب در حوزه نور به کار می روند. سیگنال خروجی از ضرب کننده ها وارد فیبر تک مد که نقش المان پراش دهنده را به عهده دارد می شود. از ترکیب مدوله کننده، لیزرهای قابل تنظیم و فیبر تک مد فیلتر میان گذر به دست می آید، که این فیلتر می تواند باند عبوری متناسب با فرکانس های مبدل کاهش دهنده فرکانس یا مبدل افزایش دهنده فرکانس داشته باشد. اجزاء فرکانسی اضافی پس از فیلترینگ حذف می شود. بدین منظور در این پروژه ساختار فیلترهای مایکروویو و روش تولید موج میلیمتری ارائه و مورد توجه قرار می گیرد که در این راستا از مدوله کننده های شدت و فاز استفاده و نتایج آنها باهم مقایسه خواهد شد. حذف حامل های نوری یکی از موضوعات جالب در سیستم های ارتباط نوری است. به همین دلیل روش های مختلف حذف حامل های نوری نیز مورد بررسی قرار می گیرد. سعی بر این است تا میزان حذف حامل های نوری افزایش یابد. در این پروژه اثرات پراکندگی رنگی فیبر تک مد که یک عامل محدود کننده برای مسافت های زیاد است روی سیگنال بررسی می گردد. نتایج حاصل از این پروژه داشتن فیلترهایی با باند عبور صاف تر و تضعیف بیشتر در خارج باند و نیز استفاده از پارامترهای مناسب و نیز ساختاری با قابلیت تنظیم است.

پایان نامه کدهای کنترل خطا در سیستم های مخابراتی

چکیده: 

در این پایان نامه کدهای کنترل خطای قالبی و کانولوشن و توربو و تاثیر نوع مدولاسیون در سیستم مخابراتی بر میزان کارایی این نوع کدها مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا در فصل اول به بیان اصول و کلیات سیستم های مخابراتی به همراه مبانی مورد نیاز کار با کدهای کنترل خطا پرداخته شده است. در این فصل انواع خطاها در سیستم های مخابراتی شامل خطاهای تصادفی و قطاری، روش های کنترل خطا شامل روش های تشخیص خطا و تصحیح خطا و مفاهیم پایه در بررسی سیستم های مخابراتی و کدهای منبع و کانال مورد بحث قرار گرفته اند. میدان های گاوانیز به عنوان یکی از مفاهیم بسیار مهم در کار با کدکننده های کنترل خطای باینری و غیر باینری در قسمت پیوسته مطرح شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. در فصل دوم با عنوان کدهای کنترل خطای بلوکی و کانولوشن، به بیان دو دسته کلی کدهای قالبی و کدهای کانولوشن پرداخته شده است. در ابتدای این فصل رابطه میان قدرت تشخیص و تصحیح خطای کد کنترل خطای خطی با حداقل فاصله همینگ میان کلمات کد بیان و اثبات شده است. در ادامه فصل، کدهای بلوکی خطی، کدهای همینگ به عنوان دسته ای خاص از کدهای بلوکی خطی با قابلیت ساخت آسان، کدهای گردشی، کدهای BCH به عنوان دسته ای خاص از کدهای گردشی و کدهای کانولوشن مورد بحث قرار گرفته اند. همچنین در این بخش معیار singleton که معیاری برای تعیین حداکثر قدرت کد بلوکی در تشخیص یا تصحیح خطاست بیان شده و نیز روشی برای توسعه این کدکننده ها و افزایش قدرت تصحیح و تشخیص آنها مطرح گردیده است. در ادامه این بخش نحوه دیکد کردن کدهای بلوکی و کدهای گردشی نیز توصیف شده است. در فصل دوم، در بخش مربوط به کدکننده های کانولوشن، پس از معرفی ساختار کلی کدکننده، دیاگرام حالت این نوع کدکننده و روش رسم نمودار ترلیس برای این نوع کد مطرح شده است. از این مفاهیم در بخش های مختلف پایان نامه جهت بیان و بررسی سایر روابط مربوط به کدکننده های کانولوشن استفاده شده است. در ادامه فصل، پارامتر حداقل فاصله همینگ میان کلمات کد برای کد کننده های کانولوشن محاسبه شده است. در این قسمت برای محاسبه این پارامتر مفاهیم دیاگرام حالت توسعه یافته و بهبود داده شده مطرح شده اند. در ادامه این مبحث، در بخش مربوط به دیکدینگ کدکننده های کانولوشن، الگوریتم viterbi به عنوان کارامدترین روش دیکدینگ این نوع کدها توصیف شده است. در نهایت، در انتهای مبحث مربوط به کدکننده های کانولوشن روش پانچ کردن برای افزایش نرخ کد این نوع کدکننده مورد بررسی قرار گرفته است. 

در فصل سوم کدکننده های توربو که در حالت پایه، از ترکیب کدکننده های کانولوشن به همراه یک درهم نه ساخته می شوند، مطرح شده و مورد بحث قرار گرفته اند. در این بخش پس از توصیف کدکننده های توربو، ساختار کلی کدکننده و دیکد کننده توربو بیان شده است. در این قسمت الگوریتم BCJR به عنوان یکی از روش های کارآمد در دیکدینگ توربو کدها توصیف شده است. در نهایت، در انتهای بخش مربوط به توربو کدها در فصل سوم، تاثیر خصوصیات بخش های مختلف سیستم مبتنی بر توربو کد بر کارایی این روش کنترل خطا بیان شده است. 

در فصل چهارم به مقایسه و ارزیابی سیستم های کنترل خطا با شرایط گوناگون پرداخته شده است. در این فصل سیستم های تشخیص خطا و تصحیح خطا در دو حالت تصمیم گیری نرم و سخت با یکدیگر مقایسه شده اند. همچنین اثر نوع کدینگ کنترل خطا در کارایی سیستم در این فصل بررسی شده است. 

در فصل پنجم اثر نوع مدولاسیون در کارایی کدهای کنترل خطا مطرح شده است. در این فصل کارایی کدهای کنترل خطای مختلف در سیستم هایی با مدولاسیون های BPAM و BPSK و BFSK در دو حالت مختلف تصمیم گیری نرم و سخت، محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. در این فصل پس از بیان رابطه احتمال خطای مدولاسیون های BPAM و BPSK، کارایی کد کنترل خطا در دو حالت تصمیم گیری نرم و تصمیم گیری سخت محاسبه می شود. نشان داده خواهد شد که دو سیستم از نظر احتمال خطای نهایی در وضعیت کاملا یکسانی قرار گرفته اند. همچنین خواهیم دید که تصمیم گیری نرم، احتمال خطای کمتری را نسبت به تصمیم گیری سخت نتیجه می دهد. در ادامه فصل پنجم کارایی کد کنترل خطا در سیستمی با مدولاسیون BFSK یکبار در حالت تصمیم گیری سخت و بار دیگر در حالت تصمیم گیری نرم مورد بررسی قرار می گیرد. مشاهده می شود که کارایی سیستم BFSK از نقطه نظر احتمال خطای کلی سیستم، نسبت به سیستم BPAM و BPSK ضعیف تر است ولی از نظر تاثیر کد کنترل خطا در کاهش میزان احتمال خطای این سیستم ها، میزان کاهش احتمال خطا در همه سیستم های فوق یکسان است. در نهای، در فصل ششم به جمع بندی نتایج پنج فصل اول و مقایسه نهایی کارایی کدهای کنترل خطا در مدولاسیون های مختلف و بیان پیشنهاداتی در رابطه با اقدامات آتی پرداخته شده است. 

مقدمه: 

انتقال ایمن اطلاعات از طریق کانال های نویزی یکی از نیازهای اساسی سیستم های ارتباطی دیجیتال است. به دلیل همین نیاز، سیستم های ارتباطی مدرن به تکنیک های قدرتمند کدینگ کانال متوسل می شوند. در سیستم های عملی این متدهای کدینگ نه تنها باید دارای توانایی نسبتا خوبی در رابطه با تصحیح خطاهای ایجاد شده توسط کانال باشند بلکه باید قابل پیاده سازی توسط سیستم های دیجیتال نیز باشند. در این راستا در این پایان نامه به معرفی کدهای کنترل خطای بلوکی شامل کدهای بلوکی خطی، کدهای همینگ به عنوان دسته خاصی از کدهای بلوکی خطی، کدهای گردشی، کدهای BCH به عنوان دسته ای خاص از کدهای گردشی، کدهای کانولوشنال و کدکننده های توربو پرداخته شده است.

پایان نامه نانوترانزیستور و کاربرد آن در مدارهای دیجیتال

چکیده: 

خصوصیات ویژه نانوتیوبهای کربنی در حوزه الکترونیک باعث گسترش کاربرد آنها در زمینه های متفاوت شده است. در این پروژه به بررسی کاربرد نانوتیوبهای کربنی در ساخت ترانزیستورهای FET خواهیم پرداخت . در ابتدا ساختارهای متفاوت نانوتیوبها ، نحوه تشکیل و خصوصیات هر یک از آنها مورد مطالعه قرار گرفته است.

ما بر روی ترانزیستورهای FET  ساخته شده با استفاده از نانوتیوبهای کربنی (CNFET) و مدلسازی آنها متمرکز خواهیم شد . این ترانزیستورها بدلیل امکان ساخت در محدوده ابعادی نانو ، جریان دهی بالستیک ( یا شبه بالستیک ) دارند . بنابراین جهت مدلسازی از تئوری ترانزیستورهای با لستیک استفاده شده است . در این پروژه هدف از مدلسازی این نوع ترانزیستور ها کاربرد آن در شبیه سازی مدارهای دیجیتال بوده و با توجه به کاربرد در نظر گرفته شده ، ساده سازیهایی انجام شده تا در نهایت مدل ساده ای ارائه گردد که توانایی به کارگیری توسط نرم افزار شبیه سازی مداری (HSPICE) را داشته باشد . مدل ارائه شده با استفاده از این نرم  افزار (بصورت یک زیر – مدار ) و به منظور شبیه سازی مدارهای دیجیتال و گیتهای منطقی بکار گرفته شده است. 

مقدمه: 

با رسیدن تکنولوژی سیلیکونی به مرزهای محدودیت ساخت از جمله مشکلات جریان نشتی و تغییرات شدید پارامترهای ترانزیستورهای مشابه در ابعاد نانومتری و نیاز به جایگزینی مواد جدید ، چند ساختار جدید برای یافتن بهترین جایگزین ترانزیستورهای FET  مورد بررسی قرار گرفته است .تحقیقات اخیر در نانوالکترونیک پتانسیل بالای ترانزیستورهای نانوتیوب کربنی جهت جایگزینی بجای ترانزیستورهای MOSFET کنونی را نشان داده اند. 

نانوتیوبهای کربنی ساختارهایی استوانه ای از اتمهای کربن هستند که از پیچش صفحات گرافین تشکیل می شوند. قطر نانومتری، استحکام مکانیکی و ضریب هدایت گرم ا یی بالا و پیوندهای کوولانسی اشباع شده، این تیوبها را به ساختارهای بسیار مورد توجه در صنایع گوناگون تبدیل کرده اس ت . از جمله در صنعت الکترونیک و ساخت ترانزیستور ، چنین به نظر می رسد که این نانوتیوبها بتوانند بسیاری از مشکلات پیش روی این صنعت در سالهای آینده را رفع کنند. 

ترانزیستورهای CNFET به روشهای گوناگون و مشخصه های متفاوت ساخته شده اند . بسیاری از این ترانزیستورها تنها از یک نانوتیوب کربنی نیمه هادی به عنوان کانال بهره می برند . در سالهای اخیر و با توسعه تکنولوژی نانو و ابزارهای آن استفاده از چند نانوتیوب در زیر یک گیت نیز مقدور گردیده است . ترانزیستورهای ساخته شده مشخصه های قابل توجهی از خود نشان داده اند و روز به روز بر امکان و احتمال جایگزینی تکنولوژی سیلیکونی با تکنولوژی آمیخته با نانو افزوده می شود. 

 از جمله برتری های ترانزیستور CNFET سرعت بالا و سطح اشغال شده بسیار کم آن می باشد . این مزایا در آینده موجب ساخت حافظه ها و مدارهای دیجیتال با سرعت بالا و ابعاد کوچک خواهند شد . اما در اینجا نیز لازم است تا همانند تکنولوژی کنونی جهت پیش بینی عملکرد ترانزیستورها مدلی ارائه گردد که بتواند با توجه به شرایط فیزیکی قطعه توصیف صحیحی از رفتار آن در مدار های مختلف داشته باشد . سادگی، سرعت و قابلیت بکارگیری مدل توسط شبیه سازهای مداری از جمله موارد مهمی هستند که باید در مدلسازی قطعه مدنظر قرار گیرند.