<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Gradivo ID="125224" NadgradivoID="0" NRID="12625089" OceID="0" DomainUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/" IzpisPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?lang=slv&amp;id=125224" StOgledov="2707" StPrenosov="503" StOcen="0" VsotaOcen="0" DatumIzvoza="2026-09-24 20:18:01" OcenaSkupna="0" StPodgradiv="0" StudijskiProgramEvsID="1000319" JeIndeksirano="0" JeVecAvtorjev="0" DovoliZahtevkeZaDostop="0">
  <PID Url="http://hdl.handle.net/20.500.12556/RUL-125224">20.500.12556/RUL-125224</PID>
  <Naslov>NAPREDNI MAGNETNI SISTEMI MEMS</Naslov>
  <Podnaslov></Podnaslov>
  <TujJezik_Naslov>ADVANCED MAGNETIC MEMS SYSTEMS</TujJezik_Naslov>
  <TujJezik_Podnaslov></TujJezik_Podnaslov>
  <Opis>V prvem delu disertacije je predstavljen nov prilagojen model Hallovega elementa, ki
je modeliran s strojno-opisnim jezikom Verilog-A. Verilog-A je namenjen modeliranju
in opisu analognih vezij. Nov model omogoča lažje spreminjanje parametrov, ki opisujejo
njegove lastnosti, odvisne od tehnologije in predstavlja izhodišče pri načrtovanju
novega magnetnega mikrosistema. Učinkovitost simulacijskega modela smo preverili
z meritvijo izdelanih integriranih vezij. Izmerili smo občutljivost Hallovega elementa
na zunanje in notranje magnetno polje, temperaturno občutljivost in ničelno napetost.
Prav tako smo preverili vpliv mehanske obremenitve na magnetno občutljivost Hallovega
senzorja. Hallov element je bil z zlatimi žičkami povezan (bondiran) v keramično
ohišje.
V drugem delu disertacije rešujemo bistveni slabosti magnetnih sistemov na osnovi
Hallovega elementa v CMOS (ang. Complementary Metal Oxide Semiconductor) tehnologiji,
to sta velika poraba energije in relativno majhna občutljivost na magnetno
polje. Takšni sistemi pogosto vsebujejo polje senzorjev bodisi za izboljšanje učinkovitosti
sistema, na primer za izboljšanje ločljivosti, bodisi zaradi zahtev aplikacije.
Pri aplikacijah, ki zahtevajo maksimalno možno ločljivost z uporabo polja Hallovih
elementov je smiselno Hallove elemente priključiti direktno na napajalno napetost,
zato da zagotovimo maksimalni možni delovni tok senzorja in posledično maksimalno
občutljivost na magnetno polje. Konvencionalno imajo takšni integrirani sistemi veliko
porabo zaradi števila senzorjev in zaradi relativno majhne upornosti posameznega
Hallovega elementa.
Nova metoda procesiranja Hallovega signala izkorišča raciometričnost senzorja in
ohranja njegovo maksimalno občutljivost na magnetno polje ter zmanjša porabo magnetnega
mikrosistema. Težavo smo odpravili z uporabo napredne metode pulznega
krmiljenja delovnega toka Hallovega elementa, kar bistveno zmanjša njegov efektivni
delovni tok. Metoda rešuje opisani problem, kjer se poraba Hallovega elementa zmanjša
s faktorjem 1/X pri isti občutljivosti, ali pa se poveča občutljivost s faktorjem X pri isti
porabi, kjer faktor X predstavlja razmerje med periodo vzorčenja Hallovega signala in
časom, ko je magnetni sistem aktiven in se izvaja meritev Hallovega signala. Ugotovili
smo, da uporabljena metoda krmiljenja delovnega toka Hallovega elementa zmanjša
njegov efektivni delovni tok in posledično porabo celotnega vezja. Realno dosegljiv
faktor X se giblje do 10.
Integrirano vezje z metodo pulznega krmiljenja Hallovega elementa je izdelano v
0,35 m tehnologiji CMOS. Učinkovitost metode in začetne cilje smo preverili z evaluacijo
izdelanega integriranega vezja.</Opis>
  <TujJezik_Opis>The first part of the dissertation presents the new adapted Hall element model written
in the hardware description language Verilog-A. Verilog-A is a modeling and description
language for analog circuits. A new model makes it possible to easily change the
parameters that describe its properties depending on the technology. The model serves
as a starting point for the design of a new magnetic microsystem. The efficiency of
the simulation model is verified by the measurements of the manufactured integrated
circuits. We measured their sensitivity to external and internal magnetic fields, their
temperature sensitivity and offset voltage. In addition, we took into account the mechanical
stress which affects the magnetic sensitivity of the Hall element. The Hall
element was bonded into the ceramic package using gold wires.
In the second part of the dissertation we deal with two major disadvantages of the
magnetic microsystem based on the Hall element in CMOS (Complementary Metal
Oxide Semiconductor) technology. The first is the high power consumption and the
second is the relatively low sensitivity to the magnetic field. In general, such systems
use an array of Hall sensors to improve their efficiency, e.g. to increase the resolution
or due to the requirements of the application.
For applications that require maximum sensitivity, the array of Hall elements have
been connected directly to the power supply to ensure maximum bias current to the
sensor, thus achieving the highest possible sensitivity to the magnetic field. Conventionally,
such integrated circuits have high power consumption due to the number of
Hall elements used and their relatively low resistance.
The new method takes advantage of the ratiometric’s magnetic microsystem and
preserves its maximum sensitivity to the magnetic field. To reduce the high power
consumption, the advanced pulse-controlled Hall element bias current is used, which
reduces its effective bias current. The power consumption is reduced by a factor of 1/X
for the same sensitivity or the sensitivity is increased by a factor of X for the same power
consumption, where the factor X is defined as the ratio between the sampling period
of the Hall signal and the time when the magnetic microsystem is active and the Hall
signal measurement is performed. It has been discovered that the new method reduces
both the bias current of the Hall element and consequently the power consumption of
the magnetic microsystem. The maximum practically achievable X factor is 10.
The advanced pulse-controlled current method is implemented in the integrated
circuit manufactured in the 0.35 m CMOS technology. The efficiency of the proposed
method and the research objectives are evaluated by measuring the manufactured
integrated circuit.</TujJezik_Opis>
  <KljucneBesede>
    <Beseda>Simulacijski model</Beseda>
    <Beseda>pulzno krmiljenje Hallovega elementa</Beseda>
    <Beseda>optimizacijašuma in porabe</Beseda>
    <Beseda>magnetni mikrosistem</Beseda>
  </KljucneBesede>
  <TujJezik_KljucneBesede>
    <Beseda>Simulation model</Beseda>
    <Beseda>pulse-controlled Hall element</Beseda>
    <Beseda>noise and powerconsumption optimization</Beseda>
    <Beseda>magnetic microsystem</Beseda>
  </TujJezik_KljucneBesede>
  <Potrjeno>true</Potrjeno>
  <JeZaklenjeno>false</JeZaklenjeno>
  <JeRecenzirano>false</JeRecenzirano>
  <Zaloznik></Zaloznik>
  <Izvor></Izvor>
  <Jezik ID="1060" ISO639-3="slv">Slovenski jezik</Jezik>
  <TujJezik ID="1033" ISO639-3="eng">Angleški jezik</TujJezik>
  <Povezave></Povezave>
  <Pokrivanje></Pokrivanje>
  <CasovnoPokritje></CasovnoPokritje>
  <AvtorskePravice></AvtorskePravice>
  <VrstaGradiva ID="mb31" DRIVER="info:eu-repo/semantics/doctoralThesis">Doktorsko delo/naloga</VrstaGradiva>
  <DatumVstavljanja>2021-03-08 13:21:24</DatumVstavljanja>
  <DatumObjave>2021-03-08 13:21:32</DatumObjave>
  <DatumSpremembe>2022-09-05 03:49:57</DatumSpremembe>
  <DatumTrajnegaHranjenja>0000-00-00 00:00:00</DatumTrajnegaHranjenja>
  <LetoIzida>2020</LetoIzida>
  <LetoIzidaDo>0</LetoIzidaDo>
  <KrajIzida></KrajIzida>
  <LetoIzvedbe>0</LetoIzvedbe>
  <KrajIzvedbe></KrajIzvedbe>
  <Opomba></Opomba>
  <StStrani></StStrani>
  <StevilcenjeNivo1></StevilcenjeNivo1>
  <StevilcenjeNivo2></StevilcenjeNivo2>
  <Kronologija></Kronologija>
  <Patent_Stevilka></Patent_Stevilka>
  <Patent_DatumVeljavnosti>0000-00-00</Patent_DatumVeljavnosti>
  <VerzijaDokumenta>NiDoloceno</VerzijaDokumenta>
  <StatusObjaveDrugje>NiDoloceno</StatusObjaveDrugje>
  <VrstaStroskaObjave>NiDoloceno</VrstaStroskaObjave>
  <DatumPoslanoVRecenzijo>0000-00-00</DatumPoslanoVRecenzijo>
  <DatumSprejetjaClanka>0000-00-00</DatumSprejetjaClanka>
  <DatumObjaveClanka>0000-00-00</DatumObjaveClanka>
  <EmbargoDo>1970-01-01</EmbargoDo>
  <VrstaEmbarga ID="1" Naziv="Takojšnja javna objava" OpenAIREDostop="openAccess"></VrstaEmbarga>
  <Osebe>
    <Oseba ID="64824" Ime="DAMJAN" Priimek="BERČAN" AltIme="" VlogaID="70" VlogaNaziv="Avtor" ConorID="" Afiliacija="" ArrsID="0" ORCID=""></Oseba>
    <Oseba ID="28790" Ime="Janez" Priimek="Trontelj" AltIme="" VlogaID="991" VlogaNaziv="Mentor" ConorID="" Afiliacija="" ArrsID="0" ORCID=""></Oseba>
  </Osebe>
  <Identifikatorji>
    <Identifikator ID="16" Sifra="VisID" Naziv="VisID" URL="">43165</Identifikator>
  </Identifikatorji>
  <Datoteke>
    <Datoteka ID="140897" DatotekaNRID="11607546" NamenDatotekeID="2" NamenDatoteke="Predstavitvena datoteka" FormatDatotekeID="2" FormatDatoteke=".pdf" MIME="application/pdf" IkonaFormata="pdf.png" IkonaFormataPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/teme/rulDev/img/fileTypes/pdf.png" VelikostDatoteke="17841284" VelikostDatotekeKratko="17,01 MB" DatumVstavljanja="2021-03-08 13:21:36" JeZbrisana="false" JeJavnoVidna="true" JeIndeksirana="true" JeVidno="true" VidnoOd="01.01.1970" Zaporedje="0">
      <Naziv>Bercan_Damjan_-_NAPREDNI_MAGNETNI_SISTEMI_MEMS.pdf</Naziv>
      <OrgNaziv>Bercan_Damjan_-_NAPREDNI_MAGNETNI_SISTEMI_MEMS.pdf</OrgNaziv>
      <URL></URL>
      <Opis></Opis>
      <OpisTujJezik></OpisTujJezik>
      <UrlObdelave></UrlObdelave>
      <FrekvencaAzuriranjaID>1</FrekvencaAzuriranjaID>
      <Verzija></Verzija>
      <MD5>FDAD3E5B64BFACB2F6F026FECE088283</MD5>
      <SHA256>c9d656b2091d7abdb117fc04fcc9d676ff7015b1aa8616fc57046b6041be3eaa</SHA256>
      <UUID>ae8a8166-a1bb-11eb-a523-00155dcfd717</UUID>
      <PID></PID>
      <PrenosPolniUrl>https://repozitorij.uni-lj.si/Dokument.php?lang=slv&amp;id=140897</PrenosPolniUrl>
      <Vsebine>
        <Vsebina TipVsebine="GoloBesedilo" JezikID="1060" Oznaka="" Dolzina="154446"></Vsebina>
      </Vsebine>
    </Datoteka>
  </Datoteke>
  <Organizacije>
    <Organizacija OrganizacijaID="27" Kratica="FE" ZavodEvsID="0000060" Logo="" LogoPolniUrl="https://repozitorij.uni-lj.si/teme/rulDev/img/logo/">Fakulteta za elektrotehniko</Organizacija>
  </Organizacije>
  <OrganizacijeVira>
  </OrganizacijeVira>
  <MetodeZbiranjaPodatkov>
  </MetodeZbiranjaPodatkov>
  <TipologijaDela ID="0" Koda="0" Naziv="Ni določena" SchemaOrg="CreativeWork"></TipologijaDela>
  <Ostalo>
    <StIrodsDatotek>0</StIrodsDatotek>
    <StDatotekPodTrajnimEmbargom>0</StDatotekPodTrajnimEmbargom>
    <StDatotekZOmejenimDostopom>0</StDatotekZOmejenimDostopom>
  </Ostalo>
</Gradivo>
