臺北科技大學機電整合研究所學位論文
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由於製程技術不斷的進步，現今金氧半場效電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）的閘極長度（gate length）也不斷的縮小，但縮小之後卻帶來短通道效應（Short-Channel Effect, SCE）及Vt roll-off，其通常的解決方法是採用環型佈植（pocket implant），不過經環型佈植後則會產生反轉短通道效應（Reverse Short-Channel Effect, RSCE）。 本研究使用ISE TCAD模擬金氧半場效電晶體，閘極長度由長變短時，臨界電壓（threshold voltage）值的變化，並試著改變製程中低摻雜汲極（Lightly Doped Drain, LDD）與環型佈植的劑量與能量，記錄臨界電壓值之變化，並定義最小閘極長度之臨界電壓值（Vts）、最大閘極長度之臨界電壓值（Vtl）、臨界電壓值最大峰值（Vtp）時之閘極長度（Lp），做為描述臨界電壓值與閘極長度關係之特徵值，推導經驗公式，做為未來元件工程師的參考。 如此元件工程師在設計金氧半場效電晶體的低摻雜汲極與環型佈植的劑量與能量時，只需將所欲之元件特徵值代入所得之公式中，經解方程式，即能快速的得到所應調整之低摻雜汲極與環型佈植的劑量與能量值。
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本研究的重點在於將一張張二維斷層影像，以三角網格的方式來達到重建的目標，並且輸出快速成型機器能夠讀取的STL檔。 程式中是以3D矩陣資料型式來建立所有的斷層影像，有了這些灰階資料後，必須還要先經過一些簡單的影像處理，此時除了可以去除掉影像的雜訊，還可以擷取或加強影像中重要的部份，研究中是以3維影像處理的概念，來對灰階資料做處理的動作，爾後，則是再把這些灰階資料，以三角網格的方式來達到三維重建的目標，本文中開發出三角錐網格重建法，以及兩個網格重建的演算法則，分別為數學模式尋邊法和右手定則尋邊法，在最終的程式裡頭，三角錐網格重建法的部份，是以1個cube切割為6個三角錐後，再將每個三角錐配合右手定則尋邊法，成功的建立出所有的三角網格。本研究證明所開發的3維建模法，相較於文獻中所得知的Marching Cube網格重建法，的確達到有效簡化Marching Cube網格重建法過於繁雜而且不規律的缺點。
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在微快速原型(Micro RP)的技術中，現階段的國內外研究，多採用LCD或DLP的單槍投影技術進行動態光罩的產生與曝光，如果要保持微小特徵，來做較大尺寸的成型，則受限於固定的動態光罩解析度下，無法達到。而本研究主要目標為以光學運動系統改變固定解析度的動態光罩的照射方式，運用長焦成像的Telecentric Lens與實體光罩結合，將原本連續的像點分離，並以分離的像點為個別獨立的掃描點，同時以所具有的掃描點進行其周圍區域的掃描，使此動態光罩的解析度大幅提昇為原固定解析度的數倍。此多區同步掃描之無實體光罩曝光系統包括了硬體部分的光學微影掃描系統及軟體部分的光罩離散化。最後，本多區同步掃描之無實體光罩系統將進一步整合於液態樹脂硬化成型的上投式微快速原型系統，將各別光束區域掃描之影像結合成高解析快速原型的切層斷面影像，照射在可見光之光硬化樹脂上，以達到選擇硬化的目的，使製作出來的工件具有更高的解析度。
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本論文主要目標是開發低價位DSP實現之主動式耳機，希望使用耳機聽音樂時，能夠消除外在背景噪音，使得使用者能夠聽到清晰的音樂。同時主動式耳機也可以應用在長期需要處在高分貝環境工作之工作者，根據許多報告指出高分貝的噪音確實會讓人類的身心受到影嚮，所以我們希望能透過主動式耳機降低噪音對於人耳的受傷。 實驗方法首先我們將市售簡單的小型電容式麥克風自行設置於耳機內，由於麥克風的輸出壓訊號過於微弱，故我們透過簡易的訊號放大電路來放大麥克風的電壓輸出。音樂訊號則透過IIR數位濾波器模擬音樂訊號的輸出，並搭配Filtered-X LMS演算法作為控制器更新律，使用整合型回授主動式噪音控制架構進行外部噪音之減噪。 在以低價位DSP實現控制器ANC部份，實驗結果顯示，應用主動控制於外部單頻噪音訊號，FXLMS演算法有平均約15dB的減噪量，對於複頻噪音訊號則有平均約20dB的減噪量，而對於雙頻交替噪音訊號則有平均約10dB的減噪量。由此可驗證，以低價位DSP實現之主動式噪音控制在抑制低頻有良好的效果。
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近幾年來，隨著全球功率半導體元件、控制IC及被動元件等技術的快速進步，促成了電力電子技術及其應用領域的高度發展，例如微電子技術革命性的突破，使得控制器使用之積體電路及信號處理器的功能得以更加增進：半導體製造技術的進步也大幅提高了電力處理器所採用之功率半導體元件的容量及切換速度；所以直流電源供應器之功率密度也隨之增加，產品散熱問題成為設計時重要關鍵。 本實驗研究以456 瓦直流電源供應器為對象，其功率密度已經超過以前習知之設計（300W），利用強制對流較經濟之手段，以達到較經濟之設計。 本研究先利用數值模擬分析軟體FLOTHERM，作為直流電源供應器設計初期數值模擬，以確認設計方向之正確性。再以實際產品分兩種方法作驗證：一為使用紅外線熱影像偵測儀測出直流電源供應器上之熱點分佈的情況；另一為利用風洞設備量測直流電源供應器工作時實際溫度數值，相互驗證兩種量測方式之數值比對，以確認數值之正確性。最後結果分析如下所述：1. 比對數值模擬的分析與實際量測值偏差，發現初期電子設計效率之偏差將影響數值模擬正確性；2. 如何以較經濟之設計，達到散熱之目的分析方法及結論建議。 本研究提供SPS業界標準產品設計散熱流程，並告知如何測試產品Thermal之方法；其文中亦提及許多相關SPS電子產業之零件資料及參數，可以作為日後相關產品設計之依據。
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半導體業及光電業為台灣主要高科技產業，製程使用多種有機溶劑易揮發於空氣中，廢氣排放時雖已經各種處理達法定排放標準，但排氣中某些成分濃度雖低，卻足以引起嗅覺上的不適。 相對於各種處理法而言，生物法處理具有低耗能、操作維護費低等優點。其處理原理即是利用微生物代謝獲取能量及產生新細胞的過程需要分解基質作為營養源，而廢氣中的揮發性有機物（VOCs）正好提供微生物營養源，微生物將這些有機物(VOCs)轉化為水氣及二氧化碳等清淨氣體排至大氣。 本研究方法為以國外BRI公司的生物處理經驗為參考及國內相關文獻回顧，續而進行軟硬體之建置。工作內容包括設備之建置（自動控制系統、模組化可擴充式槽體等設施）、設備之操作及控制之參數、微生物之培養及馴化、處理效率之提升等，提供微生物良好的生存環境，以利廢氣異味之處理。 由實驗結果顯示，微生物適應環境後，入口濃度越低，對應之處理效率越高；入口濃度越高，其處理效率有降低之趨勢。降低pH的確造成處理效率下降。槽內溫度過高對處理效率可能有不良影響。短時間內劇烈濃度變化將造成處理效率降低。
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本論文利用能量守恆定理推導交錯式功率因數修正器(interleave power factor correctors)之等效電路模型，所推導的模型包括開路交錯式功率因數修正器的小訊號等效電路以及含寄生元件效應之小訊號轉移函數。此外，本論文亦推導包括漣波電壓、輸出阻抗、輸入阻抗與聲頻感受度等常用轉移函數公式。 由於交錯式功率因數修正器主要架構由兩個昇壓型轉換器(boost converter)並接組成，此兩個主電路架構間元件值的不同將影響以上所述模型與公式的複雜度，因此本論文將討論各模組的元件特性均一時，建立系統的模式。根據能量守恆定理，分別將各個元件上的等效阻抗求出，進而得到整個電路的小訊號電路，再使用反射定理(reflection rules)，將所有元件的等效平均電阻等效成ㄧ個電阻以方便電路分析。為了得到交錯式功率因數修正器電路的小訊號電路，因此使用電路分析技巧，將兩個昇壓型電路的主架構簡化成單一小訊號電路，進而求出簡化電路的小訊號模型。利用此模型便可推導輸出阻抗、輸入阻抗與聲頻感受度等轉移函數公式。 最後，本論文將分別使用Matlab與電路模擬軟體Ispice來模擬交錯式功率因數修正器的輸出阻抗、輸入阻抗與聲頻感受度等轉移函數的頻率響應，並且求出所推導出的漣波性能指標，以驗證所推導的模型與性能公式的正確性。
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在工業革命後，人類在科技上有許多顯著的進步，致使世界各國不斷地在工業及經濟上追求進步與成長。然而環保事件卻層出不窮，地球環境遭受重大破壞，各種環保議題引起國際矚目與熱烈討論。歐洲議會在2003年初公布了針對十項電機電子設備的兩個環保相關規範，分別是歐盟電機電子設備有害物質限制使用指令(RoHS)與歐盟電機電子設備廢棄物指令（WEEE），這些指令對資訊相關產業的營運與發展將造成重大衝擊，其影響深遠供應鏈上下游成員均受波及。 資訊業界在面對環保規範之要求時，必須深入了解其對於產品開發之限制、生產製程之衝擊、協同作業之困難性與對企業所可能帶來之風險，同時積極地思考因應之道。因此綠色設計、綠色供應鏈與綠色資訊系統等等之概念於是產生。其有別於傳統之概念，綠色設計強調在產品設計階段將產品生命週期管理思維融入產品設計中，其涵蓋到到產品的使用與最終的廢棄回收處理，在整個產品生命週期避免使用對環境有害物質。而綠色供應鏈與綠色資訊系統則牽涉到綠色設計協同作業執行之成效，同時也與企業能否降低綠色環保所帶來之風險息息相關。 本研究採用個案研究之方式，嘗試由個案公司實際推動綠色環保的過程中，以個案分析的方式在公司既有之營運策略、協同作業模式、企業電子化之經驗與現行之商業模式等前提下，進一步從各個層面去剖析個案公司在進行產品開發及推動綠色設計協同作業時所面臨之各種問題，並將針對文獻探討與深入個案公司研究所得之結果，進行整理與歸納，提出具體可行之解決方案，然後，分析這些方案所能產生之效益。 總結的說，綠色環保法規對於企業的影響甚鉅必須審慎因應，隨著規範不斷的更新，企業所面臨經營環境也更形嚴苛。本研究所提供之建議解決方案，從供應鏈、工作流程與資訊系統等方面提出可行之解決方案，期能解決個案公司面臨之問題與提升綠色設計協同作業效率。
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本論文研究的目的，是希望能夠開發、建立一個符合真正應用環境的RFID系統架構，透過此應用系統架構的建立與功能的驗證，來為RFID的行動應用系統增加新的應用模式。 在本論文研究所使用的RFID系統是採用13.56MHz；因為考量希望開發的讀取器模組的讀取距離能力要能有些距離，因此選擇ISO/IEC 15693的標準。至於系統中的RFID讀取器因為要具備可攜及移動的特性，因此連接後端資料處理、控制單元如數位個人助理（PDA）、電腦，甚至智慧型手機（Samrtphone）等裝置就必須是無線的方式來連接。也因為可攜及移動的考量，體積與消耗功率不可太大；目前在個人區域網路(Personal Area Network，PAN)應用技術中，藍芽、紅外線（IrDA）、Home RF、UWB、Zigbee、Wi-Fi（IEEE802.11 b/g）皆都可以成為連接媒介，但依目前市場應用普及性及方便性而言，藍芽是符合本研究系統的需求。因此在後端處理、控制單元同樣只要具備藍芽連接介面，就可以與本系統的RFID讀取器相連接。至於在軟體系統架構，透過DLL、XML、Web Services的技術，將RFID軟體系統與硬體系統彼此影響的關係降到最低，軟體使用、開發及傳輸資料格式公開可跨平台操作使用。
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本研究是利用改良式真空潛弧製造系統(SANSS)來製備奈米二氧化鈦(TiO2)懸浮液，針對該製程之不同製備方式及製程參數，以期獲得較佳之二氧化鈦奈米懸浮顆粒製備條件。懸浮液所含之奈米顆粒在靜置過程中，成份方面會由似一氧化鈦轉變為二氧化鈦；在結晶組成方面，所製備之二氧化鈦顆粒之結晶組成為銳鈦礦(Anatase)結構；在光催化方面，所製備之奈米二氧化鈦懸浮液在光波長360nm~380nm時產生吸收紫外光現象，在吸附實驗中本製程所製備的二氧化鈦顆粒的吸附效果優於商用的二氧化鈦及氧化鋅，在亞甲基藍的脫色實驗中本製程所製備的二氧化鈦顆粒能在60分鐘內達到脫色率100%。