Impacto do uso do solo no crescimento, limitação nutricional, taxonomia e variação estequiométrica do perifíton em rios tropicais

Os rios em todo o mundo estão ameaçados através da alteração do uso e cobertura do solo. Nesse contexto, o perifíton é sugerido como indicador biológico devido ao seu ciclo de vida curto, à comunidade autótrofa e à riqueza de espécies. O objetivo deste estudo foi identificar mudanças em parâmetros estruturais e funcionais da assembleia perifitica em relação aos diferentes tipos de cobertura do solo (pristino, perturbação intermediária e perturbado); em especial na limitação nutricional, crescimento e acúmulo, composição taxonômica e estequiometria da comunidade. O trabalho foi desenvolvido em três rios (Santa Maria, Itaperiti, Anil) da bacia Guapi-Macacu, RJ, Brasil. A limitação nutricional foi acessada através de Substratos Difusores de Nutrientes alocados in situ; estes substratos consistem em potes com agar-agar, enriquecidos com nutrientes (N, P, N+P), ou não (controle), que difundem até o filtro, servindo de substrato para o crescimento perifítico. Ainda, o crescimento foi acessado através da colonização de azulejos, amostrados em datas diferentes; na última data, a amostragem também foi feita para a verificação da composição taxonômica e estequiométrica da assembleia. Os resultados mostraram que a comunidade perifítica é limitada primariamente por luz nos pontos pristinos; já nos pontos perturbados, há limitação por nitrogênio ou fósforo, dependendo do uso do solo predominante agricultura com maior aporte de nitrogênio, causando limitação por fósforo, e pecuária com maior aporte de fósforo, causando limitação por nitrogênio. Os trechos perturbados apresentaram maior biomassa perifítica em termos de clorofila a; além disso, também mostraram as maiores taxas de crescimento da comunidade. Também, houve mudanças na composição taxonômica da comunidade no gradiente de perturbação, com o aumento de gêneros tolerantes à poluição e diminuição de gêneros não tolerantes e da diversidade e a equitabilidade. A intensidade luminosa foi determinante na presença dos táxons, e a concentração de fosfato, nas suas abundâncias. Por fim, as razões estequiométricas - C:N, C:P and N:P - diminuíram em função da concentração de nutrientes na água, indicando o potencial de remoção de nutrientes em córregos poluídos. O presente trabalho foi inovador na área limnológica devido à abordagem estequiométrica em conjunto com o grande número de outras variáveis biológicas. Em tempo, a dificuldade de separação dos efeitos das variáveis ambientais neste estudo in situ faz com que seja sugerido o uso de experimentos controlados em mesocosmos posteriormente

O processo de cidadanização de pessoas LGBT: uma etnografia em Centros de Cidadania do Rio de Janeiro.

O presente trabalho se insere nos estudos de diversidade sexual e de gênero na sua relação com a implementação do Programa Rio sem Homofobia como parte do processo de cidadanização de lésbicas, gays, bissexuais, travestis e transexuais (LGBT) no contexto Fluminense. O Programa instituiu a fundação de Centros de Cidadania LGBT (CC) que contam com profissionais para atenderem essas pessoas. O trabalho de campo teve por objetivo principal a observação da interação entre profissionais e usuário (as) nos atendimentos e acompanhamentos realizados nestes locais. Através desta observação, buscou-se compreender os processos pelos quais se constroem demandas a serem encaminhadas para outros serviços. Inspirada em reflexões pós-estruturalistas e pós-colonialistas, tentou-se refletir sobre o processo de cidadanização LGBT e processos sociais globais, em que o Estado brasileiro aparece como ator-chave na formulação de políticas identitárias, ou "focalistas", o que para muitos profissionais no campo das políticas sociais torna-se o foco de um intenso debate. Observou-se a interação entre profissionais e usuário (as) a partir de conceituações de Strauss (1997) sobre identidade como sendo construídas no decorrer da interação. Ao longo do trabalho apresentam-se os casos emblemáticos em que há uma perturbação na interação e em seu status, como uma forma de ruído na comunicação entre os envolvidos no atendimento.

Doenças cardiovasculares em pacientes bipolares: uma investigação da biodisponibilidade do óxido nítrico

Os transtornos psiquiátricos são um problema de saúde pública, ocupando cinco das dez principais causas de incapacitação no mundo. O transtorno bipolar (TB) é um transtorno de humor, segundo o DSM-IV (manual diagnóstico e estatístico de doenças mentais), o qual afeta cerca de 1% da população mundial. O TB do tipo I (TBI) é o mais frequente entre os TBs e é caracterizado pela presença de episódios maníacos ou mistos acompanhados por episódios depressivos. Assim como outros transtornos psiquiátricos, como a depressão, ansiedade e esquizofrenia, o TB representa um importante fator de risco cardiovascular, e pacientes com este transtorno apresentam mortalidade cardiovascular duas vezes maior que a população em geral. No entanto, os exatos mecanismos envolvidos nesta relação permanecem desconhecidos. Estudos sugerem o envolvimento da via L-arginina-óxido nitrico (NO) na patofisiologia do TB. O NO é responsável por diversas funções fisiológicas, incluindo a inibição da função plaquetária. A L-arginina, sua precursora, é transportada em plaquetas pelo carreador y+L, ativando a enzima NO sintase (NOS), a qual produz NO e e L-citrulina. Uma vez produzido, o NO ativa a enzima guanilato ciclase (GC), levando ao aumento dos níveis de guanosina monofosfato cíclica (GMPc). Adicionalmente, a L-arginina não é exclusivamente utilizada pela NOS, ela também pode ser metabolizada pela arginase e produzir L-ornitina e uréia. A biodisponibilidade do NO depende tanto de sua síntese como de sua degradação pelo estresse oxidativo ou pela inflamação. O objetivo deste estudo foi investigar detalhadamente a via L-arginina-NO-GMPc em plaquetas de pacientes com TBI, a expressão da arginase e outros marcadores de estresse oxidativo e inflamação. Vinte e oito pacientes com TB e dez indivíduos saudáveis foram incluídos no estudo. Nossos estudos mostraram uma redução da atividade da NOS em todos os grupos de pacientes bipolares (fases de eutimia, depressão e mania), quando comparados aos controles. Isto ocorreu na presença de concentrações normais do substrato e de seu transporte, e da expressão inalterada das isoformas eNOS e iNOS. A expressão da arginase II não diferiu entre os grupos estudados, indicando que a disponibilidade da L-arginina não está sendo desviada para o ciclo de uréia em plaquetas. A produção reduzida de GMPc foi observada mesmo com a expressão inalterada da GC. A atividade e marcadores de estresse oxidativo, avaliada através da quantificação da oxidação de proteínas e atividade da catalase, não foram modificadas em plaquetas de pacientes com TB, enquanto que a atividade da SOD estava aumentada em todas as fases. Os níveis séricos da proteína C-reativa (PCR), um marcador inflamatório, estão aumentados em pacientes maníacos, comparados aos controles. A reduzida produção de NO observada em plaquetas de pacientes bipolares pode ser um elo entre esta complexa associação entre TB e a doença cardiovascular.

p-MOS controlled lateral thyristor: A MOS controllable thyristor suitable for integration

A novel CMOS compatible lateral thyristor is proposed in this paper. Its thyristor conduction is fully controlled by a p-MOS gate. Loss of MOS control due to parasitic latch-up has been eliminated and triggering of the main thyristor at lower forward current achieved. The device operation has been verified by 2-D numerical simulations and experimental fabrication.

Optimum design of 1.4KV trench IGBTs - The next generation of high power switching devices

The Trench Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) is the most promising structure for the next generation of power semiconductor devices with wide applications ranging from motor control (1-4 kV) to HVDC (6.5 kV). Here we present for the first time an optimum design of a 1.4kV Trench IGBT using a new, fully integrated optimisation system comprising process and device simulators and the RSM optimiser. The use of this new TCAD system has contributed largely to realizing devices with characteristics far superior to the previous DMOS generation of IGBTs. Full experimental results on 1.4kV Trench IGBTs which are in excellent agreement with the TCAD predictions are reported.

Growth of carbon nanotubes on fully processed silicon-on-insulator CMOS substrates.

This paper describes the growth of Carbon Nanotubes (CNTs) both aligned and non-aligned on fully processed CMOS substrates containing high temperature tungsten metallization. While the growth method has been demonstrated in fabricating CNT gas sensitive layers for high temperatures SOI CMOS sensors, it can be employed in a variety of applications which require the use of CNTs or other nanomaterials with CMOS electronics. In our experiments we have grown CNTs both on SOI CMOS substrates and SOI CMOS microhotplates (suspended on membranes formed by post-CMOS deep RIE etching). The fully processed SOI substrates contain CMOS devices and circuits and additionally, some wafers contained high current LDMOSFETs and bipolar structures such as Lateral Insulated Gate Bipolar Transistors. All these devices were used as test structures to investigate the effect of additional post-CMOS processing such as CNT growth, membrane formation, high temperature annealing, etc. Electrical characterisation of the devices with CNTs were performed along with SEM and Raman spectroscopy. The CNTs were grown both at low and high temperatures, the former being compatible with Aluminium metallization while the latter being possible through the use of the high temperature CMOS metallization (Tungsten). In both cases we have found that there is no change in the electrical behaviour of the CMOS devices, circuits or the high current devices. A slight degradation of the thermal performance of the CMOS microhotplates was observed due to the extra heat dissipation path created by the CNT layers, but this is expected as CNTs exhibit a high thermal conductance. In addition we also observed that in the case of high temperature CNT growth a slight degradation in the manufacturing yield was observed. This is especially the case where large area membranes with a diameter in excess of 500 microns are used.

Analytic model for turn off in the silicon-on-insulator LIGBT

Lateral insulated gate bipolar transistors (LIGBTs) in silicon-on-insulator (SOI) show a unique turn off characteristic when compared to junction-isolated RESURF LIGBTs or vertical IGBTs. The turn off characteristic shows an extended `terrace' where, after the initial fast transient characteristic of IGBTs due to the loss of the electron current, the current stays almost at the same value for an extended period of time, before suddenly dropping to zero. In this paper, we show that this terrace arises because there is a value of LIGBT current during switch off where the rate of expansion of the depletion region with respect to the anode current is infinite. Once this level of anode current is approached, the depletion region starts to expand very rapidly, and is only stopped when it reaches the n-type buffer layer surrounding the anode. Once this happens, the current rapidly drops to zero. A quasi-static analytic model is derived to explain this behaviour. The analytically modelled turn off characteristic agrees well with that found by numerical simulation.

Spice modelling of the superjunction IGBT

This paper presents a SPICE model of the SuperJunction Insulated Gate Bipolar Transistor (SJIGBT) [1]. SPICE simulation results are in good agreement with the DESSIS simulation results under DC conditions. This model consists of an intrinsic MOSFET and a parallel combination of a wide and a narrow base pnp BJTs. A parasitic JFET is also included to account for the restricted current flow between two adjacent p-wells. In addition the JFET component also models the additional depletion region caused by the transverse junction at the upper side of the n-drift region where the current is mainly transported via majority carriers.

Active Voltage Control on series connection of IGBTs and diode recovery optimization

In this paper an Active Voltage Control (AVC) technique is presented, for series connection of insulated-gate-bipolar-transistors (IGBT) and control of diode recovery. The AVC technique can control the switching trajectory of an IGBT according to a pre-set reference signal. In series connections, every series connected IGBT follows the reference and so that the dynamic voltage sharing is achieved. Another key advantage for AVC is that by changing the reference signal at turn-on, the diode recovery can be optimised. © 2010 IEEE.

Investigation into IGBT dV/dt during turn-off and its temperature dependence

In many power converter applications, particularly those with high variable loads, such as traction and wind power, condition monitoring of the power semiconductor devices in the converter is considered desirable. Monitoring the device junction temperature in such converters is an essential part of this process. In this paper, a method for measuring the insulated gate bipolar transistor (IGBT) junction temperature using the collector voltage dV/dt at turn-OFF is outlined. A theoretical closed-form expression for the dV/dt at turn-OFF is derived, closely agreeing with experimental measurements. The role of dV/dt in dynamic avalanche in high-voltage IGBTs is also discussed. Finally, the implications of the temperature dependence of the dV/dt are discussed, including implementation of such a temperature measurement technique. © 2006 IEEE.

IGBT series connection under active voltage control

In this paper an Active Voltage Control (AVC) technique is presented, for series connection of insulated-gate-bipolar-transistors (IGBT) and control of diode recovery. The AVC technique can control the switching trajectory of an IGBT according to a pre-set reference signal. In series connections, every series connected IGBT follows the reference and so that the dynamic voltage sharing is achieved. For the static voltage balancing, the AVC technique can clamp the highest collector-to-emitter voltage to a pre-set clamping voltage level. By selecting the value of the clamping voltage, the difference among series connected IGBTs can be controlled in an accepted range. Another key advantage for AVC is that by changing the reference signal at turn-on, the diode recovery can be optimized. © 2011 EPE Association - European Power Electr.

Transient electrothermal simulation of power semiconductor devices

In this paper, a new thermal model based on the Fourier series solution of heat conduction equation has been introduced in detail. 1-D and 2-D Fourier series thermal models have been programmed in MATLAB/Simulink. Compared with the traditional finite-difference thermal model and equivalent RC thermal network, the new thermal model can provide high simulation speed with high accuracy, which has been proved to be more favorable in dynamic thermal characterization on power semiconductor switches. The complete electrothermal simulation models of insulated gate bipolar transistor (IGBT) and power diodes under inductive load switching condition have been successfully implemented in MATLAB/Simulink. The experimental results on IGBT and power diodes with clamped inductive load switching tests have verified the new electrothermal simulation model. The advantage of Fourier series thermal model over widely used equivalent RC thermal network in dynamic thermal characterization has also been validated by the measured junction temperature.© 2010 IEEE.

200-V lateral superjunction LIGBT on partial SOI

This letter presents a novel lateral superjunction lateral insulated-gate bipolar transistor (LIGBT) in partial silicon-on-insulator (SOI) technology in 0.18-μm partial-SOI (PSOI) high-voltage (HV) process. For an n-type superjunction LIGBT, the p-layer in the superjunction drift region not only helps in achieving uniform electric field distribution but also contributes to the on-state current. The superjunction LIGBT successfully achieves a breakdown voltage (BV) of 210 V with an R dson of 765 mΩ ̇ mm 2. It exhibits half the value of specific on-state resistance R dson and three times higher saturation current (I dsat) for the same BV, compared to a comparable lateral superjunction laterally diffused metal-oxide-semiconductor fabricated in the same technology. It also performs well in higher temperature dc operation with 38.8% increase in R dson at 175°C, compared to the room temperature without any degradation in latch-up performance. To realize this device, it only requires one additional mask layer into X-FAB 0.18-μm PSOI HV process. © 2012 IEEE.

Superjunction IGBT filling the gap between SJ MOSFET and ultrafast IGBT

In this letter, we report E off-versus-V ce tradeoff curves for vertical superjunction insulated-gate bipolar transistors (SJ IGBTs), exhibiting unusual inverse slopes dE off/dV ce > 0 in a transition region between purely unipolar and strongly bipolar device behaviors. This effect is due to the action of p-pillar hole current when depleting the drift layer of SJ IGBTs during turnoff and the impact of current gain on the transconductance. Such SJ IGBTs surpass by a very significant margin their superjunction MOSFET counterparts in terms of power-handling capability and on-state and turnoff losses, all at the same time. © 2012 IEEE.

FPGA, physics-based modeling of IGBT and pin diode for hardware co-simulation of complex power electronic converters and systems

This paper presents the steps and the challenges for implementing analytical, physics-based models for the insulated gate bipolar transistor (IGBT) and the PIN diode in hardware and more specifically in field programmable gate arrays (FPGAs). The models can be utilised in hardware co-simulation of complex power electronic converters and entire power systems in order to reduce the simulation time without compromising the accuracy of results. Such a co-simulation allows reliable prediction of the system's performance as well as accurate investigation of the power devices' behaviour during operation. Ultimately, this will allow application-specific optimisation of the devices' structure, circuit topologies as well as enhancement of the control and/or protection schemes.