• 제목/요약/키워드: 게이트 시뮬레이션

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DC 및 AC 스트레스에서 Lateral DMOS 트랜지스터의 소자열화 (Hot-Carrier-Induced Degradation of Lateral DMOS Transistors under DC and AC Stress)

  • 이인경;윤세레나;유종근;박종태
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권2호
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    • pp.13-18
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    • 2007
  • 본 연구에서는 Lateral DMOS 소자열화 메카니즘이 게이트 산화층의 두께에 따라 다른 것을 측정을 통하여 알 수 있었다. 얇은 산화층 소자는 채널에 생성되는 계면상태와 drift 영역에 포획되는 홀에 의하여 소자가 열화 되고 두꺼운 산화층 소자에서는 채널 영역의 계면상태 생성에 의해서 소자가 열화 되는 것으로 알 수 있었다. 그리고 소자 시뮬레이션을 통하여 다른 열화 메카니즘을 입증할 수 있었다. DC 스트레스에서의 소자 열화와 AC 스트레스에서 소자열화의 비교로부터 AC스트레스에서 소자열화가 적게 되었으며 게이트 펄스의 주파수가 증가할수록 소자열화가 심함을 알 수 있었다. 그 결과로부터 RF LDMOS 에서는 소자열화가 소자설계 및 회로설계에 중요한 변수로 작용할 수 있음을 알 수 있었다.

IGBT 기반 인덕턴스 및 문턱전압 변화에 따른 초퍼 회로의 연구 (A Study on Chopper Circuit for Variation of Inductance and Threshold Voltage based on IGBT)

  • 노영환
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.504-508
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    • 2010
  • 고전압 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT)의 개발로 기존의 GTO(Gate Turnoff Thyristor)가 적용되는 분야에서 더 효율적인 새로운 소자로 인정받고 있다. IGBT는 금속 산화막 반도체 트랜지스터(MOSFET)와 바이폴라 전력 트랜지스터의 장점을 결합한 소자이다. IGBT의 전기적 특성의 변화는 주로 입력단자에 MOSFET와 출력단자에 PNP 트랜지스터의 특성에 달려있다. IGBT의 가장 중요한 설계변수중의 하나인 문턱전압의 변화는 방사선이 존재하는 환경에 게이트 산화막(oxide)에서 전하포획(charge trapping)에 의해 발생되고 에너지 손실을 야기시킨다. 또한, 에너지 손실은 초퍼회로의 인덕턴스 값이 변화될 때 발생됨을 연구한다. 본 논문에서 IGBT의 전기적 특성을 SPICE로 시뮬레이션하고, IGBT 기반 인덕턴스와 문턱전압의 변화에 따른 전기적 특성을 분석하고자 한다.

CMOS 저잡음 기가비트급 광전단 증폭기 설계 (CMOS Gigahertz Low Power Optical Preamplier Design)

  • 황용희;강진구
    • 전기전자학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.72-79
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    • 2003
  • 일반적으로 p-i-n Photodiode 수신기의 광신호처리 전단증폭기의 설계에서 공통소스 입력단을 사용하는 트랜스임피던스(Transimpedance)구조로 설계한다. 본 논문에서는 공통게이트 입력단을 사용하는 전류모드 광전단증폭기를 설계하였다. 이러한 광전단증폭기로 사용되는 전류모드 공통게이트 트랜스임피던스 증폭기의 특징은 높은 이득과 높은 대역폭을 동시에 얻을 수 있다는 것이다. 본 논문에서는 광전단 증폭기 설계에서 잡음 최적화를 이용하여 설계과정을 자동화 시킴으로써 보다 단순하게 트랜스임피던스 증폭기를 설계하는 기법을 제시하였다. 그리고 커패시턴스 피킹(Capacitive Peaking) 기술을 사용하여 대역폭을 더욱 증가시킬 수 있다. 제안하는 기법을 사용하여 설계된 전류모드 광전단 증폭기에 캐패시턴스 피킹을 적용하여 0.35um CMOS 공정을 사용할 경우 대역폭이 1.57GHz이고, 트랜스임피던스 이득이 2.34k, 입력 잡음전류가 470nA이고 입력 잡음 전류의 주파수밀도(spectral density)가 6.13pA/ 인 저 잡음의 고속 전류모드 트랜스임피던스 광전단증폭기를 설계 하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 광전단증폭기의 전력소비는 3.3V 공급전압에서16.84mW이었다.

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산화막두께 및 도핑분포에 대한 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙분석 (Analysis of Subthreshold Swing for Oxide Thickness and Doping Distribution in DGMOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.2217-2222
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    • 2011
  • 본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG)MOSFET의 채널내 전위와 전하분포의 관계를 가우스 함수를 이용한 포아송방정식으로부터 유도하고자 한다. 즉, 도핑분포는 가우스 함수를 이용하였으며 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 스윙과 산화막 두께의 관계를 관찰하고자 한다. 포아송방정식으로부터 해석학적 전위분포 모델을 구하였으며 이를 이용하여 산화막 두께에 대한 문턱전압이하 스윙값의 변화를 구하였다. 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 대한 드레인전류의 변화를 나타내고 이론적으론 최소값 60 mV/dec을 나타내며 디지털소자응용에 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 포텐셜 분포값을 수치해석학적 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 포텐셜모델이 수치해석학적 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 도핑분포에 따라 문턱전압이하 스윙과 산화막두께의 관계를 분석하였다.

방송통신 통합을 위한 비대칭 WDM-EPON 구조에 관한 연구 (An asymmetric WDM-EPON structure for the convergence of broadcast and communication)

  • 허정;구본정;박영일
    • 방송공학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.182-189
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    • 2005
  • 본 논문에서는 방송과 통신의 융합을 고려한 고속가입자망의 구현을 위해 비대칭 WDM-EPON을 제안하였다. 이 방식에서는 OLT에서 각 가입자 노드로의 하향 전송에는 WDM (Wavelength Division Multiplexing) 전송방식을 이용함으로써 방송 및 다양한 멀티미디어 서비스를 수용하기 위한 넓은 대역폭을 만족하였다. 반면에 넓은 대역폭이 필요하지 않는 상향전송에는 WDM방식보다는 상대적으로 값이 싼 EPON 전송방식을 채택하였다. 본 논문에서는 물리계층에서의 전송시험 결과를 제시한다. ONU가 홈게이트웨이에 이용되기 위해서는 접속 프로토콜은 홈게이트웨이의 트래픽 형태에 적절해야만 한다. 음성의 경우 시간 지연에 민감한 반면 데이터는 덜 민감하다. 본 논문에서는 가입자망에서 다양한 형태의 데이터를 함께 수용할 수 있는 새로운 동적 대역할당 프로토콜을 제시하였으며 이의 성능을 분석하였다. 시간 지연에 민감한 신호의 성능을 보장하기 위해 최대 사이클 타임을 규정하였으며, 하향 제어신호가 급격히 늘어나는 것을 방지하기 위해 최소 윈도우를 규정하였다. 제안된 EPON 프로토콜이 기존 방식에 비해 가지는 장점들을 시뮬레이션에 의해 보였다.

Independent-Gate-Mode Double-Gate MOSFET을 이용한 Optical Receiver 설계 (Design of Optical Receiver Using Independent-Gate-Mode Double-Gate MOSFETs)

  • 김유진;정나래;박성민;신형순
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권8호
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    • pp.13-22
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    • 2010
  • Independent-Gate-Mode Double-Gate(IGM-DG) MOSFET은 기존의 bulk-MOSFET에 비해 향상된 채널 제어능력을 가지며, front-게이트와 back-게이트를 서로 다른 전압으로 구동가능하다는 이점을 가진다. 따라서, 이를 이용한 회로설계는 4-terminal의 자유도를 이용함으로써 회로성능의 향상 뿐 아니라 집적도 향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 IGM-DG MOSFET의 장점을 이용하여 TIA, feedforward LA, 및 OB로 구성된 15Gb/s 광수신기를 설계하고, HSPICE 시뮬레이션을 통한 회로성능 검증 및 외부환경과 소자의 특성변화에 따른 안정성을 검증하였다.

순차전압시스템을 고려한 독립형 태양광 발전 시스템에 관한 연구 (A Study on the Off-Grid Photovoltaic Generation System with Sequential Voltage System)

  • 김구용;배준형;김종해
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.364-367
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    • 2020
  • 본 논문에서는 OR논리게이트를 적용한 순차전압제어방식의 독립형 PV-ESS 시스템을 나타내고 있다. 저압연계방식으로 용량확대에 따른 문제점들을 가지고 있었던 기존 독립형 PV-ESS 시스템에 고압의 아날로그 방식의 순차전압제어 방식을 적용함으로써 고효율, 저가격이 가능한 독립형 PV-ESS 시스템을 제안한다. 본 논문은 기존 24V 태양광 단위 모듈의 직렬연결 확장형 고압 배터리의 출력전압 384V을 3상 DC to AC 인버터의 입력 전압으로 하여 인버터의 출력 전압과 출력 전력을 AC380V@60Hz와 10kW로 구성하였다. PSIM 시뮬레이션에 의한 이론 해석의 타당성을 입증하기 위해 실험을 통해 OR 논리 게이트를 적용한 순차전압제어시스템의 동작 특성을 확인하였다.

박막의 두께가 비정질 InGaZnO 무접합 트랜지스터의 소자 불안정성에 미치는 영향 (Effects of thin-film thickness on device instability of amorphous InGaZnO junctionless transistors)

  • 전종석;조성호;최혜지;박종태
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.1627-1634
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    • 2017
  • 비정질 InGaZnO 박막 두께가 다른 무접합 트랜지스터를 제작하고 두께에 따른 양과 음의 게이트 스트레스 전압 및 빛을 비춘 상태에서 소자 불안정성을 분석하였다. 채널 박막 두께가 얇을수록 게이트 스트레스 및 빛이 인가된 상태에서 문턱전압 및 드레인 전류 변화가 큰 것을 알 수 있었다. 그 원인을 stretched-exponential 모델과 소자 시뮬레이션을 수행하여 설명하였다. 박막이 얇을수록 캐리어 트랩핑 시간이 짧기 때문에 전자나 홀이 빨리 활성화되는 것과 채널 박막의 뒷부분에서 채널의 수직 전계가 증가하여 전자나 홀을 많이 축적할 수 있는 것으로 설명하였다. IGZO 무접합 트랜지스터 제작에서 채널 박막의 두께를 결정할 때 채널 박막 두께가 얇을수록 소자 불안정성이 큰 것을 고려해야 됨을 알 수 있다.

단채널 GaAs MESFET의 DC특성 및 광전류 특성의 해석적 모델에 대한 연구 (Analytical Modeling for Dark and Photo Current Characteristics of Short Channel GaAs MESFETs)

  • 김정문;서정하
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권3호
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    • pp.15-30
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    • 2004
  • 본 연구는 게이트 매몰형 단채널 GaAs MESFET의 암전류 특성과 광전류 특성을 해석적으로 모델링하였다. 모델링 결과, 광조사에 의한 중성영역내의 광 전도도의 증가 보다 공핍층 내의 광 기전력 발생에 따른 공핍층 폭의 감소효과로 인한 드레인 전류의 증가가 크게 일어남을 보이고 있다. 중성영역의 케리어 밀도 변화는 1차원 케리어 연속 방정식으로부터 도출하였으며, 광 기전력 도출은 게이트-공핍층 경계면의 광전류와 열전자 방출전류가 상쇄되는 조건으로 도출하였다. 드레인전압 인가에 따른 단채널 소자의 채널 방향의 전계효과를 고려한 2차원 Poisson 방정식의 해법을 제안하였다. 모델링 결과를 시뮬레이션한 결과, 적절한 암전류 및 광전류 특성에 대한 통합적 모델이 얻어짐을 확인하였다.

IoT 환경에서 컨테이너 터미널 혼잡도 완화방안 연구 (A Study on Mitigation of Container Terminal Congestion under IoT Environment)

  • 이장군;신재영
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2018년도 춘계학술대회
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    • pp.57-58
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    • 2018
  • 사물인터넷에 대한 관심이 증가하면서 사물인터넷을 활용하여 사물 간 주고받은 정보를 처리하는 기술들이 연구되고 있다. 특히 컨테이너 터미널이 자동화 됨에 따라 터미널 내에 사물인터넷의 사용이 증가하고 다양화되었다. 그러나 컨테이너 터미널 운영의 효율성을 향상시키기 위한 사물인터넷의 활용은 미흡한 단계이다. 현재 컨테이너 터미널은 외부 트럭의 도착패턴이 특정시간에 집중되는 현상이 나타난다. 이에 따라 게이트 혼잡이 발생하고 트럭의 대기시간에 영향을 준다. 이로 인해 항만 인근지역의 환경오염 문제, 사회적 문제 등으로 피해가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 컨테이너 터미널의 게이트 혼잡도에 영향을 미치는 외부트럭의 대기시간 문제의 원인을 분석하고 사물인터넷 환경에서 이를 완화하기 위한 방안을 연구하고자 한다.

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