• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.491-491
• /
• 2012

External ballast capacitor를 이용하여 방전에너지를 제어하는 대기압 플라즈마 발생장치를 개발하였다. 기존은 대부분의 대기압 플라즈마 발생장치는 DBD를 이용하여 방전전류를 제어하였으나, 본 연구에서는 유전체를 없이 두 금속전극 사이에서 플라즈마를 발생시켰다. 외부에 연결된 External ballast capacitor에서 방전에너지가 전극 쪽으로 주입되도록 하였다. 따라서 capacitor의 용량과 인가전압에 따라 플라즈마의 방전에너지를 제어할 수 있다. 본 연구에서는 Optical Emission Spectroscopy와 ICCD Camera를 통하여 개발된 플라즈마 발생장치의 온도특성, 밀도와 같은 광학적 특성을 관찰하였으며, 아울러 전기적 특성도 함께 관찰하였다. 이 논문은 2011년도 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 기초연구사업 지원을 받아 수행된 것임(2011-0004827).

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.339-339
• /
• 2011

진공 플라즈마와 달리 개방된 공간에서 방전되는 대기압 플라즈마는 진공상태에서 수행되는 에칭, 증착 등의 복잡한 플라즈마 공정을 경제적이고 신속하게 수행할 수 있어, 최근 들어 연구가 활발히 진행 중이다. 이와 관련하여 He, Ar, $N_2$, $O_2$, Air 등의 여러 종류의 기체를 50 kHz 고전압에서 방전하여 대기 중에서 저온 플라즈마 공정이 가능한 아크젯 타입의 플라즈마 소스를 개발하였다. 개발된 플라즈마 소스에서는 입력전압, 기체유량, 노즐의 구조와 크기 등의 여러 운전변수에 따라 플라즈마의 방전특성이 변화되었다. 특히 본 연구에서는 아크젯의 플라즈마 발생부의 물질성분(SUS, Aluminum, Cupper)에 따른 플라즈마의 기체온도 및 전자여기 온도의 변화를 광방출분광법(OES)를 이용한 Synthetic spectrum method와 Boltzmann plot method을 통해 살펴보았다. 전압-전류 특성곡선, 시간분해 이미지 촬영법, 기체온도 측정법 등을 이용하여 발생된 플라즈마의 물리적인 특성을 분석하였다. 특히 물질의 성분에 따라 발생되는 플라즈마의 기체 및 전자여기 온도가 이차 전자 방출계수 및 물질의 전도도와의 상관관계가 있는지 연구가 진행 중이다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제18권7호
• /
• pp.1036-1043
• /
• 1993

대기압 MOCVD방법으로 이중 장벽 구조의 공명 투과 소자를 제작하여 상온과 77K에서의 부저항 특성을 특정하였다. GaAs 양자 우물과 spacer, AIGaAs 장벽을 사용하여 성장온도를 변화시켜 공명 투과 소자를 제작한 결과 상온에서 2.35, 77K에서 15.3의 높은 peak-to-valley 전류비를 얻었다 컴퓨터 모의 실험에서는 coherent 투과만을 고려하여 peak 전류를 계산해서 실험치와 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. AlGaAs 장벽에 InGaAs 양자 우물과 spacer를 사용하여 전자의 공급량을 증가시킨 구조에서는 상온에서 8.6KA/cm의 높은 peak 전류와 4.0의 큰 peak-to-valley 전류비를 얻었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
• /
• pp.1193-1194
• /
• 2008

본 논문은 주거환경 변화 및 공기 중 부유물질로 인한 피해를 보호하기 위해 제정된 공기질 관리법안에 적합한 대기 환경 조건을 구현하기 위한 고정압 환풍기용 모터 및 제어 알고리즘에 관한 논문이다. 외기에 압력이 변화하는 외란에도 일정한 풍량을 낼 수 있도록 하기 위해서 속도와 전류의 두 물리량을 곱의 형태로 취하여 profile을 만들고 이에 추종하는 방식을 본 논문에서 제안하였다. 제품의 상용화를 위해서 풍량센서가 없는 센서리스 방식을 구현하기 위해서 전류 값을 토대로 압력 변화량을 일정하게 제어하는 방식을 취하였다. 고정압제어를 위해서 Open-loop상태에서 모터의 P-Q(압력-풍량)data를 측정하고 이를 기초로 예상 구동 영역을 유추하고 이를 토대로 Profile을 만들고 이 Profile을 추종하는 제어를 통해서 고정압제어를 실현하였다. Reference로 속도를 기준으로 하였으며, 동일 속도에서 전류의 값을 비교하여 제어하고자 하는 전류 값이 되도록 함으로써 정압을 실현하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.191-191
• /
• 2016

대기압 저온 Ar 플라즈마 제트에서 발생되는 플라즈마에 대해 연구하였다. 플라즈마 제트의 본체는 주사기 바늘, 유리관 그리고 테프론 튜브로 구성되어 있다. 바늘의 앞부분은 유리관에 삽입되어 있으며 바늘의 뒷부분은 테프론 튜브와 연결되어 있다. 주사기 바늘에는 수십 kHz의 사인파를 발생시키는 DC-AC 인버터로 수 kV의 고전압을 인가해준다. 기체는 테프론 튜브를 통해 바늘의 안쪽으로 흐른다. 사용 기체는 Ar이며 유량은 3 lpm이다. 주사기 바늘형 전극의 내경은 1.3 mm, 외경은 1.8 mm, 총 길이는 39.0 mm이며 재질은 스테인레스강이다. 유리관의 내경은 2.0 mm, 외경은 2.4 mm, 총 길이는 80.0 mm이다. 자외선-근적외선 분광계를 이용하여 대기압 저온 Ar 플라즈마 제트에서 발생된 플라즈마의 분광 분석을 하였다. 플라즈마 제트에서 발생되는 플라즈마의 휘도는 대략 $10{\sim}30cd/m^2$이다. 플라즈마의 측정 위치, 플라즈마 제트의 입력 전압과 입력 전류, 기체 종류 등의 변수에 따른 분광 실험을 하였으며 이를 통해 얻은 분광 데이터를 일반적인 볼츠만 기울기법에 대입하여 플라즈마의 들뜸 온도를 측정하였다. 또한 Ar 플라즈마 제트의 분광 데이터를 수정된 볼츠만 기울기법에 대입하여 플라즈마의 전자 온도를 측정하였다. 이는 바이오-의료용 플라즈마 및 플라즈마 공정 등의 다양한 응용 분야에서 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.173-174
• /
• 2014

본 논문에서는 저 대기전력 구현이 가능하며 정확한 출력전압 제어가 가능한 SSR(Secondary Side Regulator) 플라이백 컨버터를 제안하였다. 제안 SSR 플라이백 컨버터는 2차 측에 control IC를 사용하여 별도의 제어기(TL431) 및 포토커플러를 제거하여 구조가 간단하고 대기모드 시 TL431의 바이어스 전류에 의한 전력소모를 줄일 수 있으므로 대기전력을 최소화 할 수 있으며 출력전압을 직접 검출하여 정확하게 출력을 제어할 수 있다. 한편 1차 측의 위치한 게이트 구동을 위해 절연된 1-2차 측간 신호를 전송하는 PET(Pulse Edge Transmitter)를 제안하였으며 제안 방식은 IC로의 직접화가 매우 용이하여 1-2차 측 IC와 제안 PET를 one-chip화 할 수 있다. 제안 회로의 타당성 검증을 위해 10W급 Adaptor의 시작품을 제작하였고, 이를 이용한 실험결과를 바탕으로 제안 시스템의 타당성을 검증한다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.134-142
• /
• 2011

본 논문에서는 3중 모드 고효율 DC-DC 벅 변환기를 설계하였다. 설계된 벅 변환기는 부하 전류가 큰 경우(100mA~500mA)에는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고, 부하 전류가 작은 경우(1mA~100mA)에는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어 방식을 사용하며, 부하 전류가 1mA 이하인 대기모드(sleep mode)에서는 LDO(Low Drop Out)를 사용한다. 또한, PFM 모드에서 부하 전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 DPSS(Dynamic Partial Shutdown Strategy) 기법을 사용하였다. 그 결과 설계된 변환기는 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 벅 변환기는 CMOS 0.18um공정을 이용하여 설계되었다. 최대 효율은 96.4% 이고, 최대 부하 전류는 500mA이다. 입력과 출력 전압은 각각 3.3V와 2.5V이며, 칩 크기는 PAD를 포함하여 1.15mm ${\times}$ 1.10mm이다.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제17A권3호
• /
• pp.121-126
• /
• 2010

본 논문에서는 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 회로를 구현하고, 슬립 트랜지스터 (sleep-transistor)를 이용하여 누설전류를 최소화하는 새로운 저 전력 MOS 전류모드 논리회로 (MOS current-mode logic circuit)를 제안하였다. 제안한 회로는 저 전압 스윙 기술을 적용하여 저 전력 특성을 갖도록 설계하였고 고 문턱전압 PMOS 트랜지스터 (high-threshold voltage PMOS transistor)를 슬립 트랜지스터로 사용하여 누설전류를 최소화하였다. 제안한 회로는 $16\;{\times}\;16$ 비트 병렬 곱셈기에 적용하여 타당성을 입증하였다. 이 회로는 슬립모드에서 기존 MOS 전류 모드 논리회로 구조에 비해 대기전력소모가 1/104로 감소하였으며, 정상 동작모드에서 11.7 %의 전력소모 감소효과가 있었으며 전력소모와 지연시간의 곱에서 15.1 %의 성능향상이 있었다. 이 회로는 삼성 $0.18\;{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, HSPICE를 통하여 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
• /
• pp.411-414
• /
• 2011

본 논문에서는 DPSS 기능을 갖는 3중 모드 DC-DC buck 변환기를 설계하였다. 설계된 buck 변환기는 부하 전류가 큰 경우(80mA~500mA)에는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하고, 부하 전류가 작은 경우(1mA~80mA)에는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 제어 방식을 사용하며, 부하 전류가 1mA 이하인 대기모드(sleep-mode)에서는 LDO(Low Drop Out)를 사용한다. 또한, PFM 제어 방식에서 부하 전류가 작은 경우 효율을 증가시키기 위해 DPSS(Dynamic Partial Shutdown Strategy) 기법을 사용하였다. 그 결과 넓은 부하 전류 범위에서 높은 효율을 얻을 수 있다. 제안된 벅 변환기는 CMOS 0.18um 공정을 이용하여 설계되었다. 3.3V의 입력전압을 받아 2.5V의 출력전압으로 강압시키며, 최대 부하전류는 500mA이고, 스위칭 주파수는 1MHz이다. 최대효율은 97.03 %, 칩 크기는 PAD를 포함하여 $1465um{\times}895um$이다.

• 한국진공학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.238-244
• /
• 2013

태양전지 제조공정에서 열처리로 레이저를 사용하는 도핑공정은 태양전지의 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 그러나 퍼니스를 이용하는 공정에서는 선택적으로 고농도(Heavy) 도핑영역을 형성하기가 어렵다. 레이저를 사용한 선택적 도핑의 경우 고가의 레이저 장비가 요구되어지며, 레이저 도핑 후 고온의 에너지로 인한 웨이퍼의 구조적 손상 문제가 발생된다. 본 연구는 저가이면서 코로나 방전 구조의 대기압 플라즈마 소스를 제작하였고, 이를 통한 선택적 도핑에 관한 연구를 하였다. 대기압 플라즈마 제트는 Ar 가스를 주입하여 수십 kHz 주파수를 인가하여 플라즈마를 발생시키는 구조로 제작하였다. P-type 웨이퍼(Cz)에 인(P)이 shallow 도핑 된(120 Ohm/square) PSG (Phosphorus Silicate Glass)가 제거되지 않은 웨이퍼를 사용하였다. 대기압 플라즈마 도핑 공정 처리시간은 15 s와 30 s이며, 플라즈마 전류는 40 mA와 70 mA로 처리하였다. 웨이퍼의 도핑프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy)측정을 통하여 분석하였으며, 도핑프로파일로 전기적 특성인 면저항(sheet resistance)을 파악하였다. 도펀트로 사용된 PSG에 대기압 플라즈마 제트로 도핑공정을 처리한 결과 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 도핑깊이가 깊어지고, 면저항이 향상하였다. 대기압 플라즈마 도핑 후 웨이퍼의 표면구조 손상파악을 위한 SEM (Scanning Electron Microscopy) 측정결과 도핑 전과 후 웨이퍼의 표면구조는 차이가 없음을 확인하였으며, 대기압 플라즈마 도핑 폭도 전류와 플라즈마 처리시간이 증가됨에 따라 증가하였다.