• 전기전자학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.110-117
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• 2008

본 연구는 전력용 스위칭 소자로 널리 활용되고 있는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자로서 NPT(Non Punch Through) IGBT 구조에 기반 한 새로운 구조의 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 기존 IGBT 구조의 P-베이스 영역 우측 부분에 N+를 도입함으로 N-드리프트 영역의 정공분포를 N+영역으로 밀집시켜 턴-오프 시 정공의 흐름을 개선, 기존 구조보다 더 빠른 턴-오프 시간과 더 낮은 순방향 전압강하를 갖는 구조이다. 또한 P+를 게이트 우측 하단에 형성함으로써 순방향 전압 강하 특성을 개선시키기 위해 도입한 캐리어 축적 층인 N+에 의해 발생하는 낮은 래치-업 특성과 낮은 항복 전압 특성을 개선시킨 구조이다. 시뮬레이션 결과 제한된 구조의 턴-오프와 순방향 전압강하는 기존 구조대비 각각 0.3us, 0.5V 향상된 특성을 보였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.361-366
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• 2016

본 논문에서는 향상된 전기적 특성과 면적효율을 갖는 새로운 구조의 ESD 보호회로를 제안한다. 제안된 회로는 기존의 3-STACK LVTSCR과 비교하여 높은 홀딩전압과 낮은 트리거전압 특성, 향상된 Ron 저항 특성을 갖는다. 제안된 ESD 보호회로는 기존 보호회로 대비 35% 정도의 작은 면적, 35V의 트리거 전압과 8.5V의 홀딩전압을 갖는다. 또한 제안된 ESD 보호회로의 래치-업 면역특성을 향상시키기 위해 기생 바이폴라 트랜지스터들의 유효 베이스 길이를 설계변수로 설정하여 설계하였고 시놉시스사의 TCAD 시뮬레이션을 통하여 제안된 ESD 보호회로를 검증하고 전기적 분석을 실행하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.208-213
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• 2013

본 논문에서는 파워클램프용 높은 홀딩 전압을 갖는 사이리스터(SCR: Silicon Controlled Rectifier)구조에 기반한 새로운 구조의 ESD 보호회로를 제안하였다. 제안된 보호회로는 기존의 SCR 구조의 p-well과 n-well에 floating p+, n+를 삽입하여 홀딩 전압을 증가 시켰다. 제안된 보호회로는 높은 홀딩전압 특성으로 높은 래치업 면역성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 보호회로의 전기적 특성 및 ESD 감내특성을 확인하기 위해 Synopsys사의 TCAD Tool을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 보호회로는 기존 SCR 기반 ESD 보호회로보다 약 4.98 V의 높은 홀딩전압과 추가적인 floating 영역의 사이즈 변화로 최대 13.26 V의 홀딩전압을 갖는 것을 확인하였다. 또한 기존 SCR 기반 보호회로와 동일한 수준의 감내특성을 갖는 것으로 확인되었다.

• 융합정보논문지
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• 제11권6호
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• pp.7-13
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• 2021

본 논문에서는 IT기기에 사용되는 마이너스 전압을 생성할 때 이를 기동하는 기능과 과부하를 감지해 이에 대처하는 기능을 마이크로컨트롤러를 이용해 제어하는 방법을 제시하였다. 이를 위해 기존의 마이너스 전압 생성회로가 가지는 제약점 및 과부하시 발생되는 문제점을 분석하고, 별도의 전류감지 회로 없이 과부하 상태를 검출해 제어하는 방법을 제시하였다. 제시한 방법의 효과를 확인하기 위해 실험회로를 구성하여 실험을 진행한 결과 기존의 마이너스 전압 생성회로에서는 과부하시 래치-업 상태로 돌입해 회로가 위험한 상태로 진입하는 것에 비해 제시한 회로는 이를 감지해 회로의 동작을 차단하고 이러한 이상상태를 사용자에게 알려 조치를 취할 수 있으며, 회로의 기동시점을 시스템 상태에 맞춰 결정하므로 기동시간이 타임스위치 방식에 비해 약 23%정도로 크게 단축되는 실험결과를 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.105-112
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• 2009

본 논문에서는 $0.35{\mu}m$ Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)공정으로 설계한 스마트 파워 IC 내의 가드링 코너 영역에서 발생하는 비정상적인 정전기 불량을 관측하고 이를 분석하였다. 칩내에서 래치업(Latch-up)방지를 위한 고전압 소자의 가드링에 연결되어 있는 Vcc단과 Vss 사이에 존재하는 기생 다이오드에서 발생한 과도한 전류 과밀 현상으로 정전기 내성 평가에서 Machine Model(MM)에서는 200V를 만족하지 못하는 불량이 발생하였다. Optical Beam Induced Resistance Charge(OBIRCH)와 Scanning Electronic Microscope(SEM)을 사용하여 불량이 발생한 지점을 확인하였고, 3D T-CAD 시뮬레이션으로 원인을 검증하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 Local Oxidation(LOCOS)형태의 Isolation구조에서 과도한 정전기 전류가 흘렀을 때 코너영역의 형태에 따라 문제가 발생하는 것을 검증하였다. 이를 통해 정전기 내성이 개선된 가드링 코너 디자인 방법을 제안하였고 제품에 적용한 결과, MM 정전기 내성 평가에서 200V이상의 결과를 얻었다. 통계적으로 Test chip을 분석한 결과 기존의 결과 대비 20%이상 정전기 내성이 향상된 것을 확인 할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 BCD공정을 사용하는 칩 설계 시, 가드링 구조의 정전기 취약 지점을 Design Rule Check(DRC) 툴을 사용하여 자동으로 찾을 수 있는 설계 방법도 제안하였다. 본 연구에서 제안된 자동 검증방법을 사용하여, 동종 제품에 적용한 결과 24개의 에러를 검출하였으며, 수정 완료 제품은 동일한 정전기 불량은 발생하지 않았고 일반적인 정전기 내성 요구수준인 HBM 2000V / MM 200V를 만족하는 결과를 얻었다.

• 전자공학회논문지C
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• 제35C권11호
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• pp.21-30
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• 1998

본 논문에서는 FPGA를 이용하여 산업용 구동장치로 널리 사용되고 있는 유도 전동기의 디지털 전류 제어시스템을 구현하였다. 이를 위해 VHDL을 이용하여 FPGA를 설계하였으며 이 FPGA는 PWM 발생부, PWM 보호부, 회전속도 검출부, 프로그램 폭주 방지부, 인터럽트 발생부, 디코더 로직부, 신호 지연 발생부 및 디지털 입·출력부로 각각 구성되어있다. 본 FPGA의 설계시 고속처리의 문제점을 해결하기 위해 클럭전용핀을 활용하였으며 또한 40 MHz에서도 동작할 수 있는 삼각파를 만들기 위해 업다운 카운터와 래치부를 병렬 처리함으로써 고속화하였다. 특히 삼각파와 각종 레지스터를 비교 연산할 때 많은 팬아웃 문제에 따른 게이트 지연(gate delay) 요소를 줄이기 위해 병렬 카운터를 두어 고속화를 실현하였다. 아울러 삼각파의 진폭과 주파수 및 PWM 파형의 데드 타임 등을 소프트웨어적으로 가변 하도록 하였다. 이와 같은 기능들을 FPGA로 구현하기 위하여 퀵로직(Quick Logic)사의 pASIC 2 SpDE와 Synplify-Lite 합성툴을 이용하여 로직을 합성하였다. 또한 Verilog HDL 환경에서 최악의 상황들(worst cases)에 대한 최종 시뮬레이션이 성공적으로 수행되었다. 아울러 구현된 FPGA를 84핀 PLCC 형태의 FPGA로 프로그래밍 한 후 3상 유도전동기의 디지털 전류 제어 시스템에 적용하였다. 이를 위해 DSP(TMS320C31-40 MHz)와 FPGA, A/D 변환기 및 전류 변환기(Hall CT) 등을 이용하여 3상 유도 전동기의 디지털 전류 제어 시스템을 구성하였으며, 디지털 전류 제어의 효용성을 실험을 통해 확인하였다.