• 한국전자파학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.99-108
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• 2018

본 논문은 마그네트론 대체를 위한 반도체 전력 발진기 모듈 설계에 관련된 내용을 기술하였다. 300급 LDMOS 단일 전력 증폭기의 특성을 확인하였고 두 개를 결합하여 모듈을 구성하였다. 결합된 모듈에 delay-line feedback loop을 구성하고 위상 천이기를 이용하여 위상을 조절하여 발진기를 구동시켰다. 발진기 모듈 측정 결과 주파수 2.327 GHz에서 출력 800 W, 효율 58 %로 측정되었다. 이 결과는 시뮬레이션 결과와 유사한 특성을 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2353-2355
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• 2004

본 논문에서는 고정도의 방사선 측정이 가능한 능동형 전자선량계를 제작하기 위해 필수적으로 요구되는 반도체 방사선 검출기를 ASIC으로 구현하였다. 이는 전자선량계의 소형화와 저소비전력을 실현할 수 있도록 전치증폭기와 성형증폭기를 일체화한 것으로 방사선과 방사선 검출 소자인 상용 핀 포토다이오드의 상호작용으로 생성된 수 [nA]의 전류펄스를 측정할 수 있다. MOSIS 공정을 통하여 ASIC으로 구현된 방사선검출기는 $10{\mu}Ci$의 ${\gamma}$-선 Ba-133, Cs-137 및 Co-60의 세 핵종에 대하여 방사선 조사시험을 수행하여 구현된 방사선 검출기의 유용성을 입증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.116-121
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• 2012

DC/DC스위칭 전력 컨버터는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시킨다. DC/DC 컨버터는 PWM-IC를 이용하여 주기적으로 입력측에서 출력측으로 전달되는 에너지를 제어하는 기능을 수행하는데, PWM-IC(펄스폭 변조-집적회로), MOSFET(산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터), 인덕터, 콘덴서, 저항 등으로 구성되어 있다. 방사선의 영향으로 DC/DC 컨버터의 PWM-IC 를 구성하는 비교기(comparator)와 연산증폭기(OP-Amp.) 등 전자소자의 열화 효과(radiation effects)가 발생되는데, PWM-IC 동작에서 SPICE 시뮬레이션과 실험을 통해 펄스의 상실, 펄스폭의 변화, 그리고 출력파형의 변화를 연구하는데 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제19권5호
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• pp.574-581
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• 2016

Trend on high-power GaN(Gallium Nitride) SSPA(Solid-State Power Amplifier) and its availability in miniature radar systems are presented. There are numerous studies on high-power GaN devices since they have some characteristics of high-breakdown voltage, high power density, and high-temperature stability. Recent scaled GaN technology makes it possible to apply it in SSPAs for W- and G-band applications, with increasing its maximum frequency. In addition, it leads to downsizing and power-efficiency improvement of SSPAs, which means that GaN SSPAs can be available in miniature radar systems. This study also shows radar performance and comparison in the case of using such SSPAs at three frequency bands of Ku, Ka, and W. Finally, we demonstrate prospects of scaled GaN SSPAs in future miniature radar systems.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권9호
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• pp.1079-1086
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• 2012

본 논문에서는 반도체형 전력 증폭기의 바이어스를 개선하기 위하여 순차 제어 회로와 펄스 폭 가변 회로를 적용한 X-대역 60 W 고효율 전력 증폭 모듈을 설계하였다. 순차 제어 회로는 전력 증폭 모듈을 구성하는 각 증폭단의 GaAs FET의 드레인 전원을 순차적으로 스위칭하도록 회로를 구성하였다. 드레인 바이어스 전원의 펄스 폭을 RF 입력 신호의 펄스 폭보다 넓게 하여 전력 증폭 모듈의 입력 신호가 있을 때만 스위칭 회로를 순차적으로 구동시킴으로써 전력 증폭 모듈의 열화에 따른 출력 신호의 왜곡과 효율을 향상시킬 수 있다. 60 W 전력 증폭 모듈은 고출력 GaAs FET를 이용하여 전치 증폭단, 구동 증폭단과 주전력 증폭단으로 구성하였으며, 주전력 증폭단은 전력결합기를 이용한 평형증폭기 구조로 구현하였다. 설계된 전력 증폭 모듈은 9.2~9.6 GHz에서 듀티사이클 10 %로 동작시켰을 때 50 dB의 전력 이득, 펄스 주기 1 msec, 펄스 폭 100 us, 출력 전력 60 W에서 동작함에 따라 펄스-SSPA 형태로 반도체 펄스 압축 레이더 등에 적용할 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.428-431
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• 2016

현재 바이폴러만의 프로세스(bipolar only process)로 사용되는 전력반도체는 대부분의 반도체 생산업체에서 제공하는 Bipolar-CMOS-DMOS(BCD) 프로세스를 사용함으로써 하나의 웨이퍼에 여러 IP와 기존 IC들을 융합하여 복합칩으로 구현하고자 한다. 이번 연구에서는 보편적으로 사용되는 IP인 레귤레이터(regulator)와 연산 증폭기를 바이폴러만의 프로세스에서 BCD 프로세스로 구현하였다. 이를 사용한 간단한 응용으로 파워 스위칭 센서 IC를 설계하여 실리콘 칩에서 검증하였다. 검증 결과로 시뮬레이션과 작동 테스트가 잘 일치하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권4호
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• pp.443-447
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• 2003

본 논문에서는 $0.2\mu\textrm{m}$ GaAs MODFET(modulation doped FET)를 이용하여 제작한 위성방송수신용 고성능 다운컨버터 MMIC에 관해서 보고한다. GaAs 화합물 반도체 기판상에 제작된 본 논문의 고집적 다운컨버터 MMIC는 싱글 밸런스 믹서, IF증폭기, 액티브형 버룬, 그리고 국부 발진기 주파수(LO) 신호의 누설전력 억제용 필터까지 한 칩에 내장하고 있다. 저잡음특성을 실현하기 위해서, 믹서의 소스부에 소스인덕터가 접속된 소스인덕터 피드백 회로형태의 믹서를 이용하였으며, 그 결과 잡음지수 4.8 dB의 초저잡음 다운컨버터 MMIC가 실현되었다. 이는 종래의 위성방송 수신용 다운컨버터 MMIC의 잡음지수보다 3 dB정도 낮은 수치이다. 그리고, 소비전력을 줄이기 위해 믹서에 대해서 저 LO입력 전력 설계를 수행하였고, 그 결과 믹서의 LO신호 입력부에 위치하는 LO 증폭기가 불필요하게 되었다. 이로인해 본 논문의 다운컨버터 MMIC에 대해서 175 mW(동작전압:5V, 소비전류:35mA)의 저소비전력 특성을 얻을 수 있었으며, 이는 종래의 위성방송 수신용 다운컨버터 MMIC의 소비전력의 70%에 해당한다. 더욱이, IF신호 출력단에서의 LO신호 누설전력을 억제하기 위해서, 스파이럴 인덕터 필터가 본 논문의 MMIC에 내장되었다. 그리고, 다운컨버터 MMIC 칩의 면적을 줄이기 위해, 믹서의 입력부의 X밴드 입력정합회로로서 MMIC 패키지 내부의 본딩 와이어를 이용하였다. 그 결과, $0.84{\times}0.9\textrm{mm}^2$의 초소형 MMIC가 제작되었다. 본 논문의 MMIC 칩 면적은 종래의 위성방송 수신용 MMIC의 50%이하이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.101-108
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• 2017

DC/DC 컨버터는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시키는 효율이 높은 전력변환기이다. 고급형 DC/DC 컨버터는 MOSFET(산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터)를 제어하기 위해 OP-Amp.(연산 증폭기)를 실장한 PWM-IC(펄스폭 변조 집적회로)를 사용한다. OP-Amp.는 증폭기 기능을 수행하는데 방사선 영향으로 전기적 특성이 변화하는데 본 논문에서는 코발트 60 (60Co) 저준위 감마발생기를 이용한 TID실험과 5종류의 중이온 입자를 이용하여 SEL 실험을 수행하는데 바이어스(bias) 전류가 순간적으로 과전류가 흘러 SEL이 발생된다. OP-Amp.의 TID 실험은 조사율은 5 rad/sec.로 전체 조사량을 30 krad 까지 수행하였으며, SEL 실험은 제어보드를 구현한 후 LET($MeV/mg/cm^2$)별 cross section($cm^2$)을 이용하여 성능평가를 하는데 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.537-544
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• 2022

본 논문은 최근 전자전, 레이더, 기지국 및 위성통신분야에서 각광받고 있는 GaN HEMT(Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) die를 이용한 고출력증폭기의 제작에 사용되는 본드 와이어의 용융단선 현상과 원인을 분석하였다. 고출력증폭기의 주요 성능인 최대 출력전력을 얻기 위해서는 최적의 임피던스 정합이 필요하고 정격전류뿐만 아니라 과도전류에 대한 발열을 고려하여 본드 와이어 소재에 부합하는 직경과 가닥수가 정해져야 한다. 특히, GaN과 같이 에너지 밴드 갭이 넓은 화합물반도체는 설계효율이 낮거나 방열이 부족하면 열 저항 증가로 인해 본드 와이어의 용융단선을 촉발하는 현상을 확인하였다. 본 자료는 발열조건에 대한 모의시험을 수행하고, IR현미경 측정을 통한 검증으로 GaN소자를 이용한 응용분야에 참고자료로 활용이 기대된다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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• pp.91-96
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• 2005

In this paper, describes the design and performance of a 1.5 kW solid-state pulsed power amplifier, operating over 2.7-2.9 GHz at a duty of 10% and with a pulse width of 100 us for radar application. The solid-state pulsed power amplifier configures a series of 8-stage cascaded power amplifier with different RF output power levels. Low loss Wilkinson combiners are used to combine output powers of six 300W high power solid state modules. Tests show peak output power of 1.61 kW, corresponding to PAE of 26.2% over 2.7-2.9 GHz with pulse width of 100 us and a PRF of 1 kHz.