• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.174-177
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• 2003

본 논문에서는 AC PDP의 유지방전구간에서의 인가전압에 따른 방전전류, 공간전압, 벽전하 등의 변화를 새로운 AC PDP를 위한 등가회로모델을 사용하여 효율적이고 간편하게 시뮬레이션 한 결과를 소개한다. 벽전하의 정확한 분석은 안정적이고 효율적인 AC PDP의 구동 방법을 개발하기 위해 계속 연구, 보고 되어 왔지만, 인가되는 전압의 변화에 따른 시간적인 셀 내부의 변화를 빠르고 편리하게 분석하고 이해하는데 효과적인 방법은 제시되지 못하였다. 본 논문에서는 AC PDP의 전극간 물리적인 특성을 고려하여 3개의 직렬 커패시터와 1개의 병렬 커패시터, 2개의 싸이리스터를 사용하여 AC PDP를 위한 등가회로모델을 구성하여 제시하였다. 제안된 등가회로모델은 SPICE와 같은 표준 회로시뮬레이션 툴에 손쉽게 적용가능하며, 이러한 방법으로 분석된 패널내의 전류, 공간전압, 벽전하의 동특성을 소개하였다. 등가회로모델을 이용한 시뮬레이션 결과는 실험을 통한 측정 결과와 비교하여 그 정확성을 검증하였다. 인가전압의 시간적 변화의 따른 유입전류 및 셀 내의 전압 및 전하의 분포를 손쉽고 정확하게 시뮬레이션 할 수 있는 본 AC PDP의 등가회로모델은 AC PDP의 특성을 이해하는 데에 중요한 도구가 될 것이며 효율적인 구동 방식의 개발 및 분석 등에 널리 활용될 수 있을 것이다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제44권1호
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• pp.1-5
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• 2007

본 논문에서는 FFL에 대한 기초 방전특성의 일부분으로 인가전압을 정현파와 구형파로 변화시켜 V-Q Lissjous 도형을 이용하여 FFL의 방전형태를 분석하고, 인가전압의 듀티비(duty ratio)의 면화에 의한 radiation transition에 대하여 고찰하였다. FFL을 정현파와 펄스파을 이용하였고, 절연층으로 둘러 쌓여 있는 전극을 갖는 FFL의 방전 특성을 V-Q 리사쥬 도형을 이용하여 방전 특성을 고찰하였다. FFL은 펄스파로 구동하였을 때 방전 전류는 전압의 상승 순간에 방전 전류가 흐른다. 듀티비가 증가하면 준안정 준위의 Xe 원자들은 증가하며 172nm의 자외선 방사량이 증가하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.248-248
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• 2011

유전체 모세관을 이용한 해수에서의 펄스고전압 방전 특성을 연구하였다. 내경 1, 2, 3 mm의 구멍이 뚫린 Quartz 블럭에 외경 1, 2, 3 mm의 SUS 핀을 삽입하였고 삽입된 핀의 끝이 해수에 담구어 지도록 하여 고전압 방전을 발생 시켰다. 인가된 펄스 고전압은 5 kHz의 반복 주파수를 가지며, Pulse 폭을 $1{\sim}2.5{\mu}sec$까지 변화 시켜 전압전류 파형과 방전양상을 살펴 보았다. 방전은 펄스폭 변화에 따라 전해전도 전류에 의한 모세관 가열, 모세관내 미세기포형성, 기포내의 코로나 방전 개시 그리고 글로우 또는 아크방전으로 발전하는 것을 확인하였다. 모세관의 길이는 각각의 구경에 대하여 5 mm, 10 mm 두 가지로 변화하여 실험하였고, 모세관 길이 10 mm 조건에서는 방전이 매우 불안정 하였다. 각각의 방전조건별로 1~5분간 방전을 진행하여 해수내의 유리염소의 농도 변화를 살펴본 결과 방전모드가 글로우 또는 아크 방전 모드에서 단위 에너지당 유리염소 발생 수율이 큰 폭으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 전자공학회논문지T
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• 제36T권1호
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• pp.13-18
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• 1999

본 논문은 서로 두께가 다른 실리콘 산화막의 스트레스 바이어스에 의한 트랩밀도를 조사하였다. 스트레스 바이어스에 의한 트랩밀도는 인가 시간 동안의 전류와 인가 후의 전류로 구성되어 있다. 인가 시간 동안의 트랩밀도는 직류 전류로 구성되었으며 인가 후의 트랩 밀도는 계면에서 트랩의 충전과 방전에 의한 터널링에 희해 야기되었다. 스트레스 인가 동안의 트랩밀도는 산화막 두께의 한계를 평가하는데 사용되며 스트레스 인가 후의 트랩밀도는 비휘발성 기억소자의 데이터 유지 특성을 평가하는데 사용된다.

• 한국진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.49-57
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• 2005

전극 양단에 안정 콘덴서(Ballast Contenser)를 부착한 냉음극 형광램프와 외관전극의 용량성 결합으로 동작되는 외부전극 형광램프의 전류-전압 방전특성을 조사하였다. 냉음극 형광램프의 전극 양단에 인가되는 전압과 전류의 특성은 전압의 증가로 암전류 영역과 타운젠트 점화방전을 거처서 음극 강하를 통한 전형적인 글로우 방전을 보여준다. 안정 콘덴서에 인가되는 전압을 포함한 전류-전압은 안정 콘덴서에 인가되는 전압이 상대적으로 크기 때문에 냉음극 강하가 나타나지 않고, 글로우 방전 영역에서 전압의 증가에 따라서 전류가 증가한다. 외부전극 자체가 캐패시터인 외부전극 형광램프에서의 전류-전압은 안정 콘덴서를 포함한 냉음극 형광램프와 동일한 특성을 보여준다. 따라서 외부전극 형광램프는 동작 전압에서 글로우 방전의 특성을 갖으며, 외부전극 자체가 안정 콘덴서의 기능을 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.222-222
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• 2011

용량성 결합 플라즈마는 반도체 및 디스플레이 공정에서 널리 쓰이기 때문에 그 방전 특성에 관한 연구는 매우 중요하다. 하지만 대부분의 연구는 상대적으로 유사한 면적을 갖는 전극 구조에서 주로 진행되어 왔다. 따라서 본 연구는 두 전극의 면적 차이가 매우 큰 비대칭 구조를 갖는 용량성 결합 플라즈마에서 방전 특성을 측정하였으며, 전력 소비 모드 전이와 플라즈마 밀도와의 상관관계에 관한 연구를 진행하였다. 인가 전력 또는 방전 전류가 증가함에 따라서 플라즈마에 전달된 전력은 초기에는 선형적으로 증가하다가 점차적으로 급격히 증가하였으며, 방전 저항은 감소하다가 증가하는 형태의 전이를 보였다. 전달 전력과 방전 저항의 변화는 용량성 결합 플라즈마에서 초기에는 대부분의 전력이 플라즈마 내의 전자에 의해 소비되다가 점차 쉬스 내의 이온의 가속 에너지로 소비되는 전력 소비 모드 전이에 의한 것이며, 이로 인해 플라즈마 밀도는 처음에는 큰 폭으로 증가하다가 그 증가 폭이 줄어들었다. 이러한 방전 특성에 관한 연구는 다양한 아르곤 압력 범위에서 인가 전력을 증가시킴에 따라서 실험하였으며, 스퍼터, 에칭 등 산업용 플라즈마 공정에서 최적의 방전 조건 형성을 위해 큰 도움이 되리라 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.157.1-157.1
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• 2013

외부 Ballast Capacitor를 이용한 Voltage Doubler 전원장치를 이용하여 Micro size의 대기압 플라즈마를 발생장치를 개발하였다. 2개의 외부 Capacitor를 병렬로 연결하여 충전한 다음 외부 Capacitor를 직렬로 연결하여 전압을 2배압 시킨 상태에서 방전이 일어나도록 하였다. Capacitor의 충 방전 제어는 Switch Device인 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)를 사용하였다. 개발된 대기압 플라즈마는 외부 Capacitor와 인가전압을 독립적으로 변화시킬 수 있기 때문에 방전 시 전류 전압을 독립적으로 제어할 수 있으며 용도에 따라 Glow 방전에서 Arc 방전까지 제어가 가능하다. 본 연구에서는 900 V의 1.22 nF 외부 Capacitor 방전과 400 V의 10 nF 외부 Capacitor 방전을 비교하였다. 방전 시 전압파형과 전류파형은 서로 다르지만 소비된 방전에너지는 340 ${\mu}J$로 동일하다. ICCD camera와 Spectrometer를 이용하여 비교 분석을 실시하였다. 방전 image 및 Optical Emission Spectroscopy 분석을 이용하여 플라즈마의 온도, 밀도 등을 시간적, 공간적으로 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.495-495
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• 2013

액체 내에 적용 가능한 바이오 플라즈마 소스를 제작하기 위해 텅스텐과 주사 바늘, 카테터 등의 여러 재료를 사용하여 시도를 해보았고 액체에서 방전이 일어날 수 있는 구조를 연구하였다. 전극 위에 절연체를 씌우고 그 위에 전극을 고정시켜 전압을 인가하여 전극 간에 표면방전을 통해서 플라즈마를 생성하는 방식을 사용하였다. 실험 장비는 AC 전압을 사용하였으며(12 kV, 22 kHz) 방전 전압과 방전 전류를 고전압 프로브(Tektronix P6015A)와 전류 프로브(P6021)를 사용하여 측정하였다. 모노크로미터를 이용하여 바이오 플라즈마 소스가 액체 속(수돗물, 증류수, 생리식염수)에서 방전 될 때 에미션 스펙트럼을 분석하여 산화질소(nitric oxide; NO), 과산화수소(hydrogen peroxide; H2O2), hydroxyl radical이 발생함을 확인하였다. 인체 내에서는 온도가 중요한 요소이기 때문에 액체에서 방전할 때 $40^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 이용이 가능하도록 연구하였다. 특히, 우리는 여러 종류의 액체(수돗물, 증류수, 생리식염수)에서의 방전 특성의 광학적 전기적 연구를 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.102-102
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• 2010

수 Tera Watt급의 가속기 및 펄스파워 시스템은 다수의 스위치를 사용하고 있으며, 이와 같은 가속기 및 시스템의 성능은 기체방전 스위치의 성능에 직접적으로 관련되어 있다. 일반적으로 이와 같은 기체방전, 액체방전 고출력 스위치는 다목적으로 많은 연구와 개발에 응용되고 있다. 예를 들어 천둥 펄스전자빔 발생장치는 12개의 Marx gap 및 3개의 100 kV 펄스충전 전기트리거 gap을 가지고 있다. 기체 방전 또는 액체 방전 펄스 충전 갭 스위치의 음극에 펄스 고전압이 인가되면 이로 인하여 음극에서 전자빔이 발생한다. 내부에는 전자빔이 양극과 충돌하는 순간 양극표면에 플라스마가 형성된다. 이와 같은 플라스마 sheath는 축 방향 이극관 안에서 양극충전 에서 음극으로 팽창하면서 전파하며, 또한 거의 동시에 음극표면에도 플라스마가 형성되어 음극에서 양극으로도 팽창하여 전파하게 된다. 이와 같은 펄스충전 고출력 갭 스위치 안에서 발생되는 방전 플라스마의 특성에 관한 갭 breakdown 과정에 대한 특성연구를 한다. 고출력스위치의 특성 조건으로는 방전전압, 방전시간, jitter 등이 있다. 본 연구에서는 최대전압 600 KV, 최대전류 88 KA, 펄스 폭 60 ns의 특성을 가지는 고전압펄스 시스템 '천둥'을 이용하여 방전 챔버에 고전압 펄스를 인가하고 N2와 SF6 혼합기체 종류와 압력에 따른 방전 현상을 연구하였다. 전극은 구리텅스텐 합금재질의 표준전극을 사용하였고, 전극 간격은 20 mm로 고정하였다. 방전 챔버 압력을 100 torr에서 4 기압까지 변화시켜가며 실험을 진행하였고, N2에 대한 SF6의 혼합비율을 0%~100%까지 변화시키며 실험을 진행하였다. 방전 챔버에는 C-dot probe와 B-dot probe를 설치하여 전압과 전류를 측정하였고, C-dot probe 와 B-dot probe는 각각 Northstar사의 10000:1 고전압 probe와 rogowiski coil을 이용하여 시준 하였다. 실험결과 방전전압은 압력이 증가함에 따라 증가하다가 2 기압 이상에서는 완만히 증가하는 경향을 보였고, SF6 혼합비율은 0~10%까지 급격히 증가하고, 그 이상의 혼합비율에서는 완만히 증가하였다. 방전개시시간은 혼합기체 압력에 따라 증가하며 1기압 이상에서는 급격히 증가 하였다. SF6 혼합비율에 따라서는 1 기압 조건까지는 큰 차이가 없었으나 2 기압부터는 급격히 증가하였다. 안정성을 나타내는 jitter는 SF6 100%일 때 가장 컸으나 혼합기체의 변화에 따른 큰 차이는 없었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.224-224
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• 1999

KSTAR 토카막의 플라즈마 가열을 위한 NBI 장치의 대전류 이온원 방전 특성을 수소와 헬륨 개스를 사용하여 조사하였다. NBI 이온원은 빔 방향과 반대로 가속되는 전자들을 저지하는 전자덤프(electron dump), 병렬로 연결된 32개의 텅스텐 필라멘트(직경 1.5nn0, 영구자석(Nd-Fe)에 의해 만들어지는 강한 cusp 자장으로 둘러싸인 플라즈마 방전실 및 120kV의 에너지를 인가하는 가속부로 이루어지는데, 최대 빔 전류 65A에서 300초의 장시간 운전을 목표로 하고 있다. 수소와 헬륨 개스 분위기에서 안정된 플라즈마를 얻을 수 있는 필라멘트 전류의 파형을 각각 구하고, 기체압력(0.01~0.4 mbar) 및 아크 전류(100~1200A에)에 따른 플라즈마 파라메타 값들을 직경 1mm의 Langmuir probe를 이용하여 측정하였다. 또한 이온원 운전에 중요한 파라메타인 방전실 내의 플라즈마 밀도 분포와 장시간 운전 가능성에 대한 조사도 수행하였다.