• 제목/요약/키워드: 전기전자회로

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무선 센서 네트웍을 이용한 콘크리트 유동성능 평가장치 설계 (Design of a Fluidity Measuring Device for the Concrete Using WSN)

  • 이보희;경정규;최연왕;정재권
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.173-181
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    • 2010
  • 고유동 콘크리트 유동성능 평가장치는 슬럼프 플로 500 mm 도달속도와 플로우 유동의 데이터를 종합하여 KS F 2594 기준을 측정하기 위한 장비이다. 그러나 기존의 KS F 2594 측정 방법은 시험은 시험자와 감독자의 관점에 따라 점도에 대한 데이터가 매우 불규칙하여, 실무에서는 작은 수치 차이로 인하여 많은 의견 충돌이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문 에서는 기존의 이러한 문제점을 개선한 형태의 기구부의 메카니즘 설계와, 아울러 기구부를 구동하는 전자회로를 제시 하였다. 아울러 설계된 장치와 사용자간의 인터페이스를 위한 알고리즘과 무선센서 네트웍을 사용한 데이터 전송 방식에 대하여 다루었다. 제시된 방법은 실제 실험을 통해 검증하여 그 유용성을 보였다.

안테나에 커플링되는 협대역 고출력 전자기파에 대한 저잡음 증폭기의 민감성 분석 (The Susceptibility of LNA(Low Noise Amplifier) Due To Front-Door Coupling Under Narrow-Band High Power Electromagnetic Wave)

  • 황선묵;허창수
    • 전기전자학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.440-446
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    • 2015
  • 본 연구는 안테나에 커플링되는 협대역 고출력 전자기파에 대한 저 잡음 증폭기(LNA)의 민감성 특성을 알아보았다. LNA 소자의 오동작/파괴는 MFR/DFR((Malfunction Failure Rate/Destruction Failure Rate)을 이용하여 소자의 민감성을 확인하였다. 그리고 LNA 소자의 내부 칩 상태는 Decapsulation 분석을 이용하여 손상부위를 관찰하였다. 협대역 고출력 전자기파 장치는 2.45 GHz 마그네트론을 사용하였고, LNA의 민간성 레벨은 협대역 고출력 전자기파의 전계강도에 따라 오동작/파괴율을 평가하였다. 그 결과, LNA 소자의 오동작은 셀프리셋(Self Reset)과 파워리셋(Power Reset)의 형태로 나타내었고, 이때 오동작 임계 전계강도는 각각 524 V/m, 1150 V/m로 측정되었다. 그리고 LNA의 소자의 파괴 임계 전계강도는 1530 V/m이다. 협대역 고출력 전자기파에 의한 LNA 소자의 내부 칩 파괴는 본드와이어, 온칩와이어 그리고 컴포넌트 세가지 형태로 관찰되었다. 이 결과로, 협대역 고출력 전자기파에 의한 반도체 전자회로의 내성평가 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

금속 함체내부로 입사되는 고출력 전자기 펄스에 대한 전자회로의 민감성 분석 (The Susceptibility of Electronic Circuits inside the Cavity by HPEM(High Power Electromagnetics) Environment)

  • 황선묵;권해옥;허창수;최진수
    • 전기학회논문지
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    • 제61권12호
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    • pp.1892-1897
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    • 2012
  • Modern electronic circuits are of importance for the function of communication, traffic systems and security systems. An intentional threat to these systems could be of big casualties and economic disasters. This study has examined susceptibility of electronic circuits inside the cavity by HPEM(High Power Electromagnetics). The UWB measurements were done at an anechoic chamber using a RADAN voltage source, which can generate a transient impulse of about 200 kV. The HPEM wave penetrated inside the metal case appeared to the long damped ringwave of pulse length compared with the incident wave. In addition, the resonant frequency generated inside the metal case occurred primarily in the range of 1~3 GHz. The frequency band of 1~3 GHz was influenced on the electronic circuit, which was confirmed by an external antenna and an internal absorber. The electronic circuit was influenced by HPEM infiltrated into the cavity at the 86 kV/m out of the metal cases. Also in case of an absorber the susceptibility of an electronic circuit was smallest among other cases(aperture, antenna). It is considered that absorber has a function absorbing electromagnetic wave infiltrated into the cavity and simultaneously limiting resonance by varying a boundary condition inside the cavity. Based on the results, electronic equipment systems could be applied to protection that has suited system requirements.

무선PAN 및 이동통신용 기저대역 AIN MIM Capacitor의 구현과 특성분석에 관한 연구 (A Study on the Characteristic Analysis of Implemented Baseband AIN MIM Capacitor for Wireless PANs & Mobile Communication)

  • 이종주;김응권;차재상;김진영;김용성
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제7권5호
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    • pp.97-105
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    • 2008
  • 반도체 공정의 미세화 및 마이크로 시스템 기술의 발전 그리고 소형 무선PAN 및 이동통신 장치들의 급증으로 인하여 전자부품들의 소형화와 직접화에 대한 요구가 지속적으로 증가되고 있다. 본 연구에서는 휴대형 무선PAN 및 이동통신용 전자회로 설계에 다양한 목적으로 널리 사용되고 있는 기저대역의 수동소자들 중 미세 커패시터의 안정성과 전기적 특성을 확보하기 위하여, 유전체인 AIN을 사용하여 MIM구조로 제작된 미세 박막 커패시터 소자의 전기적인 특성을 분석하고 기저대역에서의 성능을 평가한다. 또한 제작된 미세 박막형 커패시터의 용량제어 방법을 제시함으로서 기저대역에서 범용으로 사용할 수 있는 미세 박막 커패시터의 모델을 제시하고자 한다. 또한, 주파수 대역에 따른 MIM구조의 AIN 커패시터 특성을 분석함으로서 향후 임베디드 소자와 집적화를 위한 고정밀의 미세수동 소자로서의 활용방안을 제시하고자한다.

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S-parameter의 변화를 유도하는 임피던스 변화 감지를 통한 전자회로의 결함검출회로 (The defect detection circuit of an electronic circuit through impedance change detection that induces a change in S-parameter)

  • 서동환;강태엽;유진호;민준기;박창근
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권4호
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    • pp.689-696
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    • 2021
  • 본 논문에서는 고장예측진단 및 건전성 관리 기법(Prognostics and Health Management, PHM)을 적용하기 위해 해당 시스템 혹은 회로 내부에서 결함특성을 감지하고 예측할 수 있는 회로 구조를 제안하였다. 기존 연구에서 회로 결함의 진행에 따라, S-parameter 크기 최소값의 주파수가 변화하는 것을 확인하였다. 이러한 특성을 기존에는 네트워크 분석기(Network Analyzer)를 활용하여 측정하였으나, 본 연구에서는 같은 결함검출기법을 활용하더라도 큰 계측장비 없이 결함의 진행상황 및 잔여 수명, 결함발생 여부를 확인할 수 있는 소형화된 회로를 설계하였다. 본 연구에서는 S-parameter의 변화를 야기하는 임피던스의 변화를 감지할 수 있도록 회로를 설계하였으며, Bond-wire의 온도반복에 따른 S-parameter 변화 측정결과를 제안하는 회로에 적용하였다. 이를 통해 해당 회로가 Bond-wire의 결함을 감지할 수 있다는 것을 성공적으로 검증하였다.

비전도성 폴리머 필름 표면상에 미세 전자회로 구현을 위한 공정개발 (Development of a process for the implementation of fine electronic circuits on the surface of nonconductive polymer film)

  • 전준미;구석본;허진영;이창면;이홍기
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.121-121
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    • 2017
  • 본 연구는 비전도성 폴리머 표면을 개질하여 감광성 금속을 유전체 표면에 흡착시키고, 감광성 금속의 광화학 반응을 이용하여 귀금속 촉매를 비전도성 폴리머 표면에 선택적으로 흡착시켜 무전해 Cu 도금을 수행하여 금속패턴을 형성하였다. 기능성 유연 필름은 일반적으로 투명한 플라스틱 고분자 기판을 기반으로 전기 전자, 에너지, 자동차, 포장, 의료 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용 되고 있으며, 본 연구에서는 습식 도금 공정을 이용하여 폴리이미드 필름상에 $10{\mu}m$ 이하의 미세패턴을 형성하기 위한 공정을 개발하고자 하였다. 비전도성 폴리머 표면에 무전해 도금을 위해서 우선 폴리머 필름의 표면을 개질하는 공정이 필요하다. 이에 KOH 또는 NaOH 알카리 용액을 이용하여 표면을 개질하였으며 개질된 표면에 감광성 금속이온의 흡착시키기 위한 감광성 금속이온은 주석을 사용하였으며, 주석 용액의 안정성 및 퍼짐성 향상을 위해 감광성 금속 용액의 제조 및 특성을 관찰하였으며, 감광성 금속화합물이 흡착된 비전도성 유전체 표면을 포토마스크를 이용하여 특정 부위, 즉 표면에 금속패턴 층을 형성하고자 하는 곳은 포토마스크를 이용하여 광원을 차단하고 그 외 부분은 주 파장이 365nm와 405nm 광원을 조사하여 선택적으로 감광성 금속화합물의 산화반응을 유도하는 광조사 공정을 수행하였다. 광원이 조사되지 않은 부분에 귀금속 등의 촉매 입자를 치환 흡착시켜 금속 패턴이 형성될 수 있는 표면을 형성하였다. 위의 활성화 공정이후에 활성화 처리된 표면을 세척하는 수세 공정을 거친 후 무전해 도금공정에 바로 적용할 경우 미세한 귀금속 입자가 패턴이 아닌 부분 즉 자외선(UV) 조사된 부분에도 남아있어 도금시 번짐 현상이 발생한다. 이에 본 연구에서는 활성화 처리 후 약 알칼리 용액에 카르복실산을 혼합하여 잔존하는 귀금속 입자를 제거한 후 무전해 Cu 도금액을 이용하여 $10{\mu}m$ 이하의 Cu 금속 패턴을 형성하였다.

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부분방전 측정에 의한 하이브리드차량 견인전동기의 절연성능평가 (Evaluation on Insulation Performance of Traction Motors for a Hybrid Vehicle by Partial Discharge Measurement)

  • 박대원;박찬용;최재성;길경석;이강원
    • 한국철도학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.249-253
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    • 2009
  • 본 논문에서는 부분방전 측정에 의한 하이브리드 차량용 견인전동기의 절연평가에 대하여 기술하였다. 부분방전법은 효과적인 비파괴시험으로 저압용 전기전자기기의 절연성능평가에 사용되어 왔다. 부분방전 측정시스템은 결합회로망, 저잡음 증폭회로 및 주변 전자회로로 구성되며, 주변 잡음의 영향을 최소화하기 위하여 차폐함내에 설치하였다. 교정실험으로부터 부분방전 측정시스템의 주파수 대역은 $1[MHz]{\sim}30[MHz]$ (-3[dB]), 감도는 19[mV/pC]로 평가되었다. 기사용 전동기와 신품 전동기에서 방전개시전압(DIV)과 겉보기 전하량(q)을 측정한 결과, 기사용 전동기의 방전개시전압은 $1,100[V_{rms}]$, 겉보기 전하량은 105[pC], 신품 전동기에서의 방전개시전압은 $1,400[V_{rms}]$, 겉보기 전하량은 84[pC]이었다. 방전개시전압과 전하량을 비교함으로써 견인전동기의 절연상태를 평가할 수 있었다.

전지기술의 국내외 연구동향 (The Present and the Prospects for Batteries)

  • 이주성
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 1999년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.1-2
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    • 1999
  • 시간과 공간의 구애를 받지 않는 양질의 음성, 화상, 문자정보의 교환을 위한 노력으로 디지털 휴대폰과 휴대용 컴퓨터가 등장하면서 음성과 문자정보의 교환분야에 커다란 진보를 이룩하였다. 그러나 현재는 휴대폰이 음성정보에 문자정보교환이 추가된 상황이기 때문에, 아직도 관련 정보교환기술 및 기기개발이 진행되고 있다. 앞으로 휴대폰과 휴대용 컴퓨터의 기능을 통합하고 화상정보까지 결합된 휴대용 정보기기를 위해서는 전자회로의 집적화 및 통신속도 증대가 필수적이다. 또한 이들 휴대용 정보기기를 구동시키기 위한 전력도 증가될 것으로 예측되기 때문에, 현재 전원으로 사용되는 2차전지보다 에너지 밀도가 더욱 증패된 전지가 요구될 것으로 예상된다. 그리고 내연기관의 배기에 의해 발생되는 환정오염문제를 해결하기 위한 방법중의 일환으로 전기자동차 개발이 진행되고 있으며, 이들 전기자동차에 2차전지를 장착하기 위해서 경제성이 있고, 고속충전이 가능하고, 안전성이 높은 고에너지 밀도의 2차 전지 개발이 요구되고 있다. 현재 2차전지는 음극재료나 양극재료에 따라 낚축전지, 니켈/카드륨(Ni/Cd) 전지, 니켈/수소(Ni/MH) 전지, 라륨 2 차전지등이 있으며, 전극재료의 고유특성에 의해 전위와 애너지 밀도가 결정된다. 특히 리튬 2차전지는 리튬의 낮은 산화환원전위와 분자량으로 인해 에너지 밀도가 높기 때문에 앞에서 언급한 휴대용 전자기기의 구동전원으로 많이 사용되고 있다. 리튬 2차전지는 음극 재료가 금속리튬인 경우는 리튬금속으로, 탄소재료인 경우는 리튬이온이라 하며, 한편으로 전해질이 고체 고분자이거나 혹은 역체 유기용매와 리튬염을 고분자와 혼성시킨 겔(gel)인 경우는 고분자로, 전해짙이 리튬염이 전리되어 있는 유동성 액체일 경우는 고분자를 생략하여 구분하고 있다. 즉 리튬금속 2 차전지(LB), 리튬이온 2 차전지(LIB), 리튬금속 고분자 2차전지(LPB), 리튬 이온 고분자 2차전지(LIPB)로 크게 구분된다. 금속리듐을 음극으로 사용하고 전해질로는 리튬염이 전리되어 있는 액체유기용매 를 사용한 리튬금속 2차전지는, 금속리튬전극이 충방전 과정을 반복하면서, 전리된 리튬이 균일하게 산화환원되지 못하고 표변에서 양극방향으로 성장하는 수지상 (dendrite) 현상으로 인해 안전성 확보에 문게가 있었다. 리튬과 알루미늄 합금형태로 음극에 사용한 동전형 전지는 상용화 되었지만, 이러한 단점을 개선하기 위해 리튬이온이 금속으로 석활되는 환원반응전위보다 높은 전위에서 전극재료가 충전되면서 리튬이온이 저장되고, 방전되면서 배출되는 탄소를 음극재료로, 그리고 리튬이온이 충방 전시 가역적으로 삼입 탈리되는 층상의 리튬금속산화물을 양극으로 구성하고, 엑체 전해질과 다공성 고분자 분리막을 사용한 것이 LIB이다. LIB에서 리튬이온의 이동이 가능한 액체전해질의 가능을 고분자 전해질이 대신함으로서 보다 높은 안정성을 확보 한 전지가 LIPB 이다. 또한 고분자 전해질을 사용한 경우 금속리튬상에서의 수지상 성장이 저하되는 현상이 관찰됨으로서, 이론용량이 3,860mAh/g 에 달하는 리튬금속 혹은 합금을 고분자 전지에서 음극으로 사용하고자 하는 2 차전지가 LPB 이다. 리튬 2차전지는 비록 1989년 액체전해질을 사용한 금속리튬 2차전지의 실패전력을 안고있지만 궁극적으로는 이론적으로 최대의 에너지밀도를 가지고 있는 LPB를 지 향할 것으로 예상되지만 가까운 장래에 실현되기는 어려울 것이다. 따라서 향후의 라튬 2차전지의 전개방향은 현재의 LIB를 고분자 전해질을 채용하는 LIPB로 진행시커면서 저가의 전극재료개발을 지속적으로 추진할 것으로 예상된다. 현재 리튬 2차전지는 소형전지에 국한되고 있지만 전기자동차나 전력저장용으로 이를 대형화시커기 위해서는 열적특성이 우수하고 저가인 전극재료개발이 선행되야하기 때문에, 저가의 탄소재료와 코발트산화물을 대신할 수 있는 철, 망칸 또는 니켈산 화물의 개발이 필요하다.

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저전압 MEMS 마이크로폰용 초저잡음 LDO 레귤레이터 설계 (A Design of Ultra-low Noise LDO Regulator for Low Voltage MEMS Microphones)

  • 문종일;남철;유상선
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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    • pp.630-633
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    • 2021
  • 전달받은 음성신호를 전기신호로 바꾸어주는 마이크로폰은 라디오, 스마트 기기, 차량 등의 다양한 산업 분야에 널리 사용되어왔다. 최근 스마트폰 기술의 발달과 무선이어폰의 소형화에 따라 초소형 고감도 마이크로폰에 대한 요구가 증가하고 있다. 차세대 초소형 마이크로폰 시스템의 후보로 MEMS 센서가 개발되고 있으며 이를 지원하는 ROIC 대한 개발 또한 활발하다. 마이크로폰 시스템은 주변의 잡음뿐만 아니라, 함께 사용되는 전자회로의 잡음에 대해서도 민감하므로, 낮은 노이즈를 갖는 전원을 공급할 수 있는 전원장치와 노이즈를 최소화할 수 있는 설계 방법들이 필요하다. 이에 본 논문은 MEMS 마이크로폰 센서 모듈에 사용 가능한 낮은 전원 노이즈를 갖는 LDO(low drop output) 레귤레이터 IC 구조를 제안한다. 제안한 회로는 2.0~3.6V를 공급받아 1.3V의 출력을 내보낼 수 있으며 라이트 로드에서 10mA까지 드라이브할 수 있다. 제안하는 LDO는 1.2mV/V의 line regulation, 0.63mV/mA의 load regulation 특성을 가지며 20Hz~20kHz까지 누적 적분 출력 잡음은 13uV 이하의 특성을 가진다. TSMC 180nm 공정으로 post layout simulation을 진행하였으며 설계한 칩의 면적은 325㎛ × 165㎛다.

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