• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.336-337
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• 2018

전력 전자 시스템 내의 전도성 노이즈는 반도체 스위칭 소자의 고속 동작에 큰 영향을 받는다. 특히 실리콘 카바이드 (SiC) 등의 신소재 반도체 소자 (wide band-gap device, WBG device) 특유의 고속 dv/dt 특성이 전력전자모듈 (power electronics module, PEM) 내의 기생 용량 (parasitic capacitance)에 인가될 경우 상당한 전도성 노이즈의 원인이 되므로 이를 해결할 필요가 있다. 본 논문에서는 유전율이 낮은 재료를 PEM 내부에 사용함으로써 기생 용량을 줄이고, 따라서 공통 모드 전류의 발생 또한 최소화할 수 있는 설계를 제안한다. 제안된 PEM 설계 기법은 외부 필터를 필요로 하지 않으며, PEM 내의 스위칭 소자-방열 소자간 열저항 (thermal resistance)를 증가시키지 않으면서도 기생 용량을 최소화하여 노이즈를 억제한다. 제안된 방법으로 제작된 PEM을 1 kW 출력 100 kHz 스위칭 주파수의 강압형 dc-dc 컨버터에 적용하여 공통모드 전도성 전류가 줄어듬을 증명하였다.

• 전기의세계
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• 제42권7호
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• pp.30-44
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• 1993

본 논단에서는 스마트 파워 IC의 개념과 주요 구성 핵심기술인 횡형 전력소자들의 기본구조와 특성을 비교하였으며, 공정에 밀접한 관련있는 전기적 격리기술, 그리고 스마트 파워 칩 구현을 위한 CAD체계에 대해 논의하였다. 또한 자동차 하이사이드 스위치와 모터 제어 및 구동용 스마트 파워 IC의 제품을 중심으로 스마트 파워 IC의 응용분야에 대해 간략하게 살펴보았다. 전자기기에 광범위하게 응용되어 시스템의 고급화, 고신뢰도 및 소형경량화에 중요한 반도체 소자를 포함한 전체 전력 반도체 소자 시장 50억불의 20%를 형성하였다. 최근 스마트 파워 IC의 큰 시트 파워 IC는 자동차 1대당 50개에서 140개까지 소요 예상되리라는 보고도 되고 있다. 스마트 파워 IC는 고내압, 대전류, 고속 스위칭 특성을 갖는 전력소자 및 전기적 격리기술 그리고 설계자동화를 위한 스마트 파워 IC의 구성 요소기술들의 지속적인 발전에 힘입어 더욱 고기능화된 제품개발에 의해 민생용 소비재 분야에서 산업분야까지 현재 보다 더 광범위한 응용이 기대된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.162-163
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• 2007

본 논문에서는 600V/200A 또는 1200V/150A와 같은 고 전력 절연 게이트 소자를 구동 및 보호하기 위한 파워 IC에 대한 연구에 대해서 살펴보았다. 고 전력 소자의 구동을 위해서 최대 Sourcing 전류 4A, 최대 Sinking 전류 8A로 설계하였으며, 과전류 보호회로로는 전력소자의 Desaturation을 검출하는 방식을 사용하였다. 또한 과전류 보호시 발생할 수 있는 과전압을 억제하기 위해서 Soft turn-off 기능을 추가하였다. 동부하이텍의 고전압 BCDMOS 공정인 0.35um BDA350 공정과 PDK를 사용하여 설계 및 제작하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.18-20
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• 2005

일반적으로 저압계통의 고장전류를 차단하기 위해 설치된 차단기의 차단원리는 주로 역전압발생법올 이용하고 있다. 역전압발생법은 효과적으로 저압계통의 고장전류를 차단할 수 있으나, 제한된 한류성능과 긴 아킹 시간은 차단기는 물론 주변 전력기기에 전기적/열적/기계적 스트레스를 주게 된다. 국내외 업체는 고장전류를 보다 빠르고 효과적으로 제한 및 차단을 할 수 있는 한류형 차단기를 제안하고 있는 실정이다. 저압계통의 경우, 정온도계수 (Positive Temperature Coefficient, PTC) 특성을 가지는 한류소자를 기존 차단기에 직렬 혹은 병렬로 연결하여 저압계통의 고장전류를 매우 빠르고 효과적으로 제한 및 차단하는 추세에 있으며, 또한 PTC 한류소자를 이용함으로써 저압계통의 차단보호협조를 효과적으로 구현하고자 하고 있다. PTC 한류소자는 소자는 열팽창이 큰 비전도성 성분과 열팽창이 작은 전도성 성분이 혼합되어 구성되며, 소자의 온도가 증가함에 따라 비전도성 성분이 상대적으로 큰 부피 팽창을 하여 저항이 증가하게 된다. 이러한 PTC 소자를 전력계통에 적용함으로써 고장전류에 따른 줄열에 의한 저항증가로 고장전류를 제한하게 된다. 본 연구에서는 일반적으로 배터리 보호용으로 사용되는 폴리에틸렌 수지 및 카본블랙으로 구성된 폴리머 PTC 한류소자를 이용하여, 기존의 저전력 배터리 보호 폴리머 PTC 소자로부터, 저압계통의 단락사고시 발생하는 단락전류를 효과적으로 제한할 수 있는 대전력 폴리머 PTC 소자를 개발하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제28권6호
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• pp.206-216
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• 2013

전력반도체는 전력을 시스템에 맞게 배분하는 제어와 변환기능을 가진 소자이며, 에너지를 절약하고 제품을 축소하기 위하여 전력공급 장치나 전력변환 장치에 사용된다. 최근에는 모바일 기기의 증가와 전기자동차의 개발과 맞물려 전력반도체 적용 영역이 확대되고 있다. 선진국들은 산 학 연 관 중심으로 에너지를 절감할 수 있는 친환경 절전형 전력소자 공정, 회로, 모듈 및 시스템 기술 개발에 집중하고 있다. 국내는 원천기술 부족과 해외 특허 등으로 인해 90% 이상을 수입에 의존하고, 기술수준은 선진국대비 50~70%에 불과할 정도로 매우 취약한 편이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.268-268
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• 2011

열전소자를 사용하여 발광다이오드의 발열을 개선한다. 열전소자(Thermoelectric device: TED)의 펠티에효과(Peltier effect)를 이용하여 발광다이오드(Light Emitting Diodes: LED)의 접합온도 (Junction Temperature)를 제어한다. 열전소자의 구동 전력을 제어하여, 발광다이오드의 사용 전류에 대한 접합온도의 특성을 조사한다. 열전소자의 입력 전력 0.2W에 대하여, 일반 조명용 또는 표시 장치로 사용되는 1W급 고전력 LED를 정격전류(350 mA)로 구동할 때 접합온도를 최저 $69^{\circ}C$로 유지할 수 있다. 열전소자의 구동 전력이 0.2W일 때, 발광다이오드의 접합온도 $110^{\circ}C$에 대하여 최대 사용 가능 전류는 560 mA로 예측된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.159-160
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• 2018

본 논문에서는 인덕션 쿠커의 토폴로지 중 하나인 직렬 공진 하프-브릿지 컨버터에 Wide-Bandgap 전력 반도체를 적용하여 전력 손실을 평가한다. 전력 반도체의 발전으로 Si-기반의 전력반도체를 대체할 GaN과 SiC의 Wide-Bandgap 소자들이 양산되고 있다. Wide-Bandgap 소자의 장점은 고주파수에서의 동작과 낮은 손실에 있다. 이에 인덕션 쿠커의 직렬 공진 하프-브릿지 컨버터에 Wide-Bandgap 전력반도체를 적용하여 전력 손실을 PSIM Thermal Module을 통해 평가하고 인덕션 쿠커에 적합한 소자를 선정한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.127-128
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• 2007

고밀도 트렌치 게이트 전력소자 제조를 위해 HBr. He-$O_2$, $SiF_4$, $CF_4$ 등의 식각 가스를 이용하여 형성한, 트렌치 표면 거칠기 및 손상을 최소화 하여 고밀도 트렌치 게이트 전력소자를 제조하였다. 트렌치 형상 각도가 약 900일 경우 항복전압은 약 29 V인 반면, 트렌치 각도가 $88^{\circ}$일 경우 항복전압이 37V로 트렌치 형상에 따라 약 25%의 항복전압이 높아졌음을 알 수 있었다. n-채널 트렌치 게이트 전력소자의 전압-전류 측정 결과 트렌치 게이트 수가 45.000개일 때 게이트에 10 V를 인가했을 때 전류는 약 46 A로 측정되어 고밀도 트렌치 게이트 전력소자의 특성이 좋음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.485-485
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• 2012

유기발광소자는 고휘도, 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 높은 색재현성, 좋은 유연성의 소자특성 때문에 디스플레이 제품에 많이 응용되고 연구가 활발하게 진행되고 있다. 최근에 저소비전력, 고휘도, 소형화 및 장수명의 장점을 가진 유기발광소자의 상용화가 진행되면서 차세대 디스플레이소자로서 관심을 끌게 되었다. 고분자 유기발광소자는 저분자 유기발광소자에 비해 용액 공정법으로 박막을 형성할 수 있어 제조 비용이 적게 들며 대면적 디스플레이를 제작하는데 유리하기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 고분자 유기발광소자에서 저전력 소자를 위한 저전압 구동 및 전력 효율을 향상시키기 위한 연구는 대단히 중요하다. 본 연구에서는 고분자 유기발광소자의 구동 전압을 낮추기 위해서 그래핀 정공 주입층을 삽입한 고분자 유기발광소자를 화학적 진공 증착법과 용액 공정을 사용하여 제작하였다. 그래핀 정공 주입층을 삽입한 고분자 유기발광소자는 Indium-tin-oxide(ITO) 투명 전극/그래핀 정공주입층/poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT: PSS)/poly[2-methoxy, 5-(2'-ethyl-hexyloxy)-p-phenylenevinylene] (MEH-PPV) 층/lithium quinolate (Liq)/aluminium (Al) 전극의 구조를 가진다. 그래핀 정공주입층을 삽입한 고분자 유기발광소자에서 향상된 정공 주입능력을 통해 구동전압을 낮아지는 현상을 분석하기 위해서 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 그래핀 정공주입층의 광학적 특성을 분석하기 위해서 빛의 투과도 측정을 한 결과 90% 이상의 값을 얻었다. 그래핀 정공 주입층이 소자에 미치는 영향을 조사하기 위하여 ITO/PEDOT:PSS소자와 ITO/그래핀 층/PEDOT:PSS 소자를 각각 제작하여 원자힘 현미경 측정을 하였다. 그래핀박막층을 삽입할 경우, 그래핀박막층을 삽입하지 않았을 때보다 표면 거칠기가 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 산성을 띠는 PEDOT:PSS 용액이 ITO 투명 전극을 손상시키는 것을 방지하고, 표면 거칠기를 감소시켜 누설 전류를 낮출 수 있다는 사실을 보여준다. 또한, 그래핀 박막은 높은 전기 전도도를 가지기 때문에 그래핀 정공주입층을 삽입하였을 때, 높은 전류 밀도 및 발광 휘도와 더 낮은 구동 전압을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 ITO와 PEDOT:PSS의 계면에서의 전공의 주입 능력을 그래핀박막층이 향상시켜 저전압, 고효율 소자를 제작할 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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• pp.71-73
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• 2007

본 논문은 질화갈륨 전력 소자를 이용한 이동통신 중계기 및 기지국용 전력증폭기 모듈의 설계에 대하여 기술하고 있다. 전력 버짓 분석을 통하여 전치증폭기와 구동증폭기, 그리고 최종단 고출력증폭기의 전력 용량을 계산하였고, 여기에 적합한 질화갈륨 소자를 선택하였다. 최종 개발에 앞선 초기버젼의 전력증폭기를 구성하여 1-tone과 2-tone에 대하여 전력특성을 측정해 보았다.