디지틀기술은 근래에 들어서 반도체 집적회로와 이용기술의 비약적인 발전에 따라 각종분야의 정보를 검출해서 전송처리하는데 고신뢰도, 고정도, 고속도화 시키고 제반장치의 소형화하는데 필수적으로 이용되고 있다. 특히 전력분야에서도 최근 경제활동을 고도화와 다양화가 진행됨에 따라서 종래보다 더욱 고품질의 전기를 생산 수송하기 위해 전력계통운용에 필요한 정보나 장치가 디지틀기술의 적용이 불가피한 실정이다. 이미 도입 신설되는 발전계통 이외에도 개설되어 있는 급전, 송변전, 배전계통을 망라해서 정보처리나 송신등이 디지틀방식으로 전환 추진되고 있다. 본고에서는 현재 이러한 전력계통에서 적용되고 있는 디지틀기술의 현황과 동향에 대하여 기술하였다.
디스플레이 시스템의 경량화, 저전력화, 박형, 저가격화를 가능하게 하는 System On Panel에 대한 중요성 및 관심이 모바일 디스플레이 환경을 중심으로 증가하고 있다. 디스플레이 패널에 내장할 수 있는 프로세서 및 다양한 모듈의 향후 전망을 위하여 집적측면의 Poly-Si TFT 공정 이슈 및 현재 프로세서집적 연구동향, 기존의 디스플레이 관련 프로세서의 아키텍쳐에 대한 소개 및 현재 System On Panel의 상황을 분석하여, 향후 System On Panel을 위한 디스플레이 시스템의 구현 방안 및 다양한 개발 방향을 소개한다.
유전율이 서로 다른 물질을 나노 크기로 주기적으로 배열하여 황자 띠간격(Photonic bandgap)을 이루게 하는 광결정(Photonic crystal)에 인위적인 결함을 부가하여 광파워 분배 및 Mux/Demux 등 광회로 기능 수행을 할 수 있도록 집적화한 광도파로 소자가 미래형 정보통신사회를 위한 초고집적화, 초고속화, 저전력 및 신기능 등의 특성을 위하여 요구된다. 이러한 나노 광결정 소자는 다양한 방법으로 제작이 시도되고 있는데, 나노 임프린트 기술은 실장밀도가 높으며, 수십 나노급의 패턴이 주기적으로 배열된 구조물의 성형에 큰 장점이 있어서 본 연구에서 다루어졌다.(중략)
본 논문에서는 동일한 전압, 전류 위상을 갖는 2개의 트랜스포머를 1개의 트랜스포머로 집적화하여 부피저감 효과를 갖는 IM 트랜스포머를 제안한다. 제안한 IM 트랜스포머는 하프브릿지 및 풀 브릿지 타입의 컨버터, 인버터에서 승압, 감압 및 절연을 위한 트랜스포머를 2개 이상 사용하는 경우에 하나의 트랜스포머로 집적화하여 외족 코어에서 자속을 상쇄시켜 코어부피가 저감되는 효과가 있다. 제안된 IM 트랜스포머는 이론적으로 분석하여 Gyrator model을 통해 모의실험 및 시작품 제작하여 46인치 LCD TV용 인버터에 적용하여 실험을 통해 우수성을 검증하였다.
에너지 하베스팅 기술은 자연의 빛에너지, 인간 신체 또는 연소형 엔진으로부터의 저온 폐열에너지, 휴대용 기기 탑재/부착장치의 미세 진동에너지, 인간의 신체활동(걷거나 뛰는)으로 인한 소산에너지 등을 흡수하여 에너지 하베스팅 소자 기술을 이용하여 전기에너지로 변환, 전자 기기의 전력으로 사용하는 환경에너지 재생형 에너지원이라 할 수 있다. 유비쿼터스의 정보화 시대에는 휴대형 정보기기 등이 필수적인 기기가 될 것인데 여기에 사용되는 전력 에너지원은 소형.집적화된 기술이 필수적이다. 이때 MEMS 기술은 에너지 하베스팅 기술의 소형.집적화 기술에 크게 기여하고 극복해야 할 기술에 핵심적인 기술로 사용된다. MEMS 기술이 사용되는 대표적인 에너지 하베스터 기술인 마이크로 연료전지, 마이크로 히터 엔진, Piezoelectric MPG 기술 등을 소개하였다.
소형화된 고기능성 휴대용 전자기기의 수요 급증에 따라 기존에 사용되던 수평구조의 2차원 회로의 크기를 줄이는 것은, 전기 배선의 신호지연 증가로 한계에 도달했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 회로들을 수직으로 적층한 뒤, 수평구조의 긴 신호배선을 짧은 수직 배선으로 만들어 신호지연을 최소화하는 3차원 집적 회로 적층기술이 새롭게 제안되었다. 본 연구에서는 차세대 반도체 소자의 회로 집적도를 비약적으로 증가시킬 수 있고, 현재 문제점으로 대두 되고 있는 선로의 증가, 소비전력, 소자의 소형화, 다기능 회로 문제를 동시에 해결 할 수 있는 3차원 구조를 갖는 회로소자에 대한 특성을 연구하였다.
급변하는 산업환경에서 전력에너지를 안정적으로 공급하는 문제는 현대 산업정책의 근간이 되는 매우 중요한 자리를 차지하고 있다고 여겨지며 또한 전력 에너지의 안정적인 공급은 여러가지 공학의 집적화를 이루어야 가능하리라고 여겨진다. 그러므로 팽창하는 인구에 따라서 적절히 성장하는 산업의 주된 에너지원이 될 전력 에너지의 효과적인 관리, 운용, 보수를 위해서 갖추어야 할 전기공학의 미래상은 로보틱스, 인공지능을 통한 계통의 안정화, 자동화, 그리고 케이블 설계의 혁신과 케이블 소재의 개발을 통한 전력손실의 최소화에 있다고 생각된다.
ULSI는 대용량화, 고밀도화, 저소비전력화 및 고속 다기능화로 기술발전이 이루어 지고 있다. 기술추세에 의하면 90년 후반에 16MDRAM이 개발될 것으로 보인다. 여기에서 16MDRAM의 예상되는 패키지 형태를 알아본 결과 소비전력 50mW, 칩면적 $120mm^2$에 대응하는 SOJ형이 주로 쓰일것이며 재료로는 세라믹이 유망하다.
최근 반도체 소자의 미세화에 따라, 단채널 효과에 의한 누설전류 및 소비전력증가 등이 문제가 되고 있다. DRAM의 경우, 캐패시터 영역의 축소문제가 소자집적화를 방해하는 요소로 작용하고 있다. 1T-DRAM은 기존의 DRAM과 달리 캐패시터 영역을 없애고 상부실리콘의 중성영역에 전하를 저장함으로써 소자집적화에 구조적인 이점을 갖는다. 또한 silicon-on-insulator (SOI) 기판을 이용할 경우, 뛰어난 전기적 절연 특성과 기생 정전용량의 감소, 소자의 저전력화를 실현할 수 있다. 본 연구에서는 silicon-germanium-on-insulator (SGOI) 기판을 이용한 1T-DRAM의 열처리온도에 따른 특성 변화를 평가하였다. 기존의 SOI 기판을 이용한 1T-DRAM과 달리, SGOI 기판을 사용할 경우, strained-Si 층과 relaxed-SiGe 층간의 격자상수 차에 의한 캐리어 이동도의 증가효과를 기대할 수 있다. 하지만 열처리 시, SiGe층의 Ge 확산으로 인해 상부실리콘 및 SiGe 층의 두께를 변화시켜, 소자의 특성에 영향을 줄 수 있다. 열처리는 급속 열처리 공정을 통해 $850^{\circ}C$와 $1000^{\circ}C$로 나누어 30초 동안 N2/O2 분위기에서 진행하였다. 그리고 Programming/Erasing (P/E)에 따라 달라지는 전류의 차를 감지하여 제작된 1T-DRAM의 메모리 특성을 평가하였다.
본 논문에서는 멀티센서 신호처리용 집적회로를 구성하였다. 제안된 회로는 멀티센서 신호 선택을 위한 아날로그 멀티플렉서, 노이즈 제거와 신호증폭을 위한 능동 필터, 디지탈 신호처리부와의 인터페이스를 위한 샘플-홀드 회로 등으로 구성하였다. 이러한 기능회로들을 CMOS 트랜지스터로 설계하여 집적화를 가능케 하였으며, 이로 인해 멀티센서 신호처리 시스템의 저소비전력화, 소형화를 구현케하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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