• 제목/요약/키워드: 전압 방정식

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비대칭 DGMOSFET의 산화막 두께와 문턱전압이하 스윙의 관계 분석 (Analysis for Relation of Oxide Thickness and Subthreshold Swing of Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기;정동수
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.698-701
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    • 2013
  • 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압이하 스윙의 게이트 산화막 두께에 대한 변화를 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하였다. 비대칭 DGMOSFET 소자는 대칭적 구조를 갖는 DGMOSFET와 달리 4단자 소자로서 상단과 하단의 게이트 산화막 두께 및 인가전압을 달리 설정할 수 있다. 포아송방정식을 풀 때 전하분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 비대칭 DGMOSFET의 문턱전압 이하 스윙을 상 하단 게이트 산화막 두께 변화에 따라 관찰한 결과, 게이트 산화막 두께에 따라 문턱전압이하 스윙은 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 산화막 두께가 증가할 때 문턱전압이하 스윙 값도 증가하였으며 상단 게이트 산화막 두께의 변화가 문턱전압이하 스윙 값에 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

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비대칭 DGMOSFET의 상·하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙 (Subthreshold Swing for Top and Bottom Gate Voltage of Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.657-662
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    • 2014
  • 본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 상 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있는 구조이다. 그러므로 문턱전압이하 영역에서 전송특성을 분석하기 위해선 상단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙뿐만이 아니라 하단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화도 분석하여야 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용한 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하여 문턱전압이하 스윙에 대한 해석학적 모델을 제시하였다. 이 문턱전압이하 모델을 이용하여 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 전압에 따라 관찰한 결과, 문턱전압이 하 스윙은 게이트전압에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 전압에 따라 전도중심이 변화하며 이로 인하여 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

비대칭 이중게이트 MOSFET에 대한 상·하단 문턱전압이하 스윙 분석 (Analysis for Top and Bottom Subthreshold Swing of Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기;권오신
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.704-707
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    • 2013
  • 본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 상 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있는 구조이다. 그러므로 문턱전압이하 영역에서 전송특성을 분석하기 위해선 상단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙뿐만이 아니라 하단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화도 분석하여야 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용한 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하여 문턱전압이하 스윙에 대한 해석학적 모델을 제시하였다. 이 문턱전압이하 모델을 이용하여 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 전압에 따라 관찰한 결과, 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 전압에 따라 전도중심이 변화하며 이로 인하여 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

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리튬 이온 전지의 전기적 등가 회로에 대한 연속시간 및 이산시간 상태방정식 연구 (Continuous and discrete time state-space equation analysis about electrical equivalent circuit for lithium-ion battery)

  • 한승윤;이평연;김성근;김종훈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.204-205
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    • 2019
  • 리튬 이온 전지를 사용하기 위해선 내부 상태를 추정하는 알고리즘이 필요하다. 알고리즘 적용을 위해 리튬 이온 전지에서 나오는 전압과 전류신호를 이용해 전기적 등가 회로 모델을 설계한다. 이 모델은 전압원, 저항, 캐패시터로 구성되어 있으며, 충전과 방전 시 발생하는 전기적 신호를 모사한 것이다. 전기적 등가 회로 모델 분석에 사용되는 상태방정식은 알고리즘과 상황에 따라 변경된다. 본 논문에서는 연속시간 상태방정식과 이산시간 상태방정식에 대해 다루었다. 그리고 실제 알고리즘에 적용해 성능을 확인하였다.

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가우스함수를 이용한 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙분석 (Analysis of Subthreshold Swing for Double Gate MOSFET Using Gaussian Function)

  • 정학기;한지형;이재형;정동수;이종인;권오신
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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    • pp.681-684
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    • 2011
  • 본 연구에서는 가우스 함수를 이용한 포아송방정식으로부터 DGMOSFET에서 채널내 전위와 전하분포의 관계를 유도하고자 한다. 이때 가우스 함수의 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 스윙의 변화를 관찰하고자 한다. 포아송방정식으로부터 해석학적 전위분포 모델을 구하였으며 이를 이용하여 문턱전압이하 스윙값을 구하였다. 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 대한 드레인전류의 변화를 나타내고 이론적으론 최소값 60mV/dec을 나타내며 디지털소자응용에 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 포텐셜 분포값을 수치해석학적 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 포텐셜모델이 수치해석학적 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 가우스 함수의 형태에 따라 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

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DGMOSFET에서 문턱전압이하 스윙의 도핑분포 의존성 (Doping Profile Dependent Subthreshold Swing for Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권8호
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    • pp.1764-1770
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    • 2011
  • 본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널내 도핑분포에 따른 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. DGMOSFET는 차세대 나노소자로서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. 문턱전압이하 스윙특성의 저하는 중요한 단채널 효과로서 디지털소자응용에서 매우 심각한 영향을 미치고 있다. 이러한 문턱 전압이하 스윙특성의 저하를 이중게이트(Double Gate; DG) MOSFET의 구조적 파라미터 및 채널 내 도핑분포함수의 변화에 따라 분석하고자 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용하여 포아송방정식의 해석학적 모델을 유도하였다. 본 논문에서 사용한 해석학적 포아송방정식의 전위분포모델 및 문턱전압이하 스윙모델의 타당성을 입증하기 위하여 수치해석학적 결과값과 비교하였으며 이 모델을 이용하여 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

산화막두께 및 도핑분포에 대한 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙분석 (Analysis of Subthreshold Swing for Oxide Thickness and Doping Distribution in DGMOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권10호
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    • pp.2217-2222
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    • 2011
  • 본 연구에서는 이중게이트(Double Gate; DG)MOSFET의 채널내 전위와 전하분포의 관계를 가우스 함수를 이용한 포아송방정식으로부터 유도하고자 한다. 즉, 도핑분포는 가우스 함수를 이용하였으며 변수인 이온주입범위 및 분포편차에 대하여 문턱전압이하 스윙과 산화막 두께의 관계를 관찰하고자 한다. 포아송방정식으로부터 해석학적 전위분포 모델을 구하였으며 이를 이용하여 산화막 두께에 대한 문턱전압이하 스윙값의 변화를 구하였다. 문턱전압이하 스윙은 게이트전압에 대한 드레인전류의 변화를 나타내고 이론적으론 최소값 60 mV/dec을 나타내며 디지털소자응용에 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 포텐셜 분포값을 수치해석학적 값과 비교하였다. 결과적으로 본 연구에서 제시한 포텐셜모델이 수치해석학적 시뮬레이션모델과 매우 잘 일치하였으며 도핑분포에 따라 문턱전압이하 스윙과 산화막두께의 관계를 분석하였다.

Short-gate SOI MESFET의 문턱 전압 표현 식 도출을 위한 해석적 모델 (An Analytical Model for Deriving The Threshold Voltage Expression of A Short-gate Length SOI MESFET)

  • 갈진하;서정하
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권7호
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    • pp.9-16
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    • 2008
  • 본 논문에서는 short-gate SOI MESFET의 문턱전압 도출을 위한 간단한 해석적 모델을 제시하였다. 완전 공핍된 실리콘 채널 영역에서는 2차원 Poisson 방정식을, buried oxide 영역에서는 2차원 Laplace 방정식을 반복법(iteration method)을 이용해 풀어 각 영역 내에서의 전위 분포를 채널에 수직한 방향의 좌표에 대해 5차 다항식으로 표현하였으며 채널 바닥 전위를 구하였다. 채널 바닥 전위의 최소치가 0이 되는 게이트 전압을 문턱 전압으로 제안하여 closed-form의 문턱 전압 식을 도출하였다. 도출된 문턱 전압 표현 식을 모의 실험한 결과, 소자의 구조 parameter와 가해진 bias 전압에 대한 정확한 의존성을 확인할 수 있었다.

비선형도핑분포를 이용한 DGMOSFET의 산화막두께에 대한 문턱전압이하 특성분석 (Analysis of Subthreshold Characteristics for DGMOSFET according to Oxide Thickness Using Nonuniform Doping Distribution)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.1537-1542
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    • 2011
  • 본 연구에서는 이중게이트 MOSFET의 채널도핑이 비산형분포를 가질 때 게이트 산화막의 두께를 변화시키면서 문턱전압이하특성을 분석하였다. 이중게이트 MOSFET는 차세대 나노소자로서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행 중에 있다. 이에 이중게이트 MOSFET에서 단채널효과로서 잘 알여진 문턱전압 이하 스윙의 저하에 대하여 비선형도핑분포를 이용한 포아송방정식의 분석학적 모델로 분석하고자 한다. 또한 나노소자인 이중게이트 MOSFET의 구조적 파라미터 중 가장 중요한 게이트 산화막의 두께에 대하여 문턱전압이하 특성을 분석하였다. 본 논문에서 사용한 분석학적 포아송방정식의 포텐셜모델 및 전송모델의 타당성을 입증하기 위하여 수치해석학적 결과값과 비교하였으며 이 모델을 이용하여 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙을 분석하였다.

조상설비를 고려한 전압안정성 여유전력의 평가에 관한 연구 (A Study for Evaluating of Voltage Stability Margin Considering Shunt Capacitor)

  • 김세영
    • 에너지공학
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    • 제7권1호
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    • pp.65-72
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    • 1998
  • 이 논문은 극좌표이 선로조류방정식을 이용하여 전압안정성 여유전력을 평가하는 고속계산법을 제안한다. 여기서, 선로조류방정식은 상태변수 Vi, $\delta$i, Vj와 $\delta$i 그리고, 선로정수 r과 x로 구성되는데 극좌표계의 특징을 이용하면 이것은 두 개의 변수 Vi와 Vj를 가진 하나의 식이 된다. 그리고, j 모선이 조류계산에서 전압크기로 지정되는 발전기 또는 slack 모선이라면, 변수 Vi만을 가진 하나의 식 즉, {{{{ { V}`_{i } ^{2 } }}에 대한 2차 방정식으로 정식화된다. 그러므로, 전력조류다근은 간단한 계산을 통해 구할 수가 있는데 이와 같이 구해진 다근은 감도해석 또는 다근의 근접도를 통해 전압안정도를 평가할 수 가 있었다. 또한, 전압안정도 평가시에 중요한 요소인 전력용 콘덴서와 같은 조상설비를 고려하여 전압안정성 여유전력을 평가하는 방법을 개발하였다. 제안한 방법을 시험계통에 적용하여 유효성을 입증하였다.

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