• 전력전자학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.387-393
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• 2010

본 논문에서는 3상 AC/DC/AC PWM 컨버터에서 직류커패시터 용량의 정확한 추정을 위하여 동작온도 변화에 따른 커패시턴스의 변화를 보정하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 커패시터의 동작온도를 측정하고 이에 따라 변화하는 커패시터 용량을 상온에서의 값으로 보정한다. 온도 측정을 위해 써미스터를 사용하고 써미스터에 나타나는 전압의 변화로 온도를 감지하여 동작온도에서 추정된 커패시턴스 값을 상온에서의 값으로 환산한다. 동작온도를 고려한 커패시턴스 보정 기법은 실험을 통하여 그 타탕성이 검증된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.41-45
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• 2021

본 연구에서는 멤리스터 소자의 높은 신뢰성을 확보하기 위해 소자 제작 단계에서 30 nm 두께의 ZrO₂ 금속산화물 박막 위 국부영역에 리튬 filament seed 층을 패턴하여 작은 이온반경의 리튬이온을 저항변화 주체로 활용하는 멤리스터 소자를 구현하였다. 패턴 된 리튬 filament seed 대비 다양한 상부전극의 면적을 적용하여 멤리스터-커패시턴스 병렬 구조의 이온형 저항변화 소자에서 커패시턴스가 filament type 저항변화 특성에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 이를 위해 ZrO₂ 박막 위에 5 nm 두께, 5 ㎛ × 5 ㎛ 면적의 리튬 filament seed 증착 후 50 ㎛, 100 ㎛ 직경의 상부전극을 증착, 리튬 메탈의 확산을 위한 250℃ 열처리 전 후 샘플에서 저항변화 특성을 확인하였다. 열확산에 의해 형성된 전도성 filament의 경우 전압에 의한 제어가 불가함을 확인하였으며, 전압에 의해 형성된 filament만이 electrochemical migration에 의한 가역적 저항변화 특성 구현이 가능한 것을 확인하였다. 전압에 의한 filament 형성 시 병렬로 존재하는 커패시턴스의 크기가 filament의 형성 및 소실에 중요한 인자임을 확인하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.123-124
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• 2017

Cascaded NPC/H-Bridge(CNHB) 컨버터는 전압 레벨 증가의 용이성 및 고효율 양방향 토폴로지로써 대전력 및 고전압 전력변환장치에 널리 사용되고 있다. 하지만 과도상태 및 정상상태에서의 단상으로 구성된 각 DC-link의 전압변동은 DC-link의 커패시턴스 증가 및 출력 전력의 품질을 저하시킨다. 이에 본 논문은 CNHB 컨버터의 정상상태 특성과 동특성 개선을 위하여 PI제어와 모델예측제어를 혼합한 제어기법을 제안한다. 제안한 기법의 타당성은 PSIM 9.1.4 시뮬레이션을 이용하여 검증한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.260-260
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• 2009

초박형 절연막은 현재 다양한 전자소자의 제작과 향상을 위하여 활용되고 있으며, 일반적인 화학 기상 증착 방법으로는 균일도를 확보하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 디스플레이의 구동소자로 활용되는 박막 트랜지스터의 특성 향상과 비휘발성 메모리 소자의 터널링 박막에 응용하기 위하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 증착과 이의 특성을 분석하였다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 실리콘 산화막에 질소가 주입되어 있는 형태로 실리콘 산화막과 실리콘 계면상에 존재하는 질소는 터널링 전류와 결함 형성을 감소시키며, bulk 내에 존재하는 질소는 단일 실리콘 산화막에 비해 더 두꺼운 박막을 커패시턴스의 감소없이 이용할 수 있는 장점이 있다. 플라즈마 처리 기법을 이용하였을 경우에는 초박형의 균일한 박막을 얻을 수 있으며, 본 연구에서는 이산화질소 플라즈마를 이용하여 활성화된 질소 및 산소 라디칼들이 실리콘 계면을 개질하여 초박형 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 형성활 수 있다. 플라즈마 처리 시간과 RF power의 변화에 따라 형성된 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 및 광학적 특성은 엘립소미터를 통하여 분석하였으며, 전기적인 특성은 금속-절연막-실리콘의 MIS 구조를 형성하여 커패시턴스-전압 곡선과 전류-전압 곡선을 사용하여 평가하였다. 이산화질소 플라즈마 처리 방법을 사용한 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 log-log 스케일로 시간과 박막 두께의 함수로 전환해보면 선형적인 증가를 나타내며, 이는 초기적으로 증착률이 높고 시간이 지남에 따라 두께 증가가 포화상태에 도달함을 확인할 수 있다. 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 초기적으로 산소의 함유량이 많은 형태의 박막으로 구성되며, 시간의 증가에 따라서 질소의 함유량이 증가하여 굴절률이 높고 더욱 치밀한 형태의 박막이 형성되었으며, 이는 시간의 증가에 따라 플라즈마 챔버 내에 존재하는 활성종들은 실리콘 박막의 개질을 통한 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 두께 증가에 기여하기 보다는 형성된 박막의 내부적인 성분 변화에 기여하게 된다. 이산화질소 플라즈마 처리 시간의 변화에 따라 형성된 박막의 정기적인 특성의 경우, 2.3 nm 이상의 실리콘 옥시나이트라이드 박막을 가진 MIS 구조에서 accumulation과 inversion의 특성이 명확하게 나타남을 확인할 수 있다. 아산화질소 플라즈마 처리 시간이 짧은 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 경우 전압의 변화에 따라 공핍영역에서의 기울기가 현저히 감소하며 이는 플라즈마에 의한 계면 손상으로 계면결합 전하량이 증가에 기인한 것으로 판단된다. 또한, 전류-전압 곡선을 활용하여 측정한 터널링 메카니즘은 2.3 nm 이하의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 직접 터널링이 주도하며, 2.7 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막은 F-N 터널링이 주도하고 있음을 확인할 수 있다. 즉, 2.5 nm 두께를 경계로 하여 실리콘 옥시나이트라이드 박막의 터널링 메카니즘이 변화함을 확인할 수 있다. 결론적으로 2.3 nm 이상의 두께를 가진 실리콘 옥시나이트라이드 박막에서 전기적인 안정성을 확보할수 있어 박막트랜지스터의 절연막으로 활용이 가능하며 2.5 nm 두께를 경계로 터널링 메커니즘이 변화하는 특성을 이용하여 비휘발성 메모리 소자 제작시 전하 주입 및 기억 유지 특성을 확보를 위한 실리콘 옥시나이트라이드 터널링 박막을 효과적으로 선택하여 활용할 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.37-42
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• 2021

본 논문은 루프필터 전압 감지기와 주파수 전압 변환기를 이용하여 잡음 특성을 개선한 위상고정루프의 구조를 제안한다. 루프 필터 전압 변화는 저항과 커패시턴스로 구성된 회로에 의해서 출력이 결정된다. 시정수 값이 작은 회로를 지나는 신호는 루프 필터의 평균 출력 전압과 거의 같은 값을 가진다. 시정수 값이 큰 회로를 지나는 신호는 루프 필터 평균 출력 값을 가지며, 추가된 루프필터 전압 감지기에서 기준 신호가 된다. 루프필터 전압 감지기 출력은 보조 전하펌프의 전류 크기를 제어한다. 루프 필터 출력 전압이 상승하면 루프필터 전압 감지기는 루프 필터 출력 전압을 하강하게 하고, 또는 루프 필터 출력 전압이 하강하면 루프필터 전압 감지기는 루프 필터 출력 전압을 상승하게 한다. 또한 주파수 전압 변환기도 필터 출력 전압 변동 폭을 줄여주어 제안된 위상고정루프의 잡음 특성을 개선해준다. 제안된 위상고정루프는 1.8V 0.18㎛ CMOS 공정을 이용하여 설계한다. 시뮬레이션 결과는 0.854ps 지터와 30㎲ 위상 고정 시간을 보여준다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.665-668
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• 2001

최근 소자의 크기가 작아짐에 따라 집적도가 향상되었으며 크기 감소로 인한 전류-전압 특성의 열화 및 기생 커패시턴스에 의한 성능감쇠가 발생하였다. 이런 문제들을 해결하기 위해 여러 가지 구조들이 개발되고 있으며 본 논문에서는 고농도로 도핑된 ground plane 층위에 적층하여 만든 EPI 구조에 대해 조사 분석하였다. 이 구조의 특성과 임팩트 이온화 및 전계 그리고 I-V 특성 곡선을 저농도로 도핑된 LDD(Lightly Doped Drain) 구조와 비교 분석하였다. 소자의 채널 길이는 0.l0$\mu\textrm{m}$부터 0.06$\mu\textrm{m}$까지 0.01$\mu\textrm{m}$씩 스케일링하여 시뮬레이션 하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.664-669
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• 2018

본 연구는 투명산화물반도체의 전기적인 특성과 산소공공과의 관계를 알아보기 위해서 $TiO_2$ 박막을 증착하여 MIM 구조를 만들어서 전압전류 특성을 관찰하였다. 산소공공은 XPS분석으로 이루어졌으며, 커패시턴스를 측정하여 전하의 용량이 많은 곳에서 산소공공이 어떤 영향을 주는가에 대하여도 조사하였다. 열처리를 통하여 결정질구조로 변하는 $TiO_2$ 박막은 산소공공이 가장 낮은 곳에서 커패시턴스 값이 가장 높았으며, 전하의 양이 많았다. 따라서 전하의 양이 많은 $TiO_2$박막이 $CO_2$ 가스에 대하여 가장 잘 민감하게 반응하는 것을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권6호
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• pp.180-186
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• 2009

DC/DC 컨버터 등의 전력변환장치와 같은 비선형부하에 대해 알루미늄 전해 커패시터는 에너지의 일시적 저장이나 전압 평활용으로 많이 사용되고 있다. 그러나 전해 커패시터는 사용 시간이 늘어나면서 온도 상승 및 전해액(electrolyte)의 증발 등으로 인하여 고장이 매우 빈번하게 나타난다. 따라서 본 논문에서는 이러한 사고에 대한 고장모드를 분류하고 이를 진단하기 위한 사전 단계로 전해 커패시터의 주파수 변화에 따른 특성 해석과 이를 바탕으로 한 커패시턴스 용량 추정 알고리즘을 제안하였다. 기본파에 해당하는 저주파의 주파수 분석 결과에 따른 모의 실험의 결과는 제안한 알고리즘의 타당성을 입증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.133-138
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• 2017

본 논문은 RC 시정수 회로를 이용하여 지터 특성을 개선한 위상고정루프의 구조를 제안하였다. RC 시정수 회로에서는 루프 필터 전압이 작은 시정수와 큰 시정수 값을 가지는 회로를 통과하여 비교기로 전달된다. 작은 시정수 값을 가지는 회로를 지나는 신호는 거의 루프 필터 출력 전압과 같은 값을 가진다. 큰 시정수 값을 가지는 회로를 지나는 신호는 루프 필터 출력전압의 평균값을 가지며, 비교기회로에서 기준 신호 역할을 한다. 비교기의 출력 신호는 루프 필터에 전류를 공급하는 보조 전하펌프를 제어한다. 루프 필터 출력 전압이 상승하면 보조 전하펌프는 루프 필터에서 전류를 방전시켜 루프 필터 출력 전압이 하강하게 하고, 또는 루프 필터 출력 전압이 하강하면 보조 전하펌프는 루프 필터에서 전류를 충전시켜 루프 필터 출력 전압이 상승하게 한다. 이런 부궤환 루프는 필터 출력 전압 변동 폭을 줄여서 지터 크기를 감소시켜준다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.499-501
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• 2008

본 논문은 공진요소를 포함한 고전압 플라이백 컨버터의 설계 절차를 제시하는 것으로써, 고압 플라이백 컨버터 설계 시 기존 플라이백 컨버터의 Power Stage 설계 식을 적용하였을 때 원하는 출력 전압을 얻지 못한다. 고전압을 발생시키기 위한 고전압 플라이백 변압기는 2차 측의 많은 권선수와 높은 전압 때문에 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)가 매우 크고, 과도상태에서 컨버터 전류 및 전압의 기생 공진(parasitic resonance)이 심각하게 발생한다. 이러한 공진요소를 고려하여 고전압 플라이백 컨버터의 특성을 해석하고 설계 절차를 제시한다. 이를 통해 고전압 플라이백 컨버터의 소형화 및 경량화를 도모하고, 고압 전원장치의 기술 축적을 위해 연구되었다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고, 타당성을 실험을 통하여 검증한다.