• 제목/요약/키워드: Bandgap engineering

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PTAT 밴드갭 온도보상회로를 적용한 가변 이득 저잡음 증폭기 설계 (Design of Variable Gain Low Noise Amplifier Using PTAT Bandgap Reference Circuit)

  • 최혁재;고재형;김군태;이제광;김형석
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.141-146
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    • 2010
  • In this paper, bandgap reference PTAT(Proportional to Absolute Temperature) circuit and flexible gain control of LNA(Low Noise Amplifier) which is usable in Zigbee system of 2.4GHz band are designed by TSMC $0.18{\mu}m$ CMOS library. PTAT bandgap reference circuit is proposed to minimize the instability of CMOS circuit which may be unstable in temperature changes. This circuit is designed such that output voltage remains within 1.3V even when the temperature varies from $-40^{\circ}C$ to $-50^{\circ}C$ when applied to the gate bias voltage of LNA. In addition, the LNA is designed to be operated on 2.4GHz which is applicable to Zigbee system and able to select gains by changing output impedance using 4 NMOS operated switches. The simulation result shows that achieved gain is 14.3~17.6dB and NF (Noise Figure) 1.008~1.032dB.

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Electrical Characteristics of InAlAs/InGaAs/InAlAs Pseudomorphic High Electron Mobility Transistors under Sub-Bandgap Photonic Excitation

  • Kim, H.T.;Kim, D.M.
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제3권3호
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    • pp.145-152
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    • 2003
  • Electrical gate and drain characteristics of double heterostructure InAlAs/InGaAs pseudomorphic HEMTs have been investigated under sub-bandgap photonic excitation ($hv). Drain $(V_{DS})-,{\;}gate($V_{DS})-$, and optical power($P_{opt}$)-dependent variation of the abnormal gate leakage current and associated physical mechanisms in the PHEMTs have been characterized. Peak gate voltage ($V_{GS,P}$) and the onset voltage for the impact ionization ($V_{GS.II}$) have been extracted and empirical model for their dependence on the $V_{DS}$ and $P_{opt} have been proposed. Anomalous gate and drain current, both under dark and under sub-bandgap photonic excitation, have been modeled as a parallel connection of high performance PHEMT with a poor satellite FET as a parasitic channel. Sub-bandgap photonic characterization, as a function of the optical power with $h\nu=0.799eV$, has been comparatively combined with those under dark condition for characterizing the bell-shaped negative humps in the gate current and subthreshold drain leakage under a large drain bias.

Bandgap Engineering in CZTSSe Thin Films via Controlling S/(S+Se) Ratio

  • Vijay C. Karade;Jun Sung Jang;Kuldeep Singh, Gour;Yeonwoo Park;Hyeonwook, Park;Jin Hyeok Kim;Jae Ho Yun
    • Current Photovoltaic Research
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    • 제11권3호
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    • pp.67-74
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    • 2023
  • The earth-abundant element-based Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) thin film solar cells (TFSCs) have attracted greater attention in the photovoltaic (PV) community due to their rapid development in device power conversion efficiency (PCE) >13%. In the present work, we demonstrated the fine-tuning of the bandgap in the CZTSSe TFSCs by altering the sulfur (S) to the selenium (Se) chalcogenide ratio. To achieve this, the CZTSSe absorber layers are fabricated with different S/(S+Se) ratios from 0.02 to 0.08 of their weight percentage. Further compositional, morphological, and optoelectronic properties are studied using various characterization techniques. It is observed that the change in the S/(S+Se) ratios has minimal impact on the overall Cu/(Zn+Sn) composition ratio. In contrast, the S and Se content within the CZTSSe absorber layer gets altered with a change in the S/(S+Se) ratio. It also influences the overall absorber quality and gets worse at higher S/(S+Se). Furthermore, the device performance evaluated for similar CZTSSe TFSCs showed a linear increase and decrease in the open circuit voltage (Voc) and short circuit current density (Jsc) of the device with an increasing S/(S+Se) ratio. The external quantum efficiency (EQE) measured also exhibited a linear blue shift in absorption edge, increasing the bandgap from 1.056 eV to 1.228 eV, respectively.

Contactless Electroreflectance Study of $Zn_{1-x}Mg_xO$

  • Kim, Sung-Soo;Cheong, Hyeonsik;Park, W. I.;Yi, Gyu-Chul
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • 제6권4호
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    • pp.139-142
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    • 2002
  • Contactless electroreflectance measurements at room temperature were used to determine the bandgap energies of Zn$_{1-x}$ Mg$_{x}$O thin films grown by metal-organic vapor phase epitaxy. It is found that the bandgap energy increases monotonically with the Mg composition x, up to the highest composition measured (x=0.45). The obtained correlation between the bandgap energy and the Mg composition can be used in the analysis of the electronic structure of ZnO/Zn$_{1-x}$ Mg$_{x}$O heterostructures at room temperature.ature.

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Photonic Bandgap 구조를 이용한 마이크로스트립 라인 대역통과 여파기 설계 (Design of Microstrip Line Bandpass Filter using Photonic Bandgap Structures)

  • 김태일;김명기;박익모;임한조
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.611-621
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    • 2001
  • 본 논문에서는 포토닉 밴드갭(PBG)의 결합모드(defect-mode)를 이용한 대역통과 여파기를 구현하는 방법에 대해 연구하였다. PBG 구조를 구현하기위하여 마이크로스트립 라인의폭을 달리하면 PBG 셀(cell)을 형성한 후, 이들 셀들을 주기적으로 배열하였으며, PBG 구조 일부분의 주기를 변화시킬 경우에 발생하는 결함모드를 이용하여 저지대역 내에서 통과대역을 구현하였다. 또한, 집중정수소자(Iumped-element)를 이용하여 PBG 구조의 등가회를 구현하였다.

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포토닉 밴드갭 구조를 이용한 두껍고 유전상수가 높은 패치 안테나의 성능 향상 (Improvement of Performance of Thick and High Dielectric Patch Antennas using Photonic Bandgap Structures)

  • 기철실;박익모;임한조;한해욱;이정일
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.1-6
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    • 2002
  • 본 논문에서는 표면파의 전파를 억제하는 포토닉 밴드갭 구조가 기판의 두께가 두껍고 유전상수가 높은 패치 안테나의 복사효율과 후방 복사를 획기적으로 개선할 수 있음을 보였다.

고속 디지털 회로의 SSN 억제를 위한 자성 재료가 적용된 복합형 EBG 전원면 (Composite EBG Power Plane Using Magnetic Materials for SSN Suppression in High-Speed Digital Circuits)

  • 엄동식;김동엽;변진도;이해영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.933-939
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    • 2008
  • 본 논문에서는 고속 디지털 회로에서 발생하는 SSN(Simultaneous Switching Noise)을 억제하기 위한 자성 재료가 적용된 복합형 EBG(Electromagnetic Bandgap) 구조의 전원면을 제안하였다. 제안된 EBG 구조는 정사각형 패치와 나선형 선로로 구성된 단위 셀이 주기적으로 연결되어 있으며, 자성 재료는 EBG 구조의 단위 셀 위에 국부적으로 적용되었다. 자성 재료의 투자율 실수 성분은 EBG 단위 셀 사이의 유효 인덕턴스를 중가시켜 밴드갭을 낮은 주파수로 이동시키고, 자성 손실 특성을 갖는 허수 성분은 단위 셀 사이에서 야기되는 기생 LC 공진의 피크값을 낮춘다. 그 결과 제안된 구조는 기존 EBG 구조에 비해 낮은 차단 주파수 특성을 가지며, -30 dB 저지 대역을 기준으로 175 MHz에서 7.7 GHz까지 넓은 억제 대역폭을 나타냈다. 제안된 구조는 전원 무결성 개선 및 EBG 전원면 소형화에 크게 기여할 것으로 기대된다.

적외선 탐색기 신호처리를 위한 극저온 밴드갭 회로 동작 조건 제안 및 제작된 칩의 성능 분석 (Operating Conditions Proposal of Bandgap Circuit at Cryogenic Temperature for Signal Processing of Infrared Detector and a Performance Analysis of a Manufactured Chip)

  • 김연규;강상구;이희철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권12호
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    • pp.59-65
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    • 2004
  • 적외선 소자로부터 생성되는 신호의 잡음 특성의 향상, 즉 좋은 영상을 얻기 위해서 적외선 영상신호 취득회로(ROIC)에서는 안정적인 기준 전압원이 필요하다. 본 논문은 극저온인 77K에서 동작하는 적외선 영상신호 취득회로(readout integrated circuit)를 위한 밴드갭 회로를 처음으로 제작한 후 측정, 평가하여 그 실용 가능성을 입증하고 있다. 밴드갭 회로는 대표적인 전압 기준회로로서 기존에 발표된 대부분의 밴드갭 회로는 실온에서 동작하는 것이며, 액체질소 온도 77K에서는 그 특성이 적합하지 않다. 본 논문에서는 극저온에서 동작하는 밴드갭 회로 설계를 위하여, 그에 맞는 회로를 선택하여 온도변화에 따른 사용되는 소자들의 파라미터에 대한 이론정립을 통한 그것의 특성을 살펴보고, 이러한 특성들을 고려하여 저온동작에 적합도록 하였다. 이 회로는 Hynix 0.6um standard CMOS 공정을 통해서 제작되었으며, 측정된 출력전압($V_{out}$)은 60K에서 110K까지 1.0396$\pm$0.0015V로서 기존의 실온에 동작하던 밴드갭 회로보다 더 높은 안정도를 보여주었다.

Wide Bandgap 소자의 안정적 구동을 위한 하드웨어 최적 설계 및 구현 (Design and Implementation of an Optimal Hardware for a Stable Operating of Wide Bandgap Devices)

  • 김동식;주동명;이병국;김종수
    • 전기학회논문지
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    • 제65권1호
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    • pp.88-96
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    • 2016
  • In this paper, the GaN FET based phase-shift full-bridge dc-dc converter design is implemented. Switch characteristics of GaN FET were analyzed in detail by comparing state-of-the-art Si MOSFET. Owing to the low conduction resistance and parasitic capacitance, it is expected to GaN FET based power conversion system has improved performance. However, GaN FET is vulnerable to electric interference due to the relatively low threshold voltage and fast switching transient. Therefore, it is necessary to consider PCB layout to design GaN FET based power system because PCB layout is the main reason of stray inductance. To reduce the electric noise, gate voltage of GaN FET is analyzed according to operation mode of phase-shift full-bridge dc-dc converter. Two 600W phase-shifted full-bridge dc-dc converter are designed based on the result to evaluate effects of stray inductance.

비정질 실리콘 태양전지의 p-a-SiC:H/i-a-Si:H 계면에 삽입된 P형 미세 결정 실리콘의 완충층 효과에 대한 수치 해석 (Numerical Simulation on Buffering Effects of Ultrathin p-${\mu}c$-Si:H Inserted at the p-a-SiC:H/i-a-Si:H Interface of Amorphous Silicon Solar Cells)

  • 이창현;임굉수
    • 태양에너지
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    • 제20권1호
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    • pp.11-20
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    • 2000
  • To get more insight into the buffering effects of the p-${\mu}c$-Si:H Inserted at the p-a-SiC:H/i-a-Si:H interface, we present a systematic numerical simulation using Gummel-Schafetter method. The reduced recombination loss at the p/i interface due to a constant bandgap buffer is analysed in terms of the variation of the p/i Interface region with a short lifetime and the characterisitics of the buffer such as mobility bandgap, acceptor concentration, and D-state density. The numerical modeling on the constant bandgap buffer demonstrates clearly that the buffering effects of the thin p-${\mu}c$-Si:H originate from the shrinkage of highly defective region with a short lifetime in the vicinity of the p/i interface.

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