XOR(exclusive-OR)-XNOR(exclusive NOR) 회로는 고 성능 산술 연산에 필요한 4-2 압축 회로(4-2 compressor)의 기본 구성 요소이다. 본 논문에서는 에너지 효율이 우수한 XOR-XNOR 회로를 제안한다. 제안한 회로는 임계 경로의 내부 기생 캐패시턴스를 감소시켜 전파 지연 시간을 감소시켰으며, 모든 입력 조합의 경우에 완벽한 출력 값을 가지며 8개의 트랜지스터로 설계되었다. 기존 회로와 비교하여 제안한 회로는 전파 지연 시간이 14.5% 감소하였으며, 전력 소모는 1.7% 증가하였다. 따라서 전력 소모와 지연 시간의 곱 (power-delay product: PDP)과 에너지와 지연 시간의 곱 (energy-delay product: EDP) 각각 13.1%, 26.0% 감소하였다. 제안한 회로는 0.18um CMOS 표준공정을 이용하여 설계하였으며 SPICE 시뮬레이션을 통해 타당성을 입증하였다.
본 논문에서는 넓은 저지 대역(stopband)을 갖는 대역 억제 필터(bandstop filter)를 구현하고자 한다. 이를 위해 바렉터 다이오드(varactor diode)를 대역 억제 필터에 적용하여 저지 대역을 가변할 수 있는 특성을 얻었다. 제안한 대역 억제 필터의 기본 구조는 이미 잘 알려진 DGS 구조를 바탕으로 설계하였다. 바렉터 다이오드의 캐패시턴스 성분에 의해 제안한 가변 대역 억제 필터는 상당히 큰 크기 감소 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 측정 결과를 통해 제안한 대역 억제 필터의 공진 주파수는 42.9 %(1.01 GHz에서 1.99 GHz까지)의 넓은 가변 특성을 보임을 알 수 있었다. 사용한 DGS의 수가 증가할수록 대역 내에서 억제하는 레벨이 증가하였다. 두 개의 DGS로 구현된 가변 대역 억제 필터는 가변 대역 내에서 억제 레벨이 20 dB 이상이었고, 최대 삽입 손실은 0.5 dB였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제16권1호
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pp.10-15
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2015
A thin-film transmission line (TFTL) employing a microstrip line/coplanar waveguide (ML/CPW) was fabricated on a silicon substrate for application to a miniaturized on-chip RF component, and the RF characteristics of the device with the proposed structure were investigated. The TFTL employing a ML/CPW composite structure exhibited a shorter wavelength than that of a conventional coplanar waveguide and that of a thin-film microstrip line. When the TFTL with the proposed structure was fabricated to have a length of ${\lambda}/8$, it showed a loss of less than 1.12 dB at up to 30 GHz. The improvement in the periodic capacitance of the TFTL caused for the propagation constant, ${\beta}$, and the effective permittivity, ${\varepsilon}_{eff}$, to have values higher than those of a device with only a conventional coplanar waveguide and a thin film microstrip line. The TFTL with the proposed structure showed a ${\beta}$ of 0.53~2.96 rad/mm and an ${\varepsilon}_{eff}$ of 22.3~25.3 when operating from 5 to 30 GHz. A highly miniaturized impedance transformer was fabricated on a silicon substrate using the proposed TFTL for application to a low-impedance transformation for broadband. The size of the impedance transformer was 0.01 mm2, which is only 1.04% of the size of a transformer fabricated using a conventional coplanar waveguide on a silicon substrate. The impedance transformer showed excellent RF performance for broadband.
[ $LaMeO_3$ ](Me = Cr, Co) powders were prepared using the polymeric precursor method. The effects of the chelating agent and the polymeric additive on the synthesis of the $LaMeO_3$ perovskite were studied. The samples were synthesized using ethylene glycol (EG) as the solvent, acetyl acetone (AcAc) as the chelating agent, and polyvinylpyrrolidone (PVP) as the polymer additive. The thermal decomposition behavior of the precursor powder was characterized using a thermal analysis (TG-DTA). The crystallization and particle sizes of the $LaMeO_3$ powders were investigated via powder X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and particle size analyzer, respectively. The as-prepared precursor primarily has $LaMeO_3$ at the optimum condition, i.e. for a molar ratio of both metal-source (a : a) : EG (80a : 80a) : AcAc (8a) inclusive of 1 wt% PVP. When the as-prepared precursor was calcined at $700^{\circ}C$, only a single phase was observed to correspond with the orthorhombic structure of $LaCrO_3$ and the rhombohedral structure of $LaCoO_3$. A solid-electrolyte impedance-metric sensor device composed of $Li_{1.5}Al_{0.5}Ti_{1.5}(PO_4)_3$ as a transducer and $LaMeO_3$ as a receptor has been systematically investigated for the detection of NOx in the range of 20 to 250 ppm at $400^{\circ}C$. The sensor responses were able to divide the component between resistance and capacitance. The impedance-metric sensor for the NO showed higher sensitivity compared with $NO_2$. The responses of the impedance-metric sensor device showed dependence on each value of the NOx concentration.
Recently, traction motors in trains are supplied with single phase a.c. power. After this power is converted to d.c. power, it is inverted to three phase power to operate traction motors. As going through the process of the conversion, harmonic current is generated in train. The method of conventional analysis on harmonics, studied by RTRI, is modeled with equivalent circuit of ac AT-fed electric railroad system using by the distributed constant circuit. However, this circuit as two-port network model has some difference in comparison with real system. The reason why the conventional method is different from the real system is that the conventional method dose not include three conductor groups, that is catenary, rail, and feeder, and admittance between the conductors for line capacitance. Therefore, this method has a little error. This paper proposes new method to more effectively estimate Harmonic current. In this method, numerous components in electric railway are categorized and each component is defined as a four- port network model. The equivalent circuit for the entire power supply system is also described into a four-port network model with connections of these components. In order to evaluate the efficiency and the accuracy of a proposed method, it is compared with values measured in Kyung-Bu high speed line and ones calculated by the conventional method.
Transparent and flexible electronic devices that are light-weight, unbreakable, low power consumption, optically transparent, and mechanical flexible possibly have great potential in new applications of digital gadgets. Potential applications include transparent displays, heads-up display, sensor, and artificial skin. Recent reports on transparent and flexible field-effect transistors (tf-FETs) have focused on improving mechanical properties, optical transmittance, and performances. Most of tf-FET devices were fabricated with transparent oxide semiconductors which mechanical flexibility is limited. And, there have been no reports of transparent and flexible all-organic tf-FETs fabricated with organic semiconductor channel, gate dielectric, gate electrode, source/drain electrode, and encapsulation for sensor applications. We present the first demonstration of transparent, flexible all-organic sensor based on multifunctional organic FETs with organic semiconductor channel, gate dielectric, and electrodes having a capability of sensing infrared (IR) radiation and mechanical strain. The key component of our device design is to integrate the poly(vinylidene fluoride-triflouroethylene) (P(VDF-TrFE) co-polymer directly into transparent and flexible OFETs as a multi-functional dielectric layer, which has both piezoelectric and pyroelectric properties. The P(VDF-TrFE) co-polumer gate dielectric has a high sensitivity to the wavelength regime over 800 nm. In particular, wavelength variations of P(VDF-TrFE) molecules coincide with wavelength range of IR radiation from human body (7000 nm ~14000 nm) so that the devices are highly sensitive with IR radiation of human body. Devices were examined by measuring IR light response at different powers. After that, we continued to measure IR response under various bending radius. AC (alternating current) gate biasing method was used to separate the response of direct pyroelectric gate dielectric and other electrical parameters such as mobility, capacitance, and contact resistance. Experiment results demonstrate that the tf-OTFT with high sensitivity to IR radiation can be applied for IR sensors.
전기 에너지를 가장 직접적으로 저장하는 기기로써 우리는 흔히 전지(battery)와 콘덴서(condenser)를 생각한다. 산업혁명 이후 과학과 기술의 엄청난 발전에 따라 여러 분야에서 다양한 문명이기의 개발과 활용이 있어왔지만 우리 생활에 밀접히 활용되고 있으며 각종 전기전자 시스템의 핵심 구성품인 이러한 전지나 콘덴서의 기술 발전 속도는 다른 분야에 비하여 상대적으로 뒤쳐진 상황이라고 볼 수 있다. 그러나 최근 10여년 동안 괄목할 만한 소재기술의 발전에 힘입어서 재래식의 콘덴서는 물론 니켈수소전지, 리튬이온전지, 리튬폴리머전지 등과 같은 최신형 2차전지들 조차도 갖지 못하는 장수명, 고출력 특성을 갖는 새로운 형식의 전기에너지 저장장치인 '전기화학커패시터(electrochemical capacitor)'의 개발이 실현되고 있다. 이에, 본 고에서는 전기화학커패시터에 대한 기본적인 이해와 이의 최신기술 동향에 대하여 간략히 소개하기로 한다.
디지털 PLL의 핵심블록이 되는 디지털 제어 발진기를 LC 구조를 기반으로 설계하고 $0.18{\mu}m$ RF CMOS 공정을 사용하여 제작하였다. 2개의 교차쌍 구조의 NMOS 코어를 이용하여 광대역 특성을 구현하였으며, PMOS 배랙터쌍을 이용하여 수 aF의 작은 캐패시터값의 변화를 얻을 수 있었다. 캐패시터 축퇴 기법을 사용하여 캐패시턴스 값을 감소시키어 고해상도 주파수 특성을 구현하였다. 또한, 노이즈 필터링 기법을 바이어스 회로 등에 적용하여 위상잡음에 강한 구조로 설계를 하였다. 측정결과 중심주파수 2.7GHz에서 2.5GHz의 주파수 대역의 출력이 가능하였으며 2.9 ~ 7.1kHz의 높은 주파수해상도를 얻을 수 있었다. 미세튜닝범위와 코어의 전류 바이어스는 4개의 PMOS 배열을 통하여 제어가 가능하도록 하여 유연성을 높였다. 1.8V 전원에서 전류는 17~26mA 정도를 소모하였다. 설계한 DCO는 다양한 통신시스템에 응용이 가능하다.
본 논문에서는 적층 PCB에 전송 영점을 갖는 3차원의 대역 통과 필터의 회로 해석을 하였다. 대역 통과 필터의 등가 회로는 고주파 네트웍 해석에 의해 계산되어졌다. 기존의 논문들은 분포 정수 소자의 영향을 제외한 회로 모델을 구성하였지만, 제안된 모델은 이에 대한 영향을 포함한다. 그 결과 인덕터들의 내부 전기적 성분으로부터 상호 커패시턴스를 추출함으로써 하나의 전송 영점을 갖는 적층 PCB 대역 통과 필터를 설계하였다. 구조의 크기는 단지 $10mm{\times}20mm{\times}1.2mm$이다. 대역 통과 필터의 측정된 데이터는 중심 주파수인 1.84 GHz에서 1.9 dB의 삽입 손실과, 28 dB의 반사 손실을 가지며, 차단 주파수인 2.78 GHz에서 43 dB의 감쇠 특성을 보인다.
본 논문에서는 다이오드를 주기적으로 배열한 구조를 이용한 전압 제어형 전송 선로를 제안한다. 주기적 다이오드 선로 구조를 이용한 전송 선로의 경우, 주기적인 용량에 의해 종래의 전송 선로에 비해 선로 파장이 대폭 축소되며, 인가 전압을 조절하여 전송 선로의 특성 임피던스를 쉽게 제어할 수 있다. 구체적으로는, GaAs MMIC상에 선로 폭 $20{\mu}m$인 전송 선로에 주기적으로 배열된 다이오드가 접속된 경우, $0{\sim}1.05V$ 사이의 전압 조정에 의해 $80{\sim}20{\Omega}$ 범위의 특성 임피던스 조절이 가능하며, 20 GHz에서의 선로 파장이 종래의 전송 선로가 5.3mm인 반면, 주기적 다이오드 선로 구조의 경우에는 선로 파장이 1.5mm 밖에 되지 않는다. 그리고, 본 논문에서는 주기적 다이오드 선로 구조를 이용하여 K 밴드 정합용 ${\lambda}/4$ 임피던스 변환기를 GaAs MMIC상에 온칩으로 제작하였다. 상기 ${\lambda}/4$ 임피던스 변환기를 사용하는 경우, $0.25{\sim}0.75V$ 사이의 전압 조정에 의해 $30{\sim}100{\Omega}$의 다양한 범위의 임피던스를 가지는 RF 소자간의 임피던스 정합이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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