• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.12-16
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• 2009

Current sensing in power semiconductors involves sensing of over-current in order to protect the device from harsh conditions. This technique is one of the most important functions in stabilizing power semiconductor device modules. The sense FET is very efficient method with low power consumption, fast sensing speed and accuracy. In this paper, we have analyzed the characteristics of proposed sense FET and optimized its electrical characteristics to apply conventional 450 V power MOSFET by numerical and simulation analysis. The proposed sense FET has the n-drift doping concentration $1.5{\times}10^{14}cm^{-3}$, size of $600{\um}m^2$ with $4.5\;{\Omega}$, and off-state leakage current below $50{\mu}A$. We offer the layout of the proposed sense FET to process actually. The offerd design and optimization methods are meaningful, which the methods can be applied to the power devices having various breakdown voltages for protection.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권5호
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• pp.235-241
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• 2013

A low power CMOS control circuit is applied in an integrated DC-DC buck converter. The integrated converter is composed of a feedback control circuit and power block with 0.35 ${\mu}m$ CMOS process. A current-sensing circuit is integrated with the sense-FET method in the control circuit. In the current-sensing circuit, a current-mirror is used for a voltage follower in order to reduce power consumption with a smaller chip-size. The N-channel MOS acts as a switching device in the current-sensing circuit where the sensing FET is in parallel with the power MOSFET. The amplifier and comparator are designed to obtain a high gain and a fast transient time. The converter offers well-controlled output and accurately sensed inductor current. Simulation work shows that the current-sensing circuit is operated with an accuracy of higher than 90% and the transient time of the error amplifier is controlled within $75{\mu}sec$. The sensing current is in the range of a few hundred ${\mu}A$ at a frequency of 0.6~2 MHz and an input voltage of 3~5 V. The output voltage is obtained as expected with the ripple ratio within 1%.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.115-115
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• 2009

Current sensing in power semiconductors involves sensing of over-current in order to protect the device from harsh conditions. This technique is one of the most important functions in stabilizing power semiconductor device modules. The Power MOSFET is very efficient method with low power consumption, fast sensing speed and accuracy. In this paper, we have analyzed the characteristics of proposed sense FET and optimized its electrical characteristics to apply conventional 40 V power MOSFET by numerical and simulation analysis. The proposed sense FET has the n-drift doping concentration $1.5\times10^{14}\;cm^{-3}$, size of $600\;{\mu}m^2$ with $4.5\;{\Omega}$, and off-state leakage current below $50\;{\mu}A$. We offer the layout of the proposed Power MOSFET to process actually. The offerd design and optimization methods are meaningful, which the methods can be applied to the power devices having various breakdown voltages for protection.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제17권5호
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• pp.302-305
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• 2016

In this paper, a low on-resistance and high current driving capability trench gate power metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) incorporating a current sensing feature is proposed and evaluated. In order to realize higher cell density, higher current driving capability, cost-effective production, and higher reliability, self-aligned trench etching and hydrogen annealing techniques are developed. While maintaining low threshold voltage and simultaneously improving gate oxide integrity, the double-layer gate oxide technology was adapted. The trench gate power MOSFET was designed with a 0.6 μm trench width and 3.0 μm cell pitch. The evaluated on-resistance and breakdown voltage of the device were less than 24 mΩ and 105 V, respectively. The measured sensing ratio was approximately 70:1. Sensing ratio variations depending on the gate applied voltage of 4 V ~ 10 V were less than 5.6%.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.303.1-303.1
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• 2014

좋은 전기적 특성을 가지면서 소자의 크기를 줄이기에 용이한 Gate-all-around (GAA) twin Si nanowire field-effect transistors (TSNWFETs)의 연구가 많이 진행되고 있다. Switching 특성과 단채널 효과가 없는 TSNWFETs의 특성은 GAA 구조의 본질적인 특성이다. TSNWFETs는 기존의 single Si nanowire TSNWFETs와 bulk FET에 비하여 Drive current가 nanowire의 지름에 많은 영향을 받지 않는다. 그러나 TSNWFETs의 전체 on-current는 훨씬 작고 nanowire의 지름이 작아지면서 줄어들게 되면서 소자의 sensing speed와 sensing margin 특성의 악화를 가지고 온다. GAA TSNWFETs의 제작 및 전기적 실험에 대한 연구는 많이 진행되었으나, GAA TSNWFETs의 전기적 특성에 대한 이론적 연구는 매우 적다. 본 연구에서는 GAA TSNWFETs의 nanowire 크기에 따른 전기적 특성을 관찰하였다. GAA TSNWFETs와 bulk FET의 전기적 특성을 양자역학을 고려하여 3차원 TCAD 시뮬레이션을 툴을 이용하여 계산하였다. GAA TSNWFETs와 bulk FET의 전류-전압 특성 계산을 통해 on-current 크기, subthreshold swing, drain-induced barrier lowering (DIBL), gate-induced drain leakage를 보았다. 전류가 흐르는 경로와 전기적 특성의 물리적 의미에 대한 연구를 위해 TSNWFETs에서의 전류 밀도, conduction band edge, potential 특성을 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 Switching 특성, 단채널 효과에 대한 면역 특성, nanowire의 단면적에 따른 전류 흐름을 보았다. nanowire의 크기가 작아지면서 DIBL이 증가하고 문턱전압과 전체 on-current는 감소하면서 소자의 특성이 악화된다. 이러한 결과는 GAA TSNWFETs의 전기적 특성을 이해하고 좋은 소자 특성을 위한 구조를 연구하는데 많은 도움이 될 것이다.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.116-119
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• 2015

전계 효과 트랜지스터(FET) 기반의 이온 또는 바이오센서에 대한 연구는 지금까지 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 여러 가지 측정 방법 중에 FET 게이트 절연체 위의 감지막과 이온 또는 생분자의 상호작용으로 전하 분포의 변화가 일어나면 이로 인해 드레인 전류의 변화를 측정하는 방법을 기반으로, 동일한 입력 신호, 즉 동일한 이온 또는 생분자의 농도에 대해 최적의 출력 신호를 얻기 위한 방법에 대해 논의한다. 대표적인 FET 센서는 이온 감지 FET (ISFET)로 본 논문에서는 pH를 측정하는 센서를 이용하였다. ISFET는 게이트 전압 대신 기준전극 전압을 가하는데 이 기준전극 전압과 드레인 전류의 관계식을 측정하여, 가장 기울기가 큰 곳을 찾아 이를 기준으로 동작범위에서의 입력 변화에 대해 출력 신호인 포화영역에서 드레인 전류의 변화가 큰 조건을 설정해 보았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.6-7
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• 2008

Current sensing in power semiconductors involves sensing of over-current in order to protect the device from harsh conditions. This technique is one of the most important functions in stabilizing power semiconductor device modules. The sense FET is very efficient method with low power consumption, fast sensing speed and accuracy. In this paper we have analyzed the characteristics of proposed sense FET and optimized its electrical characteristics to apply conventional 450V power MOSFET devices by numerical and simulation analysis. The proposed sense FET has the n-drift doping concentration $1.5\times10^{14}cm^{-3}$, size of $600{\mu}m^2$ with 4.5 $\Omega$, and off-state leakage current below 50 ${\mu}A$. We offer the layout of the proposed sense FET to process actually. The offerd design and optimization methods is meaningful, which the methods can be applied to the power devices having various breakdown voltages for protection.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.220-225
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• 2016

본 논문은 전류 센싱 FET가 내장되어 있고 온-저항이 낮으며 고전류 구동이 가능한 트렌치 게이트 고 전력 MOSFET를 제안하고 전기적 특성을 분석하였다. 트렌치 게이트 전력 소자는 트렌치 폭 $0.6{\mu}m$, 셀 피치 $3.0{\mu}m$로 제작하였으며 내장된 전류 센싱 FET는 주 전력 MOSFET와 같은 구조이다. 트렌치 게이트 MOSFET의 집적도와 신뢰성을 향상시키기 위하여 자체 정렬 트렌치 식각 기술과 수소 어닐링 기술을 적용하였다. 또한, 문턱전압을 낮게 유지하고 게이트 산화막의 신뢰성을 증가시키기 위하여 열 산화막과 CVD 산화막을 결합한 적층 게이트 산화막 구조를 적용하였다. 실험결과 고밀도 트렌치 게이트 소자의 온-저항은 $24m{\Omega}$, 항복 전압은 100 V로 측정되었다. 측정한 전류 센싱 비율은 약 70 정도이며 게이트 전압변화에 대한 전류 센싱 변화율은 약 5.6 % 이하로 나타났다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -3
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• pp.1555-1557
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• 2002

We have investigated the precharge type sense amplifier, it is suitable fur voltage sensing in a NOR type single transistor ferroelectric field effect transistor (1T FeFET) memory read operation. The proposed precharge type sense amplifier senses the bit line voltage of 1T FeFET memory. Therefore, the reference celt is not necessary compared to current sensing in 1T FeFET memory, The high noise margin is wider than the low noise margin in the first inverter because requires tile output of precharge type sense amplifier high sensitivity to transition of input signal. The precharge type sense amplifier has very simple structure and can sense the bit line signal of the 1T FeFET memory cell at low voltage.

• 센서학회지
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• 제21권5호
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• pp.339-344
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• 2012

This article describes a novel method for the detection of amyloid-${\beta}$($A{\beta}$) peptide that utilizes a photo-sensitive field-effect transistor (p-FET). According to a recent study, $A{\beta}$ protein has been known to play a central role in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). Accordingly, we investigated the variation of photo current generated from p-FET with and without intracellular magnetic beads conjugated with $A{\beta}$ peptides, which are placed on the p-FET sensing areas. The decrease of photo current was observed due to the presence of the magnetic beads on the channel region. Moreover, a similar characteristic was shown when the Raw 264 cells take in magnetic beads treated with $A{\beta}$ peptide. This means that it is possible to simply detect a certain protein using magnetic beads and a p-FET device. Therefore, in this paper, we suggest that our method could detect tiny amounts of $A{\beta}$ for early diagnosis of AD using the p-FET devices.