In this paper, we design and implement the DC characteristic measurement system for semiconductor devices. The proposed system is composed of 4 SMU(Source and Measure Unit) channels. Various efforts in hardware and software have been made to reduce the measurement errors. Internal and external sources of errors in measurement system especially in pA range measurement have been identified and removed. Also, various digital signal processing techniques are developed. Calibration is executed under the control of microprocessor periodically. Experimental results show that the implemented system can measure the DC characteristic of semiconductor devices with less than 0.2% error in various voltage and current source/measurement range.
In this paper, we proposed measurement error reduction technique for the semiconductor device DC characteristic measurement system. Implemented system is composed of 4 SMUs, 2 VSUs, and 2 VMUs. Various efforts in hardware and software have been made to reduce the measurement errors due to the leakage current in measurement circuits. Internal and external sources of errors in measurement system especially in pA range measurement have been identified and removed. Experimental results show that the implemented system can be measure the DC characteristic of semiconductor devices in pA level.
In this paper, we designed and implemented the 60W DC characteristic measurement system for semiconductor devices. The proposed system is composed of 2 SMU(Source and Measure Unit)s, 2 HPU(High power Unit)s, 2VSU(Voltage Source Unit)s, and 2 VMU(Voltage Measurement Unit)s. HPU can source/measure voltage from -200V to 200V and source/measure current from -3A to 3A within 60W. Experimental results show that the implemented system can measure the power devices such as power BJT, regulator IC, and voltage detector.
This paper proposes a dc error compensation algorithm using dq-synchronous coordinate transform digital phase-locked-loop in single-phase grid-connected converters. The dc errors are caused by analog to digital conversion and grid voltage during measurement. If the dc offset error is included in the phase-locked-loop system, it can cause distortion in the grid angle estimation with phase-locked-loop. Accordingly, recent study has dealt with the integral technique using the synchronous reference frame phase-locked-loop method. However, dynamic response is slow because it requires to monitor one period of grid voltage. In this paper, the dc offset error compensation algorithm of the improved response characteristic is proposed by using the synchronous reference frame phase-locked-loop. The simulation and the experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed dc offset error compensation algorithm.
본 연구에서는 실리콘 기판 상에 제작된 3D 결합구조를 가지는 코프레너 선로인 CWP3DCS(coplanar waveguide employing periodic 3D coupling structures) 구조에 대한 특성임피던스와 대역폭특성을 연구하였으며 이를 통해 완전집적형 해양무선통신 반도체 SoC(System on Chip)를 구현하기 위한 수동소자의 개발가능성을 검토하였다. CWP3DCS에 대한 특성임피던스와 대역폭특성을 추출하기 위해서 삽입손실에 대한 측정값을 반영한 measurement-based equation을 유도하였으며, 이 방법의 유효성을 검증하기 위해 전송상수 β와 특성임피던스에 대한 측정값과 measurement-based equation으로부터 추출된 계산값을 비교하였다. 비교 결과에 의하면 특성임피던스와 전송상수 β에 대한 계산값과 측정값의 최대오차는 각각 3.9%와 6.4%의 값을 보여주었다. 본 논문의 연구결과에 의하면, CWP3DCS 구조는 주기적 구조의 길이 LT = 30 ~ 150 ㎛의 범위에서 통과대역이 121 GHz인 광대역 특성을 보여주었으며, 특성임피던스 역시 주파수 의존성이 매우 적은 광대역 특성을 보여주었다. 그리고, 20 ㎛의 선로 폭으로도 20 Ω이하의 낮은 임피던스를 가지는 전송선로의 구현이 가능하였으며, 동일한 임피던스를 가지는 기존 전송선로의 선로 폭 3mm에 비해 선로 폭이 크게 감소하였다. 그리고, 주기적 구조의 길이 LT값을 조정함으로써 원하는 특성임피던스 값을 가지는 구조를 반도체 기판 상에 용이하게 구현할 수 있음을 알 수 있었다. 상기 결과로부터 CWP3DCS 구조는 완전집적형 무선통신 반도체 SoC용 정합 및 수동소자로써 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문은 3D 결합구조를 가지는 코프레너 선로인 CWP3DCS의 대역폭에 대한 최초의 연구이다.
In this paper, we studied the charging characteristics of high-capacity supercapacitor with high current for RF wireless charging system for smart phone charging. The dc output of the RF-DC receiver is connected to supercapacitor after which is connected to DC-DC converter for charging a smart phone. This configuration stably supplies voltage and current for charging it. Studies show that the higher charging current use, the rapidly shorter the charging time of supercapacitor is. The currents of 2A, 10A and 27A were used for charging supercapacitors. The charging time was measured for 3000F, 6000F, 12000F supercapacitors which is parallelly connected with 3000F supercapacitors.
전력 변환에는 전력 효율과 함께 전력 변환시스템의 소형화를 위해 적용하는 스위칭에 의한 잡음으로부터 시스템 안정성이 보장되어야 한다. 따라서 전력 변환시 스위칭 잡음을 감소시킬 수 있는 대책이 필수적이다. 따라서 이전 논문에는 MPS사의 MPQ4432 드라이버를 이용하여 DC/DC Buck Converter회로를 구성한 후 이를 reference plane을 갖는 4층 PCB 회로 구조에서 부품의 배치가 서로 다른 경우 발생하는 스위칭 잡음특성을 시뮬레이션 하였다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 진행한 서로 다른 두 회로를 제작하여, 시뮬레이션과 동일하게 Conducted Emission특성과 Radiated Emission 특성을 분석하였다. 또한 측정결과와 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그 결과 Current Return Path의 구성에 따라 Conducted Emission특성이 저주파대역에서는 2~9dB, 고주파대역에서는 6~7dB 감소됨을 확인하였다. 그리고 Radiated Emission특성은 9dB 감소됨을 확인하였다. Conducted Emission 시뮬레이션 결과 저주파대역에서 6~7dB이고, 측정 결과는 2~9dB로 다소차이가 있음을 확인하였고, 고주파대역에서는 실험과 시뮬레이션에서 모두 7dB정도임을 확인하였다. 그리고 Radiated Emission은 시뮬레이션에서 12dB 감소를 확인하였지만, 측정결과 9dB의 감소를 확인하였다. 이로써 다소 감소량에는 차이가 확인되었지만 전력변환회로를 설계할 경우 Current return path의 구성에 따라 잡음 특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
A source meter is a basic instrument to perform a measurement of DC characteristic of semiconductor devices. the source meter can be used as variable voltage source, variable current source, voltage meter, or current meter. The accuracy of the low current measurement can be improved with the compensation of leakage current and charge and discharge current. In the low current measurement, the RC time constant is extremely big, so the measurement speed is very low. In this thesis, the analysis of the behavior of the measurement current according to the RC time constant and output capacitance and the method to accelerate the measurement speed.
본 논문에서는 해양 전기추진 시스템과 딥러닝 알고리즘을 융합하여 전기추진 리제너레이션 시스템에서 DC/DC 컨버터 출력 전류 예측 및 리제너레이션 수행 시 배터리 충전량을 예측하기 위해 신경망 모델을 제안한다. 제안 된 신경망을 실험하기 위해 PCM의 입력 전압과 전류를 측정하고 시제품 PCM 보드의 출력 결과를 통해 데이터 세트를 구성하였다. 또한 불충분 한 데이터 세트에서 학습 결과를 향상시키기 위해 기존 데이터 세트를 데이터 피팅하여 학습을 진행하였다. 학습 후 신경망 모델의 데이터 예측 결과와 실제 측정 데이터의 차이를 그래프를 통해 확인하였다. 제안한 신경망 모델은 입력 전압과 전류 변화에 따른 배터리 충전량 예측을 효율적으로 보여주었다. 또한, DC/DC 컨버터를 구성하는 아날로그 회로의 특성변화를 신경망을 통하여 예측함으로써, 리제너레이션 시스템의 설계 시, 아날로그 회로의 특성을 고려해야 할 것으로 판단된다.
These days, the advantages of DC power system are consistently stand out in korea that was a small power loss and high stability. Needs of DC power transmission technology is focused In the midst of a smart grid and environment friendly generation technology boom that is needed for next generation technology. Researches and businesses for HVDC(High Voltage Direct Current) system has been began. But, Needs of HVDC equipment and system commissioning technology are not on the rise until now. In particular, South Korea's HVDC technology is after the foot runner of advanced country and company. In addition, There is no experience for equipment verification and commissioning technology. And Experts of HVDC are rare. Who has been fully understood hardware and system as a whole, and identified all the equipment's characteristic. Recently, Academia and industry are recognized a needs of HVDC technology. But it does not received a recognition of technical value. In this paper, introduce issues when we apply the IEEE's verification method for HVDC system, especially DC current measurement system, DC CT(Direct Current Transformer), among the HVDC equipments. And Proposes remedial methods on the issue in order to recognize the necessity that was HVDC equipments's verification and commissioning technology research should be focused on.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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