• 제목/요약/키워드: GaN 반도체

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WBG 스위치를 적용한 소용량 플라이백 컨버터의 내부손실 특성과 효율 개선에 관한 연구 (A Study A on Internal Loss Characteristics and Efficiency Improvement of Low Power Flyback Converter Using WBG Switch)

  • 안태영;유정상
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.99-104
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    • 2020
  • In this paper, efficiency and loss characteristics of GaN FET were reported by applying it into the QR flyback converter. In particular, for the comparison of efficiency characteristics, QR flyback converter experimental circuits with Si FET and with GaN FET were separately produced in 12W class. As a result of the experiment, the experimental circuit of the QR flyback converter using GaN FET reached a high efficiency of 90% or more when the load power was 2W or more, and the maximum efficiency was observed to be about 92%, and the maximum loss power was about 1.1W. Meanwhile, the efficiency of the experimental circuit with Si FET increased as the input voltage increased, and the maximum efficiency was observed to be about 82% when the load power was 9W or higher, and the maximum loss power was about 2.8W. From the results, it is estimated that that in the case of the experimental circuit applying the GaN FET switch, the power conversion efficiency was improved as the switching loss and conduction loss due to on-resistance were reduced, and the internal loss due to the synchronous rectifier was minimized. Consequently, it is concluded that the GaN FET is suitable for under 20W class power supply unit as a high efficiency power switch.

엠보형 Al 반사막을 이용한 GaN-based LED의 광추출 효율 향상 (Enhanced light extraction in GaN-bassed LED with embo type Al reflector)

  • 이완호;신영철;김은홍;김철민;이병규;;김태근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.150-150
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    • 2008
  • 고효율 LED를 얻기 위해서는 LED의 내부 양자효율과 외부 양자효율이 높아야 한다. 현재 GaN-Based LED의 내부 양자효율은 결정의 질의 개선 및 이중이종접합 또는 다중양자우물 구조와 같이 활성층의 캐리어 농도를 높이는 접합구조로 설계되어 거의 100%에 가까워졌다. 그러나 외부 양자효율은 반도체 재료의 높은 굴절률로 인하여 외부로 탈출하지 못하고 내부로 전반사 되어 반도체 내부에 갇히게 되는데 이처럼 갇힌 빛은 반도체와 중간 Interface에 TIR(total internal reflection) 또는 반사판에 의해 계속적으로 반사 된다. 그러므로 이를 해결하기 위한 플립칩 구조, 포토닉 크리스탈 등의 여러 가지 방법들이 제시되고 있지만 아직도 더 높은 외부 양자 효율의 개선을 요구하고 있다. 본 연구에서는 새로운 형태의 반사판(Al) 즉 p-GaN과 반사판 사이의 interlayer로 반사판과의 오믹 접촉을 고려한 Embo type의 NiO를 구현하여 반사된 빛의 방향을 내부반사를 줄일 수 있는 방향으로 변화시킴으로써 광 추출 효율의 향상을 기대할 수 있게 되었다.

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분산된 p형 및 n형 반도체 입자의 도핑 효과와 반도체 동작 (Doping Effects and Semiconductor Behaviors of the Dispersed p- and n- type Semiconductor Particles)

  • 천장호;손광철;라극환;조은철
    • 전자공학회논문지A
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    • 제31A권5호
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    • pp.126-133
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    • 1994
  • Doping effects and semiconductor behaviors of the dispersed p- and n-Si, p- and n- GaAs particles in the aqueous electrolyte have been studied using microelectrophoretic, voltammetric and chronoamperometric techniques. The cations (K$^{+}$) are adsorbed on both the p- and n- Si particle surfaces regardless of the sign of space charges in the depletion layers, i.e. doping profiles. The surface states are negatively charged acceptor states. On the other hand, the anions (CI$^{-}$) are adsorbed on both the p- and n- GaAs particle surfaces regardless of the sign of space charges in the depletion layers, i.e. doping profiles. The surface states are positively charged donor states. Under the same conditions, electrophoretic mobilities, electrochemical processes, doping effects and related semiconductor behaviors of the Si and the GaAs particles are similar regardless of the doping profiles, i. e. dopants and doping concentrations. The doping effects and related semiconductor behaviors of the dispersed p- and n- type semiconductor particles are gradually lost with decreasing dimensions.

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레이더용 X대역 GaN 반도체 송수신기 설계 및 제작 (Design and Fabrication of X-Band GaN TRM for a Radar)

  • 임재환;진형석;유성현;박종선;김태훈;임덕희
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.172-182
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    • 2014
  • 본 논문에서는 능동 위상 배열 레이더에 사용되는 X대역 반도체 송수신기의 설계와 측정 결과에 대해 기술한다. 기존의 50 W 이하의 X대역 송수신 모듈 대비, 단위 증폭 소자로 GaN 소자를 사용하여 증폭회로를 설계하여 고출력, 고효율의 성능을 구현하였다. 제작된 반도체 송수신기의 송신 출력은 200 W(53 dBm) 이상이며, 최장 펄스 폭은 20 us에서 펄스 평탄도는 0.4 dB를 만족한다. 최대 듀티 비는 20 %이다. 수신 이득은 26 dB, 잡음 지수는 4.5 dB의 수신 특성을 갖는다. 송신 출력에 의한 수신 경로 및 단위 증폭 소자의 손상을 방지하기 위한 구조를 적용하였다.

상시불통형 p-GaN/AlGaN/GaN 이종접합 트랜지스터의 게이트막 농도 계조화 효과 (Gate Field Alleviation by graded gate-doping in Normally-off p-GaN/AlGaN/GaN Hetrojunction FETs)

  • 조성인;김형탁
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.1167-1171
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    • 2020
  • 본 연구에서는 상시불통형 p-GaN 전력반도체소자의 신뢰성 향상을 위해 p-GaN 게이트막 내부의 전계를 완화하고자 p-GaN 게이트 도핑농도의 계조화를 제안한다. TCAD 시뮬레이션으로 균일한 도핑농도를 갖는 소자와 문턱전압과 출력 전류 특성이 동일하도록 p형 농도를 계조화하고 최적화하였다. p-GaN 게이트층에서의 전계 감소로 소자의 게이트 신뢰성이 개선될 수 있을 것으로 판단된다.

GaN FET을 적용한 위상 천이 DC-DC 컨버터의 문제점 분석 (Problem Analysis of Phase Shifted DC-DC Converter Using GaN FET)

  • 주동명;김동식;이병국;김종수
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.197-198
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    • 2014
  • 본 논문에서는 Si MOSFET을 차세대 반도체인 GaN FET(Gallium Nitride Field Effect Transistor)으로의 대체 할 시 발생하는 문제점을 분석한다. 다양한 전력변환 시스템에 적용 가능한 위상 천이 풀브리지(Phase Shifted Full Bridge) DC-DC 컨버터를 대상으로 각각 Si MOSFET 및 GaN FET를 적용하고 실험을 통해 문제점을 확인 및 분석한다.

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반도체 전계광학 광변조기의 변조특성 (Modulation characteristics of semiconductor electrooptic light modulators)

  • 이종창;최왕엽;박화선;변영태;김선호
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.22-23
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    • 2000
  • GaAs/AlGaAs나 InGaAs/InGaAsP와 같은 반도체 기판을 이용한 전계광학 광변조기는 LD나 SOA와 같은 광소자와 단일기판 집적이 가능하고 낮은 chirping과 높은 변조대역폭을 갖는 외부광변조기로서의 장점으로 인하여 마이크로파 대역의 초고속광통신소자로 각광을 받아왔다. 특히 진행파의 속도가 정합된 traveling-wave 전극 구조를 갖는 경우 변조대역폭은 30-400Hz에 달하고 있다$^{(1)}$ . 그러나 한편으로는 반도체의 전계광학계수(electro-Optic Coefficient)가 LiNbO$_3$에 비해 10분의 1정도로 작아 상대적으로 동작전압이 커지는 단점이 대두되며 실제 구동전압이 수십 V에 이르고 있다. 이런 단점을 극복하기 위하여 p-i-n 구조를 이용하여 전계 집속도를 높이는 방법이 제안되어 동작전압이 2 V/mm 정도까지 감소하였다$^{(2)}$ . 본 논문에서는 이와 같은 반도체 전계광학 광변조기에서의 소신호 및 대신호 광변조특성을 분석함으로써 보다 높은 변조대역폭과 보다 낮은 동작전압을 갖는 구조를 연구하였다. (중략)

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화합물 반도체 기판 위에 제작된 산화 알루미늄 광결정 특성 (Aluminum Oxide Photonic Crystals Fabricated on Compound Semiconductor)

  • 최재호;김근주;정미;우덕하
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.77-78
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    • 2006
  • We fabricated photonic crystals on GaAs and GaN substrates. After anodizing the aluminium thin film in electrochemical embient, the porous alumina was implemented to the mask for reactive ion beam etching process of GaAs wafer. And photonic crystals in GaN wafer were also fabricated using electron beam nano-lithography process. The coated PMMA thin film with 200 nm-thickness on GaN surface was patterned with triangular lattice and etched out the GaN surface by the inductively coupled plasma source. The fabricated GaAs and GaN photonic crystals provide the enhanced intensities of light emission for the wavelengths of 858 and 450 nm, respectively. We will present the detailed dimensions of photonic crystals from SEM and AFM measurements.

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