• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.223-224
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• 2017

본 논문에서는 GaN-FET을 적용한 12V-48V 컨버터를 제안하고 차량용 컨버터로서의 장점을 확인한다. GaN-FET의 주요 특징은 고속 스위칭이 가능하다는 것이고 이를 차량용 컨버터에 적용 시 다음의 장점을 지닌다. 첫째, 컨버터의 소형화 및 경량화이다. 고속 스위칭에 의한 리플전류 감소로 인덕터의 크기를 감소시킨다. 둘째, 출력 커패시터 선택의 폭이 넓어진다. 리플전류의 감소로 인해 비교적 작은 용량의 출력 커패시터와 큰 ESR의 선정이 가능하다. 마지막으로, 소형, 경량화된 전력소자에 의해 진동 내구성 관련 기구설계의 단가를 줄일 수 있다. 위의 내용은 고속 스위칭에 따른 이점으로 축약 설명할 수 있고 이에 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 통해 고속 스위칭의 가능성을 증명한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.96-97
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• 2017

본 논문은 Gallium Nitride-Field Effect Transistor(GaN-FET)를 적용한 고방열 및 고전력밀도 모듈형 벅 컨버터를 제안한다. Si-MOSFET를 적용한 벅 컨버터는 높은 스위칭 손실로 인해 고주파수 구동 및 자기소자 사이즈 저감에 한계가 존재하여 고전력밀도화가 어렵다. 반면, 제안된 방식은 스위칭 특성이 우수한 GaN-FET를 적용하여 고주파수 구동이 가능하며, 추가로 평면형 인덕터를 적용함으로써 자기소자의 부피 저감을 통해 컨버터의 고전력밀도화 및 모듈화가 가능하다. 특히, 방열 플레이트 및 케이스로 구성된 새로운 고방열 구조를 통해 방열효과를 극대화 시킬 수 있다. 제안된 모듈형 벅 컨버터의 타당성 검증을 위해 입력전압 48V, 출력전압 24V의 300W급 시작품 제작을 통한 실험결과를 제시한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.11a
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• pp.149-150
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• 2016

본 논문은 500W급 GaN (Gallium Nitride) FET을 적용한 Full Bridge Converter 의 2차측 소자에 따른 손실을 분석한다. Diode를 적용하였을 경우의 도통손실과 Si MOSFET과 GaN FET의 스위칭 손실 및 도통손실을 분석하여 최종적인 효율 및 동기정류의 필요성을 검증하고 그에 따른 방열설계를 수식을 통해 도출하여 제안한다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.16 no.2
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• pp.49-54
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• 2017

In this paper, recent researches on new and renewable energy have been conducted due to problems such as energy exhaustion and environmental pollution, and new researches on high efficiency and high speed switching are needed. Therefore, we compared the efficiency by using high speed switching devices instead of IGBT which can't be used in high speed switching. The experiment was performed theoretically by applying the same parameters of the high speed switching devices which are the Cool MOS of Infineon Co., SiC C3M of Cree, and GaN FET device of Transform, by implementing the DC-DC boost converter and measuring the actual efficiency for output power and frequency. As a result, the GaN FET showed good efficiency at all switching frequency and output power.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.24 no.4
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• pp.259-267
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• 2019

An active clamp flyback (ACF) converter applies a clamp circuit and circulates the energy of leakage inductance to the input side, thereby achieving a zero-voltage switching (ZVS) operation and greatly reducing switching losses. The switching losses are further reduced by applying a gallium nitride field effect transistor (GaN-FET) with excellent switching characteristics, and ZVS operation can be accomplished under light load with boundary conduction mode (BCM) operation. Optimal design is performed on the basis of loss analysis by selecting magnetization inductance based on BCM operation and a clamp capacitor for loss reduction. Therefore, the size of the reactive element can be reduced through high-frequency operation, and a high-efficiency and high-power-density converter can be achieved. This study proposes an optimal design for a high-efficiency and high-power-density BCM ACF converter based on GaN-FETs and verifies it through experimental results of a 65 W-rated prototype.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2000.11a
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• pp.57-57
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• 2000

• Journal of IKEEE
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• v.26 no.4
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• pp.553-559
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• 2022

In this paper, RC snubber circuit design technology for oscillation suppression in half-bridge configuration of cascode gallium nitride (GaN) field effect transistors (FETs) is analyzed. A typical wide band-gap (WBG) device, cascode GaN FET, has excellent high-speed switching characteristics. However, due to such high-speed switching characteristics, a false turn-off problem is caused, and an RC snubber circuit is essential to suppress this. In this paper, the commonly used experimental-based RC snubber design technique and the RC snubber design technique using the root locus method are compared and analyzed. In the general method, continuous circuit changes are required until the oscillation suppression performance requirement is met based on experimental experience . However, in root locus method, the initial value can be set based on the non-oscillation R-C map. To compare the performance of the two aforementioned design methods, a simulation experiment and a switching experiment using an actual double pulse circuit are performed.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.201-203
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• 2018

최근 휴대용 어댑터의 동향은 고주파수 전력 컨버터 설계를 통한 어댑터의 고효율화 및 소형화의 중요성을 강조하고 있다. 그러나 기존 준공진형(Quasi Resonant, QR) 플라이백 컨버터는 하드 스위칭 동작으로 고주파수 구동에 한계가 있으며, 누설 인덕턴스 에너지에 의한 손실로 인해 고효율을 달성하기가 어렵다. 반면, 능동 클램프 플라이백(Active Clamp Flyback, ACF) 컨버터는 ZVS(Zero Voltage Switching) 동작을 하여 고주파수 구동에 유리하고, 누설 인덕턴스 에너지를 입력으로 회기 시킴으로써 손실을 저감할 수 있다. 또한, 경계전류모드(Boundary Conduction Mode, BCM) 동작에서의 손실분석을 기반으로, 반도체 특성이 우수하여 고주파수 동작에 유리한 GaN-FET를 적용하고 최적 설계를 진행함으로써 고효율 및 고전력밀도를 달성하였다. 따라서 본 논문에서는 GaN-FET를 기반으로 하는 고효율 및 고전력밀도 BCM ACF 컨버터의 최적 설계 방안을 제시하고 65W급 시작품의 실험결과를 통해 이를 검증한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.51-51
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• 2009

In this paper, we proposed GaN trench Static Induction Transistor(SIT). Because The compound semiconductor had superior thermal characteristics, GaN and SiC power devices is next generation power semiconductor devices. We carried out modeling of GaN SIT with 2-D device and process simulator. As a result of modeling, we obtained 340V breakdown voltage. The channel thickness was 3um and the channel doping concentration is 1e17cm-3. And we carried out thermal characteristics, too.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.22 no.12
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• pp.1018-1022
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• 2009

In this paper, we proposed GaN trench Static Induction Transistor(SIT). Because The compound semiconductor had superior thermal characteristics, GaN and SiC power devices is next generation power semiconductor devices. We carried out modeling of GaN SIT with 2-D device and process simulator. As a result of modeling, we obtained 340 V breakdown voltage. The channel thickness was 3 urn and the channel doping concentration is $1e17\;cm^{-3}$. And we carried out thermal characteristics, too.