• 전자통신동향분석
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• 제29권6호
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• pp.1-13
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• 2014

GaN(Gallium Nitride)는 3.4eV의 넓은 에너지 갭으로 인하여 고전압에서 동작이 가능하고, 분극전하를 이용한 캐리어 농도가 높아 높은 전류밀도와 전력밀도를 얻을 수 있으며, 높은 전자 이동도와 포화 속도로부터 고속 동작이 가능하여 고주파 고출력 고효율 소형의 전력증폭기 소자의 재료로 적합하다. 본고에서는 민수 및 군수 겸용 Ku-대역 및 Ka-대역 GaN 고출력 전력증폭기(SSPA: Solid-State Power Amplifier)와 관련된 GaN 전력증폭 소자, GaN 전력증폭기 MMIC(Microwave Monolithic Integrated Circuit), 내부정합 패키지형 GaN 전력증폭기 및 GaN SSPA에 대하여, 국내외 특허 기술동향과 연구개발 기술동향을 중심으로 고찰하고자 한다. 국외의 GaN 고주파 고출력 전력증폭기 기술의 연구동향이나 특허동향을 심층분석하여 연구개발에 활용하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.5-6
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• 2015

본 논문은 GaN (Gallium Nitride) HEMT (High Electron Mobility Transistor) 소자의 동작 특성과 Normally-off형 p-GaN 및 cascode-GaN 소자의 구현 방식에 따른 차이점을 분석한다. 두 소자의 차이점에 따른 동작 특성을 비교하고 게이트 구동 시 고려되어야 할 설계 요소를 분석한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.121-121
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• 1999

Gallium nitride (GaN) semiconductor is intensively under investigation for commercialization of short wavelength light emitting devices and laser diodes. One of serious obstacles to overcome is to reduce the defect density in GaN film grown by various techniques such as MOCVD, HVPE, etc. Many research groups including SAIT are trying to improve the defect density to 106-107/cm2 from the level of 108-1010/cm2. We have investigated epitaxial growth behaviour of GaN thin and thick films under hidride vapour phase epitaxy (HVPE) condition. In this report, we present the microstructural and crystallographical characteristics of the GaN films grown on sapphire (0001) substrate which were studied by both conventional and high-resolution transmission electron microscopy (TEM). Also we present some microscopic analysis results obtained from GaN films grown by ELO(dpitzsial lateral overgrowth)-HVPE and from GaN quantum well structures grown by MOCVD. Another serious problem in growing GaN thick film by HVPE is internal micro-cracks. We also comment the origin of the micro-crack.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.4-6
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• 2019

본 논문은 Modular Scalable Inverter System에서 큰 부피를 차지하는 인덕터를 저감하기 위한 방법을 제안한다. 최근 전력분야에서는 모듈형 전력변환 시스템을 사용함으로써 다양한 시스템에 필요한 전력을 공급하여 효율을 증가시키고 신뢰성을 높이는 방법들이 대두되고 있다. 하지만 모듈을 병렬로 사용하는 경우에는 모듈 간에 흐르는 순환 전류가 발생하게 된다. 이런 순환전류는 부하로 전력을 공급하지 않기 때문에 시스템 효율을 떨어트리고 전류제어 및 부하 분담을 방해한다. 따라서 병렬형 인버터에는 출력에 순환전류 저감을 위한 인덕터를 사용해야 한다는 단점이 있다. 모듈형 전력변환 장치에서 큰 크기의 출력 인덕터는 시스템 사이즈를 늘리고 비용을 증가시키고 전력밀도가 낮아지게 된다. 따라서 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) 기반 인버터와 순환전류 저감 알고리즘을 사용하여 고속 스위칭을 함으로써 동일한 순환전류 저감 성능을 확보하지만 출력 인덕터의 크기를 줄이는 방안을 제시한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.700-706
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• 2001

In this paper, I have fabricated and measured the gallium nitride(GaN) based Schottky diodes, and have carried out analyses of degradation of Schottky barrier characteristics. To improve of degraded Schottky barrier characteristics, I have carried out several experiments such as N$_2$ plasma exposure, annealing in N$_2$ ambient and annealing after N$_2$ plasma exposure. In the results of these experiments, I have achieved that only annealing in N$_2$ ambient is enough to improve the Schottky barrier characteristics, are temperature of 700$\^{C}$ and time of 90 sec in N$_2$ ambient furnace. for the analysis of these experiments, I have carried out the measurement of electric characteristics and quantitative analysis of etching damage using AES(Aguger Electron Spectroscopy).

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제12권8호
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• pp.10-17
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• 1999

본 논문에서는 최근 초고주파영역에서 우수한 고출력 특성을 갖는 것으로 알려진 AlGaN-GaN high-electron mobility transistor(HEMT's)의 최근 기술동향과 함께 응용가능성 및 한계에 대하여 검토하였다. GaN는 약 3.4eV 정도의 큰 밴드갭을 갖는 까닭에 200V 이상의 높은 항복전압을 갖는다. 또한 AlGaN와 이종접합을 형성하는 경우 piezoelectric field에 의하여 1$\times$10\ulcornercm\ulcorner 이상의 높은 밀도의 2DEG(two-dimensional electron gas)의 형성이 가능하고, 상온 전자이동도가 1,200$\textrm{cm}^2$/V-s 이상으로서 초고주파 고출력 전자소자의 구현에 필요한 물성을 갖추고 있다. 현재 cutoff frequency fT가 60GHz이상, maximum frequency fmax가 150GHz 이상의 소자가 개발되었으며, 3W/cm 이상의 cw(continuous wave) 전력밀도가 보고된바 있다. 또한 열전도도가 큰 새로운 기판이 개발되고, heat dissipation을 개선하기 위한 새로운 소자구조가 개발됨에 따라 보다 높은 전력밀도를 갖는 단위소자 또는 MMIC(monolithic microwave integrated circuits)의 구현가능성이 높아지고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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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.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.152-155
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• 2020

This study proposes an input filter for a gallium-nitride-based direct matrix converter with a stepless current commutation technique. Various current commutation strategies have been adopted for reliable operation of switches. These strategies are complex to be implemented and require additional components. The stepless current commutation technique is simple to operate but causes overcurrent issues due to the occurrence of short circuit on input sources. In this study, to restrict the short circuit current, we utilized GaN devices with fast switching properties and modified the input filter. The proposed input filter was verified by experimental results of induction motor drive.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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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.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.1033-1037
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• 2019

GaN-based sensors have been widely investigated thanks to its potential in detecting the presence of hydrogen. In this study, we fabricated hydrogen gas sensors with AlGaN/GaN heterojunction and investigated how the sensing performance to be affected by SiN surface passivation. The gas sensor employed a high electron mobility transistors (HEMTs) with 30 nm platinum catalyst as a gate to detect the hydrogen presence. SiN layer was deposited by inductively-coupled chemical vapor deposition as post-passivation. The sensors with SiN passivation exhibited hydrogen sensing characteristics with various gas flow rates and concentrations of hydrogen in inert background gas at $200^{\circ}C$ similar to the ones without passivation. Aside from quick response time for both sensors, there are differences in sensitivity and recovery time because of the existence of the passivation layer. The results also confirmed the dependence of sensing performance on gas flow rate and gas concentration.