• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2021

본 논문에서는 CDT(Conventional Double Trench) MOSFET보다 스위칭 시간과 손실이 적은 1700 V EPDT(Extended P+ shielding floating gate Double Trench) MOSFET 구조를 제안하였다. 제안한 EPDT MOSFET 구조는 CDT MOSFET에서 소스 Trench의 P+ shielding 영역을 늘리고 게이트를 N+와 플로팅 P- 폴리실리콘 게이트로 나누었다. Sentaurus TCAD 시뮬레이션을 통해 두 구조를 비교한 결과 온 저항은 거의 차이가 없었으나 Crss(게이트-드레인 간 커패시턴스)는 게이트에 0 V 인가 시에는 CDT MOSFET 대비 32.54 % 줄었고 7 V 인가 시에는 65.5 % 감소하였다. 결과적으로 스위칭 시간 및 손실은 각각 45 %, 32.6 % 줄어 스위칭 특성이 크게 개선되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.152-158
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• 1999

IGBT는 전압정격 및 전류정격이 높고 도통손실이 낮아서 스위칭 전원장치에 많이 쓰이고 있는 추세에 있다. 그러나 IGBT는 MOSFET에 비해 스위칭 특성이 좋지 않아서 스위칭 손실이 많이 발생하며 주파수에도 제한을 받는다. 본 논문에서는 IGBT와 MOSFET의 장점을 살리기 위하여 IGBT에 MOSFET를 병렬로 접속한 IGBT-MOSFET 병렬 스위치를 사용한 2.4kW, 48V 출력의 고효율 반브리지 직류-직류 변환기를 제안한다. 병렬 스위치에서 주 스위칭 소자인 IGBT는 도통구간에서 주된 역할을 하며 MOSFET는 스위칭시에 주된 역할을 한다. 스위칭 손실을 분석하기 위하여 선형화 모델을 사용하였으며 시뮬레이션을 통하여 변환기의 동작을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.94-100
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• 2015

본 논문에서는 U-MOSFET 내부의 기생 body 다이오드(PN diode)를 쇼트키 body 다이오드(Schottky body diode)로 대체한 50V급 전력 U-MOSFET을 제안하였다. 쇼트키 다이오드는 PN 다이오드와 비교 시, 역 회복 손실(reverse recovery loss)을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 전력 MOSFET의 기생 body 다이오드를 쇼트키 body 다이오드를 대신함으로써 역 회복 손실을 최소화 할 수 있다. 제안된 쇼트키 body 다이오드(Schottky body diode) U-MOSFET(SU-MOS)를 conventional U-MOSFET(CU-MOS)와 전기적 특성을 비교한 결과, 전달(transfer) 및 출력(output)특성, 항복(breakdown)전압 등 정적(static) 특성의 변화 없이 감소된 역 회복 손실을 얻을 수 있었다. 즉, 쇼트키 다이오드의 폭(width)이 $0.2{\mu}m$, 쇼트키 장벽 높이(Schottky barrier height)가 0.8eV일 때 첨두 역전류(peak reverse current)는 21.09%, 역 회복 시간(reverse recovery time)은 7.68% 감소하였고, 성능지수(figure of merit(FOM))는 35% 향상되었다. 제안된 소자의 특성은 Synopsys사의 Sentaurus TCAD를 사용하여 분석되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 F
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• pp.1977-1980
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• 1998

본 논문에서는 출력단에 동기정류기를 사용하는 영전압 스위칭 방식의 고효율 하프 브리지(H-B)컨버터에 대해 다루고자 한다. 컨버터 손실의 대부분은 출력단 정류기 부분, 주 스위치, 트랜스 등에서 발생되며, 이중 출력단 정류기에 쇼트키 다이오드를 이용하는 경우 쇼트키 다이오드의 on-drop에 의한 손실이 적지 않게 된다. 따라서 이를 감소시키기 위해 쇼트키 다이오드를 MOSFET동기 정류기로 대치하고자 한다. 동기 정류기 방식에 이용되는 MOSFET에는 도통손실이 있으나 이는 쇼트키 다이오드의 on-drop에 의한 손실에 비해 매우 작으며, 특히 MOSFET의 기생 성분을 이용하여 영전압을 구현함으로써 MOSFET의 도통 손실을 현저히 감소시킬 수 있게 된다. 또한 H-B 컨버터의 경우 주 스위치에 전원전압과 동일한 크기의 전압이 인가되므로 내압이 작은 소자의 이용이 가능하게 되며, 이와 같이 함으로써 사용 부품 수의 감소, 내압이 낮은 주 스위치의 사용, 더 나아가 효율이 높은 고효율 컨버터를 구현 할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.82-84
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• 2019

본 논문에서는 Induction Heating(IH) 시스템에서 WBG 소자인 SiC MOSFET과 GaN Transistor의 Performance 비교를 통해서 소자의 적합성을 분석한다. SiC 및 GaN 소자를 직렬 공진형 컨버터로 구성된 IH 시스템에 적용하여 온도, 전압, 전류, Gate 저항 등을 고려한 도통 손실, 스위칭 손실, 역방향 도통 손실과 열 해석 프로그램을 통한 열 성능 등의 비교가 수행되며, 이를 통해 소자 적합성이 분석된다. 각 소자에 따른 IH 시스템에 대한 시뮬레이션을 수행하여, 이론적 손실 비교를 통한 소자 적합성 분석에 대한 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.161-162
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• 2016

일반적으로 사용되는 전력 스위치 소자에는 IGBT, MOSFET 등이 있다. 그 중 IGBT 소자는 용량 특성이 우수하여 고 용량 인버터에서 사용가능하다는 장점이 있으나 턴 오프 동작 시 손실 특성과 다이오드 역 회복 특성으로 인해 고속 스위칭 동작에는 부적합하다는 단점이 있다. 최근에는 SiC를 사용한 MOSFET의 개발이 진행되어 MOSFET의 대용량화 및 스위칭 손실저감이 이루어졌고 이에 따라, 본 논문에서는 SiC MOSFET을 이용한 고속 스위칭 인버터를 제안하였으며 그 특성을 기존의 IGBT 소자를 이용한 인버터와 비교분석하고 이를 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.663-664
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• 2012

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.161-162
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• 2014

본 논문에서는 스탠바이 컨버터를 가지는 전력 변환 시스템에서 경부하 효율을 높일 수 있는 새로운 게이트 구동기법을 제안한다. 제안 방법은 스탠바이 컨버터의 보조 출력 전압을 조절하여 전력 MOSFET의 구동 전압 및 제어기 IC의 동작 전압을 경부하 조건에서 낮춘다. 따라서, MOSFET의 게이트 구동 손실과 제어기 IC의 손실을 크게 줄일 수 있다. 본 논문에서는 48V 입력전압 및 12V 출력전압/60A 출력전류의 주전원단 및 5V/3A의 출력의 스탠바이 전원단을 포함한 DC/DC 서버용 전원 장치를 실험하여 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.21-23
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• 2008

본 논문은 현재 연료전지의 전력변환시스템에서 고주파 절연방식 중 많이 사용 되고 있는 Full-Bridge컨버터를 시뮬레이션 툴(ORCAD)을 이용하여 조건을 각각 달리하여 해석하였다. 전류의 부담을 줄이는 방법으로 사용하는 MOSFET을 병렬로 여러개 연결할 경우와 스위칭 주파수를 변화시켰을 경우 각각의 손실을 알아보았고 이를 통하여 효율개선의 방안을 제시하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.117-125
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• 2016

In this paper, the inverter switch losses of BLDC motor for three types of PWM methods and power devices were analyzed. When the BLDC motor is driven at low currents, the inverter switch losses for MOSFET are low because MOSFET operates like resistance. However, the inverter switch losses for IGBT are higher than MOSFET due to its large turn-off losses. Moreover, synchronous rectification switching method is adaptable because MOSFET has 2-channel. So, MOSFET can be driven with more low impedance and losses. For low power inverter with MOSFET, the power losses of unified PWM are lower than that of unipolar and bipolar PWM. Proposed method and losses analysis results are verified by examination and simulation using Matlab/Simulink.