• 제목/요약/키워드: N 손실

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에너지절감 차세대 GaN 반도체 소자

  • 문재경;배성범;안호균;고상춘;남은수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.105-105
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    • 2012
  • 본 논문에서는 전세계적으로 차세대 에너지절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN 소자의 연구개발 동향에 관하여 발표하고자 한다. GaN 반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$)등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. 고출력용 GaN RF 전력증폭 소자의 전력밀도는 기존 Si-기반 LDMOS 트랜지스터보다 10배 이상 높아 제품의 소형화와 경량화를 통하여 30% 이상의 전력절감이 가능하며, 레이더, 위성등 송수신 트랜시버 모듈에 GaN 전력증폭기를 이용할 경우 기존 GaAs-기반 전력증폭기에 비하여 높은 전력밀도(>x8)와 높은 효율(>20%)로 인하여 모듈 크기를 50% 이상 줄임과 동시에 경량화를 이룰 수 있어 비행기, 위성등 탑재체의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있다. 고전력용 GaN 전력 스위칭 소자는 기존 Si-기반 IGBT에 비하여 스위칭 손실과 온-저항 손실이 낮아 30% 이상의 에너지 절감이 가능하다. 뿐만 아니라, 일본 도요타 자동차사의 보고에 의하면 HEV등 전기자동차의 DC-DC 부스터 컨버터나 DC-AC 인버터에 GaN 전력반도체를 적용할 경우 경량화, 변환효율 향상, 전용 냉각시스템을 제거할 수 있어 연료소모를 10% 이상 줄일 수 있어 연간 400불 이상의 에너지 절감 효과를 가진다. 이러한 에너지절감 효과는 미국, 유럽, 일본등 선진국을 중심으로 차세대 GaN 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 치열한 경쟁 구도의 구동력이 될 것이며, 본 논문을 통하여 GaN 반도체의 연구개발 방향과 상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.

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스위칭 손실을 줄인 1700 V 4H-SiC Double Trench MOSFET 구조 (A Novel 1700V 4H-SiC Double Trench MOSFET Structure for Low Switching Loss)

  • 나재엽;정항산;김광수
    • 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.

모듈 단위의 용량 확장이 용이한 대용량 WDM 광 교환기 (Module-based Easily Scalable Ultra-large Capacity WDM Optical Exchange)

  • 김정범;송홍석;신서용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권7C호
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    • pp.641-652
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    • 2002
  • 본 논문에서는 대용량의 데이터를 처리하기 위한 시간분할 및 파장분할 방식을 혼합한 구조를 갖는 대용량 광 교환기 ESCIMONET(Easily SCalable Interconnected Multiwavelength Optical NETwork)의 구조 및 동작과 특징에 대해 소개하였다. ESCIMONET은 n 개의 파장만을 이용하여 n$^3$의 가입자를 수용할 수 있어 스위칭 용량의 효율성이 매우 뛰어난 시스템이며, 시스템 손실 또한 기존의 구조에 비해 적어 손실 보상을 위해 삽입하는 광 증폭기의 개수를 최소화 할 수 있다. 또한 본 논문에서는 ESCIMONET에서 사용된 버퍼의 처리율(Throughput)을 분석하여 전체 스위칭 시스템의 처리율을 분석하였고, 버퍼의 평균 대기 시간을 계산하여 광 교환기 ESCIMONET의 성능을 평가하였다.

2구간을 사용한 평면형 n-방향 전력분배기 (Planar Type n-Way Power Divider using 2 Section)

  • 김경환;조영송;황충선;신철재
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제6권1호
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    • pp.28-36
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    • 1995
  • 본 논문에서는 X-band에서 사용할 수 있는 손실이 작은 n-방향 전력분배기의 설계방법을 제안하였다. 손실을 적게 하기 위하여 전송선로와 정합을 위한 아이솔레이션 저항을 단지 2단만 사용하여 설계하였다. 3-방향과 4-방향 전력분배기를 측정한 결과 전력분배는 3-방향에서 5.54~6.17dB, 4-방향에서 6.76-7.37dB이며, 반사손 실은 3-방향에서 17dB 이상, 4-방향에서 1갱B 이상이고, 아이솔레이션은 3 방향에서 l&iB 이상, 4 방향에서 10dB 이상으로 측정되었다. 이 값은 이론적인 분석과 거의 일치하였다.

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격파용 벼 펠렛종자 제조장치 개발 (Development of A Rice Seed Pelleting Machine for Direct Seeding in Rice Cultivation)

  • 박종수;유수남;최영수;유대성
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.29-34
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    • 2002
  • 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 벼 종자, 상토, 흔합 접착액 등 펠렛재료를 스크류 컨베이어에 의해 회전 성형롤에 공급, 압축성형 배출함으로써 직경 12 mm의 구형 벼 펠렛종자를 제조할 수 있는 벼 펠렛종자 제조장치를 설계·제작하였다. 나. 설계·제작된 벼 펠렛종자 제조장치의 제조능력은 시간 당 약 13,000 개 ∼ 37,000 개인 것으로 나타났고 이때 성형률은 약 61% ∼ 71%였다. 하지만 벼 종자 손실률은 약 17% ∼ 48%로 매우 큰 것으로 나타나, 펠렛재료의 손실과 종자손상을 줄이기 위한 성형롤 및 펠렛재료 공급장치의 개선이 필요한 것으로 보인다. 다. 제조된 펠렛종자의 무게는 제조 직후에는 1.66 g, 완전 건조 후에는 약 1.3 g으로 나타났으며, 제조된 펠렛종자의 직경은 약 12.0 mm에서 건조 후 약 11.2 mm로 축소되었다. 라. 제조된 한 개의 벼 펠렛종자 내 포함된 벼 종자의 개수는 상토와 벼 종자의 혼합비에 따라 다르게 나타났는데 혼합비 6 : 1에서 펠렛종자 당 종자 개수는 4.1 립, 혼합비 7 : 1에서 3.6 립, 그리고 혼합비 8 : 1에서는 3.1 립으로 나타났다. 마. 건조 후 벼 펠렛종자의 압축강도를 측정한 결과 건조기를 이용한 경우는 118 N ∼ 137 N, 음지 건조의 경우는 88 N ∼ 108 N으로 조사되었으며, 대체적으로 운반 및 파종 과정에서의 취급성은 문제가 없을 것으로 보인다.

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X-대역 응용을 위한 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC (GaN-based Low Noise Amplifier MMIC for X-band Applications)

  • 임병옥;고주석;김성찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.33-37
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    • 2024
  • 본 논문에서는 0.25 ㎛ 게이트 길이를 갖는 GaN HEMT 기술을 사용하여 개발한 X-대역 저잡음 증폭기 MMIC의 특성을 기술한다. 개발된 GaN 기반 X-대역 저잡음 증폭기 MMIC는 9 GHz ~ 10 GHz의 동작 주파수 대역에서 22.75 dB ~ 25.14 dB의 소신호 이득과 1.84 dB ~ 1.94 dB의 잡음지수 특성을 나타내었다. 입력 반사 손실 특성과 출력 반사 손실 특성은 각각 -11.36 dB ~ -24.49 dB, -11.11 dB ~ -17.68 dB를 얻었으며 40 dBm (10 W)의 입력 전력에 성능 열화 없이 정상적으로 동작하였다. MMIC의 크기는 3.67 mm × 1.15 mm이다. 개발된 GaN 기반 저잡음 증폭기 MMIC는 X-대역의 다양한 응용에 적용 가능하다.

전력선 통신용 접촉식 커플러의 제조와 통신 특성 향상 (Manufacturing and Communication properties of Capacitive Coupler for the low Voltage Power Line Communication)

  • 김현식;이해연;이진;김춘배;오영우
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.369-370
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    • 2009
  • 전력선 통신용 접촉식 커플러의 제조 방법 확립과 응용 가능성을 파악하기 위해 440V이하의 저압용 3상 4선식 접촉식 커플러를 설계 및 제조하였다. 60Hz의 교류 전압 신호를 차단하는 캐패시터의 용량이 증가할수록 삽입 손실의 증가하였으며, 68nF의 캐패시터를 적용하여 90~450kHz, 2~30MHz의 전력선통신 주파수 대역에서 최소 삽입 손실 특성을 얻었다. 커플링 트랜스의 권선수 증가는 전자계 결합계수의 상승으로 자기유도 효율이 증가하여 삽입 손실 특성이 증가하였으며. 6턴 이상의 권선수에서는 거의 일정한 삽입 손실 특성을 나타내었다. 설계 완료된 접촉식 커플러를 이용하여 전력선 통신 주파수인 90~450kHz, 2~30MHz 대역에서 $-2\pm1dB$의 삽입 손실 특성을 얻었다.

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고주파 소프트 스위칭 Forward DC/DC 컨버터 (High Frequency Soft Switching Forward DC/DC Converter)

  • 김은수;최해영;조기연;김윤호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.19-25
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    • 1999
  • 본 연구는 새로운 영전압, 영전류 스위칭 Forward 컨버터에 관한 것으로 종래의 하드 스위칭(Hard-Switching) Forward 컨버터에 있어서 Turn-off 및 Turn-off시 발생되는 스위칭 손실 및 출력 다이오드 역회복 특성에 따른 손실증가와 스위칭시 발생되는 기생진동을 Forward 컨버터에 있어서 1차측 주 스위칭소자 및 2차측 출력 정류다이오드와 병렬로 무손실 스너버를 적용함으로써 Forward 컨버터의 1차측 스위칭 소자의 Turn-off 및 Turn-on시 영전압, 영전류 스위칭을 이룰 수 있고, 출력 정류다이오드도 영전압, 영전류 스위칭 됨으로 다이오드의 역회복손실 및 기생 진동에 따른 EMI(Electro-Magnetic Interference)를 줄일 수 있는 무손실 스너버 적용 영전압, 영전류 스위칭 Forward 컨버터에 관한 것이다.

도시 컴퓨팅 파일 시스템에서 미리 읽기 성능 향상을 위한 자료구조 (Data Structure Improving Prefetch Performance for Urban Computing File System)

  • 윤익준;고광진;신현식
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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    • pp.311-312
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    • 2012
  • 도시 컴퓨팅에서의 파일 시스템은 하나의 메타 데이터 서버와 여러 개의 데이터 저장 서버로 구성되어 있다. 이 데이터 저장 서버의 자료구조를 사용자의 두 가지 질의에 맞게 구성함으로써 미리읽기의 성능을 향상시킨다. 또한 데이터의 손실을 방지하기 위해 복사본을 만들 때, 두 가지의 형태로 바꿔 저장함으로써 데이터의 손실을 막고 여러 질의에 대응하여 좋은 성능을 낼 수 있다.

광대역 무선 네트워크에서 서비스 품질 보장을 위한 적응적 전송률 제어 기법 (Adaptive Rate Control Scheme for improving Quality of Service in Broadband Wireless Networks)

  • 김동칠;정광수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(D)
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    • pp.172-174
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    • 2012
  • 본 논문에서는 광대역 무선 네트워크 환경에서 제공되는 스트리밍 서비스의 품질 보장을 위한 적응적 전송률 제어 기법을 제안한다. 기존 기법들은 다수의 사용자들이 존재하는 광대역 무선 네트워크 환경에서 적응적으로 전송률을 조절하지 못하여 네트워크 자원 활용도가 낮고 패킷 손실률이 큰 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 제안하는 기법은 기지국에 접속한 단말의 수와 네트워크 상태를 고려하여 전송률을 조절한다. 실험 결과를 통해 낮은 패킷 손실률과 전송률 향상을 확인하였다.