• Journal of Power Electronics
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• 제15권2호
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• pp.299-308
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• 2015

This study proposes four novel pulse width modulation (PWM) shoot-through control methods for impedance source (IS) galvanically isolated DC-DC converters. These methods are derived from a PWM control method with shifted shoot-through introduced by the authors in 2012. In contrast to the baseline solution, where the shoot-through states are generated by the simultaneous conduction of all transistors in the inverter bridge, our new approach is based on the shoot-through generation by one inverter leg. The idea is to increase the number of soft-switched transients and, therefore, decrease the dynamic losses of the front-end inverter. All the proposed approaches are experimentally verified through an insulated-gate bipolar transistor-based IS DC-DC converter. Conclusions are drawn in accordance with the results of the switching loss analysis.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.878-882
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• 2019

XOR(exclusive-OR)-XNOR(exclusive NOR) 회로는 고 성능 산술 연산에 필요한 4-2 압축 회로(4-2 compressor)의 기본 구성 요소이다. 본 논문에서는 에너지 효율이 우수한 XOR-XNOR 회로를 제안한다. 제안한 회로는 임계 경로의 내부 기생 캐패시턴스를 감소시켜 전파 지연 시간을 감소시켰으며, 모든 입력 조합의 경우에 완벽한 출력 값을 가지며 8개의 트랜지스터로 설계되었다. 기존 회로와 비교하여 제안한 회로는 전파 지연 시간이 14.5% 감소하였으며, 전력 소모는 1.7% 증가하였다. 따라서 전력 소모와 지연 시간의 곱 (power-delay product: PDP)과 에너지와 지연 시간의 곱 (energy-delay product: EDP) 각각 13.1%, 26.0% 감소하였다. 제안한 회로는 0.18um CMOS 표준공정을 이용하여 설계하였으며 SPICE 시뮬레이션을 통해 타당성을 입증하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권4호
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• pp.218-222
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• 2009

In this paper, we present a CPW-based 77 GHz 3-stage power amplifier MMIC for automotive radar systems. The power amplifier MMIC has been realized using a 130 nm $In_{0.88}$GaP/$In_{0.4}$AlAs/$In_{0.4}$GaAs metamorphic high-electron mobility transistors(mHEMTs) technology and an output stage with a cascode configuration. This produced a good output power and gain performance at 77 GHz. The fabricated power amplifier MMIC exhibited a small-signal gain of 18 dB, an output power of 17 dBm and 9 % power added efficiency(PAE) at 77 GHz with a total gate width of 800 ${\mu}m$ in the output stage. These performances could be useful to low-cost and small-sized components for 77 GHz automotive radar systems.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권3호
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• pp.7-17
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• 2014

Power electronics modules are semiconductor components that are widely used in airplanes, trains, automobiles, and energy generation and conversion facilities. In particular, insulated gate bipolar transistors(IGBT) have been widely utilized in high power and fast switching applications for power management including power supplies, uninterruptible power systems, and AC/DC converters. In these days, IGBT are the predominant power semiconductors for high current applications in electrical and hybrid vehicles application. In these application environments, the physical conditions are often severe with strong electric currents, high voltage, high temperature, high humidity, and vibrations. Therefore, IGBT module packages involves a number of challenges for the design engineer in terms of reliability. Thermal and thermal-mechanical management are critical for power electronics modules. The failure mechanisms that limit the number of power cycles are caused by the coefficient of thermal expansion mismatch between the materials used in the IGBT modules. All interfaces in the module could be locations for potential failures. Therefore, a proper thermal design where the temperature does not exceed an allowable limit of the devices has been a key factor in developing IGBT modules. In this paper, we discussed the effects of various package materials on heat dissipation and thermal management, as well as recent technology of the new package materials.

• 센서학회지
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• 제9권3호
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• pp.213-223
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• 2000

원자력 관련시설이나 우주 공간, 방사선 치료 센터 등에서 발생되는 방사선량은 정확히 검출되어야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 상용 P채널 Power MOSFET(metal oxide field effect transistor)를 방사선 누적선량 모니터링 센서로 활용하기 위해 실시간 방사선량 검출 측정 시스템을 설계 제작하였고, 시스템의 성능을 분석하기 위하여 Co-60 $\gamma$선원을 갖춘 고준위 조사시설에서 조사한 후 출력특성의 변화를 분석하였다. 방사선 조사실험 결과 P채널 Power MOSFET은 조사된 누적 방사선량에 비례하여 문턱전압($V_T$)이 변화됨과 곡선 변화의 선형적 특성을 지님을 알 수 있었다. 이 선형 함수관계를 이용하여 저가의 상용 P채널 Power MOSFET를 사용한 방사선 총 누적선량을 모니터링하기 위한 센서로 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3866-3872
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• 2010

본 논문에서는 나선형 공진기와 고출력 트랜지스터를 이용하여 고출력 발진기를 설계 측정한 결과를 기술하고 있다. 고출력 트랜지스터가 발진기 설계에 단점이 많음에도 불구하고 평면형 공진기 가운데에서 상대적으로 Q가 높다는 장점을 지닌 나선형 공진기가 고출력 발진기 설계에 이용될 수 있음을 보인다. 1.8GHz 주파수 대역에서 고출력 발진기를 설계하여 측정한 결과, 1.74GHz에서 23.5dBm의 출력전력과 1MHz offset에서 -146.76dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 얻었음을 보인다. 또한 바이어스 전압에 따른 발진 주파수와 출력을 측정한 결과, 주파수 천이가 1MHz 이내이고 출력이 최대 24dBm 정도인 특성을 얻었다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제10권5호
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• pp.99-104
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• 2011

본 논문에서 출력 전력 백-오프 구간을 확장하기 위한 고출력 고효율 불균형 도허티 전력 증폭기를 제안하였다. 제안된 불균형 전력증폭기는 기존의 대칭형 도허티 전력증폭기처럼 주 증폭기와 보조 증폭기에 같은 트랜지스터를 사용하는 구조이며 주 증폭기의 출력에 연결되어 있는 ${\lambda}/4$ 변환기의 임피던스를 변형하여서 구간을 확장할 수 있다. 제안된 불균형 도허티 전력증폭기는 기존의 백-오프 출력 구간을 확장하기 위한 비대칭 도허티 전력증폭기와 비교해서 구조가 더 간단함에도 불구하고 유사한 효율과 선형성 특성을 갖는다. 제안된 증폭기의 성능을 증명하기 위해서 CDMA2000 1FA 신호를 입력으로 사용하여 46 W 도허티 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제작된 불균형 도허티 전력증폭기에서 35 %의 효율과 885 kHz 오프셋 주파수에서 ACPR -34 dBc 그리고 1.98 MHz 오프셋 주파수에서 ACPR -35.6 dBc를 얻었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.82-86
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• 2010

본 논문에서는 포락선추적 기능을 갖는 WCDMA 기지국에 사용될 수 있는 GaN FET를 이용한 전력증폭기 모듈을 설계하고, 제작 및 측정결과를 제시하였다. 개발된 전력증폭기 모듈은 소신호 RF 신호를 입력받아 고이득 MMIC 증폭기, 구동 증폭기 및 전력 증폭기 등을 거쳐 10W 이상의 출력을 생성할 수 있다. 또한, Envelope Tracking 응용을 위해서 최종 전력증폭기의 Drain 전압이 가변되어도 전체 모듈이 안정적으로 동작할 수 있도록 발진방지회로, Isolator, 음전압 우선인가 바이어스 회로가 설계되었다. 모든 바이어스 회로와 RF회로를 $17.8{\times}9.8{\times}2.0\;cm3$ 크기의 하우징 안에 집적화하여 소형화시켰다. 측정결과 바이어스 전압이 4V에서 28V까지 가변할 경우 30dBm에서 40dBm까지 출력이 가변되면서도 35%이상의 일정한 효율 특성을 나타내어 포락선 추적 기능을 수행할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.361-364
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• 2013

기존의 DC-DC 부스트 변환기에서 사용되는 non-overlapping gate driver는 dead-time이 고정되어 있기 때문에 body-diode conduction loss 또는 charge-sharing loss가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 손실을 줄이기 위해 사용된 기존의 적응제어 방식의 경우는 CCM 동작 시 전력트랜지스터가 동시에 on이 되는 구간이 발생하여 시스템 효율이 감소하는 문제점이 있다. 따라서 본 논문 에서는 이러한 문제점을 해결할 dead-time 적응제어 기능과 power switching 기능을 갖는 DC-DC 부스트 변환기를 설계 하였다. CMOS 0.35um 공정을 사용하였고, 2.5V 입력으로 3.3V의 출력전압을 얻으며, 스위칭 주파수는 500kHz 이다. 부하전류 150mA일 때 가장 높은 95.3%의 효율을 얻었다. 설계된 회로의 칩 면적은 $1720um{\times}1280um$이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.62-62
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• 2015

In this study, we study the effects of CF4 plasma treatment on the characteristics of enhancement mode (E-mode) AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs). The CF4 plasma is generated by inductively coupled plasma reactive ion etching (ICP-RIE) system. The CF4 gas is decomposed into fluorine ions by ICP-RIE and then fluorine ions will effect the AlGaN/GaN interface to inhibit the electron transport of two dimension electron gas (2DEG) and increase channel resistance. The CF4 plasma method neither like the recessed type which have to utilize Cl2/BCl3 to etch semiconductor layer nor ion implantation needed high power to implant ions into semiconductor. Both of techniques will cause semiconductor damage. In the experiment, the CF4 treatment time are 0, 50, 100, 150, 200 and 250 seconds. It was found that the devices treated 100 seconds showed best electric performance. In order to prove fluorine ions existing and CF4 plasma treatment not etch epitaxial layer, the secondary ion mass spectrometer confirmed fluorine ions truly existing in the sample which treatment time 100 seconds. Moreover, transmission electron microscopy showed that the sample treated time 100 seconds did not have etch phenomena. Atomic layer deposition is used to grow Al2O3 with thickness 10, 20, 30 and 40 nm. In electrical measurement, the device that deposited 20-nm-thickness Al2O3 showed excellent current ability, the forward saturation current of 210 mA/mm, transconductance (gm) of 44.1 mS/mm and threshold voltage of 2.28 V, ION/IOFF reach to 108. As IV concerning the breakdown voltage measurement, all kinds of samples can reach to 1450 V.