• 제목/요약/키워드: Protection Device

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New Thyristor Based ESD Protection Devices with High Holding Voltages for On-Chip ESD Protection Circuits

  • Hwang, Suen-Ki;Cheong, Ha-Young
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.150-154
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    • 2019
  • In the design of semiconductor integrated circuits, ESD is one of the important issues related to product quality improvement and reliability. In particular, as the process progresses and the thickness of the gate oxide film decreases, ESD is recognized as an important problem of integrated circuit design. Many ESD protection circuits have been studied to solve such ESD problems. In addition, the proposed device can modify the existing SCR structure without adding external circuit to effectively protect the gate oxide of the internal circuit by low trigger voltage, and prevent the undesired latch-up phenomenon in the steady state with high holding voltage. In this paper, SCR-based novel ESD(Electro-Static Discharge) device with the high holding voltage has been proposed. The proposed device has the lower triggering voltage without an external trigger circuitry and the high holding voltage to prevent latch-up phenomenon during the normal condition. Using TCAD simulation results, not only the design factors that influence the holding voltage, but also comparison of conventional ESD protection device(ggNMOS, SCR), are explained. The proposed device was fabricated using 0.35um BCD process and was measured electrical characteristic and robustness. In the result, the proposed device has triggering voltage of 13.1V and holding voltage of 11.4V and HBM 5kV, MM 250V ESD robustness.

Parallel PNP 및 N+ drift가 삽입된 높은 홀딩전압특성을 갖는 ESD보호회로에 관한 연구 (A Study on ESD Protection Circuit with High Holding Voltage with Parallel PNP and N+ difrt inserted)

  • 곽재창
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.890-894
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    • 2020
  • 본 논문에서는 대표적인 ESD 보호소자인 LVTSCR의 구조적 변화를 통해 높은 홀딩전압 특성을 가지는 ESD 보호소자를 제안한다. 제안된 ESD 보호소자는 병렬 PNP path와 긴 N+ drift 영역을 삽입하여 기존의 LVTSCR보다 높은 홀딩전압을 가지며, 일반적인 SCR 기반 ESD보호소자의 단점인 Latch-up 면역특성을 향상시킨다. 또한 기생 BJT들의 유효 베이스 폭을 설계변수로 설정하였으며, N-Stack 기술을 적용하여 요구되는 application에 적용할 수 있도록 시놉시스사의 TCAD 시뮬레이션을 통해 제안된 ESD 보호소자의 전기적 특성을 검증하였다.

Self-Biasing 효과로 높은 홀딩 전압을 갖는 SCR 기반 양방향 ESD 보호 소자에 관한 연구 (A Study on SCR-based Dual Directional ESD Protection Device with High Holding Voltage by Self-Biasing Effect)

  • 정장한;정승구;구용서
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.119-123
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    • 2022
  • 본 논문은 추가 기생 바이폴라 BJT로 인해 높은 홀딩전압을 갖는 ESD 보호소자에 Self-Biasing 구조를 추가하여 12V 급 어플리케이션에 적합한 새로운 ESD 보호소자를 제안한다. 제안된 소자의 동작원리와 전기적 특성 검증을 위해 Synopsys사의 TCAD Simulation을 사용하여 current density simulation과 HBM simulation을 수행하였고 추가된 Self-Biasing 구조 동작을 확인하였다. Simulation 결과 제안된 ESD 보호소자는 기존의 ESD 보호소자와 비교하여 높은 수준의 홀딩전압을 갖는 것을 확인하였고 이는 듀얼구조로 인한 높은 면적효율과 12V급 어플리케이션에서 충분한 래치업 면역 특성을 가질 것으로 기대된다.

정전기 보호용 소자의 AC 모델링에 관한 연구 (A Study on AC Modeling of the ESD Protection Devices)

  • 최진영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.136-144
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    • 2004
  • 2차원 소자 시뮬레이터를 이용한 AC 해석 결과를 토대로 ESD 보호용 소자의 AC 등가회로 모델링을 시도한다. NMOS 보호용 트랜지스터의 AC 등가회로는 다소 복잡한 형태로 모델링되며, 이를 간단히 RC 직렬회로로 모델링할 경우 주파수 영역에 따라 오차가 크게 발생할 수 있음을 설명한다. 또한 싸이리스터형 pnpn 보호용 소자의 등가회로는 간단히 RC 직렬회로로 모델링될 수 있음을 보인다. 추출한 등가회로를 이용한 회로 시뮬레이션에 근거하여, 주요 RF 회로의 하나인 LNA에 ESD 보호용 소자를 장착할 경우 보호용 소자의 기생성분이 LNA의 특성에 미치는 영향에 대해 조사해 본다. NMOS 보호용 트랜지스터를 단순히 커패시터 하나만으로 모델링할 경우 회로특성의 예측에 큰 오류가 발생할 수 있음을 설명한다. 또한 제시한 pnpn 보호용 소자를 사용할 경우 보호용 소자의 장착에 의한 LNA 회로의 특성 열화가 크게 감소될 수 있음을 확인한다.

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Custom-Made ITE Type Hearing Protection Device Using a Small Acoustic Filter

  • Lee, Yun-Jung;Kim, Pil-Un;Jung, Young-Jin;Chang, Yong-Min;Cho, Jin-Ho;Kim, Myoung-Nam
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.376-383
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    • 2006
  • Noise induced hearing loss (NIHS), the well-known occupational disease, is caused by continuous excessive noise. The prevention of NIHS is very important, because it is unrecoverable. There are some kinds of hearing protection device (HPD), and those are effective in preventing NIHS. But workers in noisy environment often resist to wearing them. Because they are ready - made products, so workers feel uncomfortable to wear. Also, they didn't maintain the conversation frequency range, so workers are hard to communicate in wearing them. To prevent hearing loss effectively, it is important that workers keep wearing HPD. Therefore, a HPD is needed to be comfortable to wear and be effective not only in hearing protection but also in preserving communication ability. So we proposed a custom - made hearing protection device in which a small acoustic filter is inserted. We designed several kinds of small acoustic filters and carried out some acoustic experiments for measuring characteristics of filters. We confirmed that acoustic transmission characteristic can be adjusted from experimental results using designed small acoustic filters. And we researched for the actual efficiency of a new developed custom - made hearing protection device using a small size acoustic filter. Also, we found out that workers are more satisfied with the new development than a former protection device from a workers' response.

백열전구를 이용한 학습 교구용 단락보호장치에 대한 고찰 (A Study on the Short-circuit Protection System for Learning Teaching Instruction Using Incandescent Light Bulb)

  • 김홍용
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.844-850
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    • 2023
  • 연구목적: 본 논문은 백열전구를 이용하여 단락보호 전원공급 장치를 개발하고, 이를 학습 교구로 활용하는 연구에 관한 것이다. 전기 안전과 에너지 절약을 동시에 고려한 이 연구는 교육과 산업 분야에서 중요한 응용 가능성을 가지고 있다. 백열전구를 활용한 단락보호 전원공급 장치는 기존의 전원공급 장치와 비교하여 안전성과 효율성을 향상시키는데 도움이 되며, 학습 교구로 학습자들에게 전기 안전 교육을 제공함으로써 실생활에서의 전기 안전 지식을 습득하는데 기여한다. 연구방법: 백열전구를 사용하여 단락보호 전원공급 장치를 개발하고 개발된 장치의 성능 평가 및 안전성 확인을 통해 학습 교구로 활용할 수 있는 새로운 전원공급장치를 제작 한다. 결론:백열전구를 활용한 단락보호 전원공급 장치의 개발과 학습 교구로의 응용 가능성을 탐구한 연구이다. 이를 통해 전기 안전과 에너지 절약에 기여할 수 있는 혁신적인 솔루션을 제시하였으며, 교육 분야와 산업 분야에서의 응용 가능성을 열어놓았다. 이러한 연구는 전기 안전 및 에너지 관리 분야에서의 연구와 교육에 기여할 것으로 기대된다.

국내 전동차에 적용된 SIDE BUFER와 OVERLOAD PROTECTION의 고찰 (Study on Side Buffer & Overload Protection applied Local EMU)

  • 황진택
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.695-701
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    • 2009
  • Side Buffer with Anti-Climber is absorber and anti climber during impact. The Overload Protection Device protects the car underframe from being damaged in case of release of the overload protection. In case of heavy impacts(60 ton), the load is converted into deformation energy by plastic deformation of the tear-off bolts This paper describes a study on this function applied for Side Buffer and Overload Protection Device.

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TLP 평가기법을 이용한 Diode type의 ESD 보호소자 특성 평가 (Properties evaluation for ESD Protection device of Diode type using TLP evaluation method)

  • 이태일;김홍배
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.53-57
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    • 2007
  • In paper, We evaluated for various diode type ESD protection device using TLP measurement method. An Evaluation diode is divided to Enclosed type and Stripe type as pattern style in extensive. These diodes is split up followed factor that Anode-to-Cathod space, N+ region width, Multi type and Contact to Active space. After a TLP measurement, we can be got the Vt2, It2 by I-V characteristic values. In the results, diode of enclosed type is present relatively higher Current capability(It2) than stripe type in a same voltage conditions. And the Second-breakdown voltage(Vt2) were that Stripe type's diode higher than Enclosed type's diode as have $14{\sim}15V$. Finally we suggest the best diode design condition as ESD protection device using entire consequence.

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NSCR_PPS 소자에서 채널차단 이온주입 변화에 따른 최적의 정전기보호소자 설계 (Optimal Design of ESD Protection Device with different Channel Blocking Ion Implantation in the NSCR_PPS Device)

  • 서용진;양준원
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.21-26
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    • 2016
  • PPS 소자가 삽입된 N형 실리콘 제어 정류기(NSCR_PPS) 소자에서 채널차단영역의 이온주입 변화가 정전기 보호 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 종래의 NSCR 표준소자는 on 저항, 스냅백 홀딩 전압 및 열적 브레이크다운 전압이 너무 낮아 마이크로칩의 정전기보호소자로 적용이 어려웠다. 그러나 본 연구에서 제안하는 채널 차단 영역의 이온주입 조건을 변화시켜 각각 변형설계된 소자에서는 채널 차단 이온주입이 정전기 보호성능의 향상에 영향을 주는 중요한 파라미터였으며, CPS_PDr+HNF 구조의 변형소자는 정전기보호소자의 설계창을 만족시키는 향상된 정전기보호성능을 나타내어 고전압 동작용 마이크로 칩의 정전기보호 소자로 적용 가능함을 확인하였다.

공압 실린더 및 단순 링크기구를 이용한 충돌 보행자 보호 장치에 관한 연구 (Study on Pedestrian Protection device in collision using Pneumatic cylinder and simple link mechanism)

  • 노상현;이동렬
    • 동력기계공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.64-71
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    • 2008
  • This study is on pedestrian protection device using pneumatic cylinder and simple link mechanism when vehicle collide with pedestrian. This study ensured the safety space between engine and hood after it applies to simple link mechanism and pneumatic cylinder. It can absorb the damage which measure the specific device if vehicle collide with pedestrian. Combination of simple link mechanism and pneumatic cylinder was more superior than the present pedestrian protection device. Simple link mechanism could confirm superior height and survival probability than when only cylinder operated. It also ensured enough space between engine and hood. And if a cylinder is not working because of old cylinder, poor repair or damage of accident vertical cylinder would be difficult to execute because there exists the irregular space between engine and hood. If simple link mechanism operates with only one cylinder it could ensure the regular space because simple link mechanism set up at the middle of hood. So this device could confirm high safety for pedestrian.

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