This paper presents the equivalent circuit modelling and eigenfrequency analysis of a wideband robust capacitive radio frequency (RF) microelectromechanical system (MEMS) switch that was designed using Poly-Si and Au layer membrane for highly reliable switching operation. The circuit characterization includes the extraction of resistance, inductance, on and off state capacitance, and Q-factor. The first six eigenfrequencies are analyzed using a finite element modeler, and the equivalent modes are demonstrated. The switch is optimized for millimeter wave frequencies, which indicate excellent RF performance with isolation of more than 55 dB and a low insertion loss of 0.1 dB in the V-band. The designed switch actuates at 13.2 V. The R, L, C and Q-factor are simulated using Y-matrix data over a frequency sweep of 20-100 GHz. The proposed switch has various applications in satellite communication networks and can also be used for devices that will incorporate the upcoming IEEE Wi-Fi 802.11ad protocol.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2001.07a
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pp.279-282
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2001
The IBE(ion beam etching)-induced Schottky barrier variation which depends on various etching history related with ion energy, incident angle and etching time has been investigated using voltage-current, capacitance-voltage characteristics of metal-etched silicon contact and morphology of etched surface were studied using AFM(atomic force microscope). For ion beam etched n-type silicons, Schottky barrier is reduced according to ion beam energy. It can be seen that amount of donor-like positive charge created in the damaged layer is proportional to the ion energy. By contrary, for ion beam etched p-type silicons, the Schottky barrier and specific contact resistance are both increased. Not only etching time but also incident angle of ion beam has an effect on barrier height. Taping-mode AFM analysis shows increased roughness RMS(Root-Mean-Square) and depth distribution due to ion bombardment. Annealing in an N$_2$ ambient for 30 min was found to be effective in improving the diode characteristics of the etched samples and minimum annealing temperatures to recover IBE-induced barrier variation were related to ion beam energy.
Park, Hyung-June;Kim, Hyun-Min;Lee, Jun-Sin;Sohn, Sun-Young;Jung, Dong-Geun
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2006.11a
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pp.320-321
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2006
In this work, impedance Spectroscopic analysis was applied to study the effect of plasma treatment on the surface of indium-tin oxide (ITO) anodes using $CF_4g$ as and to model the equivalent circuit for organic light emitting diodes (OLEDs) with the $CF_4$ plasma treatment of ITO surface at the anodes. This device with ITO/TPD/$Alq_3$/LiF/Al structure can be modeled as a simple combination of a resistor and a capacitor. The $CF_4$ plasma treatment on the surface of ITO shifts the vacuum level of the ITO as a result of which the barrier height for hole injection at the ITO/organic interface is reduced. The Impedance spectroscopy measurement of the devices with the $CF_4$ plasma treatment on the surface of ITO anodes shows change of values in parallel resistance ($R_p$) and parallel capacitance ($C_p$).
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2006.11a
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pp.353-354
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2006
This work describes the effect of binders, such as carboxymethylcellulose (CMC), CMC+Polytetrafluoroethylene (PTFE) and PTFE, on the electrochemical and mechanical properties of activated carbon-electrode for electric double layer capacitor. The cell capacitors using the electrode bound with binary binder composed of CMC and PTFE, especially m composition CMC ; PTFE = 60 : 40 wt %, has exhibited the better rate capability and the lower internal resistance than those of the cell capacitor with CMC. On the other hand, the sheet type electrode kneaded with PTFE was bonded with conductive adhesive on Al foil. This cell capacitor using the electrode with PTFE exhibited the best mechanical properties and rate capability compared to the CMC and CMC+PTFE one These behaviors could be explained by the well-developed network structure of PTFE fibrils during the kneading process.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.20
no.1
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pp.65-71
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2015
This paper presents the efficiency analysis of a critical current mode interleaved PFC rectifier, in which each of three different semiconductor switches is employed as the active switch. The Si FET, SiC FET, and GaN FET are consecutively used with the prototype PFC rectifier, and the efficiency of the PFC rectifier with each different semiconductor switch is analyzed. An equivalent circuit model of the PFC rectifier, which incorporates all the internal losses of the PFC rectifier, is developed. The rms values of the current waveforms main circuit components are calculated. By adapting the rms current waveforms to the equivalent model, all the losses are broken down and individually analyzed to assess the conduction loss, switching loss, and magnetic loss in the PFC rectifier. This study revealed that the GaN FET offers the highest overall efficiency with the least loss among the three switching devices. The GaN FET yields 96% efficiency at 90 V input and 97.6% efficiency at 240 V, under full load condition. This paper also confirmed that the efficiency of the three switching devices largely depends on the turn-on resistance and parasitic capacitance of the respective switching devices.
Park, Hyun-Woo;Kim, Soo-Hwan;Kim, Sung-Ha;Kim, Su-Ki;McCartney, Richard I.
한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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2006.08a
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pp.733-738
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2006
As the film transistor-liquid crystal display (TFTLCD) panels become larger and provide higher resolution, the propagation delay of row and column lines, the voltage modulation of Vcom, and the response time of liquid crystal affect the display images now more than in the past. It is more important to understand the electrical characteristic of TFT-LCD panels these days. This paper describes the electrical model of a 15-inch XGA ($1024{\times}768$) TFT-LCD panel. The parasitic resistance and capacitance of its panel are obtained by 3D simulation of a sub pixel. The accuracy of these data is verified by the measured values in an actual panel [1]. The developed panel simulation platform, the equivalent circuit of a 15-inch XGA panel, is simulated by HSPICE. The results of simulation are compared with those of experiment, according to changing the width of signal. Especially, the proposed simulation platform for modeling TFTLCD panels can be applied to large size LCD TVs. It can help panel and circuit designers to verify their ideas without making actual panels and circuits.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.19
no.12
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pp.1167-1171
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2006
This work describes the effect of binders, such as carboxymethylcellulose (CMC), CMC+ Polytetrafluoroethylene (PTFE) and PTFE, on the electrochemical and mechanical properties of activated carbon-electrode for electric double layer capacitor. The cell capacitors using the electrode bound with binary binder composed of CMC and PTFE, especially in composition CMC PTFE = 60 : 40 wt.%, has better rate capability and the lower internal resistance than those of the cell capacitor with CMC. On the other hand, the sheet type electrode kneaded with PTFE was bonded with conductive adhesive on Al foil. This cell capacitor using the electrode with PTFE exhibited the best mechanical properties and rate capability compared to the CMC and CMC+PTFE one. These behaviors could be explained by the well-developed network structure of PTFE fibrils doting the kneading process.
A pulsed power supply of 2.4MJ capacitor bank has been developed to make investigation into electric gun technology. It is made up of eight paralleled 300kJ modules, and can supply various shape of high current pulse by changing charging voltage, inductance, capacitance, and firing time of each module. The 300kJ module has been designed and fabricated for the maximum operating voltage of 22kV, peak current of 150kA, and pulse duration of 1msec. The experiments of the modules were done, and the equivalent circuit of the module was determined. The characteristics of the module were analyzed more deeply through the circuit simulation. The experiments of the paralleled modules with inductance of 20 $\mu$H and load resistance of 100 m$\Omega$ were performed, where the modules were discharged simultaneously and/or sequentially. The results of the experiments were analyzed. The 2.4MJ capacitor bank is currently used as the pulsed power supply for the ETCG (Electro Thermal Chemical Gun) research.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2008.11a
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pp.148-148
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2008
Low-k dielectric materials are an alternative plan to improve the signal propagation delay, crosstalk, dynamic power consumption due to resistance and parasitic capacitance generated the decrease of device size. Now, various materials is studied for the next generation. Diethoxymethlysiliane (DEMS) precursor using this study has two ethoxy groups along with one methyl group attached to the silicon atoms. SiCOH thin films were deposited on p-type Si(100) substrate by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) using DEMS. In this study, we studied the effect of oxygen($O_2$) flow rate for DEMS to characteristics of thin films. The characteristics of thin films deposited using DEMS and $O_2$ evaluated through refractive index, dielectric constant(k), surface roughness, I-V(MIM:Al / SiCOH / Ag), C-V(MIM), deposition rate.
Kim, Dong-Sik;Joo, Dong-Myoung;Lee, Byoung-Kuk;Kim, Jong-Soo
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.65
no.1
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pp.88-96
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2016
In this paper, the GaN FET based phase-shift full-bridge dc-dc converter design is implemented. Switch characteristics of GaN FET were analyzed in detail by comparing state-of-the-art Si MOSFET. Owing to the low conduction resistance and parasitic capacitance, it is expected to GaN FET based power conversion system has improved performance. However, GaN FET is vulnerable to electric interference due to the relatively low threshold voltage and fast switching transient. Therefore, it is necessary to consider PCB layout to design GaN FET based power system because PCB layout is the main reason of stray inductance. To reduce the electric noise, gate voltage of GaN FET is analyzed according to operation mode of phase-shift full-bridge dc-dc converter. Two 600W phase-shifted full-bridge dc-dc converter are designed based on the result to evaluate effects of stray inductance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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