SPICE 회로 해석 프로그램은 수치계산에서 한계를 가지고 있으며 일반적으로 노드전압으로부터 S 파라미터를 계산하기 위한 복잡한 수식으로 인하여 RF나 Microwave회로의 시율레이션에서는 사용 할 수 없는 것으로 알려져 왔다, 회로해석에 의한 노드 전압과 전류로서도 S 파라미터를 쉽게 구할 수 있음을 보였으며 입사, 반사, 진행파와 비례하는 노드 전압을 구하기 위하여 사용되는 테스트 벤치를 개발하였다 SPICE의 계산된 노드전압으로부터 S-파라미터를 계산하고 PSPICE의 후처리 프로 세서인 PROBE를 사용하여 전송선로로 구성된 저역통과 필터를 예로써 제시한다. 시뮬레이션 결과는 또다른 고주파 회로해석 프로그램인 TOUCHSTONE으로 얻어진 결과와 비교하였다. 2가지 프로그 램의 해석 결과에서 크기(amplitude)는 0.003이하의 오차를 나타내었고 위상(phase)은 수십분의 1도 (degree)정도의 차이를 보였다. RF나 Microwave회로를 시뮬레이션하기 위하여 이러한 테스트 벤치를 사용하면 정확도는 물론 가격적으로 매우 저렴하고 교육에 필요한 도구로써 유용하고 실제의 기술자들에게도 효율적일 것이다.
Electroded lamps operated at a high enough frequency can usually be modeled for the purpose of ballast design, as a resistor. Electrodeless fluorescent lamps include other components such as the arc tube's inductance. But that's impedance is small and so will be neglected in this paper. So, electrodeless fluorescent lamps is modeled as a resistor. A SPICE compatible model was developed for an electrodeless fluorescent lamp(OSRAM SYLVANIA ICETRON/ENDURA 150W).
본 연구에서는 시뮬레이션 효율을 향상시킨 시뮬레이션 기반의 아날로그 셀 합성기법을 제안한다. 아날로그 셀을 계층적으로 합성하기 위하여 시뮬레이션 기반으로 전류미러, 차동입력단 등 각각의 부회로(sub circuit) 생성기들을 개발하였다. 이 부회로 생성기들을 모듈화 시키고 계층화시킴으로써 OTA(operational transconductance amplifier)나 2단(2-stage) OP-AMP, 비교기(comparator)등 일반적인 아날로그 셀들의 합성을 위하여 사용될 수 있게 하였다. 시뮬레이션 기반의 합성 시간을 줄이기 위하여 2단계 탐색 기법 (2-stage searching scheme)과 시뮬레이션 데이터 재사용기법(simulation data reusing scheme)을 제안하여 적용하였다 아날로그 셀(OTA) 합성 시 301.05sec에서 56.52sec로 최고 81.2%의 합성 시간을 줄이므로 시뮬레이션 기반의 회로 합성시 긴 합성시간의 문제를 해결하였다. 개발한 합성기는 SPICE의 모델 파라미터외에 추가적인 물리적 파라미터들을 필요로 하지 않으며 공정이나 SPICE 모델 레벨(level)에 독립적이기 때문에 새로운 공정에 적용할 때 필요한 준비 시간이 최소화되었다. 본 논문에서는 OTA와 2단 OP-AMP를 각각 합성하여 제안하는 합성기법의 유용성을 입증하였다.
본 논문에서는 half-bridge inverter를 이용하여 400[W] 고압나트륨 램프용 전자식 안정기를 설계하였다. 제안된 등가 LC 직렬 공진회로에서 인덕터와 커패시터의 값을 이론적으로 계산하고, LC 직렬 half-bridge 회로에 대한 IsSPICE 시뮬레이션을 수행하였다. 계산결과를 검증하기 위해 전자식 안정기를 설계 제작하여 실험을 수행하였다. 실험에 의한 전자식 안정기의 제반특성은 시뮬레이션 결과와 대단히 유사하였다. 실험결과 출력전압 400[W]에서 역률 99.3[%], 전류 전고조파 10.01[%], 램프효율 119[lm/W]의 좋은 성과를 나타내었다.
본 논문에서는 LDO 레귤레이터의 공정변화에 따른 특성변화를 1 ${\mu}m$ 20 V 고 전압 CMOS 공정을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 공정변화에 따른 3종류의 SPICE 파라미터(문턱전압과 실효채널길이가 평균적인 Typ(typical), 평균 이하인 FF(fast), 평균 이상인 SS(slow) 파라미터)를 LDO 레귤레이터 시뮬레이션에 활용하였다. 시뮬레이션 결과,SS 파라미터 사용의 경우, 라인 레귤레이션이 3.6 mV/V, 부하 레귤레이션이 0.4 mV/mA, 부하전류 변화에 따른 출력전압이 안정화되는 시간이 평균 0.86 ${\mu}s$였다. 그리고 Typ 파라미터 사용의 경우, 라인 레귤레이션이 4.2 mV/V, 부하 레귤레이션이 0.44 mV/mA, 부하전류 변화에 따른 출력전압이 안정화되는 시간이 평균 0.62 ${\mu}s$였다. 마지막으로 FF 파라미터 사용의경우 라인 레귤레이션이 7.0 mV/V, 부하 레귤레이션이 0.56 mV/mA, 부하전류 변화에 따른 출력전압이 안정화되는 시간이 평균 0.27 ${\mu}s$였다. 향후, 이러한 공정변화에 따른 회로 특성의 변화를 고려한 효율적 회로설계가 필요할 것으로 사료된다.
본 논문에서는 ELA(excimer laser annealing) 및 SMC(silicide mediated crystallization) 공정으로 제작된 다결정 실리콘 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) 화소의 전기적 특성을 Spice회로 시뮬레이션을 통해 비교 분석하였다. 복잡한 TFT-LCD 어레이 (array) 회로의 전기적 특성 분석을 위하여 GUI(Graphic User Interface) 방식으로 손쉽게 복잡한 회로를 구성할 수 있는 PSpice에 AIM-Spice의 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 소자 모델을 이식하고, AIM-Spice의 변수 추출법을 개선 체계화하였으며 ELA 및 SMC공정으로 각기 제작된 다결정 실리콘 박막트랜지스터에 적용하여 단위 화소 및 라인 RC 지연을 고려한 화소 특성을 비교 분석하였다. 비교 결과 ELA 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 소자가 SMC에 비해 TFT-LCD의 화소 충전 시간 및 킥백(kickback) 전압 특성이 모두 우수하게 나타남을 확인하였다.
In this paper the author proposes a method of implementing a numerical model for threshold voltage ($V_{th}$) shift in organic thin-film transistors (OTFTs) into SPICE tools. $V_{th}$ shift is first numerically modeled by dividing the shift into sequentially ordered groups. The model is then used to derive a simulations model which takes into simulation parameters and calculation complexity. Finally, the numerical and simulation models are implemented in AIM-SPICE. The SPICE simulation results agree well with the $V_{th}$ shift obtained from an OTFT fabricated without any optimization. The proposed method is also used to implement the stretched-exponential time dependent $V_{th}$ shift in AIM-SPICE and the results show the proposed method is applicable to various types of $V_{th}$ shifts.
유도전동기 구동용 공진형 직류링크 인버터의 공진링크 회로와 제어기 설계를 종합적으로 시도하였으며 기존의 해석적 방법의 설계를 보완하기 위하여 SPICE 시뮬레이션에 기초한 설계를 수행하였다. 공진형 직류링크 인버터의 핵심이 되는 공진 링크단의 설계와 공진링크 초기 전류의 최적제어, 인버터 출력의 제어방식 그리고 클램핑 스위치에 저어방식 등에 대한 설계에 있어서 SPICE 에서의 검증과 조정을 통해 실용적 설계와 동작에 대한 예측실험이 가능함을 제시하였다. 이의 타당성을 증명하기 위해서 실험용 공진형 인버터를 구성하여 동작을 확인하였다.
본 논문에서는 SPICE 시뮬레이션을 위한 고전압 insulated gate bipolar transistor(IGBT)의 개선된 모델을 제안하였다. IGBT를 부속 소자인 MOSFET과 BJT의 조합으로 구성하고, 각 소자의 각종 파라미터 값을 조절하여 기본적인 전류-전압 특성과 온도변화에 따른 출력특성의 변화 등을 재현하였다. 그리고 비선형적인 리버스 트랜스퍼 커패시턴스 등의 기생 커패시턴스의 전압에 따른 변화를 높은 정확도로 재현하기 위해, 복수의 접합 다이오드, 이상적인 전압 및 전류 증폭기, 전압제어 저항, 저항과 커패시터 수동소자 등을 추가하였다. 본 회로모델을 1200V급의 트렌치 게이트 IGBT의 모델링에 이용하였으며, 실측자료와 비교하여 통해 모델의 정확도를 검증하였다.
회로설계 엔지니어들이 쉽게 RF IC 설계에 사용할 수 있는 나선형 인덕터의 SPICE 모델을 개발하였다. 이 모델은 나선형 인덕터의 등가회로 소자 값들을 SPICE의 user-defined function 및 subcircuit 기능을 이용하여, 레이아웃 변수, 공정 변수, 실리콘 기판 변수로부터 정의하였다. 특히 인덕턴스는 임의의 회전에 대한 인덕턴스 Li 및 임의의 두 회전에 대한 상호 인덕턴스 Mij를 subcircuit으로 정의하여 전체 인덕턴스 값을 계산하였다. 모델의 정확성을 검증하기 위하여 CMOS 0.8${\mu}m$ 공정으로 제작된 나선형 인덕터의 측정 s-파라미터, 총 인덕턴스 및 quality-factor 결과를 시뮬레이션 데이터와 비교한 결과 일치함을 확인하였다. 본 논문에서 제시된 SPICE를 이용한 나선형 인덕턴스 모델은 scalable하며, 실리콘 기판의 영향등을 포함하기 때문에 레이아웃 최적화에 쉽게 사용할 수 있는 장점을 가진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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