• 제목/요약/키워드: Semiconductor operation

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선박 내 통신네트워크 구축을 위한 전력선 기반 무배선통신시스템 (A Powerline-based Legacy-line Communication System for Implementation of a Communication Network in Ship)

  • 김현식;강석근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.1831-1838
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    • 2015
  • 본 논문은 전력선 기반 무배선통신시스템을 이용하여 선박에 통신네트워크를 구축하는 방안을 제시한다. 이를 위하여 전력선과 데이터통신 기기의 연결을 위한 유도성 결합장치와 복합통신장치를 개발한다. 실제 운항되는 선박을 대상으로 시험한 결과, 구현된 무배선통신시스템은 최장 200 m 거리에서 25.8 Mbps 이상의 전송속도를 제공하고, 통신 성공률은 100%인 것으로 측정되었다. 따라서 제시된 시스템은 전송채널의 추가 설치 없이도 선박에 통신네트워크를 구축할 수 있는 유용한 대안인 것으로 판단된다. 또한 설치가 용이하고 데이터통신을 위한 다양한 인터페이스를 지원하므로 미래 디지털 선박에 실시간 모니터링 시스템을 도입하는 경우 매우 효과적일 것으로 기대된다.

A Reliability Evaluation Model for the Power Devices Used in Power Converter Systems Considering the Effect of the Different Time Scales of the Wind Speed Profile

  • Ji, Haiting;Li, Hui;Li, Yang;Yang, Li;Lei, Guoping;Xiao, Hongwei;Zhao, Jie;Shi, Lefeng
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권2호
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    • pp.685-694
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    • 2016
  • This paper presents a reliability assessment model for the power semiconductors used in wind turbine power converters. In this study, the thermal loadings at different timescales of wind speed are considered. First, in order to address the influence of long-term thermal cycling caused by variations in wind speed, the power converter operation state is partitioned into different phases in terms of average wind speed and wind turbulence. Therefore, the contributions can be considered separately. Then, in regards to the reliability assessment caused by short-term thermal cycling, the wind profile is converted to a wind speed distribution, and the contribution of different wind speeds to the final failure rate is accumulated. Finally, the reliability of an actual power converter semiconductor for a 2.5 MW wind turbine is assessed, and the failure rates induced by different timescale thermal behavior patterns are compared. The effects of various parameters such as cut-in, rated, cut-out wind speed on the failure rate of power devices are also analyzed based on the proposed model.

DC/DC 컨버터용 OP-Amp.의 TID 및 SEL 실험 (TID and SEL Testing on OP-Amp. of DC/DC Power Converter)

  • 노영환
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.101-108
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    • 2017
  • DC/DC 컨버터는 임의의 직류전원을 부하가 요구하는 형태의 직류전원으로 변환시키는 효율이 높은 전력변환기이다. 고급형 DC/DC 컨버터는 MOSFET(산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터)를 제어하기 위해 OP-Amp.(연산 증폭기)를 실장한 PWM-IC(펄스폭 변조 집적회로)를 사용한다. OP-Amp.는 증폭기 기능을 수행하는데 방사선 영향으로 전기적 특성이 변화하는데 본 논문에서는 코발트 60 (60Co) 저준위 감마발생기를 이용한 TID실험과 5종류의 중이온 입자를 이용하여 SEL 실험을 수행하는데 바이어스(bias) 전류가 순간적으로 과전류가 흘러 SEL이 발생된다. OP-Amp.의 TID 실험은 조사율은 5 rad/sec.로 전체 조사량을 30 krad 까지 수행하였으며, SEL 실험은 제어보드를 구현한 후 LET($MeV/mg/cm^2$)별 cross section($cm^2$)을 이용하여 성능평가를 하는데 있다.

내부고장을 고려한 AF-SMES 시스템의 시뮬레이션 해석 및 제작에 관한 연구 (A Study on the Fabrication and Simulation Analysis of AF-SMES System considering Internal Fault Condition)

  • 김아롱;김재호;김해종;김석호;성기철;박민원;유인근
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1203-1204
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    • 2006
  • Recently, utility network is getting more and more complicated and huge. In addition to, demands of power conversion devices which have non-linear switching devices are getting more and more increased. Consequently, according to the non-linear power semiconductor devices, current harmonics are unavoidable. Those current harmonics flow back to utility network and become one of the reasons which make the voltage distortion. On the other hands, voltage sag from sudden increasing loads is also one of the terrible problems inside of utility network. In order to compensate the current harmonics and voltage sag problem, AF(Active Filter) systems could be a good solution method and SMES(Superconducting Magnetic Energy Storage) system is a very good promising source due to the high response time of charge and discharge. Therefore, the combined system of AF and SMES is a wonderful device to compensate both harmonics current and voltage sag. However, unfortunately SMES needs a superconducting magnetic coil. Because of the introduction of superconducting magnetic coil, quench problem caused by unexpected reasons is always existed. In case of discharge operation, quench is a significantly harmful factor according as it decreases the energy capacity of SMES. Therefore, this paper presents a decision method of the specification of the AF-SMES system considering internal fault condition. Especially, authors analyzed the change of the original energy capacity of SMES regarding to the size of resistance caused by quench of superconducting magnetic coil. Finally, based on this simulation, authors manufactured actual Active Filter System using DSP.

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Improvement in the negative bias stability on the water vapor permeation barriers on Hf doped $SnO_x$ thin film transistors

  • 한동석;문대용;박재형;강유진;윤돈규;신소라;박종완
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.110.1-110.1
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    • 2012
  • Recently, advances in ZnO based oxide semiconductor materials have accelerated the development of thin-film transistors (TFTs), which are the building blocks for active matrix flat-panel displays including liquid crystal displays (LCD) and organic light-emitting diodes (OLED). However, the electrical performances of oxide semiconductors are significantly affected by interactions with the ambient atmosphere. Jeong et al. reported that the channel of the IGZO-TFT is very sensitive to water vapor adsorption. Thus, water vapor passivation layers are necessary for long-term current stability in the operation of the oxide-based TFTs. In the present work, $Al_2O_3$ and $TiO_2$ thin films were deposited on poly ether sulfon (PES) and $SnO_x$-based TFTs by electron cyclotron resonance atomic layer deposition (ECR-ALD). And enhancing the WVTR (water vapor transmission rate) characteristics, barrier layer structure was modified to $Al_2O_3/TiO_2$ layered structure. For example, $Al_2O_3$, $TiO_2$ single layer, $Al_2O_3/TiO_2$ double layer and $Al_2O_3/TiO_2/Al_2O_3/TiO_2$ multilayer were studied for enhancement of water vapor barrier properties. After thin film water vapor barrier deposited on PES substrate and $SnO_x$-based TFT, thin film permeation characteristics were three orders of magnitude smaller than that without water vapor barrier layer of PES substrate, stability of $SnO_x$-based TFT devices were significantly improved. Therefore, the results indicate that $Al_2O_3/TiO_2$ water vapor barrier layers are highly proper for use as a passivation layer in $SnO_x$-based TFT devices.

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연속회분식반응기에서 패턴매칭방법을 이용한 유입수 부하수준 진단 알고리즘 개발 (Development of a Diagnosis Algorithm of Influent Loading Levels Using Pattern Matching Method in Sequencing Batch Reactor (SBR))

  • 김예진;안유가;김효수;신중필;김창원
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.102-108
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    • 2009
  • 연속회분식반응기에서 측정되는 기초상용계측기의 프로파일은 공정 내에서 수행되는 유기오염물질 및 영양염류 제거반응의 진행 정도에 대한 정보를 제공할 수 있다. 특히 호기성 반응구간에 측정되는 pH나 DO, ORP의 변곡점 등의 정보를 이용한 반응 종료 감지는 널리 알려진 응용사례라고 할 수 있다. 그러나 이러한 정보들은 반응의 종료 여부에 대한 정보를 제공할 뿐, 현재 공정에 가해지는 부하에 대한 정보를 제공하지는 못한다. 본 논문에서는 운전자에게 공정 유입수 내의 호기적 반응을 요하는 부하, 즉 암모니아 부하 및 유기물 부하의 고/중/저에 관한 정보를 제공할 수 있는 기초상용계측기의 정보를 활용한 진단 알고리즘을 개발하였다. 본 알고리즘으로 인해, 연속회분식반응기를 운전할 시에 수시로 변화하는 유입수의 부하를 습식분석 없이 자동 계측기 프로파일로부터 얻어낼 수 있을 것으로 사료된다.

High-Performance Amorphous Multilayered ZnO-SnO2 Heterostructure Thin-Film Transistors: Fabrication and Characteristics

  • Lee, Su-Jae;Hwang, Chi-Sun;Pi, Jae-Eun;Yang, Jong-Heon;Byun, Chun-Won;Chu, Hye Yong;Cho, Kyoung-Ik;Cho, Sung Haeng
    • ETRI Journal
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    • 제37권6호
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    • pp.1135-1142
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    • 2015
  • Multilayered ZnO-$SnO_2$ heterostructure thin films consisting of ZnO and $SnO_2$ layers are produced by alternating the pulsed laser ablation of ZnO and $SnO_2$ targets, and their structural and field-effect electronic transport properties are investigated as a function of the thickness of the ZnO and $SnO_2$ layers. The performance parameters of amorphous multilayered ZnO-$SnO_2$ heterostructure thin-film transistors (TFTs) are highly dependent on the thickness of the ZnO and $SnO_2$ layers. A highest electron mobility of $43cm^2/V{\cdot}s$, a low subthreshold swing of a 0.22 V/dec, a threshold voltage of 1 V, and a high drain current on-to-off ratio of $10^{10}$ are obtained for the amorphous multilayered ZnO(1.5nm)-$SnO_2$(1.5 nm) heterostructure TFTs, which is adequate for the operation of next-generation microelectronic devices. These results are presumed to be due to the unique electronic structure of amorphous multilayered ZnO-$SnO_2$ heterostructure film consisting of ZnO, $SnO_2$, and ZnO-$SnO_2$ interface layers.

Si-core/SiGe-shell channel nanowire FET for sub-10-nm logic technology in the THz regime

  • Yu, Eunseon;Son, Baegmo;Kam, Byungmin;Joh, Yong Sang;Park, Sangjoon;Lee, Won-Jun;Jung, Jongwan;Cho, Seongjae
    • ETRI Journal
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    • 제41권6호
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    • pp.829-837
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    • 2019
  • The p-type nanowire field-effect transistor (FET) with a SiGe shell channel on a Si core is optimally designed and characterized using in-depth technology computer-aided design (TCAD) with quantum models for sub-10-nm advanced logic technology. SiGe is adopted as the material for the ultrathin shell channel owing to its two primary merits of high hole mobility and strong Si compatibility. The SiGe shell can effectively confine the hole because of the large valence-band offset (VBO) between the Si core and the SiGe channel arranged in the radial direction. The proposed device is optimized in terms of the Ge shell channel thickness, Ge fraction in the SiGe channel, and the channel length (Lg) by examining a set of primary DC and AC parameters. The cutoff frequency (fT) and maximum oscillation frequency (fmax) of the proposed device were determined to be 440.0 and 753.9 GHz when Lg is 5 nm, respectively, with an intrinsic delay time (τ) of 3.14 ps. The proposed SiGe-shell channel p-type nanowire FET has demonstrated a strong potential for low-power and high-speed applications in 10-nm-and-beyond complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology.

낸드 플래시 기반 저장장치의 피크 전류 모델링을 이용한 전력 최적화 기법 연구 (Power Optimization Method Using Peak Current Modeling for NAND Flash-based Storage Devices)

  • 원삼규;정의영
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권1호
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    • pp.43-50
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    • 2016
  • 낸드플래시 기반 저장장치는 성능 향상을 위해 다중 채널, 다중 웨이 구조를 통해 다수의 낸드 디바이스를 병렬 동작시키고 있다. 하지만 동시 동작하는 낸드 디바이스의 수가 늘어나면서 전력 소모 문제가 가시화되었으며, 특히 디바이스 간 복수의 피크 전류가 서로 중첩되면서 높은 전력소모로 인해 데이터 신뢰성과 시스템 안정성에 큰 영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 낸드 디바이스에서 지우기, 쓰기, 읽기 동작에 대한 전류 파형을 측정, 이를 프로파일링하여 피크 전류에 대한 정의와 모델링을 진행하였고, 나아가 다수의 낸드에서 피크 전류 중첩 확률을 계산한다. 또한 시스템 수준의 TLM 시뮬레이터를 개발하여 다양한 시뮬레이션 시나리오를 주입하여 피크 전류 중첩 현상을 분석 한다. 본 실험 결과에서는 낸드간 피크 중첩 현상을 차단할 수 있는 간단한 전력 관리 기법을 적용하여 피크 전류 중첩과 시스템 성능 간의 관계를 살펴보고 이를 통해 성능 저하 최소화를 위한 피크 중첩 비율을 제시하였다.

TLC 낸드 플래시기반 저장 장치에서 페이지 중복쓰기 기법을 이용한 SLC 버퍼 성능향상 연구 (SLC Buffer Performance Improvement using Page Overwriting Method in TLC NAND Flash-based Storage Devices)

  • 원삼규;정의영
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권1호
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    • pp.36-42
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    • 2016
  • 다중 셀 기반의 저장장치 특히, TLC 낸드 플래시는 낮은 가격을 무기로 SSD에 채용되고 있다. 그러나 TLC는 기존의 MLC대비 느린 성능과 내구성으로 인해 일부 블록(Block)을 SLC 영역으로 할당하여, 버퍼로 사용함으로써 성능을 개선하는 구조를 발전시켜 왔다. 본 논문에서는 SLC 버퍼 성능을 보다 향상시키기 위하여 SLC 블록에 대해 페이지 덮어쓰기 기능을 도입하였다. 이를 통해, 제한된 회수 이내에서 지움 동작 없이 데이터 갱신을 가능하도록 했다. 특히, 기존의 SLC 버퍼 영역이 채워지는 경우 유효 페이지를 TLC 블록으로 이동 복사하고, 해당 블록을 지워야 하는데, 제안된 방법을 통해 유효 페이지 복사 및 지움 동작을 50% 이상 줄일 수 있었다. 시뮬레이션 평가 결과 기존의 SLC 버퍼 대비 버퍼 덮어 쓰기를 통해 2배의 쓰기 성능 개선을 달성 하였다.