We developed a part of hydraulic stroke sensing cylinder for te purpose of position controlbyusing magnetic sensor and evaluated variously its performance its performance. In this paper, for the evaluation of the developed cylinder under various temperature change, thermal control systems are designed and controlled. It is composed of an heater case, temperature sensor, and interface circuits which included SCR(silicon controlled rectifier) for the control of the voltage's phase. To obtain various temperature conditions, the thermal systems are controlled by using Ziegler-Nichols PED tuning method. The thermalcontrol systems are used to experiment to evaluate whether the developed cylinder can obtain a stable output signal for detecting a stroke of the cylinder under the controlled temperature condition.
A novel Triple-Well P-type Triggered Silicon Controlled Rectifier (TWPTSCR) for on-chip ESD protection implemented with a triple-well CMOS technology is presented. Unlike conventional SCR devices, the proposed TWPTSCR offers a reduced triggering voltage level as well as the enhanced ESD performance of the SCR devices. From the experimental results, the TWPTSCR with a device width of 20um has the triggering voltage of 1.1V.
This paper presents the new structural zener triggered silicon-controlled rectifier (ZTSCR) electrostatic discharge (ESD) protection circuit. The proposed ESD protection circuit has lower triggering voltage than conventional circuits. The proposed ZTSCR has the triggering voltage of 4V. In the ESD event, this proposed novel ZTSCR ESD protection device could trigger quickly and provide an effective discharging path.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권6호
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pp.797-801
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2014
This research presented the concept of employing the punch-through diode triggered SCRs (PTTSCR) for low voltage ESD applications such as transient voltage suppression (TVS) devices. In order to demonstrate the better electrical properties, various traditional ESD protection devices, including a silicon controlled rectifier (SCR) and Zener diode, were simulated and analyzed by using the TCAD simulation software. The simulation result demonstrates that the novel PTTSCR device has better performance in responding to ESD properties, including DC dynamic resistance and capacitance, compared to SCR and Zener diode. Furthermore, the proposed PTTSCR device has a low reverse leakage current that is below $10^{-12}$ A, a low capacitance of $0.07fF/mm^2$, and low triggering voltage of 8.5 V at $5.6{\times}10^{-5}$ A. The typical properties couple with the holding voltage of 4.8 V, while the novel PTTSCR device is compatible for protecting the low voltage, high speed ESD protection applications. It proves to be good candidates as ultra-low capacitance TVS devices.
본 논문에서는 파워 클램프에 적용하기 위한 SCR 기반의 ESD 보호회로를 제안하였다. 기존 SCR 구조의 낮은 홀딩 전압에 의한 래치-업 문제를 개선하기 위해 n+ 플로팅 영역을 삽입하고 추가적인 n-웰과 p-웰까지 확장된 p+ 캐소드 영역을 통해 높은 홀딩 전압을 가질 수 있도록 고안되었다. 제안된 ESD 보호회로는 높은 홀딩 전압을 통해 정상 동작 상태에서의 래치-업 면역 특성을 확보하였으며, 우수한 ESD 보호 능력을 가진다. 제안된 ESD 보호회로는 Synopsys사의 TCAD 시뮬레이션을 통해 전기적 특성을 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 트리거 전압은 약 27.3 V에서 최대 32.71 V 사이에서 변화하는 반면, 홀딩 전압은 4.61 V에서 최대 8.75 V까지 상승하는 것을 확인하였다. 따라서 제안된 ESD 보호회로는 트리거 전압은 기존 SCR과 비슷한 수준을 유지하면서 높은 홀딩 전압을 갖는다.
본 논문에서는 파워클램프용 높은 홀딩 전압을 갖는 사이리스터(SCR: Silicon Controlled Rectifier)구조에 기반한 새로운 구조의 ESD 보호회로를 제안하였다. 제안된 보호회로는 기존의 SCR 구조의 p-well과 n-well에 floating p+, n+를 삽입하여 홀딩 전압을 증가 시켰다. 제안된 보호회로는 높은 홀딩전압 특성으로 높은 래치업 면역성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 보호회로의 전기적 특성 및 ESD 감내특성을 확인하기 위해 Synopsys사의 TCAD Tool을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 보호회로는 기존 SCR 기반 ESD 보호회로보다 약 4.98 V의 높은 홀딩전압과 추가적인 floating 영역의 사이즈 변화로 최대 13.26 V의 홀딩전압을 갖는 것을 확인하였다. 또한 기존 SCR 기반 보호회로와 동일한 수준의 감내특성을 갖는 것으로 확인되었다.
종래의 이중 확산된 드레인을 갖는 n형 MOSFET(DDD_NMOS) 소자는 매우 낮은 스냅백 홀딩 전압을 갖는 SCR 특성을 나타내므로 정상적인 동작 동안 래치업 문제를 초래한다. 그러나, 본 연구에서 제안하는 counter pocket source (CPS) 구조를 갖도록 변형된 DDD_NMOS 구조의 SCR 소자는 종래의DDD_NSCR_Std 표준소자에 비해 스냅백 홀딩 전압과 온-저항을 증가시켜 우수한 정전기 보호 성능과 높은 래치업 면역 특성을 얻을 수 있는 것으로 확인되었다.
We have developed a part of hydraulic stroke sensing cylinder using magnetic sensor that can detect each position under severe construction fields. In this paper, for evaluating the developed cylinder under various environment condition, thermal control systems and two hydraulic systems to be coupled consist of. The former is composed of an heater case, temperature sensor, and interface circuits which include SCR(silicon controlled rectifier) for the control of the voltage's phase. The latter is composed of an hydraulic cylinder for position control with solenoid valve (ON/OFF motion) and a load cylinder with proportional reducing valve. To obtain the various performance evaluation, it is carried out under high temperature condition in thermal system controlled by using Ziegler-Nichols PID tuning method and artificial disturbances such as impulse or constant force. The results show that the developed cylinder has good performance under the various environment condition.
PPS 소자가 삽입된 N형 실리콘 제어 정류기(NSCR_PPS)소자에서 게이트와 $N^+$ 확산층 간격(Gate to Primary $N^+$ diffusion Space; GPNS)의 변화가 정전기 보호 성능에 미치는 영향을 연구하였다. FPW 구조와 CPS 이온주입을 행하지 않은 구조를 갖는 종래의 NSCR 표준소자는 on 저항, 스냅백 홀딩 전압 및 열적 브레이크다운 전압이 너무 낮아 정전기 보호소자의 필요조건을 만족시키지 못해 마이크로칩의 정전기보호소자로 적용이 어려웠다. 그러나 본 연구에서 제안하는 PPW 구조와 CPS 이온주입을 동시에 적용하여 변형설계된 소자에서는 GPNS의 변화가 정전기 보호성능의 향상에 영향을 주는 중요한 파라미터였으며, 정전기보호소자의 설계창을 만족시키는 향상된 정전기보호성능을 나타내어 고전압 동작용 마이크로 칩의 정전기보호 소자로 적용 가능함을 확인하였다.
본 논문에서는 전력용 반도체 스위칭 소자인 SCR(Silicon Controlled Rectifier)과 적층형 PTC 서미스터의 전기적 특성을 이용하여 각종 전기화재 및 전기사고를 예방 보호하는 제어시스템에 대해 연구된다. PTC(Positive Temperature Coefficient) 서미스터는 온도변화에 따른 저항특성이 정(+)온도계수를 갖는 특징이 있다. 이 PTC는 정온도계수를 갖는 $BaTiO_3$계 세라믹스의 정방정계-입방정계 구조를 가지고 상변이점인 큐리(Curie)온도 이상으로 온도가 증가하면 저항이 급격히 증가하는 현상을 보인다. 본 논문에서는 이러한 정저항 온도특성과 자체 발열특성을 갖는 적층형 PTC 서미스터를 전기단락사고나 과부하사고 등의 전기사고의 감지센서로 이용하여 전기화재사고로부터 보호하는 제어시스템에 대해 제안한다. 또한 제안된 보호제어시스템의 다양한 실험결과를 통해 이론적 해석의 타당성을 입증시킨다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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