• 제목/요약/키워드: Threshold switching device

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비정질 $As_{10}Ge_{15}Te_{75}$ 박막의 전기적 및 메모리 스위칭 특성 (Electrical and Memory Switching Characteristics of Amorphous Thin-Film $As_{10}Ge_{15}Te_{75}$ Thin-Film)

  • 이병석;이현용;정흥배
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.234-237
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    • 1996
  • The amorphous chalogenide semiconductors are new material in semiconductor physics. Their properties, especially electronic and optical properties are main motives for device application. Amorphous As$_{10}$Ge$_{15}$ Te$_{75}$material has the stable ac conductivity at high frequency and the dc memory switching property. At higher frequency than 10MHz, ac conductivity of As$_{10}$Ge$_{15}$ Te$_{75}$ thin film is much higher than below frequency and independent of temperature and frequency. If the dc voltages are applied between edges of thin film, one can see the dc memory switching phenomenon, in other words the dc conductivity increases quite a few of magnitude after the threshold voltage is applied. Using the stable ac conductivity at high frequency and the increase of conductivity after dc memory switching, As$_{10}$Ge$_{15}$ Te$_{75}$thin film is considered as new material for microwave switch devices.vices.es.vices.

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피로현상을 고려한 강유전박막의 Switching 과 MFSFET 소자의 특성 (Switching Behaviour of the Ferroelectric Thin Film and Device Characteristics of MFSFET with Fatigue)

  • 이국표;강성준;윤영섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권6호
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    • pp.24-33
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    • 2000
  • 피로현상의 진행에 따라 발생하는 하부전극 주위의 산소공공 축적현상을 적용하여 강유전체 박막의 switching 특성과 MFSFET 소자특성을 시뮬레이션하였다. Switching 모델에서 relative switched charge는 피로현상 전에 0.74 nC 이였으나, 피로가 진행되어 50${\AA}$의 산소공공층이 생성된 후에는 불과 0.15nC 로서 산소공공층이 분극반전을 강력하게 억제함을 알았다. MFSFET 소자의 모델에서 C-V_G와 I_D-V_G 곡선은 2 V 의 memory window를 나타내었고, 캐패시턴스 특성에서 축적과 공핍 및 반전 영역은 확실하게 표현되었다. 그리고, $I_D-V_D$ 곡선에서 두 부분의 문턱전압에 의해 나타난 포화드레인 전류차이는 6mA/$cm^2$이었다. 그러나, 50${\AA}$의 산소공공층이 축적된 후, $I_D-V_D$ 곡선에서 포화 드레인 전류차이는 피로현상이 없는 경우에 비해 약 50% 감소하여 산소공공층이 소자 적용에 난제임을 확인하였다. 본 모델은 강유전체 박막의 다양한 특성과 임의의 강유전체 박막을 사용한 MFSFET 소자의 동작을 예측하는데 중요한 역할을 할 것으로 판단된다.

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Electrical Switching Characteristics of Ge1Se1Te2 Chalcogenide Thin Film for Phase Change Memory

  • Lee, Jae-Min;Yeo, Cheol-Ho;Shin, Kyung;Chung, Hong-Bay
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제7권1호
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    • pp.7-11
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    • 2006
  • The changes of the electrical conductivity in chalcogenide amorphous semiconductors, $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$, have been studied. A phase change random access memory (PRAM) device without an access transistor is successfully fabricated with the $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$-phase-change resistor, which has much higher electrical resistivity than $Ge_{2}Sb_{2}Te_{5}$ and its electric resistivity can be varied by the factor of $10^5$ times, relating with the degree of crystallization. 100 nm thick $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ thin film was formed by vacuum deposition at $1.5{\times}10^{-5}$ Torr. The static mode switching (DC test) is tested for the $100\;{\mu}m-sized$ $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ PRAM device. In the first sweep, the amorphous $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ thin film showed a high resistance state at low voltage region. However, when it reached to the threshold voltage, $V_{th}$, the electrical resistance of device was drastically reduced through the formation of an electrically conducting path. The pulsed mode switching of the $20{\mu}m-sized$ $Ge_{1}Se_{1}Te_{2}$ PRAM device showed that the reset of device was done with a 80 ns-8.6 V pulse and the set of device was done with a 200 ns-4.3 V pulse.

Green-Power 스위치와 DT-CMOS Error Amplifier를 이용한 DC-DC Converter 설계 (The Design of DC-DC Converter with Green-Power Switch and DT-CMOS Error Amplifier)

  • 구용서;양일석;곽재창
    • 전기전자학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.90-97
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    • 2010
  • 본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage CMOS) 스위칭 소자와 DTMOS Error Amplifier를 사용한 고 효율 전원 제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기, 밴드갭 기준 전압 회로, DT-CMOS 오차 증폭기, 비교기가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 제안된 DT-CMOS 오차증폭기는 72dB DC gain과 83.5위상 여유를 갖도록 설계하였다. DTMOS를 사용한 오차증폭기는 CMOS를 사용한 오차증폭기 보다 약 30%정도 파워 소비 감소를 보였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

Characterization of Silver Saturated-Ge45Te55 Solid Electrolyte Films Incorporated by Nitrogen for Programmable Metallization Cell Memory Device

  • Lee, Soo-Jin;Yoon, Soon-Gil;Yoon, Sung-Min;Yu, Byoung-Gon
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제8권2호
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    • pp.73-78
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    • 2007
  • The crystallization temperature in GeTe solid electrolyte films was improved by in situ-nitrogen doping by rf magnetron co-sputtering technique at room temperature. The crystallization temperature of $250\;^{\circ}C$ in electrolyte films without nitrogen doping increased by approximately $300\;^{\circ}C$, $350\;^{\circ}C$, and above $400\;^{\circ}C$ in films deposited with nitrogen/argon flow ratios of 10, 20, and 30 %, respectively. A PMC memory device with $Ge_{45}Te_{55}$ solid electrolytes deposited with nitrogen/argon flow ratios of 20 % shows reproducible memory switching characteristics based on resistive switching at threshold voltage of 1.2 V with high $R_{off}/R_{on}$ ratios. Nitrogen doping into the silver saturated GeTe electrolyte films improves the crystallization temperature of electrolyte films and does not appear to have a negative impact on the switching characteristics of PMC memory devices.

고내압 SiC-IGBT 소자 소형화에 관한 연구 (A Study on High Voltage SiC-IGBT Device Miniaturization)

  • 김성수;구상모
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권11호
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    • pp.785-789
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    • 2013
  • Silicon Carbide (SiC) is the material with the wide band-gap (3.26 eV), high critical electric field (~2.3 MV/cm), and high bulk electron mobility (~900 $cm^2/Vs$). These electronic properties allow attractive features, such as high breakdown voltage, high-speed switching capability, and high temperature operation compared to Si devices. In general, device design has a significant effect on the switching and electrical characteristics. It is known that in this paper, we demonstrated that the switching performance and breakdown voltage of IGBT is dependent with doping concentration of p-base region and drift layer by using 2-D simulations. As a result, electrical characteristics of SiC-IGBT deivce is higher breakdown voltage ($V_B$= 1,600 V), lower on-resistance ($R_{on}$= 0.43 $m{\Omega}{\cdot}cm^2$) than Si-IGBT. Also, we determined that processing time and cost is reduced by the depth of n-drift region of IGBT was reduced.

Bistable Liquid Crystal Device Realized on Microscopic Orientational Pattern

  • Kim, Jong-Hyun;Yoneya, Makoto;Yokoyama, Hiroshi
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2005년도 International Meeting on Information Displayvol.I
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    • pp.187-190
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    • 2005
  • Alignment pattern of checkerboard was constructed by the stylus of atomic force microscope. Orientational bistability of the nematic liquid crystal was realized on that frustrated surface alignment. Macroscopic orientational switching between two perpendicular directions took place by an appropriate in-plane electric field. The threshold electric fields decreased in both switching directions as temperature increased. The focused laser heated up only the limited domains in the cell including a light-absorbing medium. Irradiating the laser concurrently with an appropriate electric field, we switched the selected unit domains in the alignment pattern. The switched domains maintained stably the switched direction without the disturbance from the exterior. Extending and repeating this process, we realized extremely fine devices of bistable switching.

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Flexible OTFT-OLED Display Panel using Ag-paste for Source and Drain Electrodes

  • Ryu, Gi-Seong;Kim, Young-Bea;Song, Hyun-Jin;Song, Chung-Kun
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권2호
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    • pp.1789-1791
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    • 2007
  • We fabricated OTFT-OLED display panel by using Ag-paste for source and drains electrode of OTFTs. The OTFTs were fabricated by solution processes such as spin-coating for PVP gate dielectric and screen printing for S/D electrodes with Ag-paste, except pentacene active layer which was deposited by evaporation. The mobility was 0.024 cm2/V.sec , off state current ${\sim}10-11A$, threshold voltage 7.6 V and on/off current ratio ${\sim}105$. The panel consisted of 16 x 16 pixels and each pixel consisted of 2 OTFTs, 1 Capacitor and 1 OLED. The pixels successfully worked in terms of current magnitude supplied to OLED and the control ability of driving and switching OTFTs.

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DT-CMOS 스위치를 사용한 휴대기기용 고효율 전원제어부 설계 (A design of the high efficiency PMIC with DT-CMOS switch for portable application)

  • 하가산;이강윤;하재환;주환규;구용서
    • 전기전자학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.208-215
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    • 2009
  • 본 논문에서는 DT-CMOS(Dynamic Threshold voltage CMOS) 스위칭 소자를 사용한 모바일 기기용 고 효율 전원 제어 장치(PMIC)를 제안하였다. 휴대기기에서 필요한 높은 출력 전압과 낮은 출력 전압을 제공하기 위하여, 부스트 변환기(Boost Converter)와 벅 변환기(Buck Converter)를 원칩(One-chip)으로 구현하였다. 그리고 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DT-CMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항 스위칭 소자를 사용하여 구현한 부스트 변환기와 벅 변환기는 100mA 출력 전류에서 92.1%와 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다.

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PCB에 구현한 멤리스터 에뮬레이터 회로 및 응용 (Practical Implementation of Memristor Emulator Circuit on Printed Circuit Board)

  • 최준명;신상학;민경식
    • 전기전자학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.324-331
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    • 2013
  • 본 논문에서는 멤리스터 에뮬레이터 회로를 PCB 보드 상에서 구현하여 이의 측정을 통해서 멤리스터의 고유한 pinched hysteresis 특성을 관찰하였다. PCB 보드 상에서 구현된 멤리스터 에뮬레이션 회로는 간단한 부품으로 구성되어 있고 복잡한 회로 블록을 사용하지 않았기 때문에 집적회로의 구현 시에도 매우 작은 면적으로 설계가 가능하다는 장점이 있다. 또한 본 논문에서는 프로그램 가능한 이득증폭기를 멤리스터 에뮬레이션 회로를 사용하여 설계해서 이 회로의 전압이득이 멤리스터의 저항의 프로그래밍을 통해서 조절이 가능하다는 것을 보였다. 이득증폭기에 사용되는 멤리스터 에뮬레이션 회로의 구현을 위해서 멤리스터 소자의 특성 중에 하나인 threshold switching 특성이 회로로 구현되어 VREF 보다 낮은 전압이 인가되었을 때는 멤리스터의 저항 값이 변하지 않도록 설계하였고 이의 동작을 시뮬레이션을 통해서 검증하였다. 본 논문에서 PCB 보드 상에서 구현되고 검증된 멤리스터 에뮬레이션 회로와 이 회로를 이용한 프로그램 가능한 이득증폭기는 멤리스터 소자의 실제 제작이 불가능한 경우에, 멤리스터의 동작과 기능, 특성 및 멤리스터 응용회로의 이해에 많은 도움이 될 것이다.