• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.153-162
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• 2001

본 논문에서는 아리랑 2호가 운용될 궤도의 우주방사능 환경 및 total ionizing dose(TID) 영향에 대하여 분석하였다. 포획된 양자의 경우 SAA(South Atlantic Anomaly) 지역에 집중되어 있음을 알 수 있었으며, TID에 영향을 미치는 우주 방사능은 포획된 양자 및 전자와 태양양자임을 알 수 있었다. 저 에너지 입자는 알루미늄 차단 구조물을 이용하여 방사능 영향을 효과적으로 차단할 수 있음을 알 수 있었으나, 고 에너지 입자의 경우 구조물의 두께를 증가하여도 방사능 영향을 효과적으로 차단할 수 없음을 알 수 있었다. 아리랑 2호의 임무수명기간 동안 전자부품에 계속적으로 피폭되는 전체 방사량을 알루미늄 차단두께의 함수로 나타내었으며, 이 값들은 아리랑 2호의 전자부품의 선택기준 및 위성체 또는 구성품의 구조물 두께를 설정할 수 있는 기준으로 제시하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1619-1626
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• 2017

Electronic components that are used in high-level radiation environment require a semiconductor device having a radiation-hardened characteristic. In this paper, we proposed a radiation-hardened I-gate n-MOSFET (n-type Metal Oxide Semiconductors Field Effect Transistors) using a layout modification technique only. The proposed I-gate n-MOSFET structure is modified as an I-shaped gate poly in order to mitigate a radiation-induced leakage current in the standard n-MOSFET structure. For verification of its radiation-hardened characteristic, the M&S (Modeling and Simulation) of the 3D (3-Dimension) structure is performed by TCAD (Technology Computer Aided Design) tool. In addition, we carried out an evaluation test using a $Co^{60}$ gamma-ray source of 10kGy(Si)/h. As a result, we have confirmed the radiation-hardened level up to a total ionizing dose of 20kGy(Si).

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.303-307
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• 2023

본 논문은 Buried Channel Array Transistor(BCAT) 소자의 Oxide 내부에 Total Ionizing Dose(TID) effects으로 인한 Electron-Hole Pair의 생성이 유도되어, Oxide 계면의 Hole Trap Charge의 증가에 따른 누설전류의 증가와 문턱 전압의 변화를 기존에 제안한 Partial Isolation Buried Channel Array Transistor(Pi-BCAT)구조와 비교 시뮬레이션 하여, Pi-BCAT 소자의 증가한 Oxide 면적과 상관없이 변화한 누설전류와 문턱 전압에서의 특성이 비대칭 도핑 BCAT 구조보다 우수함을 보여 준다.

• Journal of Semiconductor Engineering
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• 제1권3호
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• pp.81-87
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• 2020

An instrumentation amplifier (IA) and an analog-to-digital converter (ADC) are essential circuit blocks for accurate and robust sensor readout systems. This paper introduces recent advances in radiation-hardening by design (RHBD) techniques applied for the sensor readout integrated circuits (IC), e.g., the three-op-amp IA and the successive-approximation register (SAR) ADC, operating against total ionizing dose (TID) and singe event effect (SEE) in harsh radiation environments. The radiation-hardened IA utilized TID monitoring and adaptive reference control to compensate for transistor parameter variations due to radiation effects. The radiation-hardened SAR ADC adopts delay-based double-feedback flip-flops to prevent soft errors which flips the data bits. Radiation-hardened IA and ADC were verified through compact model simulation, and fabricated CMOS chips were measured in radiation facilities to confirm their radiation tolerance.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.76-83
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• 2006

통신해양기상위성의 통신 탑재체가 겪게 될 우주 방사선 환경을 포획된 입자, 태양 양성자 그리고 우주선으로 구분하여 각각 NASA AP8/AE8 모델, JPL91 모델, 그리고 NRL CREME 모델을 사용하여 전산 모사 하였다. 이러한 우주 방사선 환경이 위성 내 통신 탑재체에 미치는 영향을 추정하기 위해 총 이온화 방사선 효과의 분석에 필요한 Dose-Depth 곡선 및 단일사건효과 발생률 계산에 필요한 LET 스펙트럼 구하였다. 통신 탑재체 내의 각 장치별 차폐 효과 차이를 고려한 총 이온화 방사선 효과의 예측을 위해서 기계 구조 모델을 만든 후 구형 분할 방법을 적용하였다. 이를 통해 통신 탑재체 내 각 장치의 위치별 총 이온화 방사선 효과를 예상하였으며 동일한 외부 방사선 환경에 대해서 차폐 효과에 따라 최고 8배까지 방사선 효과가 다르게 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권1호
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• pp.61-65
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• 2005

This study was to evaluate whether ionizing gamma radiation could be applied to break the dormancy of a potato minituber. The respiration rate of the minitubers was significantly affected by the storage temperature and a low dose gamma radiation. Ionizing radiation of 8 Gy enhanced the respiration rate of the potato tuber stored at $10^{\circ}C$ for 20 days. The potato tuber subjected to 4 and 8 Gy after 40 days storage at 10 and $20^{\circ}C$ exhibited higher respiration rates compared to the control (non-irradiated), but not at st. However, the ionizing radiation did not exhibit on significant effect on the respiration rate of the potato tuber stored for 60 days. It was observed that minitubers stored for 20 days had significant response to the storage temperature in terms of the total sugar content the higher the storage temperature, the lower the total sugar content. It was measured that the reducing sugar content was increased under the storage conditions both 5 and $10^{\circ}C$ for 40 days, but not to $20^{\circ}C$. The total sugar contents in the minituber stored for 60 days were similar to those stored for 40 days. The data was discussed on the relationships among the storage duration, temperature and ionizing radiation.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.49-55
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• 2012

전역 클럭 없이 외부 입력에 따라서 값이 변하는 비동기 카운터는 우주용 메모리 등 현대 디지털 시스템에서 널리 사용된다. 본 논문에서는 우주 방사능 누적에 기인하는 크리티컬 레이스 고장이 존재하는 비동기 카운터를 위한 고장 극복 기법을 제안한다. 크리티컬 레이스는 비동기 디지털 회로 설계 과정에서 발생하는 대표적인 고장으로서 회로의 다음 안정 상태가 고정되지 않고 여러 값 중 하나로 나오는 비결정적인 특성을 보인다. 이번 연구에서는 비동기 순차 머신에 대한 교정 제어 기법을 이용하여 크리티컬 레이스를 극복할 수 있는 상태 피드백 제어기의 설계 과정을 제시한다. 또한 비동기 카운터 교정 제어 시스템을 VHDL 코드로 구현하고 실험을 통하여 제안된 제어 시스템이 크리티컬 레이스 고장을 극복하는 과정을 예시한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4191-4203
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• 2023

Robotics applications are greatly needed in hazardous locations, e.g., fusion and fission reactors, where robots must perform delicate and complex tasks under ionizing radiation conditions. The drawback is that some robotic parts, such as active electronics, are susceptible to radiation. It can lead to unexpected failures and early termination of the robotic operation. This paper analyses the ionizing radiation effect from 0.09 to 1.5 Gy/s in robotic components (microcontrollers, servo motors and temperature sensors). The first experiment compares the performance of various microcontroller types and their actuators and sensors, where different mitigation strategies are applied, such as using Radiation-Hardened (Rad-Hard) microcontrollers or shielding. The second and third experiments analyze the performance of a 3-Degrees of Freedom (DoF) robotic arm, evaluating its components' responses and trajectory. This study enhances our understanding and expands our knowledge regarding radiation's impact on robotic arms and components, which is useful for defining the best strategies for extending the robots' operational lifespan, especially when performing maintenance or inspection tasks in radiation environments.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.84-91
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• 2006

최근에 인공위성용 전자소자는 우주방사선에 좀 더 강한 소자를 요구되어진다. 왜냐하면, 인공위성의 수명과 기능은 우주방사선으로부터 영향을 받기 때문이다. 또한, 과거에는 부품단위의 우주방사선 시험을 수행하지 않고 유닛 또는 서브시스템 단위의 우주방사선 시험을 수행하였다. 게다가, 발사된 인공위성이 작동오류 상태에 있을 때 그 이유를 분석하기에는 그다지 쉬운 일은 아니다. 따라서, 발사 전 부품 단위 우주방사선 시험을 수행하여 주요 소자에 대한 우주방사선에 의한 영향을 분석 할 필요가 있으며, 지상에서 데이터를 확보할 필요가 있다. 그러므로, 본 논문에서는 모든 전자소자의 기본이라 할 수 있는 금속-산화막 반도체 전계효과 트랜지스터의 총이온화선량에 대한 영향 시험을 수행하기 위한 테스트 베드를 제안한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.143-148
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• 2011

MOS (Metal-Oxide Semconductor) devices among the most sensistive of all semiconductors to radiation, in particular ionizing radiation, showing much change even after a relatively low dose. The necessity of a radiation dosimeter robust enough for the working environment has increased in the fields of aerospace, radio-therapy, atomic power plant facilities, and other places where radiation exists. The power MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) has been tested for use as a gamma radiation dosimeter by measuring the variation of threshold voltage based on the quantity of dose, and a maximum total dose of 30 krad exposed to a $^{60}Co$ ${\gamma}$-radiation source, which is sensitive to environment parameters such as temperature. The gate oxide structures give the main influence on the changes in the electrical characteristics affected by irradiation. The variation of threshold voltage on the operating temperature has caused errors, and needs calibration. These effects can be overcome by adjusting gate oxide thickness and implanting impurity at the surface of well region in MOSFET.