본 논문에서는 DGS(Defected Ground Structure)에 대한 새로운 등가 회로를 제안하였으며, 이를 IMT-2000용 AB급 대전력 증폭기 설계에 적용하여 증폭기의 성능을 향상시켰다. 새로운 DGS 등가 회로는 병렬의 LC 공진기와 병렬 형태의 캐패시턴스로 구성되어 금속 접지면에 에칭된 결함으로 인한 프린징(fringing) 효과를 반영하도록 하였으며, 전력 증폭기 출 단 정합 회로를 최적화하기 위하여 사용되었다. 이전의 논문에서도 하모닉 성분의 억제와 증폭기의 효율 개선을 위하여 DGS를 사용하였으나 DGS 등가 회로의 해석은 없었으며(1), 본 논문에서는 이를 개선하여 회로 시뮬레이션을 통한 정한 DGS의 등가 회로를 AB급 증폭기의 출력 단 정합회로에 적용함으로써 성능 향상과 함께 증폭기 제작 후에 튜닝이 거의 필요없는 정확한 설계 방법을 제시하였다. 이와 같이 제안된 전력 증폭기의 설계 방법은 정확한 설계 결과를 제공함으로써 최적 부하 조건과 하모닉 성분의 제거 성능을 동시에 만족시킬 수 있었다. 제안된 방법의 효과를 입증하기 위하여 DGS를 적용한 기존의 방법과 새로이 제안된 방법을 사용하여 20W급의 전력 증폭기를 설계 및 제작하였으며, 그 측정 결과를 비교하였다.
본 논문에서는 세층 마이크로스트립 유전체 기판을 이용한 방향성 결합기를 제안하고, 설계방법을 제시하였다. 제안된 구조는 re-entrant mode 결합기의 구조를 수정하여. 결합이 이루어지는 두 전송선로의 위에 한 층의 매질을 추가시키고 그 위에 부동도체를 위치시킨 형태이다. 이러한 구조는 기 모드 정전용량의 증가로 인해 높은 결합도를 얻을 수 있고, 각 모드별 유효 유전율의 차이가 크지 않기 때문에 정재파비, 격리도, 위상차 등에서도 우수한 특성을 얻을 수 있다. 우, 기 모드 해석 방법을 통해 임피던스, 유효 유전율, 결합계수 등을 계산하여 결합기를 설계하였다. 시뮬레이션 및 측정결과 제안된 구조가 기존의 구조보다 2dB 정도 높은 결합도를 가지고, 정재파비, 격리도, 위상 특성 또한 우수함을 알 수 있었다.
The aim of this study was the characterization and performance validation of new prototype avalanche photodiode (APD) arrays for positron emission tomography (PET). Two different APD array prototypes (noted A and B) developed by Radiation Monitoring Device (RMD) have been investigated. Principal characteristics of the two APD array were measured and compared. In order to characterize and evaluate the APD performance, capacitance, doping concentration, quantum efficiency, gain and dark current were measured. The doping concentration that shows the impurity distribution within an APD pixel as a function of depth was derived from the relationship between capacitance and bias voltage. Quantum efficiency was measured using a mercury vapor light source and a monochromator used to select a wavelength within the range of 300 to 700 nm. Quantum efficiency measurements were done at 500 V, for which the APD gain is equal to one. For the gain measurements, a pencil beam with 450 nm in wavelength was illuminating the center of each pixel. The APD dark currents were measured as a function of gain and bias. A linear fitting method was used to determine the value of surface and bulk leakage currents. Mean quantum efficiencies measured at 400 and 450 nm were 0.41 and 0.54, for array A, and 0.50 and 0.65 for array B. Mean gain at a bias voltage of 1700 V, was 617.6 for array A and 515.7 for type B. The values based on linear fitting were 0.08${\pm}$0.02 nA 38.40${\pm}$6.26 nA, 0.08${\pm}$0.0l nA 36.87${\pm}$5.19 nA, and 0.05${\pm}$0.00 nA, 21.80${\pm}$1.30 nA in bulk surface leakage current for array A and B respectively. Results of characterization demonstrate the importance of performance measurement validating the capability of APD array as the detector for PET imaging.
본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 공진 코일의 배열에 따른 특성을 제시한다. 공진 코일에는 헬리컬 구조를 사용하였다. 공진 코일을 설계하기 위해 헬리컬 코일의 인덕턴스와 커패시턴스를 구하였다. 유한 요소법을 이용하여 설계된 공진 코일을 시뮬레이션 하였고, 송수전 공진 코일 간의 다양한 배열에 대한 특성을 해석하였다. 검증을 위하여 시제품을 제작하였고, 수직 및 평행 배열일 때의 효율을 측정하였다. 측정 결과, 평행 배열일 때는 50 %의 전달 효율을 얻을 수 있는 구간이 코일 지름의 2배 이내였고, 수직 배열일때는 코일 지름의 1.5배 이내였다. 제작한 시제품은 평행 배열된 송수전 공진 코일이 40 cm 간격일 때 최대 84.25 %의 효율을 보였다.
가스방전관(GDT)은 내부 정전용량이 작아서 통신용 서지보호기로 널리 사용되고 있는 소자이다. 하지만 가스방 전관의 동작개시를 위해서는 방전이 개시될 수 있는 충분한 전압과 시간이 필요하며, 이 동작개시전압은 피보호 회로가 서지에 민감한 장비일 경우 손상을 줄 수 있을 만큼 크므로 최근에는 조합 형태로 적용하는 경우가 대부분이다. 이렇게 초기 과전압이 상당 부분 존재하는 가스방전관에는 추가적으로 TVS나 필터 등을 통해 피크 전압을 제한해 주어야 한다. 본 논문에서는 공통모드 초크코일을 이용한 필터를 적용하여 공통모드와 차동모드의 조합회로를 구성하고, 주파수 대역이 다른 뇌임펄스 전압과 ring wave 전압을 인가하여 파형에 따른 조합회로의 특성을 확인하였다. 다단으로 보호되는 과정을 각각의 측정점에서 잔류전압을 측정하여 단계별로 적용한 SPD들이 어떻게 동작하는지를 실측데이터로 제시하였다. 각 단계의 잔류전압을 비교했을 때 공통모드에 비하여 차동모드에서 서지전압을 제한하는 성능이 보다 효과적이다.
In this study, Ferroelectric vinylidene fluoride-trifluoroethylene (VF2-TrFE) copolymer films were directly deposited on degenerated Si (n+, $0.002\;{\Omega}{\cdot}cm$) using by spin coating method. A 1~5 wt% diluted solution of purified vinylidene fluoride-trifluoroethylene (VF2:TrFE = 70:30) in a dimethylformamide (DMF) solvent were prepared and deposited on silicon wafers at a spin rate of 2000 ~ 4000 rpm for 2 ~ 30 seconds. After annealing in a vacuum ambient at 100 ~ $200^{\circ}C$ for 60 min, upper aluminum electrodes were deposited by vacuum evaporation for electrical measurement. X-ray diffraction results showed that the VF2-TrFE films on Si substrates had $\beta$-phase of copolymer structures. The capacitance on highly doped Si wafer showed hysteresis behavior like a butterfly shape and this result indicates clearly that the copolymer films have ferroelectric properties. The typical measured remnant polarization ($P_r$) and coercive filed ($E_c$) values were about $5.7\;{\mu}C/cm^2$ and 710 kV/em, respectively, in an applied electric field of ${\pm}$ 1.5 MV/em. The gate leakage current densities measured at room temperature was less than $7{\times}10^{-7}\; A/cm^2$ under a field of 1 MV/cm.
본 논문은 평행 결합 선로의 집중 소자형 등가회로를 이용한 방향성 결합기 설계 이론을 제안하였다. 이 등가 회로는 단지 자기 인덕턴스와 커패시턴스만을 가지며 이로 인해 정확한 집중 소자형 등가회로를 설계할 수 있는 장점을 제공한다. 본 논문에서 제시한 평행 결합선로의 등가회로와 등가 파라미터 추출식은 평행 결합 선로와 이 등가회로의 우$.$기 모드 특성의 등가관계를 이용하여 유도하였고, 본 논문에서 제시된 평행결합선로의 각 집중소자 등가회로 모델로 3 dB, 10 dB 방향성 결합기를 설계하여 시뮬레이션 결과와 실제 제작하여 측정한 결과를 비교하였다. 또한 LTCC 기술의 적용을 위하여 다층구조을 갖는 칩형태의 2 GHz대 집중소자형 방향성 결합기를 본 논문에서 제시한 등가회로 구조를 사용하여 설계하고, 상용 전자장 시뮬레이터를 사용하여 설계 결과를 검증하였다.
한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 일렉트렛트 및 응용기술
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pp.47-52
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2002
A processing method is developed for preparing sol-gel derived $Pb(Zr_{1-x}Ti_x)O_3$ (x=0.5) thin films on Pt-Ir($Pt_{80}Ir_{20}$)-alloy substrates. The as-deposited layer was dried on a plate in air at $70^{\circ}C$. And then it was baked at $1500^{\circ}C$, annealed at $450^{\circ}C$ and finally annealed for crystallization at various temperatures ranging from $580^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ for 1hour in a tube furnace. The thickness of the annealed film with three layers was $0.3{\mu}m$. Crystalline properties and surface morphology were examined using X-ray diffractometer (XRD). Electrical properties of the films such as dielectric constant, C-V, leakage current density were measured under different annealing temperature. The PZT thin film which was crystallized at $600^{\circ}C$ for 60minutes showed the best structural and electrical dielectric constant is 577. C-V measurement show that $700^{\circ}C$ sample has window memory volt of 2.5V and good capacitance for bias volts. Leakage current density of every sample show $10^{-8}A/cm^2$ r below and breakdown voltage(Vb) is that 25volts.
본 논문은 방사선 피폭량을 실시간으로 산출하기 위해 무선전력 전송용 13.56MHz의 안테나 설계를 위한 안테나 회로의 최적화 및 수치적 해석을 연구하였다. 리더기(Reader)에서 테크(Tag)로 무선으로 전력을 전송하기 위해서 안테나 주파수 대역 중 13.56MHz는 유도 전류를 이용한 루프 안테나에 많이 이용하고 있다. 본 논문은 전자유도 방식의 원리를 이용해 안테나 LC 공진을 위한 수치적 계산을 통해 L과 C 값을 산출하여 실제 측정치와의 값과 비교하였다. 또한 안테나 회로의 최적화 튜닝 및 안테나 포트의 매칭을 위해 공진(Resonance)용 캐패시터를 가변하여 스코프로 안테나 코일으 양단의 전압이 최고시점을 관측하여 공진점을 찾아 보았다. 이러한 실험은 무선으로 전력을 공급 받을 수 있는 무선전력 전송 시스템에 응용되어 매우 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 기존의 구조와 대등한 용량을 가지면서도 module내부에서 capacitor가 차지하는 부피를 최소화하고, 특히 기생 직렬 인덕턴스 값을 최소화할 수 있는 구조를 고안하였다. 이 과정에서 위에서 언급한 via의 위치, 길이, 개수등에 의한 특성을 분석하고 이를 최적화 하였다. HP사의 HFSS를 통해 이 구조의 특성을 검증하고 등가 회로 분석을 통해 기생 직렬 인덕턴스 값을 계산하였다. 이를 화인하기 위해 LTCC재료를 이용하여 실제로 시작품을 제작하여 직접 측정하였다. 이러한 buried type의 수동소자를 가장 정확하게 측정할 수 있는 방법을 고안하였고, 이 과정에서 측정을 위한 via, strip line 의 특성들을 모두 수치화하여 내장되어 있는 capacitor 만의 특성을 얻어내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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