• Tribology and Lubricants
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• 제11권5호
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• pp.40-46
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• 1995

This study concerns the design and development of the non-vibrating capacitance probe which could be used as a non-contact sensor for tribological wear. This device detects surface charge through temporal variation in the work function of a material. Experiments are performed to demonstrate the operation of the probe on a roating aluminum shaft. The reference electrode of the probe, made of lead, is placed adjacent (< 1.25-mm distance) to the shaft. Both surfaces which are electrically connected, form a capacitor. An artificial spatial variation in the work function is imposed on the shaft surface by coating a segment along the shaft circumference with a colloidal silver paint. As the shaft rotates, the reference electode senses changing contact potential difference with the shaft surface, owing to compositional variation. Temporal variation in the contact potential difference induces a current through the electrical connection. This current is amplified and converted to a voltage signal by an electoronic circuit with an operational amplifier. The magnitude of the signal decreases asymptotically with the electrode-shaft distance and increases linearly with the rotational frequency. These results are consistent with the theoretical model. Potential applications of the probe on wear monitoring are proposed.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.845-846
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• 2006

In this paper, we describe a capacitive position sensing and motion control scheme of a MEMS scanner used for laser display application. The laser displays can be made by scanning laser beams much the same way a CRT scans electron beams. So the accuracy of the scanner motion determines the quality of the displayed image. The MEMS scanner under consideration is composed of electrostatic comb electrodes with initial gap and requires large driving voltage. Due to the under-damping and nonlinear driving characteristics, the scanner motion is subject to be an unwanted oscillation. For the linear scanner motion, we devise a differential charge amplifier and phase compensator. The experimental results show that the implemented feedback control system provides sufficient electrical damping and improves the dynamic performance of the scanner.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제21권2호
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• pp.139-143
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• 1996

본 연구에서는 방사선/능의 측정을 위하여 감응 면적이 큰 다중선 비례계수기를 양극선의 지름과 재칠 그리고 선공간을 고려하여 설계 제작하였다. 또한 비례계수기에서 출력하는 펄스를 측정하기 위하여 검출기와 주증폭기 또는 카운터 사이에 연결하는 전치증폭기를 설계 제작하였다. 본 전치증폭기는 전하감응 미분회로, 클리핑회로 그리고 증폭회로로 구성하였다. 이들에 대한 성능시험을 위하여 $^{239}Pu(360Bq)$와 $^{90}Sr/^{90}Y(250Bq)$의 방사선원을 사용하여 동작전압을 결정한 다음 전치증폭기로부터의 최종 출력펄스 $V_2(t)$를 측정하여 출력펄스에 포함되어 계수시에 영향을 미치는 잡음성분과 비교하였다. 잡음성분은 8mV로 조사선원 각각에 의한 출력펄스 180mV와 200 mV 보다 상당히 작아 계수시 이에 대한 영향은 없었다. 전하감응 미분회로의 출력펄스에서 발생된 중첩펄스는 클리핑 회로와 증폭회로에서 시정수와 증폭도를 변화시키므로서 독립된 펄스로 측정하였으며, 이로 인한 측정손실을 개선할 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.338-347
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• 2021

본 논문에서는 DB하이텍 0.18㎛ CMOS 공정을 이용하여 진성난수 생성기에 사용되는 베타선 센서 회로를 설계하였다. CSA 회로는 PMOS 피드백 저항과 NMOS 피드백 저항을 선택하는 기능, 50fF과 100fF의 피드백 커패시터를 선택하는 기능을 갖는 회로를 제안하였다. 그리고 펄스 셰이퍼(pulse shaper) 회로는 비반전 증폭기를 이용한 CR-RC2 펄스 셰이퍼 회로를 사용하였다. 본 논문에서 사용한 OPAMP 회로는 이중 전원(dual power) 대신 단일 전원(single power) 사용하고 있으므로 CR 회로의 저항과 RC 회로의 커패시터의 한쪽 노드는 GND 대신 VCOM에 연결한 회로를 제안하였다. 그리고 펄스 셰이퍼의 출력신호가 단조 증가가 아닌 경우 비교기 회로의 출력 신호가 다수의 연속된 펄스가 발생하더라도 단조 다중발진기(monostable multivibrator) 회로를 사용하여 신호 왜곡이 안되도록 하였다. 또한 CSA 입력단인 VIN과 베타선 센서 출력단을 실리콘 칩의 상단과 하단에 배치하므로 PCB trace 간의 커패시터 커플링 노이즈(capacitive coupling noise)를 줄이도록 하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.619-628
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• 2019

본 논문에서는 진성난수 생성기를 위한 베타선 센서를 설계하였다. PMOS 피드백 트랜지스터의 게이트를 DC 전압으로 바이어스하는 대신 PMOS 피드백 트랜지스터에 흐르는 전류가 PVT 변동에 둔감하도록 설계된 전류 바이어스 회로를 mirroring하게 흐르도록 하므로 CSA의 signal voltage의 변동을 최소화하였다. 그리고 BGR (Bandgap Reference) 회로를 이용하여 공급된 정전류를 이용하여 신호 전압을 VCOM 전압 레벨까지 충전하므로 충전 시간의 변동을 줄여 고속 감지가 가능하도록 하였다. 0.18㎛ CMOS 공정으로 설계된 베타선 센서는 corner별 모의실험 결과 CSA 회로의 최소 신호전압과 최대 신호전압은 각각 205mV와 303mV이고, pulse shaper를 거친 출력 신호를 비교기의 VTHR (Threshold Voltage) 전압과 비교해서 발생된 펄스의 최소와 최대 폭은 각각 0.592㎲와 1.247㎲로 100kHz의 고속 감지가 가능한 결과가 나왔으며, 최대 100Kpulse/sec로 계수할 수 있도록 설계하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1-7
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• 2020

최근 LED 디스플레이 시스템이 활발히 보급됨에 따라서 시스템 구동을 위한 LED 드라이버의 효과적인 제어방법에 대한 연구가 진행 중이다. 그 중에 가장 대표적인 것이 LED Driver 채널의 균일한 밝기 제어이다. 본 논문 에서는 채널 휘도 편차 최소화를 위한 전류보상 및 시스템 보호 기능을 갖는 BLU용 LED driver IC를 제안하였다. 제안하는 LED Driver IC는 채널 간 ±3% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 전류를 목표로 설계하였다. 설계 사양을 만족시키기 위해 채널 구동 PWM 신호를 이용한 chopping 동작을 수행하도록 하여 채널 앰프 옵셋을 상쇄할 수 있도록 하였다. 또한 pre-charge기능을 구현하여 빠른 동작 속도와 채널간 휘도 편차를 최소화할 수 있도록 하였다. LED에러(오픈, 쇼트), 스위치 TR 쇼트 감지 및 동작 온도 보호 회로를 설계하여 IC 및 BLU시스템을 보호할 수 있도록 하였다. 제안된 IC는 Cadence 및 Synopsys사의 Design Tool을 사용하여 설계 하였으며, Magnachip 0.35um CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 제작된 LED driver IC는 채널 간 ±1.5% 이내의 current accuracy와 150mA 채널 출력특성을 만족하였으며, 평가 보드를 통해 에러 검출 회로들이 정상 동작함을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제27권2호
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• pp.93-98
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• 2018

In this paper, an energy-efficient 11.49-bit successive approximation register (SAR) capacitance-to-digital converter (CDC) for capacitive sensors with a figure of merit (FoM) of 31.6 pJ/conversion-step is presented. The CDC employs a SAR algorithm to obtain low power consumption and a simplified structure. The proposed circuit uses a capacitive sensing amplifier (CSA) and a dynamic latch comparator to achieve parasitic capacitance-insensitive operation. The CSA adopts a correlated double sampling (CDS) technique to reduce flicker (1/f) noise to achieve low-noise characteristics. The SAR algorithm is implemented in dual operating mode, using an 8-bit coarse programmable capacitor array in the capacitance-domain and an 8-bit R-2R digital-to-analog converter (DAC) in the charge-domain. The proposed CDC achieves a wide input capacitance range of 29.4 pF and a high resolution of 0.449 fF. The CDC is fabricated in a $0.18-{\mu}m$ 1P6M complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) process with an active area of 0.55 mm2. The total power consumption of the CDC is $86.4{\mu}W$ with a 1.8-V supply. The SAR CDC achieves a measured 11.49-bit resolution within a conversion time of 1.025 ms and an energy-efficiency FoM of 31.6 pJ/step.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제41권2호
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• pp.81-86
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• 2016

Background: For positron emission tomography (PET) application, cadmium zinc telluride (CZT) has been investigated by several institutes to replace detectors from a conventional system using photomultipliers or Silicon-photomultipliers (SiPMs). The spatial and energy resolution in using CZT can be superior to current scintillator-based state-of-the-art PET detectors. CZT has been under development for several years at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) to provide a high performance gamma ray detection, which needs a single crystallinity, a good uniformity, a high stopping power, and a wide band gap. Materials and Methods: Before applying our own grown CZT detectors in the prototype PET system, we investigated preliminary research with a developed discrete type data acquisition (DAQ) system for coincident events at 128 anode pixels and two common cathodes of two CZT detectors from Redlen. Each detector has a $19.4{\times}19.4{\times}6mm^3$ volume size with a 2.2 mm anode pixel pitch. Discrete amplifiers consist of a preamplifier with a gain of $8mV{\cdot}fC^{-1}$ and noise of 55 equivalent noise charge (ENC), a $CR-RC^4$ shaping amplifier with a $5{\mu}s$ peak time, and an analog-to-digital converter (ADC) driver. The DAQ system has 65 mega-sample per second flash ADC, a self and external trigger, and a USB 3.0 interface. Results and Discussion: Characteristics such as the current-to-voltage curve, energy resolution, and electron mobility life-time products for CZT detectors are investigated. In addition, preliminary results of gamma ray imaging using 511 keV of a $^{22}Na$ gamma ray source were obtained. Conclusion: In this study, the DAQ system with a CZT radiation sensor was successfully developed and a PET image was acquired by two sets of the developed DAQ system.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.771-774
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• 2003

Passivation Ledge's device is taken possession on one-side to the Emitter in this Paper. contact used in this paper Pt as Passivation Ledge of device to use Schottky Diode which has leitmotif, It is accomplished Current Modulation that we wish to do purpose using this device. Space Charge acts as single device which is becoming Passivation to know this phenomenon. This device becomes floating as well as Punched-through. V$_{L}$ (Voltage for Ledge) = - 0.5V ~ 0.5V variable values , PD(Partially Depleted ; Λ＞0), as seeing FD(Fully Depleted ; A = 0) maximum electric current gains and Gummel Plot of I-V characteristics (V$_{L}$ = 0.1/ V$_{L}$ = -0.1 ). Becomming Degradation under more than V$_{L}$ = 0.1 , less than V$_{L}$ =-0.05 and Maximum Gain(=98.617076 A/A) value in the condition V$_{L}$ = 0.1. A Change of Modulation is electric current gains by using Schottky Diode and Extrinsic Base PN Diode of Passivation Ledge to Emitter Depletion Layer in HBT of Gummel-Poon I-V characteristics and the RF wide-band electric current gains change the Modulation of CE(Common-Emitter) amplifier description, and it had accomplished Current Gain Modulation by Ledge Bias that change in high frequency and wide bands. wide bands.s.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권9호
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• pp.13-21
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• 2011

본 논문에서는 MEMS 용량형 각속도 센서용 프로그래머블 CMOS 인터페이스 회로를 제작하고, 이를 MEMS 센싱 엘리먼트와 결합하여 평가하였다. 본 회로는 10 bit 프로그래머블 캐패시터 어레이 를 이용한 전하 증폭기, 오프셋 미세 조정을 위한 9 비트 DAC, 출력 민감도의 미세 조정을 위한 10 비트 PGA를 내장하여, 오프셋 및 민감도 오차를 정밀 조정할 수 있다. 제작 결과 자동 이득 제어 회로를 포함한 자가 발진 루프의 정상 동작을 확인하였다. 오프셋 오차와 민감도 오차는 각각 0.36%FSO 와 0.19%FSO 로 측정되었으며, 잡음 등가 해상도와 바이어스 불안정도는 각각 0.016 deg/sec 와 0.012 deg/sec 으로 평가되었다. 본 회로의 조정 기능을 이용하여 MEMS 용량형 각속도 센서의 기생 용량으로 인하여 발생되는 출력 오프셋 및 출력 민감도의 산포를 감소시킬 수 있으며, 이는 센서의 양산성 및 수율 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.