• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권5호
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• pp.611-633
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• 2020

In this paper, a comprehensive review of nanostructures that exhibit piezoelectric behavior on all mechanical, buckling, vibrational, thermal and electrical properties is presented. It is firstly explained vast application of materials with their piezoelectric property and also introduction of other properties. Initially, more application of material which have piezoelectric property is introduced. Zinc oxide (ZnO), boron nitride (BN) and gallium nitride (GaN) respectively, are more application of piezoelectric materials. The nonlocal elasticity theory and piezoelectric constitutive relations are demonstrated to evaluate problems and analyses. Three different approaches consisting of atomistic modeling, continuum modeling and nano-scale continuum modeling in the investigation atomistic simulation of piezoelectric nanostructures are explained. Focusing on piezoelectric behavior, investigation of analyses is performed on fields of surface and small scale effects, buckling, vibration and wave propagation. Different investigations are available in literature focusing on the synthesis, applications and mechanical behaviors of piezoelectric nanostructures. In the study of vibration behavior, researches are studied on fields of linear and nonlinear, longitudinal and transverse, free and forced vibrations. This paper is intended to provide an introduction of the development of the piezoelectric nanostructures. The key issue is a very good understanding of mechanical and electrical behaviors and characteristics of piezoelectric structures to employ in electromechanical systems.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.783-789
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• 2015

본 논문에서는 long term evolution(LTE) 통신을 위한 2.6 GHz 대역에서 동작하는 고효율 Doherty 전력증폭기를 설계하였다. 2차 및 3차 고조파 임피던스를 조정하기 위한 간단한 구조의 정합 네트워크를 통해 전력증폭기의 고효율 동작을 달성하였다. Doherty 전력증폭기는 다양한 측면에서 장점을 갖는 GaN-HEMT 소자를 이용하여 제작되었으며, 10 MHz의 대역폭 및 6.5 dB 첨두 전력 대 평균 전력비(PAPR)의 특성을 갖는 LTE downlink 신호를 이용하여 측정되었다. 평균 전력 33.4 dBm에서 13.1 dB의 전력 이득, 57.6 %의 전력부가효율(PAE) 및 -25.7 dBc의 인접채널누설비(ACLR) 특성을 갖는다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.685-697
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• 2017

본 논문에서는 탐색 레이다에서 사용되는 C-대역의 고출력전력증폭장치 및 구성품의 설계, 제작과 측정에 대하여 기술하였다. 반도체 소자인 GaN(질화갈륨)을 적용하여 반도체전력증폭조립체를 설계 및 제작하였고, 설계 제작된 도파관 형태의 송신신호결합조립체를 통해 병렬로 구성된 반도체전력증폭조립체의 송신신호 출력을 결합하여 고출력 송신신호 출력을 발생한다. 제작된 고출력전력증폭장치는 C-대역 500 MHz 대역폭, 최대 10.5 % 듀티, 송신펄스폭 $0.0{\sim}000{\mu}s$에서 송신출력 44.98 kW(76.53 dBm) 이상이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.43-51
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• 2023

본 논문에서는 전기차 전력변환 시스템의 근간이 되는 전력반도체 소자의 발전 방향과 차세대 전력반도체 소자인 wide bandgap (WBG)의 특징에 관해 소개하고자 한다. 현재까지의 주류인 Si insulated gate bipolar transistor (IGBT)의 특징에 관해 소개하고, 제조사 별 Si IGBT 개발 방향에 대해 다루었다. 또한 대표적인 WBG 전력반도체 소자인 SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET)이 가지는 특징을 고찰하여 종래의 Si IGBT 소자 대비 SiC MOSFET이 가지는 효용 및 필요성에 대해 서술하였다. 또한 현 시점에서의 GaN 전력반도체 소자가 가지는 한계 및 그로 인해 전기자동차용 전력변환모듈 용으로 사용하기에 이슈인 점을 서술하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권6호
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• pp.818-823
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• 2014

A high-gain wideband low noise amplifier (LNA) using $0.25-{\mu}m$ Gallium-Nitride (GaN) MMIC technology is presented. The LNA shows 8 GHz to 15 GHz operation by a distributed amplifier architecture and high gain with an additional common source amplifier as a mid-stage. The measurement results show a flat gain of $25.1{\pm}0.8dB$ and input and output matching of -12 dB for all targeted frequencies. The measured minimum noise figure is 2.8 dB at 12.6 GHz and below 3.6 dB across all frequencies. It consumes 98 mA with a 10-V supply. By adjusting the gate voltage of the mid-stage common source amplifier, the overall gain is controlled stably from 13 dB to 24 dB with no significant variations of the input and output matching.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.467-478
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• 2019

본 논문에서는 전자전용 재밍 송신기에 사용하기 위해서 개발된 광대역 평면형 능동위상배열 안테나 시스템의 설계 및 제작 그리고 측정 결과를 소개한다. 설계된 시스템은 $45^{\circ}$ slant 광대역 복사소자를 $8{\times}8$ 삼각 배열 구조로 배치하고, 광대역 GaN 반도체 고출력 증폭기와 GaAs 다기능집적회로(MFC)를 적용한 64개의 송신 채널을 구성하여 개발하였다. GaAs다기능집적회로는 광대역에서 빔 편이 현상을 피하기 위한 실시간 지연소자, 디지털 감쇠기 그리고 GaAs 구동증폭기를 포함하고 있어서 송신 빔 조향을 할 수 있으며, 시스템의 전자적 빔 조향 범위는 방위각/고각 방향으로 각각 ${\pm}45^{\circ}/{\pm}25^{\circ}$ 범위에서 가능하다. 개발된 시스템의 송신 빔 패턴 성능을 확인하기 위해 근접 전계 시험 시설을 이용하였다. 전자전용 송신 시스템 빔 패턴 측정 결과, 시스템의 유효방사출력은 목표성능(P) 대비 최대 9.8 dB 이상을 만족하였고, 방위각/고각 방향으로 각각 ${\pm}45^{\circ}/{\pm}25^{\circ}$ 빔 조향 결과 요구성능에 만족함을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권5호
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• pp.274-285
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• 2019

Chemical mechanical polishing (CMP), which is a material removal process involving chemical surface reactions and mechanical abrasive action, is an essential manufacturing process for obtaining high-quality semiconductor surfaces with ultrahigh precision features. Recent rapid growth in the industries of digital devices and semiconductors has accelerated the demands for processing of various substrate and film materials. In addition, to solve many issues and challenges related to high integration such as micro-defects, non-uniformity, and post-process cleaning, it has become increasingly necessary to approach and understand the processing mechanisms for various substrate materials and abrasive particle behaviors from a tribological point of view. Based on these backgrounds, we review recent CMP R&D trends in this study. We examine experimental and analytical studies with a focus on substrate materials and abrasive particles. For the reduction of micro-scratch generation, understanding the correlation between friction and the generation mechanism by abrasive particle behaviors is critical. Furthermore, the contact stiffness at the wafer-particle (slurry)-pad interface should be carefully considered. Regarding substrate materials, recent research trends and technologies have been introduced that focus on sapphire (${\alpha}$-alumina, $Al_2O_3$), silicon carbide (SiC), and gallium nitride (GaN), which are used for organic light emitting devices. High-speed processing technology that does not generate surface defects should be developed for low-cost production of various substrates. For this purpose, effective methods for reducing and removing surface residues and deformed layers should be explored through tribological approaches. Finally, we present future challenges and issues related to the CMP process from a tribological perspective.

• 전력전자학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.152-155
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• 2020

This study proposes an input filter for a gallium-nitride-based direct matrix converter with a stepless current commutation technique. Various current commutation strategies have been adopted for reliable operation of switches. These strategies are complex to be implemented and require additional components. The stepless current commutation technique is simple to operate but causes overcurrent issues due to the occurrence of short circuit on input sources. In this study, to restrict the short circuit current, we utilized GaN devices with fast switching properties and modified the input filter. The proposed input filter was verified by experimental results of induction motor drive.

• 전력전자학회지
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• 제27권3호
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• pp.38-48
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• 2022

국내 통신 시장은 4G LTE 통신 상용화 이후 2019년 세계 최초로 5G 통신 상용화를 시작하여 각각의 통신사가 앞다투어 설비 투자를 진행하고 있다. 많은 투자가 진행됨에도 불구하고 통신망의 범위, 낙후 지역에 대한 비활성화로 인하여 소비자의 욕구를 충족시키지 못하고 있는 실정이다. 이러한 소비자의 불만족을 해소시키고자 정부의 투자 독려로 인해 2022-2024년까지 지속적으로 5G 장비 투자가 진행될 예정이다. 5G 통신 장비에는 시스템 장비에 전원을 공급해주는 전원 장치가 필요하다. 최근 통신용 전원 장치는 시스템 용량이 증가함에 따라 고전력 장비가 요구되고 있으며, 추가적으로 탄소 배출과 관련하여 에너지 문제가 대두됨에 따라 소형화 및 고효율의 통신용 전원 장치 개발이 주를 이루고 있다. 이를 위해 WBG(Wide Band-Gap) 소자 및 토폴로지 변경, 열적 최적화 등 다양한 방법을 통해 고밀도, 고효율을 달성하고 있다. 본고는 WBG 소자 중 GaN(Gallium Nitride) 전력 반도체를 이용하여 제작한 전원 장치의 설계에 내한 내용을 소개한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권2호
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• pp.133-140
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• 2024

This study offers a comprehensive evaluation of the role and impact of advanced power semiconductors in solar module systems. Focusing on silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) materials, it highlights their superiority over traditional silicon in enhancing system efficiency and reliability. The research underscores the growing industry demand for high-performance semiconductors, driven by global sustainable energy goals. This shift is crucial for overcoming the limitations of conventional solar technology, paving the way for more efficient, economically viable, and environmentally sustainable solar energy solutions. The findings suggest significant potential for these advanced materials in shaping the future of solar power technology.