• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.156-158
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• 1994

In recent days, the various adjustable speed drives are widely employed at the industrial applications for the purpose of energy saving and speed control. In particular, for the machine control applications. the switching frequency is required to be increased for better dynamic performance of the drive. Moreover, this also leads to the reduction of the switching loss of the device. For IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), the most widely used switching device in the inverters below the 100[kW] range, the falling and falling time is of the order about $200{\sim}300[ns]$. Therefore unexpected phenomena occurs such as voltage spikes due to high gradient of current at the switching instant, the weakening of motor insulation due to high gradient of voltage. In this paper, a new voltage gradient suppression technique is presented in both theoretically and experimentally.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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• pp.178-180
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• 1994

In recent days, the inverter is widely used at the industrial applications. In the range lower than 100[kW], IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) is most widely used as the switching device. In that case of IGBT, the rising time and the filling time are very short(about $200[ns]{\sim}300[ns]$). Especially for motor control applications, the switching frequency is required to be increased for better dynamic performance of the drive. However, the higher switching frequency leads to the unexpected problem occurs such as voltage spike due to stray inductance in the bus at switching instant. In this paper, a new methodology for reducing the stray inductance existing in the bus that induces the voltage spike will be presented.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.273-277
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• 1999

A cold cathode flourescent lamp for the backlight in the notebook computer requires high input voltage about 1300(V) when it turns on. But once a discharge starts, the input voltage can be dropped by about one-third for continued output. The equivalent impedance also varies from open to several dozens of kilo-ohms. The piezoelectric transformer converts electrical energy into mechanical energy and then converts it back to electrical energy at a high voltage. Its high output voltage, high efficiency and small size are suitable for driving the LCD backlight in the notebook computer. The piezoelectric transformer operates near the resonance frequency and the output waveform is close to sine wave with very little noise. This paper suggests an inverter for LCD backlight of notebook computer using piezoelectric transformer that includes voltage to frequency converter for gate signal which is useful for tracking of variable resonance frequency depending on load impedance.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제12권6호
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• pp.245-248
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• 2011

The scaling down of metal oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) for the last several years has contributed to the reduction of the scaling variables and device parameters as well as the operating voltage of the MOSFET. At the same time, the variation in the electrical characteristics of MOSFETs is one of the major issues that need to be solved. Especially because the issue with variation is magnified as the drive voltage is decreased. Therefore, this paper will focus on the variations between electrical characteristics and drain voltage. In order to do this, the test patterned multi-finger MOSFETs using 90-nm process is used to investigate the characteristic variations, such as the threshold voltage, DIBL, subthreshold swing, transconductance and mobility via parasitic resistance extraction method. These characteristics can be analyzed by varying the gate width and length, and the number of fingers. Through this modeling scheme, the characteristic variations of multi-finger MOSFETs can be analyzed.

• 공업화학전망
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• 제23권2호
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• pp.1-11
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• 2020

In this report, we summarize recent progress in the development of electrolyte-gated transistors (EGTs) for various printed electronics. EGTs, employing a high capacitance electrolyte as gate dielectric layer in transistors, exhibits increasing of drive current, lowering operation voltage, and new transistor architectures. While the use of electrolytes in electronics goes back to the early days of silicon transistors, the new printable, fast-responsive polymer electrolytes are expanding their range of applications from printable and flexible digital circuits to various neuromorphic devices. This report introduces the structure and operating mechanism of EGT and reviews key developments in electrolyte materials used in printed electronics. Additionally, we will look at various applications with EGTs that are currently underway.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.221-223
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• 2020

반도체 기반 고전압 펄스 발생장치에 적용 가능한 고전압 스위치는 주로 수 kV 정격의 반도체 스위치를 직렬로 스태킹하여 구성되며, 이때 각 스위치 소자에는 절연과 동기화된 각각의 게이트 신호가 인가되어야 한다. 본 논문에서는 짧은 펄스 폭의 온, 오프 게이트 펄스와, 단일 턴의 고전압 전선을 일차측으로 갖는 게이트 변압기를 통해 직렬로 구성된 반도체 스위치 스택 기반의 펄스 모듈레이터에 적용 가능한 간단한 구조의 게이트 구동회로가 설계되었다. 각 스위치에 게이트 신호를 전달하기 위해 온, 오프 게이트 펄스를 사용함으로써 게이트 변압기의 포화를 방지할 수 있으며, 이때 각 스위치의 게이트 턴-온, 오프 전압은 변압기 이차측의 제너 다이오드와 스토리지 커패시터를 통해 유지된다. Pspice 시뮬레이션을 통해 12개의 IGBT를 직렬로 구성하여 설계된 구조의 게이트 회로를 적용, 최대 10kV 펄스 출력 조건에서 안정적인 동작을 확인하고 설계를 검증하였으며 1200V 급 IGBT를 사용하여 실제 스위치 스택과 게이트 구동회로 모듈을 1리터 이내의 부피로 고밀도화하여 제작하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권7호
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• pp.475-484
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• 2018

전기철도차량의 추진제어장치는 자동차의 엔진에 해당되는 핵심 주요부품이며 이를 제어하는 장치는 GDU(Gate Drive Unit)라는 장치를 이용한다. 또한, 추진제어장치의 고장 빈도를 파악해보면 GDU에 대한 부적합 비율이 가장 높았다. GDU는 외국산 도입으로 인하여 핵심기술의 접근이 불가하였고, 제작사의 GDU 단종으로 전반적인 유지보수 활동에 전반적인 문제점이 있었다. GDU는 최장 23년부터 최근 14년의 장기간 사용으로 수명이 도래하였다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고자 호환이 가능한 GDU의 확보와 고장을 분석하여 적정수명을 파악하기 위한 것으로, 기존의 상태검사 위주의 유지보수 방법 개선을 위해 설계를 변경하여 추진제어장치의 GDU를 커패시터 교환 형으로 개발하였다. 전체수명에 비해 비교적 수명이 짧은 구성부품의 유지보수는 필수이며, 대부분의 건설초기의 최초 외산도입 부품은 기술종속 및 장기운영의 결과로 관련 부품의 단종이 발생하면 고장발생 시 수급불가 등으로 기본적인 교환에 대한 유지보수에 문제점이 발생되고 있으나, 25년 이상으로 전체수명이 긴 철도차량의 특성상 앞으로도 상당기간 운영이 필요하여 개조 혹은 대체품 개발로 부품확보 및 일정수준의 품질을 유지할 필요가 강조되며, 이에 대한 연구는 보다 구체적이고 실증적으로 이루어져야 한다. 커패시터 교환 형 GDU는 커패시터 모듈의 분리를 통해 정전용량을 쉽게 측정하여 수명을 판단하고, 단품 시험과 커패시터의 수명을 측정하여 정확한 예방유지보수를 할 수 있어서 운행 중 열차의 부적합을 미리 예방할 수 있으며, 24개월 이상의 영업 운전을 통하여 한건의 부적합 없이 영업운행에 성공하여 기존품의 대체 가능여부를 검증하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권5호
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• pp.615-624
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• 2014

In this paper, we explore the electrical properties and high-frequency performance of carbon nanotube field-effect transistors (CNTFETs), based on the non-equilibrium Green's functions (NEGF) solved self - consistently with Poisson's equations. The calculated results show that CNTFETs exhibit superior performance compared with graphene nanoribbon field-effect transistors (GNRFETs), such as better control ability of the gate on the channel, higher drive current with lower subthreshold leakage current, and lower subthreshold-swing (SS). Due to larger band-structure-limited velocity in CNTFETs, ballistic CNTFETs present better high-frequency performance limit than that of Si MOSFETs. The parameter effects of CNTFETs are also investigated. In addition, to enhance the immunity against short - channel effects (SCE), hetero - material - gate CNTFETs (HMG-CNTFETs) have been proposed, and we present a detailed numerical simulation to analyze the performances of scaling down, and conclude that HMG-CNTFETs can meet the ITRS'10 requirements better than CNTs.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제6권1호
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• pp.97-102
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• 2020

사물인터넷 환경에서 다중 객체의 스위치 제어는 고전압을 구동하기 위해 레벨 시프터가 있는 여러 솔리드 스테이트 구조로써 낮은 ON 저항과 양방향 릴레이 MOS 스위치를 통합했으며 외부 직렬 논리 제어에 의해 독립적으로 제어되어야 한다. 이 장치는 의료용 초음파 이미지 시스템, 잉크젯 프린터 제어 등의 IoT 기기뿐만 아니라, 켈빈 4 단자 측정을 사용한 PCB 개방 / 단락 및 누출 테스트 시스템과 같은 저전압 제어 신호에 의한 고전압 스위칭 제어가 필요한 응용 제품에 사용하도록 설계되었다. 이 논문에서는 FPGA (Field Programmable Gate Array) 테스트 패턴 생성을 사용한 아날로그 스위치 제어 블록의 구현 및 검증에 대하여 고찰하였다. 각 블록은 Verilog 하드웨어 설명 언어를 사용하여 구현된 후 Modelsim에 의해 시뮬레이션 되고 FPGA 보드에서 프로토타입화 되어 적용되었다. 제안된 아키텍처는 IoT 환경에서 여러개의 개체들을 동시에 제어하여야 하는 분야에 적용할 수 있으며 유사 형태의 IC를 테스트하기 위해 제안된 패턴 생성 방법을 적용할 수 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.60-60
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• 2003

디자인 룰에 의해 Gate Length 가 100nm 이하로 줄어듦에 따라 Gate delay 감소와 Switch speed 향상을 위해 보다 더 큰 drive current 를 요구하게 되었다. 본 연구는 dirve current 를 증가시키기 위해 고안된 Strained Si substrate 를 만들기 위한 SiGe layer 성장에 관한 연구이다. SiGe layer를 성장시킬 때 SiH$_4$ gas와 GeH$_4$ gas를 furnace에 flow시켜 Chemical 반응에 의해 Si Substrate를 성장시키는 LPCVD(low pressure chemical vapor depositio)법을 사용하였고 SIMS와 nanospec을 이용하여 박막 두께 및 Ge concentration을 측정하였고, AFM으로 surface의 roughness를 측정하였다. 본 연구에서 우리는 10,20,30,40%의 Ge concentration을 갖는 10nm 이하의 SiGe layer를 얻기 위하여 l0nm 이하의 fixed 된 두께로 SiGe layer를 성장시킬 때 temperature, GeH$_4$ gas pre-flow, SiH$_4$ 와 GeH$_4$의 gas ratio를 변화시켜 성장시킨 후 Ge 의 concentration과 실제 형성된 두께를 측정하였고, SiGe의 mole fraction의 변화에 따른 surface의 roughness 를 측정하였다. 그 결과 10 nm의 두께에서 temperature, GeH$_4$ gas pre-flow, SiH$_4$ 와 GeH$_4$ 의 gas ratio의 변화와 Ge concentration 과의 의존성을 확인 할 수 있었고, SiGe 의 mole traction이 증가하였을 때 surfcace의 roughness 가 증가함을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 strained Si 가 가지고 있는 strained Si 내에서 n-FET 와 P-FET사이의 불균형에 대한 해결과 좀 더 발전된 형태인 fully Depleted Strained Si 제작에 기여할 것으로 보인다.