• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권4호
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• pp.385-390
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• 2023

In this paper, the 1,700 V level SiC-based power MOSFET device widely used in electric vehicles and new energy industries was designed, that is, a single trench gate power MOSFET structure and a double trench gate power MOSFET structure were proposed to analyze electrical characteristics while changing the design and process parameters. As a result of comparing and analyzing the two structures, it can be seen that the double trench gate structure shows quite excellent characteristics according to the concentration of the drift layer, and the breakdown voltage characteristics according to the depth of the drift layer also show excellent characteristics of 200 V or more. Among them, the trench gate power MOSFET device can be applied not only to the 1,700 V class but also to a voltage range above it, and it is believed that it can replace all Si devices currently applied to electric vehicles and new energy industries.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.163-168
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• 2010

본 논문에서는 전력용 반도체 소자를 위한 과열보호시스템의 설계 및 구현에 관한 내용을 다룬다. 제안된 시스템은 전력용 반도체 소자의 온도를 검출하기 위해서 별도의 온도센서나 트랜지스터를 사용하는 기존의 방법과 달리 파워 MOSFET의 $R_{ds(on)}$ 특성만을 이용한다. 과열보호를 위한 제안된 방법은 IRF840 파워 MOSFET를 이용하여 성공적으로 시험되었다. 제안된 과열보호 알고리즘을 구현하기 위해 PIC 마이크로컨트롤러인 PIC16F877A 소자를 사용하였다. 내장된 10-bit A/D 변환기는 IRF840의 소스와 드레인 전압변화를 검출하기 위해 이용된다. 측정된 소스-드레인 간 전압으로부터 도출된 온도-저항 간의 관계식은 파워 MOSFET의 게이트 트리거 신호를 제어한다. 만약 검출된 온도 전압의 임계값이 설정된 임의의 보호온도 전압 값을 초과할 때 마이크로컨트롤러는 파워 MOSFET으로부터 트리거 신호를 제거시켜 파워 MOSFET이 과열되는 것을 방지한다. 실험결과는 제안된 시스템이 정확도 측면에서 1.5%의 오차 이내로 정확함을 보여주었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.117-125
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• 2016

In this paper, the inverter switch losses of BLDC motor for three types of PWM methods and power devices were analyzed. When the BLDC motor is driven at low currents, the inverter switch losses for MOSFET are low because MOSFET operates like resistance. However, the inverter switch losses for IGBT are higher than MOSFET due to its large turn-off losses. Moreover, synchronous rectification switching method is adaptable because MOSFET has 2-channel. So, MOSFET can be driven with more low impedance and losses. For low power inverter with MOSFET, the power losses of unified PWM are lower than that of unipolar and bipolar PWM. Proposed method and losses analysis results are verified by examination and simulation using Matlab/Simulink.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.103-108
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• 2023

본 연구에서는 SiC 기반의 1200V급 전력 MOSFET을 최적 설계하기 위하여 공정 및 설계 파라미터를 변화시키면서 실험을 수행한 후, 필수적인 전기적 특성을 도출하였다. 그리고 최종적으로 설계하고자 하는 트렌치 게이트형 SiC 전력 MOSFET 소자의 우수성을 확보하기 위하여 플래너 게이트 SiC 전력 MOSFET을 같은 조건하에 설계하여 전기적인 특성을 도출하여 트렌치 게이트형 SiC 전력 MOSFET 소자와 비교 분석을 하였다. 비교 분석한 결과, 항복전압을 그대로 유지한 상태에서 온 저항은 각각 플래너게이트 전력 MOSFET은 1,840mΩ, 트렌치 게이트 전력 MOSFET는 40mΩ으로 약 40배 이상 우수한 특성을 도출하였다. 온 저항은 에너지 효율에 직접적인 영향을 끼치는 바 에너지 효율에 있어 우수한 결과를 도출한 것으로 판단되었다. 본 실험을 통해 최적화된 소자는 1200V급에 일반적으로 사용되었던 IGBT소자를 충분히 대체 가능한 것으로 판단되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.206-213
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• 2022

This paper presents setting up a laboratory-scale testbed to estimate the aging of power MOSFET devices and integrated power modules by measuring its on-state voltage and current. Based on the aging mechanisms of the component inside the power module (e.g., bond-wire, solder layer, and semiconductor chip), a system to measure the on-state resistance of device-under-test (DUT) is designed and experimented: a full-bridge circuit applies current stress to DUT, and a temperature chamber controls the ambient temperature of DUT during the aging test. The on-state resistance of SiC MOSFET measured by the proposed testbed was increased by 2.5%-3% after 44-hour of the aging test.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.170-175
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• 2012

Power MOSFET is develop in power savings, high efficiency, small size, high reliability, fast switching, low noise. Power MOSFET can be used high-speed switching transistors devices. Recently attention to the motor and the application of various technologies. Power MOSFET is devices the voltage-driven approach switching devices are design to handle on large power, power supplies, converters, motor controllers. In this paper, design the 600 V Planar type, and design the trench type for realization of low on-resistance. For both structures, by comparing and analyzing the results of the simulation and characterization.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.27-30
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• 2004

In this paper, a new small size Lateral Trench Electrode Power MOSFET is proposed. This new structure, called "LTEMOSFET"(Lateral Trench Electrode Power MOSFET), is based on the conventional MOSFET. The entire electrode of LTEMOSFET is placed in trench oxide. The forward blocking voltage of the proposed LTEMOSFET is improved by 1.6 times with that of the conventional MOSFET. The forward blocking voltage of LTEMOSFET is 250V. At the same size, a increase of the forward blocking voltage of about 1.6 times relative to the conventional MOSFET is observed by using TMA-MEDICI which is used for analyzing device characteristics. Because the electrodes of the proposed device are formed in trench oxide, the electric field in the device are crowded to trench oxide. We observed that the characteristics of the proposed device was improved by using TMA-MEDICI and that the fabrication of the proposed device is possible by using TMA-TSUPREM4.

• 전자공학회논문지
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• 제50권7호
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• pp.109-114
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• 2013

전력 MOSFET(산화물-반도체 전위 효과 트랜지스터)는 BLDC 모터와 전력 모듈 등에 광범위하게 사용하고 있다. 기존 전력 MOSFET 구조는 온-저항과 항복전압사이에 절충(tradeoff)이 필요하다. 이러한 절충을 하지 않고 최적화를 하기위해 비균일 초접합 트랜치 MOSFET 를 설계하는데 동일한 항복전압에서 균일 초접합 트랜치 MOSFET보다 낮은 온-저항을 갖도록한다. 이를 위해 드리프트 영역에서 우수한 전기장 분포를 달성하기 위하여 선형구조의 도핑 프로파일을 제안하고, 단위 셀 설계, 도핑농도의 특성분석, 전위분포를 SILVACO TCAD 2D인 Atlas 소자 소프트웨어를 사용하여 시뮬에이션을 수행하였다. 결과로 100V 급 MOSFET에서 비균일 초접합 트랜치 MOSFET가 균일 초접합 트랜치 MOSFET보다 온-저항에서 우수한 특성을 보여주고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.89-90
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• 2013

Higher power density, higher operational temperature, lower on state resistance and higher switching frequency capabilities of Silicon Carbide (SiC) technology devices compared to Silicon (Si) devices makes it has higher promising market. One of the most developed SiC devices is the power MOSFET. This study tests the SiC MOSFET under short circuit conditions taking into account the effect of gate voltage characteristics. The results will be compared to IGBT and MOSFET Si devices with similar ratings. A tester circuit was designed to perform the short circuit operation.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.10-14
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• 2013

본 논문에서는 저전력 기술인 DVFS (Dynamic Voltage Frequency Scaling) 응용을 위하여, 동작주파수의 변화에도 소비전력이 일정한 특성을 갖는 전류모드 회로를 적용함에 있어서, 저속 동작에서 소비전력이 과다한 전류모드 회로의 문제점을 전류모드 회로에서 sub-threshold 영역 동작의 MOSFET을 적용함으로써 소비전력을 최소화하는 설계기술을 소개한다. 회로설계는 MOSFET BSIM 3모델을 사용하였으며, 시뮬레이션한 결과, strong-inversion 동작일 때 소비전력은 $900{\mu}W$이었으나, sub-threshold 영역으로 동작하였을 때, 소비전력이 $18.98{\mu}W$가 되어, 98 %의 소비전력의 절감효과가 있음을 확인하였다.