• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.353-360
• /
• 2017

최근 Si기반 전력반도체의 물성적 한계로 인해 스위칭 반도체의 발전 속도가 떨어지고, 더 이상의 성능향상을 기대하기 어려운 실정이지만 Si기반보다 우수한 물성을 가진 SiC 기반 전력반도체가 개발되고 있다. 하지만 실제 시스템에 적용하기 위해서는 아직 뚜렷한 방법이 제시되지 못하고 있다. SiC기반 전력반도체의 시스템 설계에 대한 타당성과 솔루션을 제안하기 위하여, 1kW급의 DC-DC컨버터를 설계 및 제작하고 스위칭 주파수, 듀티비, 전압, 전류의 변화 조건 속에서 Si기반 전력반도체와 실험을 통해 비교 분석하였다. 각 시스템 부하별 입․출력을 통한 효율을 분석 및 Si MOSFET 대비 SiC MOSFET의 우수한 스위칭 성능을 확인하였고, 이를 통해 동일한 구동 조건에서 SiC MOSFET의 우수성을 검증하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제14권3호
• /
• pp.263-267
• /
• 2014

Super junction trench gate power MOSFETs have been receiving attention in terms of the trade-off between breakdown voltage and on-resistance. The vertical structure of super junction trench gate power MOSFETs allows the on-resistance to be reduced compared with conventional Trench Gate Power MOSFETs. The heat release of devices is also decreased with the reduction of on-resistance. In this paper, Lattice Temperature of two devices, Trench Gate Power MOSFET and Super junction trench gate power MOSFET, are compared in several temperature circumstance with the same Breakdown Voltage and Cell-pitch. The devices were designed by 100V Breakdown voltage and measured from 250K Lattice Temperature. We have tried to investigate how much temperature rise in the same condition. According as temperature gap between top of devices and bottom of devices, Super junction trench gate power MOSFET has a tendency to generate lower heat release than Trench Gate Power MOSFET. This means that Super junction trench gate power MOSFET is superior for wide-temperature range operation. When trench etching process is applied for making P-pillar region, trench angle factor is also important component. Depending on trench angle, characteristics of Super junction device are changed. In this paper, we focus temperature characteristic as changing trench angle factor. Consequently, Trench angle factor don't have a great effect on temperature change.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.360-364
• /
• 2013

The maximum breakdown voltage's characteristic within the Super Junction MOSFET structure comes from N-Drift and P-Pillar's charge balance. By developing P-Pillar from Planar MOSFET, it was confirmed that the breakdown voltage is improved through charge balance, and by setting the gate voltage at 10V, the characteristic comparisons of Planar MOSFET and Super Junction MOSFET are shown in picture 6. The results show that it had the same breakdown voltage as Planar MOSFET which increased temperature resistance by 87.4% at $.019{\Omega}cm^2$ which shows that by the temperature resistance increasing, the power module's power dissipation improved.

• 전자공학회논문지 IE
• /
• 제45권4호
• /
• pp.7-10
• /
• 2008

본 연구에서는 load-pull 장비를 이용하여 hot carrier 현상에 따른 RF 전력 성능 저하를 측정 분석하였다. 스트레스를 인가한 주에 RF 전력 지수들은 감소하였으며, 고정 전압 조건에서 관찰한 SOIl MOSFET의 DC 성능 지수들 또한 hot carrier stress로 인하여 감소함을 할 수 있었다. 또한 Hot carrier stress로 인한 DC 성능 저하로 인하여 RF 전력 성능 저하의 감소를 알 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.227-232
• /
• 2014

A highly efficient MOSFET inverter for single-phase grid-connected photovoltaic power generation systems is presented in this paper. It is a full-MOSFET version of the conventional transformerless full-bridge inverter with dual L-C filters using unipolar PWM. The key idea lies on smart pre switching(SPS), which can make the large switching loss due to a poor reverse recovery of the MOSFET's body diode reduced dramatically. The validity of the proposed inverter is verified by experiment.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
• /
• pp.577-595
• /
• 2017

${\bullet}$ Silicon Carbide (SiC) had excellent material properties as the base material for next generation of power semiconductor. In developing SiC MOSFET, gate oxide reliability issues had to be first overcome before commercial application. Besides, a high and stable gate-source voltage threshold $V_{GS(th)}$ is also an important parameter for operation robustness. SiC MOSFET with such characteristics can directly use existing high-speed IGBT gate driver IC's. ${\bullet}$ The linear voltage drop characteristics of SiC MOSFET will bring lower conduction loss averaged over full AC cycle compared to similarly rate IGBT. Lower switching loss enable higher switching frequency. Using package with auxiliary source terminal for gate driving will further reduce switching losses. Dynamic characteristics can fully controlled by simple gate resistors. ${\bullet}$ The low switching losses characteristics of SiC MOSFET can substantially reduce power losses in high switching frequency operation. Significant power loss reduction is also possible even at low switching frequency and low switching speed. in T-type 3-level topology, SiC MOSFET solution enable three times higher switching freqeuncy at same efficiency.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1974-1976
• /
• 2005

The feasibility of a midgap metal gate is investigated for 32nm MOSFET low power applications. The midgap metal gate MOSFET is found to deliver a driving current as high as a bandedge gate one for the low power applications if a proper retrograde channel is used. An adequate design of the retrograde channel is essential to achieve the performance requirement given in ITRS roadmap. In addition, a process simulation is run using halo implants and thermal processes to evaluate the feasibility of the necessary retrograde profile in manufacturing environments. From the thermal budget point of view, the bandedge metal gate MOSFET is more vulnerable to the following thermal process than the midgap metal gate MOSFET since it requires a steeper retrograde doping profile. Based on the results, a guideline for the gate workfunction and the channel profile in the 32 nm MOSFET is proposed.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
• /
• pp.92-94
• /
• 2018

본 논문은 SiC MOSFET 디바이스를 사용하는 전력변환장치에서 Rogowski 코일을 이용하여 SiC MOSFET 디바이스에 흐르는 전류를 측정하여, 과전류를 검출하고 게이팅 신호를 차단하는 기법에 관하여 연구한다. SiC MOSFET는 소자의 특성으로 보편적으로 사용되는 과전류 검출 방법인 DeSAT 적용이 어렵기 때문에 Rogowski 코일을 사용하여 스위치 전류를 측정, 과전류를 검출한다. 본 논문에서는 PCB패턴 Rogowski 코일의 설계 방법뿐만 아니라 Rogowski 코일과 적분기의 대역폭에 대해서도 논의한다. 실험은 직류링크 커패시터에 SiC MOSFET 스위치 레그를 병렬로 연결하고, 직류링크 커패시터에 직류전압을 충전 후 스위치 레그를 약 6us정도 단락시켜 SiC MOSFET에 과전류를 발생시킨다. 이 때, 제안한 Rogowski 코일을 이용한 과전류 검출 및 차단 기법의 적용 전후를 비교하여 동작 및 성능(검출 및 차단 소요시간)을 확인한다. 마지막으로 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 PCB패턴 Rogowski 코일을 이용하여 과전류 검출 및 차단 기법이 검증되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
• /
• pp.323-326
• /
• 2003

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.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.17-23
• /
• 2012

초저전력 설계나 에너지 수확 활용은 동적 전력과 정적 전력 사이의 균형을 이루는 점에 근접하는 문턱전압이하의 매우 낮은 전압에서 작동하는 디지털 시스템을 요구한다. 이런 동작 모드에서 일반적인 논리회로의 지연 변화는 매우 크게 된다. 따라서, 본 논문에서 MOSFET 나노 공정기술에서 전력소비를 줄이면서 여러 가지 공정 변이의 영향을 받지 않는 비동기 방식의 NCL (Null conventional logic)을 사용한 저전력 논리회로 설계 방법을 제안하고자 한다. 제안된 NCL 회로는 45nm의 공정기술에서 0.4V의 공급전압을 사용하였고, 각 NCL회로는 속도와 전력에 의해서 일반적인 동기식 회로와 비교되었다.