• Title/Summary/Keyword: 소자 모델링

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전력증폭기 모델링을 위한 최소 샘플링 주파수 연구 (Minimal Sampling Rate for Quasi-Memoryless Power Amplifiers)

  • 박영철
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권10호
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    • pp.185-190
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    • 2007
  • 무선 단말기용 전력증폭기의 모델링을 위한 최소 샘플링 주파수에 대해 실험 및 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 비선형 소자의 모델링은 소자의 비선형성 해석 및 디지털 전치왜곡기 등의 응용분야에서 활용되나, 소자 모델링용 샘플링 주파수에 대한 그동안의 연구 결과에 의하면 최소한 입력신호의 Nyquist 조건이 만족될 경우 주어진 비선형 소자의 모델링이 가능하다고 보고되어 왔다. 하지만 광대역 신호용 소자 모델링의 경우 A/D 변환기 주파수 성능이 충분하지 못하거나 구현이 매우 난해하며, 높은 샘플링 주파수로 인한 전력소모가 무선단말에 적용하기에는 무시하지 못할 수준이다. 따라서 본 연구에서는 단말기용 메모리리스 전력증폭기의 선형화 기술에 사용되기 위한 샘플링 주파수에 있어, 입력 신호의 Nyquist 조건 이하로 샘플링하여 전력증폭기의 모델링에 성공적으로 적용할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 이 경우 전체 시스템의 광대역 주파수 응답이 보장되어야하며 이를 위해 광대역 샘플러 및 시간 영역에서의 비선형 모델링이 제안되었다. 시뮬레이션 결과 샘플링 주파수 조건에 상관없이 동일한 AMAM, AMPM 비선형성을 해석할 수 있었으며, 880MHz, 23dBm 무선단말용 전력증폭기에 적용하여 측정한 결과 또한 샘플링 조건의 변화에 대해 모델링 결과는 0.8dB 이내의 변화를 보임을 알 수 있었다. 샘플링 시스템은 크기시호 복원을 위한 포락선 검출기, 복소신호 추출을 위한 위상천이기 및 광대역 샘플러 등으로 구성되었으며, QPSK 신호를 인가하여 전력증폭기의 비선형성 검출에 활용하였다. 이 시스템은 단말용 전치왜곡기에 활용하여 단말 출력 성능 개선에 활용 될 수 있다.

압전소자를 이용한 에너지 하베스터 모델링 및 실험 (Modeling and Experiment of Energy Harvester Using a Piezoelectric Element)

  • 조성우;안현성;김영철;이한민;서종호;차한주
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.227-228
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    • 2016
  • 본 논문에서는 압전소자를 이용한 에너지 하베스터의 전기적 모델링을 제안하였고 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 비교 분석하였다. 에너지 하베스터는 압전소자를 이용한 발전기, 풀브리지 정류기, 평활용 콘덴서, 부하로 구성된다. 본 논문에서는 에너지 하베스팅 방법으로 Standard AC 방법과 이에 풀브리지 정류기를 추가한 Standard DC 방법을 사용하였고 전기적 모델링, 시뮬레이션, 실험의 분석을 위해 압전 발전기를 RLC 등가모델로 구성하였다. 에너지 하베스터 실험장치를 구성하였으며, 두 가지의 전력변환 기법 각각 $73.7{\mu}W$, $69.3{\mu}W$를 하베스팅 하는 것을 확인하였다.

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파라메터 직접 추출법을 이용한 스케일 가능한 HBT의 모델링 (Scalable HBT Modeling using Direct Extraction Method of Model Parameters)

  • 서영석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.316-321
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    • 2005
  • 새로운 전류원 모델과 이 전류원 모델에 대응하는 파라메터의 직접추출 방법을 제안하였다. 전류원 모델파라메터를 위한 정확하고 해석적인 계산방법을 유도하였다. 이러한 해석적 모델링 방법을 기반으로 스케일 가능한 H8T 모델을 만드는 방법에 적용되었다. 단조함수적 스케일링이 가능하도록 하도록 하기 위해, 모델링 과정에서, 몇몇 파라메터들의 증복성(redunduncy)을 제거하는 방법을 개발하였다. 이러한 방법에 기반을 둔 모델을 실제 소자에 적용 했을때, 소자의 온도, 바이어스 및 크기변화를 잘 예측할 수 있었다.

반도체 광증폭기로 형성된 방향성결합기에서 파장 변환에 대한 시영역 모델링 (Time-Domain Modeling of Wavelength Conversion in Semiconductor Optical Amplifier Directional Coupler)

  • 정호연;정영철
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.24-25
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    • 2000
  • 파장변환 소자는 최근에 급격히 발전하는 광네트웍을 구축하기 위하여 필수적인 소자로서 여러 가지 형태에 대한 연구개발이 진행되고 있다. 그중에서도, 최근에는 반도체 광증폭기로 형성된 방향성 결합기구조(semiconductor optical amplifier directional coupler)에서의 상호 이득 포화(XPM : cross-phase modulation)에 의한 파장변환에 대한 개념이 제안되고 가능성이 실험적으로 입증된 바 있다. 이런 구조의 파장변환 소자는 입력 광신호의 파워가 작을때는 위상 정합이 되어 반도체 광증폭기의 광모드가 완전히 결합되어 cross state로 변환된 파장의 광파워가 많이 출력되고, 신호 입력 파워가 증가함에 따라 결합이 감소하게 되어 Cross state에서의 출력 파워는 감소하게 된다. 이와 같은 소자는 입력 신호광과 변환된 신호광이 역방향으로 진행하는 경우 광필터가 필요없이 파장변환이 가능하고, 변환 후의 소광비가 향상되기 때문에 향후 다양한 형태로 응용될 가능성이 있으며, 적정 설계 및 성능 예측을 위해서는 시영역에서 모델링할 수 있는 방법론을 구축하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 연산자 분리 방법$^{(1)}$ 을 적용하여 상술한 파장변환기를 해석하기에 적당하도록 시영역 동적 모델을 구현하고, 파장변환 특성을 여러 가지 면에서 분석하여 보았다. (중략)

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TMDC 를 이용한 소자의 구조 최적화 및 inverter 구현

  • 오경환;허수환;나명열;이영준
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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    • pp.339-343
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    • 2016
  • 본 연구에서는 양자역학적 전하수송 모델링을 바탕으로 channel length ($L_{ch}$), equivalent oxide thickness (EOT), supply voltage ($V_{DS}$) 등의 소자 파라미터들에 초점을 맞춰 저전력 소자를 구현하였다. 본 연구에서 나타낸 최적의 소자 특성으로부터 ITRS에서 제시하고 있는 2021년 예측되는 소자 특성에 비하여 더 낮은 $V_{DS}$에서 동작을 하면서 더 높은 $I_{on}$과 낮은 SS 로서 구동하는 것이 가능할 것으로 기대된다. 뿐만 아니라 inverter 동작에 있어서 ideal inverter에 가까운 동작을 할 것으로 기대된다.

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액정 디스플레이 소자 내에서의 불균일한 표면에 의한 결점의 발생과 모델링 (Numerical modeling of defects nucleation in the liquid crystal devices with inhomogeneous surface)

  • 이기동;강봉순
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권8호
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    • pp.1793-1798
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    • 2005
  • 액정 디스플레이 소자의 디렉터 내에서 결점을 모델링 할 수 있는 fast Q-텐서법을 이용하여 불균일한 표면에서 발생할 수 있는 결점의 발생과 움직임에 대한 모델링을 하였다. 결점을 모델링하기 위하여 $1{\mu}m$ 단차의 전극을 가진 수직배향셀을 이용하였다. 모델링을 통하여 단차에서 발생하는 액정 디렉터 내에서의 결점의 발생과 결점선을 확인할 수 있었으며 이러한 결과는 실험을 통하여 확인하였다.

축적형 버랙터의 RF 모델링 기법 (A RF Modeling Technique of Accumulation Mode Varactor)

  • 김지활;이승엽;홍승호;정윤하
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.699-702
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    • 2003
  • 본 논문에서는 주파수 1∼7GHz 에서 게이트 바이어스가 □ 2.0 ∼ 2.0 V 일때 사용 가능한 축적형 버랙( accumulation mode varactor )의 RF 모델링 기법을 제안하였다. 기존의 모델링 기법은 가변 커패시터가 존재하는 부분에서 임피던스의 실수성분이 일정한 값을 가지는 것으로 모델링 하였으나 소자의 측정결과를 통하여 실수성분이 일정한 값이 아닌 주파수에 따라 변화하는 값임을 알았다. 이를 설명하기 위해서 기존의 모델링 기법에 커패시터와 저항을 하나씩 추가하여 새로운 모델을 구성하고 각각의 파라미터를 추출하였다.

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스케일링이 가능한 AlGaN/GaN HEMT 소자의 열 모델에 관한 연구 (Scalable AlGaN/GaN HEMTGs Model Including Thermal Effect)

  • 김동기;김성호;오재응;권영우
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.705-711
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    • 2003
  • 본 연구에서는 고출력 소자로서 각광받고 있는 AlGaN/GaN HEMT 2$\times$100 $\mu\textrm{m}$ 소자(사파이어 기판)에 대해 열 효과가 포함된 대신호 모델링을 수행하였다. 완성된 대신호 모델을 이용하여 9 mm, 15 mm 사이즈 소자로의 스케일링을 통해 전력증폭기를 설계하였으며 제작된 결과와 비교, 해석하였다. 대신호 모델링은 수렴성과 해석 속도면에서 탁월한 장점을 갖는 수식 기반의 경험적 방법을 사용하였다. Pulsed I-V 측정을 통하여 열모델의 가장 중요한 파라미터인 열 시상수 및 열 저항을 추출하였으며 이를 통하여 완벽한 열 모델 제작이 가능하였다. 제작된 전력증폭기 모듈의 측정결과와 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 열 모델이 매우 정확함을 확인할 수 있으며 전력증폭기와 같이 큰 사이즈의 소자를 사용해야 하는 회로의 경우에는 열 효과가 포함된 모델을 사용하여 더욱 정확한 모델링 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

EMI filter의 감쇄 성능 예측을 위한 소자의 공통 및 차동 모드 모델링 기법

  • 김희승;백미란;원도현;홍성수;노정욱;한상규;원재선;오동성
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.464-465
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    • 2010
  • EMI 감쇄성능의 정확한 예측을 위해서는 EMI 필터에 사용되는 소자에 대한 명확한 공통 및 차동 모드 임피던스 모델 정보가 필요하다. 하지만 기존의 전도성 EMI 감쇄성능 예측 방식은 이러한 모델의 부재로 인해 고주파수에서 예측 값과 실험 결과에 큰 오차가 발생하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 일반적으로 사용되는 EMI 필터의 소자를 전도성 전파 규제 범위에서 모델링하고 이를 이용하여 공통 및 차동모드 임피던스로 다시 모델링한다. 실험 결과 EMI 감쇄성능을 1MHz 이하의 영역에서만 예측할 수 있었던 기존 방식과 비교해 제안 방식은 10MHz 영역까지 예측할 수 있는 장점이 있다. 최종적으로 임피던스 분석기를 이용한 측정 결과와 모의실험 결과를 제시하여 제안 방식의 타당성 및 유용성을 검증한다.

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