• 제목/요약/키워드: 소자 모델링

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Modeling of Degenerate Quantum Well Devices Including Pauli Exclusion Principle

  • 이은주
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권2호
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    • pp.14-26
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    • 2002
  • Pauli 배타 원리를 적용한 축퇴 상태의 양자 우물 소자 모델링을 제안하였다. 양자 우물에서의 다중 에너지 부준위 각각에 대한 Boltzmann 방정식의 collision 항들을 Pauli 배타 원리를 적용하여 전개하고 이들을 Schrodinger 방정식과 Poisson 방정식과 결합하여 비선형적인 시스템의 모델을 설정하였다. 시스템의 해를 직접적으로 구하기 위하여 유한 차분법과 Newton-Raphson method를 적용하여 양자 우물의 다중 에너지 부준위 각각에 대한 캐리어 분포 함수를 구하였다. Si MOSFET의 inversion 영역에 본 모델을 적용하여 전자 밀도의 증가에 따라 양자 우물의 에너지 분포 함수가 Boltzmann 분포 함수의 형태로부터 Fermi-Dirac 분포 함수의 형태로 변화함을 제시하고, 소자 크기가 감소할수록 소자 모델링에 있어서의 Pauli 배타 원리의 중요성과 함께 본 모델의 정당함과 그 해석 방법의 효율성을 보여주었다.

나노와이어 junctionless 트랜지스터의 문턱전압 및 평탄전압 모델링과 소자설계 가이드라인 (Threshold and Flat Band Voltage Modeling and Device design Guideline in Nanowire Junctionless Transistors)

  • 김진영;유종근;박종태
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권12호
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • 본 연구에서는 나노와이어 junctionless 트랜지스터의 문턱전압과 평탄전압을 위한 해석학적 모델링을 제시하였고 3차원 소자 시뮬레이션으로 검증하였다. 그리고 junctionless 트랜지스터의 소자설계 가이드라인을 설정하는 방법과 그 예를 제시하였다. 제시한 문턱전압과 평탄전압 모델은 3차원 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다. 나노와이어 반경과 게이트 산화층 두께가 클수록 또 채널 불순물 농도가 높을수록 문턱전압과 평탄전압은 감소하였다. 게이트 일함수와 원하는 구동전류/누설전류 비가 주어지면 나노와이어 반경, 게이트 산화층 두께, 채널 불순물 농도에 따른 junctionless 트랜지스터의 소자설계 가이드라인을 설정하였다. 나노와이어 반경이 작을수록 산화층의 두께가 얇을수록 채널 불순물 농도가 큰 소자를 설계할 수 있음을 알 수 있었다.

이송자벌레를 위한 압전소자의 모델링 및 운동제어: 1. PZT소자의 히스테리시스 모델링 (Modeling and Motion Control of the Piezoelectric Actuator for the Inchworm: Part 1. Hysteresis Modeling of the Piezoelectric Actuator)

  • 김인수;김기범;김영식
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권7호
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    • pp.871-877
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    • 2005
  • This paper proposes a new modeling scheme to describe the hysteresis between input voltage and displacement of piezoelectric actuators in the inchworm. From the experimental analysis of Piezoelectric actuator behaviors. the hysteresis characteristics including residual displacement can be modeled by second order functions of a maximum Input voltage and preload. Various experiments are performed to demonstrate the effectiveness and validation of the proposed modeling scheme.

PSO 알고리즘을 활용한 소나 트랜스듀서의 전기적 등가회로 모델링 기법 연구 (Study on the Electrical Equivalent Circuit Modeling of the SONAR Transducer using Particle Swarm Optimization)

  • 최재혁;박관균;이동훈;유승진;김형문;목형수
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.323-324
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    • 2017
  • 본 연구는 기계적 특성을 갖는 소나(SONAR, Sound Navigation and Ranging) 트랜스듀서(Transducer)를 BVD(Butterworth Van-Dyke)모델을 기반으로 하는 전기적 등가 회로로 모델링하며 PSO(Particle Swarm Optimization) 알고리즘을 활용하여 상기 등가 모델에 사용되는 전기적 소자들의 소자값을 추출한다.

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도파관 시뮬레이터를 이용한 광대역 E-평면 넛치 위상 배열 안테나 설계 (The Design of a Wideband E-plane Phased Array Antenna using W/G Simulator)

  • 김준연;소준호;임중수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.111-118
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    • 2003
  • 넛치 안테나는 진행파형 안테나로서 공진형 안테나에 비해 광대역 특성과 넓은 빔 폭을 가지므로 광대역 위상 배열 안테나의 복사 소자로 사용되어진다. 본 논문에서는 단일 복사 소자의 해석으로 무한 배열 안테나를 모의할 수 있는 도파관 시뮬레이터를 이용하여 3 : 1 이상의 주파수 대역과 $\pm$45$^{\circ}$의 빔 조향 범위를 만족하는 광대역 E-평면 넛치 위상 배열 안테나를 설계하였다. 설계된 단일 소자의 등가회로 모델링을 통해 단일 소자와 무한 배열소자에서의 임피던스 특성을 비교하였으며, 설계된 결과를 이용하여 1$\times$9배열 E-평면 넛치 위상 배열 안테나 전체를 해석하였다. 이때 구해진 안테나간 상호 결합 계수를 이용하여 각 소자의 빔 조향 각도에 따른 능동 반사 계수를 구하였으며, 능동 소자 패턴을 통해 빔 조향에 따른 이득의 변화를 살펴보았다.

Monte-Carlo 방법에 의한 소나배열 소자의 허용오차 규정 (Decision of Error Tolerance in Sonar Array by the Monte-Carlo Method)

  • 김형동;이용범;이준영
    • 한국음향학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.221-229
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    • 2002
  • 본 논문에서는 Monte-Carlo 방법으로 빔패턴 오차의 허용범위를 만족하는 개별소자의 허용오차를 규정하였다. 일반적으로 사용되는 통계적인 방법은 불규칙한 특성을 갖는 랜덤오차를 정규분포를 갖는 랜덤 변수로 모델링을 하여 개별소자의 오차범위를 규정하는데, 이러한 방법은 해석하고자 하는 배열소자의 개수증가에 따라 계산량이 지수승으로 늘어나게 되어 많은 소자배열에는 적합하지 않게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 이 논문에서는 Monte-Carlo 방법을 사용하여 배열소자의 증가에 따른 계산량의 증가를 줄이는 새로운 알고리즘을 제안하였다. 그리고 이렇게 규정된 오차의 범위를 간단한 모의실험을 통해서 검증하였다.

PSPICE와 MATLAB을 이용한 전력전자회로 해석의 라이브러리 개발에 관한 연구 (A Study on Library Development of the Power Electronics Circuits Analysis using a PSPICE and MATLAB)

  • 나승권;구기준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.4975-4983
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    • 2010
  • 본 논문은 전력전자회로에서 많이 사용되고 있는 가장 범용적이고 강력한 시뮬레이터인 PSPICE와 MATLAB에 적용하여 소자를 모델링하여 보다 쉽게 이해하고, 다양한 제어기술을 적용시킬 수 있도록 미시적인 IGBT, 거시적인 IGBT, PWM 발생기 그리고 유도 전동기를 라이브러리화 하여 모델링의 타당성을 해석하였다. 미시적인 IGBT 모델의 소자특성을 실험을 통해 모델링의 정확성을 입증하였으며, 거시적인 IGBT모델은 사이클로 컨버터와 유도 전동기의 부하를 가진 전압형 PWM 인버터에 적용시켜 시뮬레이션 하였다.

계통연계 형 NPC인버터 시스템의 개방성 고장진단 (Detection Method of an Open Circuit Fault in a Grid Connected NPC Inverter System)

  • 장대민;최의민;이교범
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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    • pp.417-418
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    • 2011
  • 본 논문은 계통연계 형 3-레벨 NPC(Neutral Point Clamped)인버터의 고장진단 방법을 제안한다. 제안하는 고장진단 방법은 스위칭 소자의 개방고장 진단뿐만 아니라 고장 난 스위칭 소자의 위치 또한 판별 할 수 있다. 스위칭 소자의 고장 진단은 콘코디아 변환(Concordia transformation)에 의한 전류패턴의 반지름 변화로 판단 할 수 있다. 고장 난 스위칭 소자의 위치는 기존의 콘코디아 변환(Concordia transformation)에 의한 전류패턴을 분석하는 방법에 간단한 스위칭 동작을 추가함으로써 구분 할 수 있다. 제안하는 기법은 추가적인 센서가 필요하지 않고 전류신호에 기반을 두고 있으므로 시스템의 복잡한 모델링이 필요하지 않은 장점이 있다. 본 논문은 10kW급 태양광 계통연계 시스템을 모의한 시뮬레이션을 바탕으로 제안한 기법의 타당성을 검증한다.

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병렬 SSHI 기법을 이용한 에너지 하베스터 연구 (A Study of Energy Harvester Using a Parallel SSHI Method)

  • 안현성;차한주
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.463-464
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    • 2016
  • 본 논문은 압전소자 발전기를 이용하여 하베스팅 에너지 발전량을 증대시키기 위한 에너지 하베스팅 방법을 제안하였다. 기존의 풀브리지 정류기만을 이용한 standard DC 방법에 압전소자와 병렬로 공진을 위한 인덕터와 MOSFET를 연결하여 parallel SSHI 회로를 구성하였으며, 또한 변위센서와 비교기를 통해 스위치 시점을 결정한다. 시뮬레이션 분석을 위해 압전발전기를 등가회로로 모델링하였으며, standard DC방법과 parallel SSHI 방법의 성능을 비교하여 parallel SSHI 방법이 standard DC 방법보다 약 13%의 전력이 증대된 것을 확인 하였다.

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