• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.99-101
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• 2002

개선된 FB-SOA 및 낮은 턴-오프 시간의 특성을 가지는 수평형 애노드-스위칭 사이리스터(LAST)의 고온에서의 전류-전압 특성을 연구하였다. LAST는 고온에서도 훌륭한 전류 포화 특성을 가져 개선된 FB-SOA의 특성을 보였다. 고온에서 LAST의 순방향 전압 강하는 감소되었다. 또한 LAST는 온도가 상승함에 따라 포화 전류가 감소하여. 병렬연결 동작 시에 전류 균형 특성을 기대할 수 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.1-3
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• 2019

본 논문은 연속적인 입력 전류와 낮은 스위치 전압 스트레스를 갖는 플라이백 컨버터를 제안한다. 보조 권선과 직류 차단 캐패시터를 사용하여 기존 플라이백 컨버터(CFB)의 불연속적인 입력 전류의 리플을 저감시킨다. 이를 통해 입력 전류의 di/dt를 감소시켜 낮은 EMI 특성을 갖도록 한다. 그 결과 입력 필터 크기를 줄일 수 있으며 낮은 실효 입력 전류 때문에 인공위성의 캐패시터 수명을 연장 시킬 수 있다. 또한, 하나의 스위치와 다이오드를 추가하여 스위치 전압 스트레스를 감소시킨다. 그러므로 제안 회로는 스위칭 손실이 작으며, 작은 온 저항($R_{ds(on)}$)을 갖는 스위치 적용이 가능하여 도통 손실을 저감시켰다. 본 논문에서는 제안 회로의 모드 분석과 이론적인 분석을 제시한다. 제안 회로는 현재 인공위성에 사용하는 입출력 사양인 입력 전압 50 V, 출력 전압 15V, 출력 전력 100W의 사양으로 시뮬레이션을 진행하였다. 이 결과를 통해 제안 회로의 타당성을 증명한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.284-284
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• 2012

본 연구에서는 다이오드 소자의 온도 증가에 따른 C-V 특성을 분석하였다. 180 kHz 주파수 조건에서 온도는 300 K에서 450 K까지 50 K 간격으로 가변하였다. 측정 결과 reverse bias 영역에서는 커패시턴스의 온도 의존성이 없었으나, forward bias 영역에서는 온도가 증가함에 따라 동일 전압에서의 커패시턴스가 증가하였다. 이로부터 온도가 증가 할수록 소자가 반전(inversion) 상태에서 축적(accumulation) 상태로 빨리 전환함을 확인하였으며, 1/C2-V 그래프로부터 온도 증가에 따른 전위장벽(Built-in potential, Vbi) 감소를 확인하였다. 전위장벽은 0.63 V에서 0.31 V로 온도 상승에 따라 약 0.1 V씩 감소하였다. 이는 energy band diagram에서 p-type 영역과 n-type 영역의 energy band 차가 감소해 공핍층 영역의 폭이 좁아짐을 의미한다. 공핍층의 두께 감소로 다이오드 전류의 급격한 증가뿐 아니라 위에서 언급한 바와 같은 C-V 특성을 보였다. 이번 연구에서는 기존의 보편화 된 I-V 측정을 통한 다이오드 소자 분석과는 달리 온도 변화에 따른 C-V 분석을 통해 소자 내부의 전위 장벽 및 공핍층 폭 감소에 따른 소자 특성 변화를 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.117-117
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• 2017

오스테나이트계 스테인리스강의 기계적 특성 향상을 위해 열화학적 표면처리 방법으로 공정 후 재료의 변형이 없고 친환경적인 플라즈마 이온질화 기술이 널리 사용되고 있다. 특히 대략 $450^{\circ}C$이하에서 플라즈마 이온질화 처리 시 S상이라 불리는 expanded austenite 생성에 기인하여 내식성이 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 이전의 연구 결과 증류수, HCl, $H_2SO_4$ 등의 실험 용액에 따라 동일한 공정 온도에 대하여 다른 부식 특성을 나타냈으며, 내식성이 확보되는 온도 또한 다른 결과를 얻었다. 이처럼 적용 환경에 따라 다른 부식 경향을 보이고 있으나, 해양 환경에 사용될 해수에서의 부식 저항성에 대한 명확한 규명은 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구는 해양환경에 보편화되어 있는 오스테나이크계 스테인리스강을 선정하여 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 후 전기화학실험을 통해 온도 변화에 따른 부식 특성을 분석하였다. 플라즈마 이온질화는 25% 질소와 75% 수소의 비율로 $350{\sim}500^{\circ}C$의 온도 조건에서 10시간 동안 처리하였다. 플라즈마 이온질화 처리 후 마이크로 경도 계측과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석을 통해 온도 변화에 따른 금속 표면에 형성된 질화물의 기계적 조직학적 특성을 분석하였다. 또한 모재 및 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리된 재료에 대하여 $2{\times}2cm$(노출면적 $1cm^2$) 시편을 제작하여 전기화학적 부식 실험을 수행하여 부식 특성을 상호 비교 분석하였다. 전기화학적 부식 실험은 침적실험, 동전위 양극 음극 분극 실험을 실시하여 전위 변화에 따른 전류밀도 추이를 분석하여 부식 경향을 파악하였다. 그리고 전기화학 실험 후 손상부의 SEM 관찰과 손상 깊이 분석 및 무게 감소량 계측을 통한 종합적인 분석을 통해 온도-부식 경향의 상관관계를 규명하였다. 또한 분극 실험 후 타펠 외삽법으로 부식전위와 부식전류밀도를 구하여 미처리된 재료 및 플라즈마 이온질화 온도 변화에 따른 상대적 부식 속도를 예측하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.179-181
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• 2009

고압 방전 램프는 점등 후부터 정상상태에 이르기까지 방전관 내부의 온도 및 압력이 광범위하게 변화하는 복잡한 동작 특성으로 모델링이 어렵다. 이러한 특성은 램프를 구동하는 안정기의 설계에 어려움이 따른다. 램프의 구동에는 초기 점화 시 높은 점화용 전압 펄스를 필요로 한다. 점화 후에 정상상태에 다다르면 램프 전극의 소모를 줄이기 위해 교류로 구동되어야 한다. 하지만 램프를 교류로 구동하게 되면 음향 공진 현상이 발생할 수 있다. 음향 공진 현상은 램프 구동 전류의 맥동성분이 큰 경우에도 발생을 할 수 있으므로 구동 전류의 맥동 성분의 크기는 최소화 돼야 한다. 램프의 수명시간을 길게 하려면, 안정기는 램프를 정격전력으로 구동하여야 한다. 따라서 안정기에서는 정전력 제어가 필요하게 된다. 램프 전류의 극성이 변화할 때, 램프 전류는 spike전류와 중첩이 된다. 본 논문에서는 spike 전류를 저주파구형파 램프 전류의 포락범위 안에 유지하고, 고주파 스위칭시손실을 줄이기 위해 소프트 스위칭 기법을 이용한 회로 설계를 제안했다. 제안된 방법은 시뮬레이션 및 이론적 수식적 방법으로 검증 했다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1648-1653
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• 2006

이 연구에서는 해석학적 전류-전압 모델을 이용하여 DGMOSFET(Double Gate MOSFET)의 전송특성을 분석하였다. MOSFET의 게이트길이가 100nm이하로 작아지면 산화막두께가 1.5m이하로 작아져야만하고 채널의 도핑이 매우 증가하기 때문에 소자의 문턱전압변화, 누설전류의 증가 등 다양한 문제가 발생하게 된다 이러한 문제를 조사하기 위하여 해석학적 전류-전압 모델을 이용하여 소자의 크기를 변화시키면서 전류-전압특성을 조사하였다 소자의 크기를 변화시키면서 해석학적 전류-전압 모델의 타당성을 조사하였으며 온도 변화에 대한 특성도 비교 분석하였다. 게이트 전압이 2V에서 77K의 전류-전압 특성이 실온에서 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 하계학술대회 논문집
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• pp.71-73
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• 2007

본 논문에서는 새로운 연료전지용 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터를 제안한다. 전류형 컨버터 구조에 능동 클램프 회로를 채용하여 과도기에 발생하는 서지전압을 저감하였고 모든 스위치에서 영전압 스위칭을 하며, 그 장점으로 : 연속적인 입력전류, 전압 오버슈트 제거, 영전압 턴 온 스위칭, 고주파 변압기 1차/2차 측에 부가적인 스너버 회로의 필요성 제거, 소프트 스위칭에 의한 저속 다이오드 적용 등이 있다. 더구나 대용량 발전 시스템에 적합하도록 전류형 컨버터 구조와 3상 전력변환 회로를 결합하였다. 3상 전력변환 적용의 장점은 : 입력전류 및 출력전압 주파수의 3배 증가, 스위치에 흐르는 RMS 전류 저감, 필터소자 용량 및 부피 감소, 고주파 변압기 이용률 증가, 전력회로의 단순화에 따른 전체 사이즈 축소 및 신뢰성 향상 등이 있다. 제안하는 3상 전류형 능동 클램프 DC-DC 컨버터는 이러한 장점들 때문에 발전용 연료전지 시스템의 승압형 DC-DC 컨버터에 적합하며 대용량 태양전지 발전 시스템 및 배터리 충전기 등에도 적용할 수 있다. 새로운 3상 DC-DC 컨버터와 함께 3상 PWM 알고리즘을 제안하며, 시뮬레이션과 프로토타입 제작, 실험을 통하여 그 성능을 평가, 확인한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.311-311
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• 2014

III-N계 물질로 이루어진 GaN 기반의 광 반도체는 직접 천이형 넓은 밴드갭 구조를 갖고 있기 때문에 적외선부터 가시광선 및 자외선까지를 포함한 폭 넓은 발광파장 조절이 가능하여 조명 및 디스플레이 관련 차세대 광원으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만, GaN기반의 발광 다이오드는 많은 연구기관들의 오랜 연구에도 불구하고 고출력을 내는데 있어 여전히 많은 문제들이 존재한다. 그 중, 주입전류 증가에 따른 효율감소 현상은 출력을 저해하는 대표적인 요소로 알려져 있는데, 이전의 연구 결과에서 알려진 효율감소 현상의 원인으로 결정결함에 의한 누설전류, Auger 재결합, 이송자 넘침 현상 그리고 p-n접합부의 온도 상승 등의 현상이 알려져 있다 [1-2]. 하지만 여전히 주입 전류 증가에 따른 효율 감소 현상의 원인에 대해 명확한 해답은 없으며 아직도 많은 논의가 이루어 지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 GaN기반의 청색 및 녹색 LD와 LED소자를 이용하여 주입전류 밀도의 변화에 따른 자발 발광 영역에서의 효율감소 현상의 원인을 규명하고 한다. 유기금속화학증착법(MOCVD)를 이용하여 c면 사파이어 위에 서로 다른 발광파장을 가지는 InGaN/GaN 다중양자우물구조의 질화물계 LED와 LD 박막을 제작하였으며 성장 구조에 의한 특성으로 인해 발생하는 효율 저하 현상을 방지하고자 InGaN/GaN으로 이루어진 다중양자우물층의 조성만 제어하여 청색과 녹색으로 발광하도록 하였다. 청색 및 녹색 LD 웨이퍼들을 이용하여 주입전류 증가에 따른 발광특성을 조사하기 위해 LD와 LED는 표준 팹 공정에 의해 제작되었다. 전계 발광 측정을 위해 상온에서 직류 전류를 주입하여 GaN계 청색 및 녹색 LED와 LD에 각 5 mA/cm2에서 50 mA/cm2까지 전류밀도를 증가시킴에 따라 LD 및 LED칩 형태에 상관없이 청색 LD와 LED의 파장은 약 465nm에서 약 458nm로 감소하였고 녹색 LD와 LED의 파장은 약 521nm에서 약 511~513 nm까지 단파장화가 발생했다. 이는 동일한 웨이퍼에 동일한 전류 밀도를 주입하였기 때문에 발생하는 것으로 판단된다. 그러나, 청색 LED의 효율은 50 mA/cm2에서 약 70%정도로 감소하고 반면 녹색 LED의 경우 동일한 전류밀도 하에 약 52%정도로 감소하였지만, 청색과 녹색 LD의 경우 동일한 전류 밀도의 범위 내에서 더욱 낮은 효율저하 현상을 나타내었다. 또한, 접합 온도를 측정한 바 청색소자가 녹색 소자에 비하여 낮은 접합 온도를 나타낼 뿐아니라, 청색 및 녹색 LD의 경우 LED 보다 낮은 접합 온도를 나타내고 있었다. 이는 InGaN 활성층의 In 조성이 증가할수록 비발광 센터에 의한 접합온도 상승 뿐 아니라, LD ridge 구조에서 더 많은 열이 방출되어 접합 온도가 감소될 수 있는 것으로 판단된다. 우리는 동일한 웨이퍼에 LED와 LD를 제작하였고, 동일한 전류 주입밀도를 인가하였기 때문에 LD와 LED의 효율 감소 현상의 차이는 이송자 넘침 현상, 결정 결함, 오제 재결합 등이 원인보다 활성층의 접합 온도 상승이 가장 큰 영향이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.832-833
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• 2008

초전도 한류 소자의 퀜치 특성은 인가 전압의 크기와 시간에 의존한다. 본 연구에서는 사파이어 기판 위에 박막 형태로 증착된 Au/YBCO의 퀜치 거동을 조사하기 위하여 임의 시간의 고장전류를 인가하고 이 때 발생하는 온도를 검출하여 그 특성을 조사하였다. 시험에 사용된 한류소자는 Au/YBCO/사파이어 기판으로 구성되었으며, 길이 19cm, 폭 2 cm의 stripe 형태를 갖는 초전도 박막이었다. 임계전류는 200A이며 6 주기 동안의 전압인가에 대하여 6 V/cm (상승온도 250 K 기준)의 정격전압을 보였다. 이러한 특성을 갖는 한류소자의 한류 시 온도증가를 조사하기 위하여 한류소자의 뒷면에는 은 박막을 적절한 패턴으로 증착하여 온도 센서로 사용하였으며, 이를 통하여 퀜치 거동을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 한류 소자 양단에 250 V의 전압을 인가하고 2 ms 동안 사고 전류를 인가하였을 때, 초전도 박막의 온도는 154 K까지 증가하였으며 다시 초전도성을 회복하기까지의 시간은 약 420 ms가 소요됨을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.289.2-289.2
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• 2014

본 연구에서는 전기증착법 정전류 방법으로 ITO 유리기판 위에 ZnO 나노막대를 성장하였다. 성장 매개 변수로 용액 농도, 전착 전류, 용액 온도 및 성장 시간으로 하였고, 성장된 ZnO 나노막대는 field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffractometer, photoluminescence를 이용하여 구조적, 광학적 특성을 분석하였다. 모든 시료에서 ZnO 나노막대는 wurtzite 형태의 결정 구조를 가지고, c-축 배향성을 나타내는 강한 ZnO(002) 회절피크가 나타났다. 용액 농도와 전착 전류가 감소함에 따라 ZnO 나노막대의 밀도 및 직경이 감소하였다. 또한, ZnO 나노막대는 성장 온도가 증가함에 따라 직경이 줄어들었고, 성장 시간이 증가함에 따라 ZnO 나노막대의 길이는 늘어났다. 모든 ZnO 나노막대 시료는 자유 엑시톤 재결합에 의해서 3.18 eV, 산소공공에 의한 결함에 의해서 2.32~1.86 eV의 피크가 관찰되었다. ZnO 나노막대의 직경이 작아질수록 NBEE 피크의 세기가 감소하고, 용액의 농도가 증가함에 따라 NBEE 피크는 청색편이 하였다.