• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.172-175
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• 2003

새로운 전력 반도체 소자로 주목받고 있는 MOS 구동 사이리스터 중 대 전력용으로 사용되는 EST는 높은 전류 밀도에서 게이트에 의한 전류 조절이 가능할 뿐만 아니라 다른 MOS 구동 사이리스터 소자와는 달리 전류 포화 특성을 지녀 차세대 전력 반도체로 각광 받고 있는 소자이다. 하지만 소자의 동작 시에 스냅-백 특성을 지녀 전력의 손실을 유발할 뿐만 아니라 오동작을 일으킬 가능성이 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 EST에서 스냅-백 특성의 제거와 저지 전압의 향상을 위해 트랜치 전극을 가지는 새로운 구조를 제안하고 게이트 전극과 캐소드 전극의 트랜치 화에 따른 특성 변화 양상을 살펴보기 위해 게이트 전극만 트랜치로 구성한 경우와 캐소드 전극만 트랜치로 구성한 경우를 시뮬레이션을 통해 해석하였다. 그 결과 기존의 EST에서 게이트 전극만을 트랜치 형태로 바꾼 경우에는 스냅-백 특성이 1.1 V의 애노드 전압과 91 A/cm2의 전류 밀도에서 발생하고 순방향 저지 모드 시의 저지 전압은 800 V로 기존의 257에 비해 월등한 전기적 특성 향상을 가져왔다. 그러나 기존의 EST에서 캐소드 전극만을 트랜치 형태로 바꾼 경우에는 스냅-백 특성이 1.72 V의 애노드 전압과 25 A/cm2의 전류 밀도에서 발생하고 순방향 저지 모드 시의 저지 전압은 613 V로 스냅-백 특성은 향상되었으나 저지 전압은 기존의 EST 보다 감소하였다. 결국 기존의 EST에서 게이트 전극만을 트랜치 전극 형태로 구성한 경우에 가장 탁월한 전기적 특성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.31-36
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• 2018

본 논문에서는 대역저지 특성을 갖는 초광대역(UWB: ultra wideband) 안테나를 설계 및 구현하였다. 제안된 안테나는 슬롯을 가진 평면 방사 패치와 패치 아래 양쪽과 뒷면 접지면으로 구성되어있다. 평면 방사 패치 내에 있는 슬롯들로써 대역을 저지하며 U-모양의 슬롯은 WLAN(wireless local area network, 5.15~5.825 GHz) 대역을, n-모양의 슬롯은 X-Band(7.25~8.395 GHz) 대역을 저지하는데 각각 기여한다. 그리고 저지 대역을 제외한 UWB(3.10~10.60 GHz) 전체 대역의 전압정재파비(VSWR: voltage standing wave ratio)를 2.0 이하로 만족시키기 위해 평면 방사 패치와 접지면에 변형을 주었다. 제안된 안테나의 설계과정과 전산모의실험에는 Ansoft사의 HFSS(high frequency structure simulator)를 사용하였다. 전산모의실험된 안테나는 3.10~10.60 GHz에서 저지 대역인 5.15~5.94 GHz, 7.02~8.45 GHz를 제외한 구간에서 전압정재파비는 2.0 이하를 만족하며, 구현된 안테나의 측정 결과는 저지 대역인 5.12~5.95 GHz, 7.20~8.58 GHz를 제외한 구간에서 전압정재파비는 2.0 이하를 만족한다.

• 전자공학회지
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• 제37권8호
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• pp.31-40
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• 2010

1947년 트랜지스터의 발명을 시작으로 사이리스터, MOSFET 및 IGBT 등의 전력반도체 소자가 개발되면서 산업, 가전 및 통신 등의 다양한 분야에서 실리콘 기반의 전력반도체 소자가 활용되고 있다. 개발 당시에는 10A/수백V 정도의 전류통전능력 및 전압저지능력을 가지고 있었지만, 현재에는 8000A/12kV급의 대용량 소자까지 생산되고 있다. 이러한 전력반도제 소자는 다양한 응용분야에 서 높은 전압 저지능력, 큰 전류 통전 능력 및 빠른 스위칭 특성을 요구하고 있다. 특히 최근의 전력변환장치들은 고온동작특성 및 고효율화에 대한 요구가 더욱 강조되고 있다. 일반적인 실리콘 전력반도체소자는 물질적인 특성한계로 고온에 서의 동작 시 소자 특성이 떨어지는 특징을 보이고 있어 고온 환경에 적합한 전력반도체 소자의 필요성이 증가되어 실리콘에 비해 밴드�b이 넓은 SiC 및 GaN 등의 wide bandgap 반도체 물질의 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 SiC는 단결정 성장을 통한 웨이퍼화가 용이하고 소자 제작공정이 기존 실리콘공정과 유사하여 많은 연구가 진행되었으며 일부 소자에서 상용화가 진행되었다. 본고에서는 현재 활발히 진행되고 있는 탄화규소 전력반도체소자의 기술동향에 대해 소개하고자 한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.68-74
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• 2016

본 논문에서, 접힌구조의 기생소자를 갖는 이중대역을 저지하는 대역저지 UWB 안테나를 구현하였다. 제안된 안테나는 정육각형 평면 방사 패치를 갖는 안테나에 안테나의 윗면과 아랫면에 걸쳐 있는 접힌구조의 기생소자로 구성되어있다. 한가지 기법으로 하나의 대역을 저지시키는 기존의 다른 안테나와는 달리, 접힌구조의 기생소자는 하나의 간단한 구조를 통해 이중대역 저지를 만족한다. 접힌구조의 기생소자로 인해 이중대역은 WiMAX, C-band, 그리고 WLAN 대역을 저지시킨다. 제안된 안테나의 대역은 3.1~10.6 GHz에서 전압 정재파비는 이중대역저지 대역인 3.4~4.2 GHz, 5.15~6.00 GHz를 제외한 구간에서 2 이하를 만족한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.626-626
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• 2013

P-N 접합에 의해 절연된 게이트를 통해 전류 통로를 제어하는 접합형 전계효과 트랜지스터(Junction Field Effect Transistors; JFETs)는, 입력 임피던스가 크고, 온도에 덜 민감하며, 제조가 간편하여 집적회로(IC) 제조가 용이하고, 동작의 해석이 단순하다는 장점을 가지고 있다. 특히 JFET는 선형적인 전류의 증폭 특성을 가지고 있으며, 잡음이작기 때문에, 감도가 우수한 음향 센서의 증폭회로, 선형성이 우수한 증폭회로, 입력 계측 증폭 회로 등에 주로 사용되고 있다. 기존에 사용되는 JFET 소자는 구조와 제조 공정에 따라서, 컷 오프 전압($V_{cut-off}$)과 드레인-소스 포화 전류($I_{DSS}$)의 변화가 심하게 발생하여, 소자의 전기적 특성 제어가 어렵고, 소자의 수율이 낮다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 TCAD 시뮬레이션을 통해 게이트 전압에 의해 채널이 형성되는 채널 층의 상하부에 각각 $Si_xGe_{1-x}$로 이루어진 상부 및 하부 확산 저지층을 삽입한 JFET 소자 형성하여, 게이트 접합부의 접합 영역 확산을 저지하고, 상기 게이트 접합부가 계면에서 날카로운 농도 구배를 갖도록 함으로써, 공정 변화에 따른 전기적 특성의 편차가 작아지는 JFET 소자 구조를 만들어 전기적 특성을 개선하였다. JFET은 채널층에 삽입된 $Si_xGe_{1-x}$ 층의 두께, Ge 함유량 및 n채널층의 두께를 변화하였을 때, off 상태의 게이트-소스 전압이 감소한 반면에 드레인-소스 포화 전류($I_{DSS}$)와 컨덕턴스(gm) 값이 증가하였다. 삽입된 $Si_xGe_{1-x}$층이 Boron이 밖으로 확산되는 현상이 감소하여 채널이 좁아지는 현상을 막아 소자의 전기적 특성을 개선함으로써 제조공정의 변화에 관계없이 컷오프 전압을 정확하고 안정되게 제어할 수 있고 이를 통해 소자의 수율을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.134-141
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• 1999

본 논문은 전동차량용 전원장치의 출력전압 제어 안정성을 향상시키기 위한 연구이다. 입력전압 변동 및 부하 변동 등 과도상태시 출력 정전압 제어를 수행할 경우, L-C 필터부에서 공진이 발생함으로써 출력전압이 흔들리고 시스템이 불안해진다. 본 논문에서, 출력전압제어의 안정성을 확보하기 위해 주필터부에 공진을 억제하는 댐핑회로를 새롭게 제안하고, 이에 적합한 제어방법을 소개한다. 제안한 댐핑회로는 R-L로서 소형이고 간단히 구성된다. 제어기에는 과도상태분의 궤환제어와 대역저지필터를 적용한다. 또한 전력회로는 3레벨 PWM방식을 적용하였다. 이로서 과도상태에서 출력전압의 흔들림없이 변동폭을 10[%]이하로 제어할 수 있었으며, 정상상태의 출력 전압 왜형율도 3[%]이하로 감소시켰다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.336-341
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• 2018

본논문에서는 5세대 이동통신 및 WLAN 대역저지 특성을 갖는 UWB (ultra wideband) 안테나를 설계 및 구현하였다. 제안된 안테나는 두 개의 슬롯을 갖는 평면 방사 패치와 스트립선로 양쪽의 기생소자와 뒷면 접지면으로 구성되어 있다. 위쪽의 n-모양의 슬롯은 5세대 이동통신 대역(3.42~3.70 GHz)을 저지하고, 아래쪽의 n-모양의 슬롯은 WLAN (wireless local area network) 대역(5.15~5.825 GHz)을 저지하는데 기여한다. 그리고 UWB 대역 (3.10~10.60 GHz)에서 저지 대역을 제외한 전대역에서의 전압정재파비(VSWR; voltage standing wave ratio)를 2.0 이하로 만족시키기 위해 기생소자를 사용하였다. 안테나의 설계 및 전산모의실험에는 Ansoft사의 HFSS (high frequency structure simulator)를 사용하였다. 안테나의 전산모의실험결과 UWB 대역에서 3.36~3.71 GHz, 5.13~5.92 GHz 대역을 저지하며, 구현된 안테나의 측정 결과 3.40~3.72 GHz, 5.08~5.88 GHz 대역을 저지함을 보였다. 전산모의실험과 구현된 안테나의 측정 결과, 저지 대역을 제외한 UWB 전 대역에서 VSWR 값이 2.0 이하를 만족하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1309-1310
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• 2007

본 논문에서는 IGBT 소자 중 온저항을 낮추고 집적성을 향상시키기 위해 고안된 트렌치 게이트 IGBT의 단점인 게이트 코너에서의 전계 집중현상을 완화하기 위해 P+ 베이스 영역에 트렌치 전극을 형성하고, 트렌치 바닥면에 P+ 층을 형성한 새로운 구조를 제안하고 TSUPREM과 MEDICI 시뮬레이션을 사용하여 전기적 특성을 분석하였다. 제안한 구조를 시뮬레이션한 결과 순방향 저지시에 15% 이상의 항복전압 향상을 보였으며, 이 때 온저항 특성과 문턱전압의 변화는 없었다. 전계 분포를 3차원적 시뮬레이션을 통해 트렌치 전극 바닥에 형성된 P+ 층에 의해 전계집중이 분산되는 전계분산 효과에 의해 항복전압을 향상시킴을 확인하였다. 전계분산 효과에 의한 항복전압향상은 트렌치 게이트의 코너와 트렌치 전극의 코너의 깊이가 같을수록 두 코너 사이의 거리가 가까울수록 커짐을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 제안 구조는 공정상 복잡성이 야기되지만 15%이상의 항복전압향상 효과는 소자 특성 개선에서 많은 응용이 기대된다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권7호
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• pp.77-80
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• 2008

본 논문에서는 위상잡음 특성을 개선하기 위하여 spiral 공진기를 이용한 전압제어 발진기를 제안하였다. Spiral 공진기는 작은 면적, 저지대역에서 날카로운 스커트 특성과 낮은 삽입손실, 큰 결합 계수 값을 가지고 있고, 이로 인해 높은 Q 값을 가지며 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 감소시킨다. 공진기의 Q 값이 높아짐에 따라 좁아지는 주파수 조절 범위를 높이기 위하여 버랙터 다이오드를 조절 가능한 부성저항에 연결하였다. 전압 제어발진기는 $5.686{\sim}5.841GHz$에서 발진이 일어났고, 출력은 11.83 dBm, 하모닉 특성은 -29.83 dBc, 위상 잡음 특성은 100 KHz offset에서 $-115.16{\sim}115.17dBc/Hz$이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1593-1594
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• 2006

본 논문에서는 모바일 컨버젼스 단말기를 위한 Tunable Image Rejection Filter를 구현 하였다. 이 필터는 TSMC 0.25um 공정을 이용해 시뮬레이션 되었다. 또한 정전기로 인한 소자의 파괴를 방지하기 위해 ESD 패드(Electro Static Discharge Pad)를 추가하였다. 영상 주파수 저지 특성은 WCDMA(2.1GHz), WiBro(2.3GHz), WLAN(2.45) 대역에서 모두 28dB 이상이고, 이때 바이어스 전압은 각각 0.5V, 0.95v, 1.8V의 전압을 가지게 되었다. 삽입 손실은 세 대역에서 모두 2dB 이하이다.