• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.265-265
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• 2014

일반적으로 태양전지 및 반도체 공정에서 불순물 주입 과정인 도핑(Doping)공정은 크게 몇 가지 방법으로 구분해 볼 수 있다. 소성로(Furnace)를 이용하여 열을 통해 불순물을 웨이퍼 내부로 확산시키는 열확산 방법과 진공 챔버 내부에서 전자기장을 걸어 이온을 극도로 가속시켜 진행하는 이온 주입(Ion implantation)이나 이온 샤워(Ion shower)를 이용한 도핑 방법이 있다. 또한 최근 자외영역 파장의 레이저광을 조사하여 광화학 반응에 의해 도펀트 물질를 분해하는 동시에 조사 부분을 용해하여 불순물을 도포하는 기법인 레이져 도핑(Laser doping) 방법이 개발중이다. 그러나 레이져나 이온 도핑 공정기술은 고가의 복잡한 장비가 필요하여 매출 수익성 및 대량생산에 비효율적이며 이온 주입에 의한 박막의 손상을 치료하기 위한 후속 어닐링(Post-annealing) 과정이 요구되는 단점을 가지고 있고 열확산 도핑 방법은 정량적인 불순물 주입 제어가 어렵고 시간 대비 생산량의 한계가 있다. 반면 대기압 플라즈마로 도핑을 할 경우 기존에 진공개념을 벗어나 공정상에서 보다 저가의 생산을 가능케 할 뿐아니라 멀티 플라즈마 소스 개발로 이어진다면 시간적인 측면에서도 단연 단축시킬 수가 있어 보다 대량 생산 공정에 효과적이다. 따라서 본 연구에서는 새로운 도핑 방법인 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 공정기술의 가능성을 제안하고자 도핑 공정 시 웨이퍼 내 전류 패스(Current path)에 대한 메카니즘을 연구하였다. 대기압 플라즈마 방전 시 전류가 웨이퍼 내부에 흐를 때 발생되는 열을 이용하여 도핑이 되는 형식이란 점을 가정하고 이 점에 대한 원리를 증명하고자 실험을 진행하였다. 실험 방식은 그라운드(Ground) 내 웨이퍼의 위치와 웨이퍼 내 방전 위치에 따라 적외선 화상(IR image: Infrared image) 화상을 서로 비교하였다. 적외선 화상은 실험 조건에 따라 화상 내 고온의 표식이 상이하게 변하는 경향성을 나타내었다. 이 고온의 표식이 전류 패스라는 점을 증명하고자 시뮬레이션을 통해 자기장의 전산모사를 한 결과 전류 패스의 수직 방향으로 자기장이 형성이 됨을 확인하였으며 이는 즉 웨이퍼 내부 전류 패스에 따라 도핑이 된다는 사실을 명백히 말해주는 것이며 전류 패스 제어의 가능성과 이에 따라 SE(Selective Emitter) 공정 분야 응용 가능성을 보여준다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.199-200
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• 2018

본 논문에서는 양방향 스위치 구조의 AC-AC 컨버터 토폴로지를 제안한다. 또한 데드타임 구간에서의 전류 패스를 확보하여 단락 현상 및 전류 스파이크 현상을 방지할 수 있는 커뮤테이션 기법을 제안한다. 전류 패스에 따른 회로를 각각 제시하고, 각 스위치의 스위칭 패턴을 유도한다. 모의 실험을 통해 제안된 커뮤테이션 기법의 타당성을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.308-312
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• 2023

게이트 전류 감지 구조는 LDO 레귤레이터가 오버슈트 또는 언더슈트 상황 발생 시 출력전압의 레귤레이션을 보다 효과적으로 제어하기 위해 제안되었다. 기존의 전형적인 LDO 레귤레이터는 부하전류가 변화할 때 레귤레이션 전압 변화가 발생한다. 하지만 게이트 전류 감지 구조를 이용하여 패스 트랜지스터에 있는 게이트 단자 전류를 공급/방전 함으로 인해 패스 트랜지스터의 동작 속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 게이트 전류 감지 구조를 이용한 LDO 레귤레이터의 입력전압은 3.3 V ~ 4.5 V 이며 출력 전압은 3 V이고 부하 전류는 최대 250 mA의 값을 갖는다. 시뮬레이션 결과, 부하 전류가 250 mA 까지 변화할 때 약 9 mV의 전압 변화 값을 확인하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.40-40
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• 2010

산업현장에서는 파이프 또는 탱크류의 1GR용접에서 안정적인 이면비드를 가지는 루트패스 용접을 위해 2~3mm의 루트갭을 띄우고 용접봉 또는 필러와이어를 사용하는 TIG용접을 주로 한다. TIG용접은 고품질의 이면비드가 얻어지며, 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있어 루트패스 용접에 많이 사용되고 있지만, 루트갭을 띄우면 이면비드는 잘 얻어지지만 용착금속량이 많아지게 되어 제작원가가 상승되고, 또한 소모성 와이어를 사용하는 GMAW에 비해 생산성이 낮다. 따라서, 안정적인 이면비드를 가지면서 생산성이 높은 1GR GMAW 루트패스 용접공정의 개발이 요구되지만, 이 경우도 루트갭이 2~3mm로 정해져 있으면 Fit-up공정에서 공수가 많이 필요하므로 근본적으로 루트갭이 없는 그루브에 대한 루트패스 용접이 더 바람직하다. 본 연구에서는 루트면 2.7mm를 가지는 U-그루브의 갭 없는 루트패스 용접에서 안정적인 이면비드가 형성되는 조건을 검토하기 위해 2.7t의 평판에 대하여 경사상진 각을 주고 기초 실험 후, U-그루브 맞대기 용접 실험을 진행하였다. 이 때, 경사상진 각은 용융금속이 중력으로 인해 아크 후방으로 밀리게 되고, 그로 인해 아크가 모재에 직접 닿게 되어 용입이 더 깊게되므로, 이면비드의 형성에 더 유리하다. 두께 2.7t의 연강 시편 2개를 갭 없는 I-그루브 맞대기 이음에서 Ǿ1.2 연강 솔리드 와이어를 사용하여 GMAW용접을 실시하였고, 용접전류, 용접속도, 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수를 변경하여 각 조건에 대한 이면비드를 관찰하였다. 그 결과 경사상진 각 $25^{\circ}$, 전류 200A, 위빙폭 3mm, 위빙주파수 3Hz의 조건에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 또한, 현장에서 Fit-up중 발생할 수 있는 루트갭의 문제에 대하여 루트갭 1.2mm의 I-그루브 맞대기 용접에서 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수는 갭 없이 실시한 실험에서 얻어진 가장 안정적인 결과를 사용하였고, 용접 전류, 용접 속도를 변경하여 이면비드를 관찰하였다, 그 결과 갭이 없을 때보다 약 80A 낮은 전류 조건인 120A에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 앞선 실험들을 기초로 하여 U-그루브 맞대기 용접을 실시 하였고, I-그루브 맞대기 용접에서 사용한 조건들과 유사한 용접 전류, 용접 속도에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.214-220
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• 2013

본 논문에서는 패스 트랜지스터에 바디 구동 기술을 적용하여 면적을 감소시킨 LDO (Low drop-out) 레귤레이터를 제안하였다. 바디 구동 기술은 트랜지스터의 문턱전압 (Vth)을 감소시켜 드레인 전류를 증가시켜 전류 구동 능력을 향상시킨다. 본 논문에서는 LDO 레귤레이터의 패스 트랜지스터에 바디 구동 기술을 적용하여 면적을 감소시키고, 기존 LDO 레귤레이터와 동일한 성능을 유지하였다. 본 논문에서 제안하는 패스 트랜지스터는 동일한 성능 대비 면적은 5.5 % 감소 하였다. 본 논문에서 제안하는 LDO 레귤레이터는 2.7 V ~ 4.5 V의 입력 전압, 1.2 V ~ 3.3 V의 출력전압 범위를 가지며, 150 mA의 출력 전류를 공급한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.462-467
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• 2022

피드백 버퍼 구조는 오버슈트 및 언더슈트 현상 및 출력전압의 레귤레이션을 완화하기 위해 제안된다. 기존의 LDO 레귤레이터는 일정한 부하전류의 변화로 인해 발생하는 레귤레이션 전압 변화를 겪는다. 따라서 패스 트랜지스터의 게이트 단자의 전류를 충방전함으로써 패스 트랜지스터의 동작 속도가 향상된다. 피드백 버퍼 구조를 갖는 LDO 레귤레이터는 3.3~4.5V에서 동작하며 출력 전압은 3V이며, 최대 150mA의 부하 전류를 가집니다. 시뮬레이션 결과에 따라 부하전류가 150mA까지 일정하게 변화하였을 때 6.2mV의 레귤레이션 값을 확보하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.313-318
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• 2022

피드백 전압 감지 구조는 기존 외부 출력 캐패시터의 제거로 인한 오버슈트 및 언더슈트 현상을 완화하기 위해 제안된다. 기존의 LDO 레귤레이터는 전원 공급 전압의 불균형으로 인해 발생하는 오버슈트 및 언더슈트를 겪는다. 따라서 제안된 LDO는 기존 LDO의 피드백 경로만 유지하면서 새로운 제어 경로를 형성하기 위해 보다 개선된 과도 응답을 갖도록 설계되었다. 새로운 제어 경로는 출력 단계에서 발생하는 오버슈트 및 언더슈트 현상을 감지한다. 이에, 패스 소자의 게이트 노드의 전류를 충방전함으로써 패스 소자의 동작 속도가 향상된다. 피드백 전압 감지 구조가 있는 LDO 레귤레이터는 3.3~4.5V의 입력 전압 범위에서 작동하며 3V의 출력 전압에서 최대 200mA의 부하 전류를 가집니다. 시뮬레이션 결과에 따르면 부하전류가 200mA일 때 언더슈트 조건에서는 73mV, 오버슈트 조건에서는 61mV이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.168-170
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• 2019

본 논문은 효과적인 능동 풀-다운 기능을 위한 새로운 구조의 펄스 파워 모듈레이터를 제안한다. 제안된 능동 풀-다운 방식은 별도의 풀-다운 저항을 사용하지 않고, 펄스 방전 패스에 추가된 다이오드의 역회복 특성을 이용하여 풀-다운 기능을 수행한다. 본 논문에서 사용된 풀-다운 다이오드는 펄스 출력 시에는 정방향 바이어스 상태를 유지하다가, 펄스 출력이 제거되면 비교적 긴 역회복 구간동안 부하의 커패시턴스 성분에 남아있는 에너지가 방전될 수 있는 전류 패스를 제공한다. 이에 따라 제안된 구조의 펄스 모듈레이터는 기존에 제안된 풀-다운 회로에서 발생하는 발열 손실 또는 별도의 복잡한 제어회로와 같은 복잡한 구조의 문제를 보완하고 빠른 펄스 하강시간을 달성할 수 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통해 기존에 제안되었던 풀-다운 저항 방식과 풀-다운 스위치 방식, 제안하는 방식을 비교하여 제안된 구조의 성능과 우수성을 분석하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.552-556
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• 2019

본 논문에서는 전류 제어 회로를 이용하여 load Transient response 특성을 향상시킨 capless LDO(low drop-out) 레귤레이터를 제안하였다. LDO 레귤레이터 내부의 오차증폭기와 패스 트랜지스터 사이에 전류 조절 회로를 두어 전압 라인에 들어오는 전류특성을 개선시켜 기존의 LDO 레귤레이터보다 향상된 transient 응답특성을 갖는다. 제안된 회로는 cadence의 virtuoso, spectre 시뮬레이터를 이용하여 0.18 um 공정에서 특성을 분석하였다. 실험 결과에 따르면, 제안된 회로 구성을 이용한 LDO의 load transient response는 기존 LDO과 비교하여 부하 전류가 rising time인 경우 1.954 us에서 1.378 us, falling time인 경우 19.48 us에서 13.33 us으로 약 29%, 28% 개선된 응답속도를 가진다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.107-107
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• 2009

모듈 형 터빈 다이아프람은, 아우터 링(outer ring), 스팀 패스(steam path)와 이너 웹(inner web)의 원형 형상을 갖는 세 부분을 조립하여 원주 방향의 용접 조인트를 형성하는 기존의 다이아프람 형태가 아니라, 아우터 슈라우드(outer shroud), 베인(vane)과 이너 슈라우드(inner shroud)의 세 부분이 하나의 모듈을 이루고 이러한 모듈을 원주 방향으로 조립하여 방사 방향의 조인트를 형성한다. 전자빔 용접은 이와 같은 방사 방향의 조인트를 수직으로 가로지르는 용접 궤적을 따라 진행되며, 용접 패스에 따라 형성되는 용융 비드의 단면적만큼 인접하는 두 모듈을 접합시킨다. 이 경우 용융 비드의 단면적과 형상은 두 모듈의 결합 강도를 결정하는 중요한 요소가 되어, 제작 시 다이아프람의 크기와 두께에 따라 용입 깊이와 평균 단면 비드 폭을 규정하고 있다. 본 연구에서는 용입 깊이와 단면 비드 폭의 요구 조건을 만족하면서 결함이 없는 건전한 용접부를 얻을 수 있는 최적 용접 조건을 도출하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 플레이트 시편과 모듈 시편을 사용한 기초 실험과 유사 시제품(semi-mockup) 실험을 실시하였다. 플레이트 기초 실험을 통해 전자빔 주요 변수인 빔 전류, 초점 위치, 용접 속도, 빔 진동 폭 변화에 따른 용융 비드 형상 변화를 관찰하였고, 빔 전류가 용입 깊이에 가장 큰 영향을 주는 인자임을 확인하여 요구 용입 깊이 별 적정 빔 전류 값을 설정하였다. 용접 속도는 생산성 측면에서 균열이 발생하지 않는 범위에서 가능하면 가장 큰 값을 사용하였고, 빔 진동 폭은 초점 위치와 함께 단면 비드 형상 결정에 많은 영향을 주는 인자로 확인되어 균열이 없는 가장 이상적인 단면 비드 형상인 완만한 쐐기 형태가 되도록 설정하였다. 이 후 실제 제품 폭과 용접 패스를 갖는 블록 모듈 실험을 통해 설정 용접 변수의 적용성과 균열 발생 여부를 확인하였고, 이 때 적용 제품 폭이 30 mm 이하이며 요구 용입 깊이가 50 mm 이상의 경우에서 비드 중앙부 균열이 발생함을 관찰하였다. 따라서 해당 영역의 제품에는 균열 저항성이 높도록 용접 속도와 빔 진동 폭을 줄여 최적 용접 변수를 새롭게 설정하였으며, 이를 유사 시제품 실험에 적용하여 최종적으로 용접 변수 안정성을 검증하였다. 이러한 실험을 통해 확인된 최적 용접 조건을 실 제품 제작에 적용하여 모듈 형 터빈 다이아프람 전자빔 용접 제작을 성공적으로 완료할 수 있었다.