지난 몇 년 동안, 투명 비정질 산화물 반도체는 유기 발광 다이오드, 플렉서블 전자 소자, 솔라 셀, 바이오 센서 등 많은 응용분야에 연구되고 있다. 투명 비정질 산화물 반도체 그룹들 중, 특히 비정질 IGZO 박막 트랜지스터는 비정질 상태임에도 불구하고 높은 이동도와 낮은 동작 전압으로 훌륭한 소자 특성을 보인다. 이러한 고성능의 IGZO 박막 트랜지스터는 RF 마그네트론 스퍼터링이나 pulsed laser deposition과 같은 고진공 장비를 이용하여 이미 여러 그룹에서 제작되고 발표되었다. 하지만 진공 증착 시스템은 제조 비용의 절감이나 디스플레이 패널의 대면적화에 큰 걸림돌이 되고 있고, 이러한 문제점을 극복하기 위해서 용액 공정은 하나의 해결책이 될 수 있다. 용액 공정의 가장 큰 장점으로는 저온 공정이 가능하기 때문에 글라스나 플라스틱 기판에서 대면적으로 제작할 수 있고 진공 장비가 필요없기 때문에 제조 비용을 획기적으로 절감시킬 수 있다. 본 연구에서는 high-k 게이트 절연막과 IGZO 채널 층을 용액 공정을 이용하여 박막 트랜지스터를 제작하고 그에 따른 전기적 특성을 분석하였다. IGZO의 몰 비율은 In, Ga, Zn 순으로 각각 0.2 mol, 0.1 mol, 0.1 mol로 제작하였고, high-k 게이트 절연막으로는 Al2O3, HfO2, ZrO2을 제작하였다. 또한, 용액 공정 IGZO TFT를 제작하기 전, 용액 공정 high-k 게이트 절연막 캐패시터를 제작하여 그 특성을 분석하였다. 다양한 용액 공정 high-k 게이트 절연막 중, 용액공정 HfO2를 이용한 IGZO TFT는 228.3 [mV/dec]의 subthreshold swing, 18.5 [$cm^2/V{\cdot}s$]의 유효 전계 이동도, $4.73{\times}106$의 온/오프 비율을 보여 매우 뛰어난 전기적 특성을 확인하였다.
전자기기의 Slim화에 따라 부품 일장용 Board 기판의 두께도 날로 감소해지고 있다. 이와는 정 반대로 기판의 층수는 더 늘어나고 있다. 이에 따라 기판의 구성요소인 절연재의 두께도 감소하고 있다. 전자기기는 각각의 Module이 저항을 가지는데 이를 matching하기 위해서 각 module이나 package가 가지는 저항값을 상호 비슷하게 맞춘다. 하지만, 기판의 절연재의 두께 감소는 이러한 저항값이 낮아지게 한다. 이렇게 낮아진 저항값을 높이기 위해서는 전도체의 폭을 줄여야 한다. 하지만, 이렇게 전도체의 폭을 줄이는 것은 기판 제작 비용의 상승 및 제작 물가에 이르게 할 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 절연재의 유전율을 낮추는 것이 가장 효과적이다. 본 연구에서는 PCB 기판의 유전율을 낮추기 위해 Liquid Crystalline Polymer(LCP)에 PTFE powder를 넣어 기판 재료의 가능성을 조사하였다. 유전율은 PTFE의 첨가량이 증가함에 따라 감소하여 40wt% 첨가할 경우 유전율이 2.4 정도로 낮아졌다. 이에 반해 열팽창계수는 증가가 크지 않고 peel strength는 감소함을 알 수 있었다.
본 논문에서는 선박에서 사용되고 있는 전동기의 절연저항 및 전류를 검출하여 안전진단을 행하는 안전진단시스템을 제안한다. 선박용 전동기는 상시 해풍·기름 등의 오염물질에 노출되어있기 때문에 절연저항의 감소, 과전류 등의 문제점이 야기될 수 있다. 이러한 문제는 선박의 안전항해에 막대한 영향을 주어 크나큰 인명과 재산상의 손실을 초래하게 된다. 제안된 시스템은 전동기의 절연저항 및 전류를 검침하여 이를 현장에서는 물론 제어실에서 확인 관리함으로서 사고가 발생하기 전에 전통기의 이상여부를 확인 할 수 있도록 한다. 제안된 방법의 타당성을 3상 유도전동기를 대상으로 확인한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권6호
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pp.844-849
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2012
양방향 컨버터는 신재생에너지를 이용하는 전력시스템, 무정전 전원 공급장치, 전기차 등 여러분야에서 사용되며, 양방향 절연 컨버터는 양방향 비절연 컨버터보다 높은 신뢰성을 갖지만 효율이 낮다는 단점이 있다. 본 논문에서는 개선된 효율을 가지는 절연된 양방향 Zeta-Flyback 컨버터를 제안한다. 이 컨버터는 양방향 Flyback 컨버터와 양방향 Zeta 컨버터의 중첩으로서 순방향 동작과 역방향 동작에서 전력 흐름이 변압기와 소자를 통해 수행되어 변압기 이용률이 증가하고, 출력 전압은 스위치의 일정 주파수 PWM의 듀티비에 의해 제어된다. 제안된 양방향 Zeta-Flyback 컨버터와 양방향 Flyback 컨버터를 비교하면 제안된 양방향 Zeta-Flyback 컨버터가 더 높은 효율을 갖으며 이를 시뮬레이션과 실험을 통하여 확인하였다.
본 논문에서는 선박에서 제공하는 전동기의 절연저항 및 전류를 상시 검출하여 진단을 행하는 진단 시스템을 제안한다. 선박공 전동기는 상시 해풍ㆍ기름 등의 오염물질에 노출되어있기 때문에 절연저항의 감소, 과전류 등의 문제점이 야기될 수 있다. 이러한 문제는 선박의 안전항해에 막대한 영향을 주어 크나큰 인명과 재산상의 손실을 초래하게된다. 제안된 진단장치는 전동기의 절연저항 및 전류를 연속적으로 감시할 뿐만 아니라 제어실에서도 데이터를 획득찬 수 있도록 설계한다. 제안된 방법의 타당성을 3상 유도전동기를 대상으로 확인한다.
최근 15년간의 우리나라에 발생했던 낙뢰데이터를 분석해 보면 매년 낙뢰빈도와 낙뢰크기가 증가하고 있다. 154kV 송전선로의 경우 낙뢰고장률이 '01년도 0.93건/c-km 년에서' 10년도 2.75건/c-km 년으로 급증하였다. 이에 낙뢰고장을 저감하기 위한 다방면의 검토가 요구되고 있다. 본 논문에서는 낙뢰고장 저감 대책 중 하나로 낙뢰고장의 다수를 차지하고 있는 역섬락을 감소시키기 위하여 역섬락을 발생시키는 절연거리를 증가시키는 방안을 검토해보고자 한다. 또한 현재 운영 중인 아킹혼 설치기준 및 애자련 보호효과 등에 대해서도 체계적인 검토가 필요한 시점이다.
무어의 법칙을 근간으로 하는 전계효과 트랜지스터는 매 18개월마다 0.7배씩의 성공적인 소형화를 거듭하여 최근에는 50nm 크기로 구성된 약 1억 개의 트랜지스터가 집적된 칩을 생산하고 있다. 그러나 트랜지스터의 크기가 50nm 이하로 줄어들면서는 단순한 소형화 과정은 근본적인 물리적인 한계에 접근하게 되었다. 특히 게이트 절연막의최소 두께는 트랜지스터의 소형화에 가장 직접적인 중요한 요소이나, 실리콘 산화막의 두께가 2nm 이하가 되면서 게이트 절연막을 집적 터널링하는 전자에 의한 누설전류의 급격한 증가로 인하여 그 사용이 어려워지고 있는 추세이다. 따라서 본 논문에서는 트랜지스터의 소형화에 악영향을 미치는 물리적인 한계요소에 대하여 살펴보고, 이러한 소형화의 한계를 뛰어넘기 위한 노력의 일환으로 연구되고 있는 이중게이트 구조의 트랜지스터, 쇼트키 트랜지스터, 나노선을 이용한 트랜지스터 및 분자소자 등의 새로운 소자구도에 대하여 살펴보고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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