• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2622-2624
• /
• 2004

본 논문은 원자력 발전소의 원자로 내 고준위 방사선 환경에서의 방사선량 측정에 SiC 다이오드를 이용하여 발생하는 펄스를 관측, 방사선량을 측정하는 기술에 대한 연구이다. 일반적으로 고준위 방사선 환경에서는 방사선측정 센서가 높은 방사선 에너지로 인해 손상되기 쉽다. 이러한 이유로 고준위 방사선 환경에서 내성이 강한 SiC 다이오드를 사용하였다. 방사선 입자를 하나의 에너지로 취급하면 방사선 입자가 센서로 입사하는 경우, 센서에는 방사선 에너지에 따라 약한 에너지가 유기된다. 유기된 에너지는 센서에서 전류의 형대로 출력되면, 이 전류를 신호처리하면 펄스의 형태로 성형이 가능하다. 시간당 성형된 펄스 수는 센서가 받은 방사선량에 비례하며 방사선이 많은 곳에서는 직류의 형태가 된다. 본 논문에서는 약한 전류형태로 출력되는 신호를 성형하여 디지털 신호처리를 하기 위한 펄스 형태로 성형하는데, 필요한 일련의 기술적인 사항에 관하여 연구하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
• /
• pp.869-871
• /
• 2012

고도의 과학기술발전으로 인해 일상생활에서 전자기기의 사용이 급속도로 늘어가고 있다. 또한 태양의 흑점 폭발이나 북한의 핵폭탄, 원전 사고 등으로 인해 방사선에 대한 관심도가 증가하고 있다. 태양으로부터 방출되는 펄스형태의 방사선은 전자장비에 장애를 초래하며 특히 핵폭발 시 전달되는 고준위 펄스 방사선의 경우 전자부품에 오동작 및 불용상태로 까지 영향을 미칠 수 있다. 이러한 방사선 영향에 대한 연구는 국내외에서 다양하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 전자 부품에 영향을 줄 수 있는 펄스방사선 탐지를 위해 Si 기반의 포토다이오드를 제작하고 이를 통해 펄스 입출력 신호에 대한 회로 시뮬레이션과 일반 광원을 이용한 출력 특성을 연구하였다. 본 연구의 결과는 고 에너지의 펄스 방사선 영향으로부터 전자회로를 보호하기 위한 추가적인 모듈의 입력 센서로 활용 될 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제20권2호
• /
• pp.85-95
• /
• 1995

GM 계수관을 방사선 검출기로서 사용하고, 검출기의 신호를 디지탈 펄스로 변환하는 펄스처리회로와 디지탈 통신방식의 하나인 FSK(frequency shift keying) 변복조회로를 설계하였으며, 휴대용 무전기로 송수신되는 방사선 검출신호를 방사선량과 방사선량율로 개인용 컴퓨터의 화면에 표시하는 단일채널 무선 방사선측정 시스템을 개발하고 성능을 평가하였다. 성능검증 실험에서 펄스를 입력한 경우와 검출기에 방사선을 조사시킨 경우 펄스처리회로에서 약 5V의 동일한 디지탈 펄스가 출력되었고, 무선통신계통에서도 입력과 출력이 왜곡없이 송수신되고 있음을 확인하였다. 검출기에 표준방사선원(Cs-137)으로 방사선을 조사시켜 선량률을 측정한 결과 측정오차는 조사된 선량률의 10% 이내를 나타내었다. 본 시스템은 국내에선 처음으로 설계되었으며, 향후 다중채널로 구성하여 실시간 개인방사선피폭선량계, 방사선감시기 등 여러 용도의 방사선측정기에 응용함으로써 방사선방어에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.3079-3084
• /
• 2014

펄스 방사선에 의해 전자소자가 받는 영향으로는 Upset, Latchup, Burnout 등이 있다. 이 가운데 Latchup은 대상 소자에 회복 불가능한 영구손상(Permanent Damage)을 가져오게 되며 Burnout으로도 이어져 장비전체에 치명적 기능마비를 유발하기도 한다. 본 연구에서는 전자소자의 내부 공정설계 및 구조정보 활용이 불가능한 상황에서 실험을 통해서 펄스 방사선에 의한 Latchup 발생을 분석하고자 시도하였다. 소자를 전자빔변환 고준위 펄스 감마선 조사한 직후 수행한 전원제공 회로의 차단, 적외선 카메라의 열원측정, 그리고 손상발생 소자의 내부 회로분석의 세 단계별 확인과정은 펄스 방사선에 의해 유발된 Latchup임을 검증하는 효율적 방안으로 여겨진다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제16권10호
• /
• pp.2329-2334
• /
• 2012

본 논문에서는 초기 핵 펄스방사선에 대한 군 무기체계내의 반도체 소자에 대한 피해를 분석하기 위해 피해평가 모델개발 연구를 수행하였다. 우선 핵 펄스방사선을 입력신호로 모델링하고 물성과 구조특성에 따라 정밀하게 모델로 구현한 다이오드 소자에 인가하여 소자내부에서 생성되는 전하들의 거동을 모사하고 출력특성을 분석하였다. 구축한 펄스방사선 피해 평가모델의 신뢰성 검증을 위해서 모델링한 소자와 동일한 공정변수로 제작한 다이오드 소자에 대해 유사한 특성의 펄스 방사선을 조사하고 출력전압의 순간 변화량을 실측하는 실험을 진행하였다. 실험결과 얻은 실측값은 동일소자의 모델에 대한 입력 펄스방사선의 출력 시뮬레이션 결과와 22.9%의 오차를 보여 개발한 피해평가 모델을 통해 핵 펄스방사선의 전자소자 피해현상을 비교적 정확히 모사하고 있음을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
• /
• pp.1698_1699
• /
• 2009

핵폭발 등에서 방출되는 과도펄스(Transient pulse) 형태의 방사선이 반도체 소자에 조사되면 소자 내부에서는 짧은 시간에 다량의 전하가 생성된다. 이 전하들이 일정방향으로 증폭된 광전류가 소자의 고장과 오동작을 유발하거나 극단적으로 소진(Burn out)되는 원인이 된다. 본 연구에서는 과도방사선 펄스가 입사하였을 때 pMOSFET 소자 내에 생성되는 전자 정공 쌍(EHP)으로 인해 형성되는 광전류가 소자의 방사선 피해로 나타나는 과정 및 영향을 연구하기 위해 반도체 공정 시뮬레이터를 이용해 전하들의 거동과 광전류 크기를 시뮬레이션하고, 전자가속기에서 실측시험을 병행하였다. 가속기 주변의 전자장을 인한 큰 잡음으로부터 가속기 펄스신호에 의해 pMOSFET에서 발생된 소신호의 광전류를 측정하기 위해서 정밀 신호처리 회로를 구성하였다. 시뮬레이션과 실측시험에서의 결과 비교/분석에서 두 광전류 파형은 유사한 형태를 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
• /
• pp.660-663
• /
• 2011

우주방사선이나 과도펄스(Transient Radiation) 형태의 감마 방사선이 반도체에 조사되면 소자 내부에서 짧은 시간에 다량의 전하가 생성된다. 이 전하들과 증폭된 과전류는 소자의 고장(Upset, Latchup)과 오동작을 유발시키게 되고 나아가 전자부품이 소진(Burnout)되는 직접적인 원인이 된다. 본 연구에서는 이러한 핵폭 방출 과도방사선에 대한 전자부품/장비의 내방사선관련 기초연구로 군전자부품의 감마-과도방사선에 대한 피해분석 시험을 수행하고 나아가 과도방사선 방호기술 체계구축의 필요성에 대해 논하였다. 과도펄스 방사선시험은 군용으로 분류된 반도체 칩을 대상으로 포항 전자빔가속기를 사용하였다. 핵폭발 방출 과도방사선을 모사하기 위해 감마선 변환장치를 MCNP 설계를 통해 제작하고 단일모드의 마이크로초 단위 감마펄스 방사선을 방출시켜 시험대상 칩을 부착한 시험보드에 조사하는 과정으로 실험을 진행하였다. 온라인 고속 측정장치를 통한 전자소자의 과도방사선시험에서 다양한 피해현상을 측정할 수 있었고, 열상카메라 촬영을 통하여 과열상태를 관측함으로써 피해현상의 검증과 더불어 소진현상으로의 전개 가능성을 확인하였다.

• 전기의세계
• /
• 제12권
• /
• pp.24-29
• /
• 1963

펄스증폭기로는 radar를 비롯하여 T.V., 전자설계기 등에 광범위하게 이용되고 있는 한편 원자력의 연구 및 그의 응용부분에 있어서도 상당히 이용되고 있다. 여기서는 방사선계측장치중에서 없어서는 안될 펄스증폭기의 설계와 이에 관련된 사항에 관하여 고찰하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
• /
• pp.1020-1022
• /
• 2013

본 논문에서는 펄스방사선 선량 측정을 위한 Peak Detector를 설계하였다. 펄스방사선은 수ns ~ 수십ns의 초고속의 신호로 Peak 값을 측정하기 어렵다. Peak Detector는 센서에서 발생한 Peak 전압을 수ms 동안 유지하므로 ADC를 이용하여 데이터를 쉽게 측정할 수 있다. Peak Detector 시뮬레이션 결과 Peak 값을 1ms 이상 유지하는 것을 확인하였으며 펄스방사선 조사시험 결과 $1.95{\times}10^6rad/s$의 선량을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
• /
• pp.775-777
• /
• 2016

본 연구에서는 반도체 집적회로에 사용되는 단위소자인 nMOSFET, pMOSFET, NPN 트랜지스터를 0.18um 반도체공정으로 제작하고 펄스방사선 영향 분석을 수행하였다. 펄스방사선 조사시험 결과 nMOSFET의 경우 $2.07{\times}10^8rad(si)/s$ 이상의 선량에서 수십 nA의 광전류가 발생되었으며, pMOSFET의 경우 $3{\times}10^8rad(si)/s$ 이상의 선량에서도 광전류가 발생되지 않는 결과를 확인하였다. NPN 트랜지스터의 경우 MOSFET과는 다르게 광전류가 약 1uA 발생되었다. 따라서 내방사선 IC 설계시 BJT 보다는 MOSFET을 시용하여야 한다.