• Title/Summary/Keyword: 히스테리시스

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The switching simulation for the switching loss reduction of hysteresis current control (히스테리시스 전류제어의 스위칭 손실 저감을 위한 스위칭 시뮬레이션)

  • Park, Rae-Ho;Lee, Duck-Hyoung;Hong, Sun-Ki
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.1709_1710
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    • 2009
  • 본 논문은 DC전원을 AC전원으로 변환시키는 인버터 중 기존의 히스테리시스 전류제어방식과 제시된 히스테리시스 전류 제어방식에서 기준 전류가 증가 할 경우의 히스테리시스 오퍼레이터와 기준 전류가 감소 할 경우의 히스테리시스 오퍼레이터 두 개의 히스테리시스 오퍼레이터를 가지는 히스테리시스 전류 제어 방식을 제안하고 그것들의 시뮬레이션을 해보고, 이 두 가지 방식의 스위칭 손실 감소의 차이를 비교 분석을 한 것이 논문의 주제이다.

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Tuning of electrical hysteresis in the aligned $SnO_2$ nanowire field effect transistors by controlling the imidization of polyimide gate dielectrics

  • Hong, Sang-Gi;Kim, Dae-Il;Kim, Gyu-Tae;Ha, Jeong-Suk
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.161-161
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    • 2010
  • n-type 반도체 특성을 띄는 $SnO_2$ 나노선은 가스 센서, 투명 소자, 태양광 전지 등으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 화학기상증착법으로 성장한 $SnO_2$ 나노선으로 폴리이미드 (PMDA-ODA: PI) 박막을 게이트 절연막으로 이용한 전계효과트랜지스터를 플렉서블 기판에 제작하고 전기적 특성을 분석하였다. 전자 전달 특성 곡선으로부터 n-형의 반도체 특성을 확인하였으며, 대부분의 산화금속 나노선에서와 같이 매우 큰 전기적 히스테리시스가 관찰되었다. 산화금속계통 나노선 소자의 히스테리시스는 나노선 표면에 산소 및 물 분자가 흡착되어 생기는 전자 갇힘 현상이 가장 큰 원인으로 알려져 있는데, 이러한 히스테리시스를 조절하거나 없애는 것은 소자의 특성 향상에 있어 매우 중요하다. 한편 PI 절연막에는 느린 분극 현상을 만드는 OH 반응기가 존재하기 때문에 나노선과는 반대 방향의 히스테리시스를 보일 것으로 예상된다. 본 연구에서는 제작된 $SnO_2$ 나노선 FET에서 PI 게이트 절연막의 경화 정도에 따른 히스테리시스를 조사하였다. FT-IR 측정에 따르면, PI 필름에 존재하는 OH 반응기는 PI를 경화시킴에 따라 감소하였으며 전기적인 히스테리시스도 감소하였다. 따라서, 절연막을 경화시키지 않았을 때는 PI 내부에 다량의 OH 반응기가 존재하여, PI의 히스테리시스가 나노선 히스테리시스보다 더 크게 작용하여, 전체적으로는 PI의 특성인 반시계 (counterclockwise) 방향의 히스테리시스를 나타내었다. 한편, 절연막을 완전히 경화시키면, OH 반응기는 대부분 사라지고 나노선의 히스테리시스만 발현되어 소자는 시계방향의 히스테리시스를 보였다. 이러한 실험결과를 통해, PI 박막을 $250^{\circ}C$ 에서 약 7분간 경화시켰을 때 나노선과 절연막의 히스테리시스가 가장 이상적으로 상쇄되어 전체적으로 히스테리시스가 매우 작아진 것을 관찰할 수 있었다. 이는 향후 나노선 FET의 안정적인 응용에 매우 유용한 결과로 활용될 것으로 예측된다.

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The effects of water molecules on the electrical hysteresis observed in the $SnO_2$ nanowire FETs on polyimide substrate

  • Hong, Sang-Gi;Kim, Dae-Il;Kim, Gyu-Tae;Ha, Jeong-Suk
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.66-66
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    • 2010
  • $SnO_2$ 나노선은 n-type 반도체 특성을 띄며 트랜지스터, 가스 센서, pH 센서 등 여러 분야에 걸쳐 다양하게 사용되고 있다. $SnO_2$ 나노선은 그 자체만으로 시계방향의 전기적 히스테리시스를 보이며 이것은 나노선 표면에 흡착된 물이나 산소가 발생시키는 전자 갇힘 현상이 가장 큰 원인으로 작용한다. 특히 고분자를 게이트 절연막으로 사용할 경우 게이트 절연막의 전기적 히스테리시스가 소자 특성에 영향을 미치게 되며, 고분자 절연막의 히스테리시스는 $SnO_2$ 나노선의 히스테리시스와 반대인 반시계 방향의 특성을 보인다. 고분자 내에서 발생하는 히스테리시스는 고분자 사이에 흡착된 물 분자나 고분자의 높은 극성을 가지는 작용기 등이 원인으로 작용한다. 전기적 히스테리시스는 FET소자를 구동하는데 있어 부적절한 특성으로, 이것의 원인을 이해하는 것은 중요하며 히스테리시스의 방향과 크기를 조절할 수 있는 기술 또한 중요하다. 본 연구에서는 폴리이미드(PMDA-ODA)를 게이트 절연막으로 사용하여 플렉시블 기판을 만들고 그 위에 $SnO_2$ 나노선을 슬라이딩 전이 방식으로 정렬하여 플렉시블 FET를 제작하였다. 제작된 소자는 $0.7cm\;{\times}\;0.7cm$ 넓이 안에 300개의 FET가 존재하며 SEM 이미지를 통해 넓이 $50{\mu}m$, 길이 $5{\mu}m$의 FET채널에 약 150개의 나노선이 연결되어 있는 것을 확인했다. 이 소자의 히스테리시스는 폴리이미드의 교차결합 정도에 따라, 그리고 폴리이미드 절연막을 제작할 때의 습도에 따라 변하게 된다. 교차결합이 많아지고 습도가 낮아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 흡착되는 물분자가 줄어들게 되고 절연막의 히스테리시스가 사라지며 시계방향의 나노선 히스테리시스가 지배적이 된다. 반대로 교차결합이 줄어들고 습도가 높아질수록 폴리이미드 절연막 내부에 물분자가 늘어 나면서 시계반대방향의 폴리이미드 히스테리시스가 FET의 전기적 특성에서 눈에 띄게 나타난다. 이 실험을 통해 고분자 절연막을 사용한 $SnO_2$ 나노선 FET의 전기적 히스테리시스를 조절할 수 있었으며, 소자의 히스테리시스를 없앨 수 있는 가능성에 대해서 논하고자 한다.

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Hard Handover by the Adaptive Time-to-trigger Scheme based on Adaptive Hysteresis considering the Load Difference between Cells in 3GPP LTE System (3GPP LTE 시스템에서 셀 간 부하 차이를 고려하는 적응 히스테리시스 기반의 적응 타임-투-트리거 방법에 의한 하드 핸드오버)

  • Jeong, Un-Ho;Kim, Dong-Hoi
    • Journal of Broadcast Engineering
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    • v.15 no.4
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    • pp.487-497
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    • 2010
  • In this paper, we propose a hard handover scheme which adaptively decides important handover parameters such as hysteresis and time-to-trigger values considering the load difference between the target and serving cells. First of all, the hysteresis value can be automatically adjusted according to the load difference, thus it is used to decide the handover trigger time. As a result, through the adaptive hysteresis scheme, handover drop rate is improved. However, this adaptive hysteresis scheme has a problem that the ping-pong effect, which occurs due to the frequent movement of mobile stations at the cell boundary, is increased. Therefore, to solve this problem, we propose a novel adaptive time-to-trigger scheme with the time-to-trigger which is in inverse proportion to the hysteresis value already established by the adaptive hysteresis scheme which adapts to the changing load difference between the target and serving cells. The simulation results show that the proposed adaptive time-to-trigger scheme based on the adaptive hysteresis is better than existing schemes in terms of handover drop rate and ping-pong generation.

Finite Element Analysis of the Electromagnetic System Considering the Rotational Hysteresis Characteristics (회전 히스테리시스 특성을 고려한 전자계의 유한요소 해석)

  • 홍선기;김홍규;정현교
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.7 no.2
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    • pp.109-116
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    • 1997
  • This paper describes an implementation of the rotational hysteresis analysis using the finite element method and a vector hysteresis model. The vector hysteresis model is extended from the magnetization-dependent Preisach model. The magnetization of each element is calculated for a given history of the rotating field. The lagging angle and the magnitude of the magnetization for an applied field are evaluated. The experimental results show that the magnetization characteristics of the magnetic materials under the rotating field can be analyzed accurately by the proposed method.

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Inverse Hysteresis Modeling for Piezoelectric Stack Actuators with Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii Model (Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii Model를 이용한 압전 스택 액추에이터의 역 히스테리시스 모델링)

  • Ko, Young-Rae;Kim, Tae-Hyoung
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.24 no.2
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    • pp.193-200
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    • 2014
  • Piezoelectric actuators have been widely used in various applications because they have many advantages such as fast response time, repeatable nanometer motion, and high resolution. However Piezoelectric actuators have the strong hysteresis effect. The hysteresis effect can degrade the performance of the system using piezoelectric actuators. In past study, the parameters of the inverse hysteresis model are computed from the identified parameters using the Generalized Prandtl-Ishlinskii(GPI) model to cancel the hysteresis effect, however according to the identified parameters there exist the cases that can't form the inverse hysteresis loop. Thus in this paper the inverse hysteresis modeling mothod is proposed using the Inverse Generalized Prandtl-Ishlinskii(IGPI) model to handle that problem. The modeling results are verified by experimental results using various input signals.

The Transmission Line Modeling Method for Finite Element Analysis of Hysteretic Material (TLM법을 이용한 히스테리시스 자성체의 유한요소 해석)

  • Im, Chang-Hwan;Kim, Hong-Kyu;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2000.07b
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    • pp.825-827
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    • 2000
  • 자성체를 포함하는 자기 시스템을 해석하는데 있어 비선형과 히스테리시스(Hysteresis)는 매우 중요한 역할을 한다. 특히 재질의 히스테리시스 특성을 유한요소법(FEM)을 이용하여 계산하기 위해서 많은 방법들이 소개되었다. 단순 반복법이나 Fixed Point Technique(FPT), M-iteration 법. 뉴튼 랍슨 (Newton-Raphson) 법 등이 그 예이다. 이 방법들 중에서 뉴튼 랍슨법은 빠른 수렴 특성으로 가장 많이 사용되고 있다. 하지만 뉴튼-랍슨법을 이용하여 히스테리시스 재질을 해석할 때는 매 반복 계산 때마다 계 계수행렬(System Stiffness matrix)이 변화하기 때문에 요소의 수가 매우 많을 경우 역행렬을 계산하기 위한 시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 특히 히스테리시스 해석의 경우에는 주로 time-step법을 이용하여 계산하므로 가장 시간이 많이 소요되는 행렬 계산 시간을 단축함으로써 전체 계산 시간을 크게 줄일 수 있다. 최근 비선형 해석에서 TLM(Transmission Line Modeling)법이 도입되어 비선형 해석 시의 계산 시간을 크게 단축할 수 있게 되었다. 본 논문에서는 비선형 해석에 적용된 TLM법을 히스테리시스 해석에 적용하는 방법을 새로 제안한다. TLM법은 뉴튼-랍슨법과 달리 각 반복 계산 때마다 계수행렬식이 변화하지 않고 단지 구동항만 변하기 때문에 행렬의 LU를 한 번 저장해 두면 forward와 backward substitution만 시행하면 된다. 따라서 요소의 수가 증가할 경우 TLM법을 사용하면 뉴튼-랍슨법에 비해 매우 큰 계산 이득을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 TLM법을 히스테리시스에 적용하는 방법을 기술하고 간단한 모델에 이 방법을 적용하여 뉴튼-랍슨법과의 비교를 통해 TLM법의 효용성을 보인다.

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Traffic Control with Double Threshold in ATM Networks (이중 문턱값 설정에 의한 ATM망의 트래픽 제어기법)

  • 정상국;진용옥
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.19 no.8
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    • pp.1475-1484
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    • 1994
  • In this paper, a priority scheduling algorithm with double threshold and a traffic control mechanism with hysteresis effect are proposed. The double threshold priority scheduling is studied based on HOL and QLT. The hysteresis effect traffic control is specified by hysteresis effect QLT and traffic rate control. According to the simulation results, it can be shown that the proposed dynamic priority scheduling brings better processing performance than the existing QLT algorithm. And the results demonstrate that QLT and traffic rate control with hysteresis effect enhance the performance in comparison with those of single threshold.

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Position Tracking Control of Flexible Piezo-beam Considering Actuator Hysteresis (작동기 히스테리시스를 고려한 유연 피에조빔의 위치추적제어)

  • Nguyen, Phuong-Bac;Choi, Seung-Bok
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.20 no.2
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    • pp.129-137
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    • 2010
  • This paper presents a position tracking control of a flexible beam using the piezoelectric actuator. This is achieved by implementing both feedforward hysteretic compensator of the actuator and PID feedback controller. The Preisach model is adopted to develop the feedforward hysteretic compensator. In the design of the compensator, estimated displacement of the piezoceramic actuator is used based on the limiting triangle database that results from collecting data of the main reversal curve and the first order ascending curves. Experimental implementation is conducted for position tracking control and performance comparison is made between a PID feedback controller without considering the effect of hysteresis, and a PID feedback controller integrated with the feedforward hysteretic compensator.

A Digitally Controllable Hysteresis CMOS Monolithic Comparator Circuit (히스테리시스가 디지털로 제어되는 CMOS 비교기 IC 회로)

  • Kim, Young-Gi
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.47 no.11
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    • pp.37-42
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    • 2010
  • A novel hysteresis tunable monolithic comparator circuit based on a $0.35{\mu}m$ CMOS process is suggested, designed, fabricated, measured and analyzed in this paper. To tune the threshold voltage of the hysteresis in the comparator circuit, two external digital bits are used with supply voltage of 3.3V.