• 제목/요약/키워드: Electric breakdown

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4H-SiC PiN 다이오드의 깊은 준위 결함에 따른 전기적 특성 분석 (Analysis of Electrical Characteristics due to Deep Level Defects in 4H-SiC PiN Diodes)

  • 이태희;박세림;김예진;박승현;김일룡;김민규;임병철;구상모
    • 한국재료학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.111-115
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    • 2024
  • Silicon carbide (SiC) has emerged as a promising material for next-generation power semiconductor materials, due to its high thermal conductivity and high critical electric field (~3 MV/cm) with a wide bandgap of 3.3 eV. This permits SiC devices to operate at lower on-resistance and higher breakdown voltage. However, to improve device performance, advanced research is still needed to reduce point defects in the SiC epitaxial layer. This work investigated the electrical characteristics and defect properties using DLTS analysis. Four deep level defects generated by the implantation process and during epitaxial layer growth were detected. Trap parameters such as energy level, capture-cross section, trap density were obtained from an Arrhenius plot. To investigate the impact of defects on the device, a 2D TCAD simulation was conducted using the same device structure, and the extracted defect parameters were added to confirm electrical characteristics. The degradation of device performance such as an increase in on-resistance by adding trap parameters was confirmed.

초고출력 안테나 시스템 급전용 다중 모드 혼 안테나 설계에 관한 연구 (A Study on Design of Multimode Feed Horn Antenna for High Power Microwave Antenna System)

  • 이상흔;윤영중;이병무;소준호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.476-482
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    • 2006
  • 본 논문에서는 초고출력 안테나 시스템의 급전용 다중 모드 혼 안테나를 제안한다. 제안된 초고출력용 급전 혼 안테나는 모드 변환기와 연결되며, 전원부와 반사판 안테나의 사이에 위치한다. 초고출력 시스템의 경우 급전 안테나의 spillover를 고려한 -25 dB 빔 폭이 반사판 안테나의 크기를 결정하므로 반사판 안테나의 소형화를 위해 -25 dB 빔 폭을 줄인 급전용 다중 모드 혼 안테나를 설계 및 제작하였다. 그 결과 제안된 다중 모드 혼 안테나를 이용한 급전 시스템의 이득은 27 dBi이며 반사 손실은 10 GHz에서 -22 dB 이하의 값이 측정되었다. 또한 -25 dB 범 폭은 수직 평면과 수평 평면에서 각각 $20.24^{\circ}$$28.92^{\circ}$로 측정되었고 이는 기존의 혼 안테나를 이용한 급전 시스템의 빔 폭보다 약 $10^{\circ}$가량 작은 값으로, 제안된 혼 안테나는 초고출력 안테나 시스템 소형화에 적합한 형태임을 확인하였다.

가속열화 된 CSPE의 경화특성에 미치는 해수 담수 침지의 영향 (Effects of Seawater & Freshwater Soaking on the Cure Properties of Accelerated Thermally Aged CSPE)

  • 신용덕;이정우
    • 전기학회논문지
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    • 제65권5호
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    • pp.819-824
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    • 2016
  • The accelerated thermal aging of CSPE (chlorosulfonated polyethylene) was carried out for 33.64 and 67.27 days at 110[$^{\circ}C$], equivalent to 40 and 80 years of aging at 50[$^{\circ}C$], respectively. These samples were referred to as CSPE-0y, CSPE-40y and CSPE-80y, respectively. As the accelerated thermally aged years of the CSPE increase, the insulation resistance[$\Omega$] at 20[Hz], 500[Hz], and 2[KHz], and the percent elongation [%EL] of the CSPE decrease. However, the dissipation factor($tan{\delta}$) at 20[Hz], 500[Hz], and 2[KHz], the apparent density[$g/cm^3$], the glass transition temperature and the melting temperature of the CSPE were increased. The period of time that the voltage has to be applied until electric breakdown of the CSPE-0y is longer than that of the CSPE-40y, and the CSPE-80y, but the dielectric strength of the CSPE-80y is lower than that of the CSPE-0y and the CSPE-40y. The differential temperatures after the AC and DC voltages are applied to CSPE-0y, CSPE-40y and CSPE-80y are 0.026~0.028[$^{\circ}C$], 0.030~0.042[$^{\circ}C$], 0.018~0.045[$^{\circ}C$], respectively. The variations of temperature for the AC voltage are higher than those for the DC voltage when an AC voltage is applied to CSPE-0y, CSPE-40y and CSPE-80y. It is found that the dielectric loss owing to the dissipation factor[$tan{\delta}$] is related to the electric dipole conduction current. It is ascertained that the ionic (electron or hole) leakage current is increased by the separation of the branch chain of CSPE polymer from the main chain of the polyethylene as a result of thermal stress due to accelerated thermal aging as well as by conducting ions such as $Na^+$, $Cl^-$, $Mg^{2+}$, $SO_4^{2-}$, $Ca^{2+}$ and $K^+$ after seawater soaking.

Mixde-mode simulation을 이용한 4H-SiC DMOSFETs의 계면상태에서 포획된 전하에 따른 transient 특성 분석 (Mixed-mode simulation of transient characteristics of 4H-SiC DMOSFETs - Impact off the interface changes)

  • 강민석;최창용;방욱;김상철;김남균;구상모
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.55-55
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    • 2009
  • Silicon Carbide (SiC) is a material with a wide bandgap (3.26eV), a high critical electric field (~2.3MV/cm), a and a high bulk electron mobility (${\sim}900cm^2/Vs$). These electronic properties allow high breakdown voltage, high frequency, and high temperature operation compared to Silicon devices. Although various SiC DMOSFET structures have been reported so far for optimizing performances. the effect of channel dimension on the switching performance of SiC DMOSFETs has not been extensively examined. In this paper, we report the effect of the interface states ($Q_s$) on the transient characteristics of SiC DMOSFETs. The key design parameters for SiC DMOSFETs have been optimized and a physics-based two-dimensional (2-D) mixed device and circuit simulator by Silvaco Inc. has been used to understand the relationship with the switching characteristics. To investigate transient characteristic of the device, mixed-mode simulation has been performed, where the solution of the basic transport equations for the 2-D device structures is directly embedded into the solution procedure for the circuit equations. The result is a low-loss transient characteristic at low $Q_s$. Based on the simulation results, the DMOSFETs exhibit the turn-on time of 10ns at short channel and 9ns at without the interface charges. By reducing $SiO_2/SiC$ interface charge, power losses and switching time also decreases, primarily due to the lowered channel mobilities. As high density interface states can result in increased carrier trapping, or recombination centers or scattering sites. Therefore, the quality of $SiO_2/SiC$ interfaces is important for both static and transient properties of SiC MOSFET devices.

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협대역 고출력 전자기파에 의한 CMOS IC의 전기적 특성 분석 (An Electrical Properties Analysis of CMOS IC by Narrow-Band High-Power Electromagnetic Wave)

  • 박진욱;허창수;서창수;이성우
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제30권9호
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    • pp.535-540
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    • 2017
  • The changes in the electrical characteristics of CMOS ICs due to coupling with a narrow-band electromagnetic wave were analyzed in this study. A magnetron (3 kW, 2.45 GHz) was used as the narrow-band electromagnetic source. The DUT was a CMOS logic IC and the gate output was in the ON state. The malfunction of the ICs was confirmed by monitoring the variation of the gate output voltage. It was observed that malfunction (self-reset) and destruction of the ICs occurred as the electric field increased. To confirm the variation of electrical characteristics of the ICs due to the narrow-band electromagnetic wave, the pin-to-pin resistances (Vcc-GND, Vcc-Input1, Input1-GND) and input capacitance of the ICs were measured. The pin-to-pin resistances and input capacitance of the ICs before exposure to the narrow-band electromagnetic waves were $8.57M{\Omega}$ (Vcc-GND), $14.14M{\Omega}$ (Vcc-Input1), $18.24M{\Omega}$ (Input1-GND), and 5 pF (input capacitance). The ICs exposed to narrow-band electromagnetic waves showed mostly similar values, but some error values were observed, such as $2.5{\Omega}$, $50M{\Omega}$, or 71 pF. This is attributed to the breakdown of the pn junction when latch-up in CMOS occurred. In order to confirm surface damage of the ICs, the epoxy molding compound was removed and then studied with an optical microscope. In general, there was severe deterioration in the PCB trace. It is considered that the current density of the trace increased due to the electromagnetic wave, resulting in the deterioration of the trace. The results of this study can be applied as basic data for the analysis of the effect of narrow-band high-power electromagnetic waves on ICs.

스티렌의 유통.사용 실태조사 (A Survey on the Status of using Styrene in Korea)

  • 조형열;조성현;김은아;김병규;박승현;강성규
    • 한국산업보건학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.310-317
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    • 2008
  • The objective of the survey is to define and judge exposure profiles semi-qualitative data in high risk processes using styrene. The survey was conducted on 98 factories out of 229 factories based on data from periodic working environment monitoring for styrene. Styrene is widely utilized as a raw material for PS and co-polymers such as ABS, SAN, SBR, SBL, unsaturated polyester resins(UPR) and others. An approximate breakdown of styrene's markets in Korea is PS 30%, expandable PS 17%, ABS 33%, SAN 5%, SBL 4%, SBR 3%, UPR 1% and other 7%. Although UPR accounts for 1% of total amount of styrene, workers dealing with it are exposed to very high concentrations up to 64 ppm. Especially styrene is widely used in the laminating process of fiberglass reinforced plastics(FRP) manufacturing industry. The Applications using styrene are largely classified into two sections which are applied to styrene monomer(SM) and UPR. SM is utilized for a raw material of resins, surfactant and adhesive. UPR is employed for FRP and non-FRP. For SM control targets are mixing colors and packing in the gelcoat resins manufacturing industry(MI), for UPR control targets out of works using UPR are 1) laminating in the MI of plastics, automobile parts and boats, 2) mixing and packing in the SMC/BMC MI, 3) molding and cutting in the other specific plastics MI, 4) mixing and coating in artificial marble product MI, 5) dipping in the electric motors & transformers MI, 6) molding in the button MI, 7) painting in the musical instrument MI. Findings from the study have given the information for the high risk processes and working practices so that occupational health professionals could focus on targeted workplaces to prevent occupational diseases. It is also useful to develop a control strategies and specific controls for high risk processes and facilities using styrene.

복합 약용식물 추출물이 쌀밥의 이화학적 특성에 미치는 영향 (Effect of Medicinal Herbs Extracts on Physicochemical Characteristics of Cooked Rice)

  • 조용식;이경하;하현지;박신영;최윤희;김은미
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제53권4호
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    • pp.219-224
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    • 2010
  • 쌀밥의 품질특성에 미치는 복합약용식물 추출물의 효과를 구명하기 위하여 11가지 약용식물을 이용하여 복합추출물 3종(CLP 1, CLP 2, CLP 3)을 제조하였고 취반 시 첨가하여 쌀밥의 항산화 활성과 호화특성 및 조직감의 변화에 미치는 영향을 조사 하였다. 약용식물 추출물의 첨가농도가 증가할수록 쌀밥의 수분 함량은 감소하는 반면 총 폴리페놀 함량과 DPPH 자유기 소거 활성은 증가하였다. 약용식물 추출물의 첨가한 쌀가루는 대조구보다 호화개시온도와 강하점도는 높아지는 반면 응집점도와 치반점도는 낮아지는 호화특성의 변화를 보였다. 약용식물 추출물의 첨가로 쌀밥의 색도와 물성은 대조구와 차이를 보였는데 첨가량이 많아질수록 명도는 감소하는 반면 적색도와 황색도는 증가하였고 쌀밥의 경도, 부착성, 응집성 및 검성이 모두 증가하는 물성적 변화를 농도의존적으로 나타냈다. 결과적으로 항산화 활성을 가진 복합 약용식물 추출물은 쌀밥의 품질특성의 변화를 유도하는 기능성 소재로서 활용가능성을 나타낸다.

화학 첨가제와 밀가루의 열처리가 제빵 특성에 미치는 효과 (Effects of chemical additives and heat treatment on the baking properties of wheat flour dough)

  • 이지은;고봉경
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.119-125
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    • 2004
  • Mixograph를 이용하여 반죽의 물성에 미치는 화학첨가제의 영향을 조사한 결과 ammonium ferric citrate와 ferric sulfate는 0.1% 수준에서는 밀가루 반죽의 탄성에 뚜렷한 영향을 미치지 않았으나, MgSO$_4$, CaCl$_2$ 및 ZnO는 반죽의 탄성을 증가시키며 최적반죽시간을 연장시켜 반죽 시간이 길어졌다. 그러나 Ca과 Mg을 각각 갖는 calcium citrate와 MgCl$_2$는 반죽 시간이나 탄성에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 빵의 부피에 미치는 영향은 0.1% MgSO$_4$와 CaCl$_2$가 브롬산 칼륨을 전혀 첨가하지 않은 대조구보다 부피 팽창이 더 커져서 브롬산 칼륨과 같은 팽창제로서의 기능을 확인하였으며, 이들을 첨가한 빵의 속과 겉껍질의 색은 모두 대조구보다 더 밝아서 첨가한 화학첨가제들이 빵의 색을 밝게 하는 것을 확인할 수 있었다. 밀가루의 내재된 효소를 불활성화 시키기 위하여 볶음처리와 UV 및 microwave 조사된 밀가루는 최적 반죽시간을 초과하여 계속 반죽하여도 최적반죽시간 후 반죽의 탄성저하현상이 처리하지 않은 대조구에 비하여 감소되어 반죽의 안정성이 향상되었으나, 열처리한 밀가루로 제조한 빵은 부피가 대조구에 비하여 적었으므로 열처리는 반죽의 안정성은 향상시킬 수는 있으나 빵의 부피 증가에는 효과적이지 못하였다.

콘크리트 열화 진단의 LIBS 적용을 위한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Application of LIBS for the Diagnosis of Concrete Deterioration)

  • 우상균;추인엽;윤병돈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.140-146
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    • 2017
  • 표준 시료의 분광 분석으로부터 획득한 각 원소별 파장 특성 값과 검사대상 미지 시료로부터의 파장 분석 결과를 비교함으로써 미지 시료에 함유된 원소의 정성 및 정량 분석을 가능하게 하는 것이 LIBS이다. 본 연구에서는 콘크리트 내구성에 영향을 미치는 주요 열화 요인을 규명하는 것에 대하여 LIBS의 적용 가능성을 실험적으로 분석하였다. 즉, LIBS를 통해 염화물, 황산염, 탄산화 모르타르 시험체에 대한 유해 열화인자 정량 검출 실험을 실시함으로써 콘크리트 열화 진단의 LIBS 적용 가능성을 연구하였다. 염화물과 황산염 시험체 각각에 대하여 LIBS 실험을 실시한 결과 농도가 증가할수록 염소 및 황 이온의 LIBS 스펙트럼 파장 강도가 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있었다. 탄산화 시험체의 경우 탄산화 노출 기간에 따른 탄소 이온 LIBS 스펙트럼 파장 강도는 다소 비선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 실험결과로부터 콘크리트 열화 진단에 LIBS의 적용가능성을 부분적으로 확인할 수 있었으며, 콘크리트 탄산화의 경우 시멘트 자체에 탄소 성분이 함유되어 염화물 및 황산염 시험체의 정량 검출과는 다소 상이한 결과를 보인 것으로 추정된다. 따라서 콘크리트 탄산화에 대하여 LIBS를 적용하기 위해서는 보다 다양한 매개변수 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

도로 표시등 실시간 유지관리를 위한 모니터링시스템 개발 (Development of Monitoring System for Real Time Maintenance of Road Beacon Light)

  • 이종호;김규전;최주원;안원태;이승기;최석근
    • 대한공간정보학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.69-75
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    • 2015
  • 안전한 도로주행을 위하여 설치된 도로시설물들은 주야간에도 식별할 수 있도록 제작되었으나, 기상악화 시 제 기능을 발휘하지 못하고 있다. 최근에는 원거리에서도 명확하게 인식할 수 있는 전기전자기술로 제작하고 있으나, 이들은 고장이 빈번하여 수시로 교체해야 하므로 교통정온화와 유지관리에 많은 문제점들이 나타나고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 교통사고가 빈번한 지역에 반영구적으로 이용할 수 있는 LED 표시등을 설치하고, 이를 시스템과 연계하여 유지 관리할 수 있는 모니터링시스템을 개발하였다. 이를 위하여 시스템은 윈도우 운영체계 기반으로 하였고, 무선통신망과 연결하여 P.C에서 운용될 수 있도록 개발하였다. 그 결과 현장에 설치된 LED 표시등의 배터리 상태정보를 실시간으로 분석을 할 수 있었고, 그 수명주기를 예측함으로서 효율적으로 관리할 수 있었다.