• 제목/요약/키워드: Interdigital Capacitance

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마이크로파대에서의 강유전 박막 유전 특성 평가 (Characterization of Ferroelectric Thin Film in Microwave Region)

  • 박정흠
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.1061-1067
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    • 2004
  • In this study, ferroelectric (Ba,Sr)TiO$_3$ and high temperature superconductor YBCO thin films were fabricated by PLD (Pulsed Laser Deposition) method and tuneable bandstop filters were implemented with two different IDC(Interdigital Capacitance) gap patterns, 20${\mu}{\textrm}{m}$ and 30${\mu}{\textrm}{m}$ using these two thin film layers. The resonant frequency was changed by DC bias voltage. By comparing measured results with simulation, the dielectric properties of ferroelectric thin film have been extracted. The permittivity was 820 ~ 900 at 30 K and had an acceptable error range but the loss tangent had a great difference, 0.018 in 30${\mu}{\textrm}{m}$ IDC gap pattern and 0.037 in 20 ${\mu}{\textrm}{m}$.

빗살전극형 정전용량형 습도센서와 그 신호처리회로의 설계 제작 (The Design and fabrication of Capacitive Humidity Sensor Having Interdigital Electrodes and Its Signal Processing Circuit)

  • 강정호;이재용;김우현
    • 전기학회논문지P
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    • 제55권1호
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    • pp.26-30
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    • 2006
  • For the purpose of developing capacitive humidity sensor having interdigital electrodes, interdigital electrode was modeled and simulated to obtain capacitance and sensitivity as a function of geometric parameters like the structural gap and thickness. For the development of ASIC, switched capacitor signal processing circuits for capacitive humidity sensor were designed and simulated by Cadence using $0.25{\mu}m$ CMOS process parameters. The signal processing circuits are composed of amplifier for voltage gain control, and clock generator for sensor driving and switch control. The characteristics of the fabricated sensors are; 1) sensitivity is 9fF/%R.H., 2) temperature coefficient of offset(TCO) is $0.4%R.H./^{\circ}C$, 3) nonlinearity is 1.2%FS, 4) hysteresis is 1.5%FS in humidity range of $3%R.H.{\sim}98%R.H.$. The response time is 50 seconds in adsorption and 70 seconds in desorption. Fabricated process used in this capacitive humidity sensor having interdigital electrode are just as similar as conventional IC process technology. Therefore this can be easily mass produced with low cost, simple circuit and utilized in many applications for both industrial and environmental measurement and control system, such as monitoring system of environment, automobile, displayer, IC process room, and laboratory etc.

인터디지털 커패시트 기반의 단일벽 탄소 나노 튜브를 이용한 바이오 물질 검출에 관한 연구 (A Study on Biomaterial Detection Using Single-Walled Carbon Nanotube Based on Interdigital Capacitors)

  • 이희조;이현석;유경화;육종관
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권8호
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    • pp.891-898
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    • 2008
  • 본 논문에서는 인터디지털 커패시트 기반의 단일벽 탄소 나노 튜브(single-walled carbon nanotube, SWNT)를 이용한 바이오 물질 검출에 관한 연구를 수행하였다. 먼저 인터디지털 커패시트의 경우, 다음으로 $5\;{\mu}m$ 틈 사이에 SWNT 경우, 그리고 SWNT 상에 biotin이 고정된 경우, 마지막으로 biotin과 streptavidin이 고정화된 경우, 공진 주파수는 각각 10.02 GHz, 11.02 GHz, 10.82 GHz, 10.22 GHz로 나타났다. 이러한 공진 주파수의 민감한 변화는 유전 상수값이 다른 두 바이오 물질이 결합함에 따라 커패시턴스 값이 달라질 것이라는 가정 하에, 측정된 결과를 근거로 등가회로를 구현함으로써 실제로 커패시턴스 값들이 달라짐을 확인할 수 있었다. SWNT 상에 biotin이 고정된 경우와 biotin과 streptavidin이 고정화된 경우, 커패시턴스 값은 각각 $C_b=0.55\;pF$, $C_s=0.95\;pF$으로 나타났다. 본 연구를 통해서, 탄소 나노 튜브상에 특정 바이오 물질간의 결합이 커패시턴스 값의 변화를 유발시키게 되고, 이로 인해서 공진 주파수가 변화됨을 실험적으로 증명하였다. 결론적으로, 제안된 바이오 센싱 소자는 표적 바이오 물질(streptavidin)이 결합할 때 큰 공진 주파수 변화를 일으킴으로 CNT 바이오센서로서 충분한 가능성이 있음을 확인하였다.

A Novel Inter-Digital Tunable Capacitor for Low-Operation Voltage Applications

  • Lee, Young Chul
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
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    • pp.586-589
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    • 2012
  • In this paper, a tunable capacitor like an interdigital one is presented for low-voltage applications. In order to reduce operation voltage by enhancing fringing electric fields, two finger-patterned electrodes are vertically separated by employing a multi-layer thin film dielectric of a para-/ferro-/para-electrics without spacing between electrodes. The proposed tunable capacitor was fabricated on a quartz wafer and its characteristics are analyzed in terms of effective capacitance and tunability with a function of applied voltages, compared to the conventional interdigital capacitor (IDC). At 8V and 2 GHz, the proposed tunable capacitor shows the tunability of 18 % that is 10.3 % higher than that of the compared one.

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마이크로 웨이브 응용을 위한 Iterdigital 캐패시터의 시뮬레이션 및 특성분석 (The Simulation and Characterization of Interdigital Capacitor for Microwave Applications)

  • 우태호;윤상오;고중혁
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.353-353
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    • 2008
  • 트랜지스터 속도는 현저하게 향상되어지는 반면에 RFICs(RF integrated circuits)는 대용량화, 고속화, 고집적화, 소형화, 고 효율화 온칩(on-chip) 수동소자의 부재에 의해 발전을 이루지 못하였다. 즉, 최근 전자기기의 집적화, 초소형화 됨에 따라 실장 밀도를 높이기 위해 부품의 소형화가 강하게 요구되는 동시에 Radio Frequency(RF)에서 이용가능한 수동소자인 capacitor를 개발하고자 본 논문에서는 손가락 모양(interdigital configuration)을 갖는 RF capacitor를 Ansoft사의 HFSS를 이용하여 이상적인 S-parameter, 정전용랑(capacitance), 손실계수(loss tangent)를 도출하고자 한다. 680um의 $Al_2O_3$ 기판에 BST doped MgO을 30um, Chromium과 gold를 각각 5um로 증착시켰다. 핑거 개수 (n, number), 핑거 길이(1, length), 핑거 간격(g, gap), 핑거 너비(w, width)를 변화 시켜가면서 이상적인 결과 값에 가까운 모양 (interdigital configuration)을 얻을 수 있었다. 핑거 수 3 개 일 때 입력 값에 대하여 손실 없는 출력 값(투과값)을 갖는 $S_{21}$이 1.5GHz에서 6dB이하로 떨어졌으며 핑거 간격이 줄고 핑거 너비가 커지고 핑거길이가 커질수록 높은 캐패시턴스 값을 갖는 것을 확인 할 수 있었다.

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Compact CMOS C-Band Bandpass Filter Using lnterdigital Capacitor

  • Kang, In-Ho;Wang, Xu-Guang
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권9호
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    • pp.759-762
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    • 2007
  • A novel miniaturized CMOS C-Band bandpass filter based on diagonally end-shorted coupled lines and interdigital capacitors is proposed. The utilized coupled lines structure reduced the configuration in size, as small as a few degrees. Moreover, the characteristic of interdigital capacitor, relatively high Q and good capacitance tolerance, accounts for the satisfied performance of this new filter. A two-stage bandpass filter was designed and fabricated with chip surface area only $1.02{\times}1.4\;mm^2$.

그래핀이 결합된 인터디지털 커패시터의 전기적 특성분석 (Analysis of Electrical Characteristics of Interdigital Capacitor with Graphenes)

  • 이희조
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권12호
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    • pp.1064-1071
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    • 2015
  • 본 논문에서는 마이크로대역에서 단층 및 다층 그래핀이 각각 결합된 인터디지털 커패시터의 전기적 특성을 비교 분석하였다. 그래핀이 결합된 커패시터의 등가회로에서 커패시터의 저항, 인덕턴스, 커패시턴스 성분들 간 차이가 분명하게 나타났다. 특히 단층 그래핀이 결합된 커패시터의 경우, 순수 커패시터와 다층 그래핀이 결합된 커패시터에 비해 추가적으로 인덕턴스와 저항 성분이 나타났고, 또한, 커패시터 전극의 저항 성분이 증가하였다. 한편, 커패시터의 자기공명주파수는 더 낮은 주파수대역으로 이동하였고, 0.5~4 GHz 주파수 대역에서 투과특성이 상당히 향상되었다. 반면, 다층 그래핀이 결합된 커패시터의 경우, 순수한 커패시터의 전기적 특성과 약간의 차이만 나타났다. 결과적으로 본 연구를 통해서 단층 그래핀이 다층 그래핀에 비해 인터디지털 커패시터의 전기적 특성과 성능에 더욱 민감한 영향을 줄 수 있음을 확인하였다.

복합재료 경화모니터링용 유전센서의 해석 (Analysis of the Dielectric Sensor for Cure Monitoring of Composite Materials)

  • 김진수;이대길
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권7호
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    • pp.1563-1572
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    • 1995
  • The on-line cure monitoring during the cure process of fiber reinforced resin matrix composite material is important for the better quality and productivity. Among several cure monitoring methods, the dielectrometry that uses electrodes as its sensor is known to be the most promising method. In this study, the sensitivity of the dielectric sensor for the on-line cure monitoring was analyzed by finite element method and compared to the experimental results. Using the analytical results, the equation for the capacitance of the sensor was derived. Also, the optimal sensor design method was suggested after analyzing several different sensor shapes.

Ouasi-Static 근사화에 의한 탄성표면과 필터의 특성 해석 (The Analysis of SAW Filter Characteristics Using Ouasi-Static Approximation)

  • 이동도;정영지;황금찬
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.481-489
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    • 1993
  • 등간격의 전극구조를 갖는 탄성표면파 필터의 정전계적 임피던스 해석을 위하여 무한개의 인접전극의 정전계적 상호작용을 해석하여 전극의 구조에 따른 전하분포를 구현하였는데, 이는 Element Factor와 Array Factor로 분리하여 계산할 수 있었다. 임의의 전극 구조를 갖는 탄성표면과 필터의 입력 및 출력 전극의 Radiation Conductionce, Susceptance 및 static Capacitance는 이러한 전극에서의 전하분포를 통하여 구하였고 Apodized IDT의 임피던스는 Multi-Track 해석에 의하여 다수의 Uniform Track의 병렬 연결로써 계산하였다. 이와 같이 얻어진 입.출력 전극의 임피던스를 실제로 제작된 필터의 측정 임피던스와 비교한 결과 잘 일치하였다.

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인터디지털-커패시터 구조를 이용한 Chipless RFID용 고감도 소형 공진기 설계 (Design of High-Sensitivity Compact Resonator using Interdigital-Capacitor Structure for Chipless RFID Applications)

  • 여준호;이종익
    • 한국항행학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.90-95
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    • 2021
  • 본 논문에서는 chipless RFID (radio frequency identification) 태그용 고감도 소형 공진기의 설계 방법을 제안하였다. 제안된 고감도 소형 공진기는 기존의 전계-결합(ELC; electric field-coupled) 공진기에서 커패시터 모양의 스트립 구조 대신에 인터디지털-커패시터(IDC; interdigital-capacitor) 구조를 사용하였다. IDC 구조의 극판 길이가 기존의 커패시터 모양 구조 보다 더 길어 공진기의 등가 커패시턴스가 더 커지고, 이로 인해 레이다 단면적(RCS; radar cross section)의 공진 피크 주파수를 낮출 수 있다. 정사각형 루프의 길이와 스트립의 폭이 같은 두 공진기를 두께 0.8 mm의 RF-301 기판에 제작하였다. 실험 결과, ELC 공진기는 bistatic RCS의 공진 피크 주파수와 값은 4.305 GHz와 -30.39 dBsm이었다. 제안된 IDC 공진기의 경우 bistatic RCS의 공진 피크 주파수와 값은 3.295 GHz와 -36.91 dBsm이었다. 따라서 측정 공진 피크 주파수를 기준으로 공진기 크기가 23.5% 정도 소형화되었다.