JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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v.16
no.1
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pp.91-105
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2016
Carbon Nanotube Field-Effect Transistors (CNTFETs) have been studied as candidates for post Si CMOS owing to the better electrostatic control and high mobility. To enhance the immunity against short - channel effects (SCEs), the novel channel and gate engineered architectures have been proposed to improve CNTFETs performance. This work presents a comprehensive study of the influence of channel and gate engineering on the CNTFET switching, high frequency and circuit level performance of carbon nanotube field-effect transistors (CNTFETs). At device level, the effects of channel and gate engineering on the switching and high frequency characteristics for CNTFET have been theoretically investigated by using a quantum kinetic model. This model is based on two-dimensional non-equilibrium Green's functions (NEGF) solved self - consistently with Poisson's equations. It is revealed that hetero - material - gate and lightly doped drain and source CNTFET (HMG - LDDS - CNTFET) structure can significantly reduce leakage current, enhance control ability of the gate on channel, improve the switching speed, and is more suitable for use in low power, high frequency circuits. At circuit level, using the HSPICE with look - up table(LUT) based Verilog - A models, the impact of the channel and gate engineering on basic digital circuits (inverter, static random access memory cell) have been investigated systematically. The performance parameters of circuits have been calculated and the optimum metal gate workfunction combinations of ${\Phi}_{M1}/{\Phi}_{M2}$ have been concluded in terms of power consumption, average delay, stability, energy consumption and power - delay product (PDP). In addition, we discuss and compare the CNTFET-based circuit designs of various logic gates, including ternary and binary logic. Simulation results indicate that LDDS - HMG - CNTFET circuits with ternary logic gate design have significantly better performance in comparison with other structures.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.29
no.6
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pp.697-703
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2023
As a part of the global industrial efforts to reduce environmental pollution owing to air pollution, regulations have been established by the International Maritime Organization (IMO). The IMO has implemented various regulations such as EEXI, EEDI, and CII to reduce air pollution emissions from ships. They are also promoting measures to decrease the power consumption in ships, aiming to conserve energy. Most of the power used in ships is consumed by electric motors. Among the motors installed on ships, the engine room blower that takes up a significant load, operates at a constant irrespective of demand. Therefore, energy savings can be expected through frequency control. In this study, we demonstrated the efficacy of energy savings by controlling the frequency of the electric motor of the generator blower that supplies combustion air to the generator's turbocharger. The system was modeled based on the output data of the turboharger outlet temperature in response to the blower frequency inpu. A PI control system was established to control the frequency with the target being the turbocharger outlet temperature. By maintaining the turbocharger design standard outlet temperature and controlling the blower frequency, we achieved an annual energy saving of 15,552kW in power consumption. The effectiveness of energy savings through frequency control of blower fans was verified during the summer (April to September) and winter (March to October) periods. Based on this, we achieved annual fuel cost savings of 6,091 thousand won and reduction of 8.5 tons of carbon dioxide, 2.4 kg of SOx, and 7.8 kg of NOx air pollutants on the training ship.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.20
no.4
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pp.21-28
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2006
In this paper, the proposed full-bridge high frequency isolated zoo voltage and zero current switching phase shifted pulse width modulation(ZVZCS PS-PWM)DC-DC converter among fuel cell generation system consist of 1.2[kW] fuel cell of Nexa Power Module, full-bridge DC-DC converter to boost the fuel cell low voltage($28{\sim}43[%]$) to 380[VDC] and a single phase full-bridge inverter is implemented to produce AC output(220[VAC], 60[Hz]). A tapped inductor filter with freewheeling diode is newly implemented in the output filter of the proposed full-bridge high frequency isolated ZVZCS PS-PWM DC-DC converter to suppress circulating current under the wide output voltage regulation range, thus to eliminate the switching and transformer turn-on/off over-short voltage or transient phenomena. Besides the efficiency of $93{\sim}97[%]$ is obtained over the wide output voltage regulation ranges and load variations.
In this paper, a simple but effective Dataline Redundancy Circuit (DRC) is proposed for a dual-port 1T-SRAM embedded in Display ICs. The DRC designed in the dual-port $320{\times}120{\times}18$-bit 1T-SRAM is verified in a 0.18-um CMOS 1T-SRAM process. In the DRC, because its control logic circuit can be implemented by a simple Shift Logic Circuit (SLC) with only an inverter and a NAND that is much simpler than the conventional, it can be placed in a pitch as narrow as a bit line pair. Moreover, an improved version of the SLC is also proposed to reduce its worst-case delay from 12.3ns to 5.9ns by 52%. By doing so, the timing overhead of the DRC can be hidden under the row cycle time because switching of the datalines can be done between the times of the word line setup and the sense amplifier setup. The area overhead of the DRC is estimated about 7.6% in this paper.
Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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v.44
no.1
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pp.74-84
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2007
This paper presents a new dual-loop Delay Locked Loop(DLL) to expand the delay lock range of a conventional DLL. The proposed dual-loop DLL contains a Coarse_loop and a Fine_loop, and its operation utilizes one of the loops selected by comparing the initial time-difference among the reference clock and 2 internal clocks. The 2 internal clock signals are taken, respectively, at the midpoint and endpoint of a VCDL and thus are $180^{\circ}$ separated in phase. When the proposed DLL is out of the conventional lock range, the Coarse_loop is selected to push the DLL in the conventional lock range and then the Fine_loop is used to complete the locking process. Therefore, the proposed DLL is always stably locked in unless it is harmonically false-locked. Since the VCDL employed in the proposed DLL needs two control voltages to adjust the delay time, it uses TG-based inverters, instead of conventional, multi-stacked, current-starved inverters, to compose the delay line. The new VCDL provides a wider delay range than a conventional VCDL In overall, the proposed DLL demonstrates a more than 2 times wider lock range than a conventional DLL. The proposed DLL circuits have been designed, simulated and proved using 0.18um, 1.8V TSMC CMOS library and its operation frequency range is 100MHz${\sim}$1GHz. Finally, the maximum phase error of the DLL locked in at 1GHz is less than 11.2ps showing a high resolution and the simulated power consumption is 11.5mW.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.19
no.1
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pp.65-76
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2024
With the recent activation of the offshore wind power industry, there has been a development of power plants with a scale exceeding 400MW, comparable to traditional thermal power plants. Renewable energy, characterized by intermittency depending on the energy source, is a prominent feature of modern renewable power generation facilities, which are structured based on controllable inverter technology. As the integration of renewable energy sources into the grid expands, the grid codes for power system connection are progressively becoming more defined, leading to active discussions and evaluations in this area. In this paper, we propose a method for selecting optimal reactive power compensation capacity when multiple offshore wind farms are integrated and connected through a shared interconnection facility to comply with grid codes. Based on the requirements of the grid code, we analyze the reactive power compensation and excessive stability of the 400MW wind power generation site under development in the southwest sea of Jeonbuk. This analysis involves constructing a generation site database using PSS/E (Power System Simulation for Engineering), incorporating turbine layouts and cable data. The study calculates reactive power due to charging current in internal and external network cables and determines the reactive power compensation capacity at the interconnection point. Additionally, static and dynamic stability assessments are conducted by integrating with the power system database.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.19
no.5
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pp.131-138
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2018
In this study, we investigated the trend of technological development in major countries related to the propulsion equipment of railway vehicles. The propulsion system is the main equipment of electric vehicles. A lot of time and investment are required in order to ensure the development of technology. Therefore, developed countries have maximized their effort to develop technologies with safety, reliability, and convenience of maintenance. They have also done their utmost to prevent technology transfer to other countries after the development of new technologies. For example, Toshiba of Japan developed a new 3,300V/1,500 A class IGBT power device, but was reluctant to export it to foreign countries in order to protect this technology. In this study, we analyzed the patents applied for related to propulsion control systems and presented the direction of development during the technical development of these systems. The patent analysis of the core technologies was conducted using the Thomson Innovation DB. We examined the number of patents applied for by country, year and major applicant. As a result of the analysis, it was found that the proportion of patent applications per country was in the order of China, 48%, Europe 16.6%, and the United States 14.9%. The patent situation of the top 10 principal applicants revealed that (the top three were?) ABB 14%, GE 13%, and CRRC 12%. At the same time, we also conducted a qualitative analysis of the level of technical development by evaluating such factors as the influence index, quotation, market securing power and citation. Based on the result of the patent analysis, we presented the direction of technical development of the propulsion control equipment of railway vehicles. Based on the analysis results, it was found that domestic applicants considerably reduced their efforts to protect their patents from foreign companies. Nowadays, most of the electric motors used in Korea are induction motors. In advanced countries, permanent magnet electric motors are employed in new railway lines. Therefore, intensive investment is needed in new developments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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