• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권1호
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• pp.17-23
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• 2006

생체내선량측정법(In vivo dosimetry)은 방사선치료 시 선량학적 오차 및 치료장비의 비정상적인 작동을 검출할 수 있는 환자 치료검증방법이다 본 연구에서는 생체내선량측정법 중 환자 체표면에 선량계를 부착하여 환자 치료와 동시에 치료 검증을 할 수 있는 체표면선량측정법을 연구하였다. 이를 위해 선량 재현성 및 방향성이 우수한 MOSFET 검출기를 이용하였다. 선량 검증의 유용성 평가를 위해 치료계획장비의 치료계획검증기능을 이용하여 선량측정지점의 전달선량을 획득하였으며, 이를 MOSFET 검출기의 측정 결과와 비교 분석하였다. 그 결과 MOSFET 검출기의 교정값 및 재현성은 제작사가 제시한 기준값에 대해 ${\pm}2%$ 이내에서 일치하였고, 각 환자에서의 체표면선량측정값은 치료계획에서 얻은 값과 ${\pm}5%$이내에서 일치함을 알 수 있었다. 기존의 전리함과 다이오드 검출기를 사용한 체표면선량측정법은 단순한 치료기법에만 한정하여 사용할 수 있었다. 그러나 본 연구에서 이용한 MOSFET 검출기는 복잡한 방사선치료기법(3 dimensional radiotherapy, intensity modulated radiotherapy)에서 치료계획상의 전달선량을 환자 체표면에서 직접적으로 측정할 수 있어 임상적용의 유용함을 알 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.92-94
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• 2018

본 논문은 SiC MOSFET 디바이스를 사용하는 전력변환장치에서 Rogowski 코일을 이용하여 SiC MOSFET 디바이스에 흐르는 전류를 측정하여, 과전류를 검출하고 게이팅 신호를 차단하는 기법에 관하여 연구한다. SiC MOSFET는 소자의 특성으로 보편적으로 사용되는 과전류 검출 방법인 DeSAT 적용이 어렵기 때문에 Rogowski 코일을 사용하여 스위치 전류를 측정, 과전류를 검출한다. 본 논문에서는 PCB패턴 Rogowski 코일의 설계 방법뿐만 아니라 Rogowski 코일과 적분기의 대역폭에 대해서도 논의한다. 실험은 직류링크 커패시터에 SiC MOSFET 스위치 레그를 병렬로 연결하고, 직류링크 커패시터에 직류전압을 충전 후 스위치 레그를 약 6us정도 단락시켜 SiC MOSFET에 과전류를 발생시킨다. 이 때, 제안한 Rogowski 코일을 이용한 과전류 검출 및 차단 기법의 적용 전후를 비교하여 동작 및 성능(검출 및 차단 소요시간)을 확인한다. 마지막으로 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 PCB패턴 Rogowski 코일을 이용하여 과전류 검출 및 차단 기법이 검증되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권4호
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• pp.165-171
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• 2006

국내에서는 현재 물리적 인형 모의피폭체와 수십 개의 소형 MOSFET 선량계를 이용하여 유효선량(Effective Dose)을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 시스템을 개발 중에 있다. 이때 사용되는 MOSFET 선량계는 그 크기가 매우 작으며, 상대적으로 높은 민감도를 가지고 선량을 실시간으로 측정할 수 있다는 장점이 있는 반면, 검출부위가 조직등가 물질이 아닌 실리콘으로 이루어져 있어 저에너지 광자에 대하여 적절한 보정이 필요하다. 본 연구에서는 몬테칼로 전산모사 방법을 사용하여 증기발생기 수실 내부의 에너지 스펙트럼에 대한 MOSFET 선량계의 선량보정인자 값들을 계산하였으며, 이렇게 계산된 보정인자 값들을 선행 연구에서 구한 값, 즉 0.662 MeV와 1.25 MeV의 광자만을 이용하여 구한 선량보정인자 값들과 비교하여 보았다. 비교 결과, 두 서로 다른 조건에서의 선량보정인자들은 큰 차이를 보이지 않았으며$(\leq1.5%)$, 따라서 선행 연구에서 구한 선량보정인자들을 원자력발전소의 증기발생기 수실에 그대로 적용하여도 큰 문제가 없음을 알 수 있었다. 또한, 증기발생기 수실에 대하여 결정된 선량보정인자들을 실측된 MOSFET 선량계의 선량값들에 적용하여 선량보정에 따라 유효선량이 어느 정도 변화하는 가를 확인한 결과, 유효선량은 선량보정인자를 적용할 경우가 적용하지 않을 경우에 비해 약 7% 정도 낮게 평가됨을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제15권4호
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• pp.215-219
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• 2004

MOSFET 선량계는 기존의 선량계들에 비해 여러 가지 장점이 있기 때문에 최근에 방사선 치료뿐만 아니라 방사선 진단 등 기타 여러 분야에서 선량검증을 위해 시도되고 있다. 하지만 이렇게 사용되기 위해서는 중ㆍ저에너지 범위의 광자선에 대한 MOSFET 선량계의 방사선학적 특성파악이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고감도 MOSFET 선량계의 여러가지 방사선학적 특성을 자세하게 연구할 수 있는 3차원 몬테칼로 전산모사 모델을 개발하였다. 고감도 MOSFET 선량계의 검출부위는 매우 얇아서 MCNP에서 기본적으로 제공하는 Tally를 사용하면 검출부위에 흡수된 에너지를 정확하게 결정할 수 없으므로 검출부위에 주어진 에너지를 전자들의 트랙들로부터 직접 계산하는 방법을 채택하였다. 개발된 모델은 에너지 의존도, 전자 기여도, 깊이 의존도 등의 MOSFET 선량계의 방사선학적 특성을 연구하기 위해 사용되었다. 에너지 의존도는 15 keV에서 6 MeV 에너지 범위에서 정량화하였는데 약 40 keV에서 최대 6.6으로 나타났다. 본 연구에서는 PTRAC 파일과 Sabrina 코드를 이용하여 MOSFET 선량계 각 부분에서의 전자 기여도를 조사하였다. 깊이 의존도는 신체 내 평균 깊이를 15 cm로 가정할 때 0.662 MeV의 경우는 교정인자 1.16 그리고 1.25 MeV의 경우는 교정인자 1.11을 사용하여 깊이 의존도에 의한 오차를 줄일 수 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2009년도 정보 및 제어 심포지움 논문집
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• pp.159-162
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• 2009

The necessity of radiation dosimeter with precise measurement of radiation dose is increased and required in the field of spacecraft, radiotheraphy hospital, atomic plant facility, etc. where radiation exists. Until now, a low power commercial metal-oxide semiconductor(MOS) transistor has been tested as a gamma radiation dosimeter. The measurement error between the actual value and the measurement one can occur since the MOSFET(MOS field-effect transistor) dosimeter, which is now being used, has two gates with same width. The measurement value of dosimeter depends on the variation of threshold voltage, which can be affected by the environment such as temperature. In this paper, a radiation dosimeter having a pair of MOSFET is designed in the same silicon substrate, in which each of the MOSFETs is operable in a bias mode and a test mode. It can measure the radiation dose by the difference between the threshold voltages regardless of the variation of temperature.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.163-168
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• 2010

본 논문에서는 전력용 반도체 소자를 위한 과열보호시스템의 설계 및 구현에 관한 내용을 다룬다. 제안된 시스템은 전력용 반도체 소자의 온도를 검출하기 위해서 별도의 온도센서나 트랜지스터를 사용하는 기존의 방법과 달리 파워 MOSFET의 $R_{ds(on)}$ 특성만을 이용한다. 과열보호를 위한 제안된 방법은 IRF840 파워 MOSFET를 이용하여 성공적으로 시험되었다. 제안된 과열보호 알고리즘을 구현하기 위해 PIC 마이크로컨트롤러인 PIC16F877A 소자를 사용하였다. 내장된 10-bit A/D 변환기는 IRF840의 소스와 드레인 전압변화를 검출하기 위해 이용된다. 측정된 소스-드레인 간 전압으로부터 도출된 온도-저항 간의 관계식은 파워 MOSFET의 게이트 트리거 신호를 제어한다. 만약 검출된 온도 전압의 임계값이 설정된 임의의 보호온도 전압 값을 초과할 때 마이크로컨트롤러는 파워 MOSFET으로부터 트리거 신호를 제거시켜 파워 MOSFET이 과열되는 것을 방지한다. 실험결과는 제안된 시스템이 정확도 측면에서 1.5%의 오차 이내로 정확함을 보여주었다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D2호
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• pp.71-80
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• 1999

본 논문에서는 2${\mu}m$ 고전압 CMOS 공정을 사용한 보호 회로를 포함한 전력 ,MOSFET 구동기를 설계하였다. 제어 회로의 안정한 동작을 위하여 전원 관리 회로를 설계하였으며 전원 관리 회로의 전압 레귤레이터의 보호를 위하여 전압 검출 방식의 단락 보호 회로를 제안하였다. 전압 검출 방식(Voltage-Detection Short Circuit Protection; VDSCP)은 직렬 저항에 의한 전압 강하가 없고, 출력단 단락 상태에서 전압원의 전류를 출력단에 흐르지 못하도록 하는 특성이 있다. 전력 MOSFET를 보호하기 위하여 부하 단락 보호회로, 게이트 전압 제한 회로, 과전압 보호 회로를 설계하였으며, 50V의 항목 전압을 닺는 공정을 이용하여 전력 MOSFET 구동기를 위한 2${\mu}m$ 고전압 CMOS 공정을 개발하였다. 전력 MOSFET이 소비하는 전력 이외에 구동기가 소비하는 전력은 전력 MOSFET 구동 상태에 따라 20 ~ 100mW의 범위에 있는 것으로 확인하였다. 주문형으로 제작된 전력 MOSFET 구동기의 active area의 크기는 $3.5 {\times}2..8mm^2$이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.393-401
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• 2018

이 논문에서는 WPC / A4WP 무선 전력 전송을 위한 정류기가 설계하였다. 설계된 정류기는 WPC (무선 전력 컨소시엄) 및 A4WP (무선 전력 연합)를 모두 지원하며 전파 브리지 정류기로 설계되었다. WPC는 100kHz ~ 205kHz의 주파수에서 전력을 전송하고 A4WP는 6.75MHz의 주파수에서 전력을 전송한다. 브리지 정류기는 다이오드 대신 MOSFET을 사용하기 때문에 출력 전압이 입력 전압보다 높으면 역전류가 흐르고 효율에 영향을 미친다. 따라서 MOSFET을 통해 흐르는 전류를 감지하고 역전류를 차단하는 역전류 검출기를 추가했다. 주파수 판별기는 주파수 대역이 다르기 때문에 사용된다. 설계된 정류기는 CMOS $0.35{\mu}m$ 고전압 공정을 사용하여 설계되었다. 입력 전압은 최대 18V이며 100kH ~ 205kHz, 6.78MHz 주파수에서 작동한다. 최대 효율은 94.8 %이고 최대 전력 공급은 5.78W 이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권2호
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• pp.97-104
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• 2006

최근 방사선 치료 및 진단 분야에서 선량 측정을 위하여 다양하게 사용되고 있는 MOSFET 선량계는 검출부위가 실리콘으로 이루어져 있으며 다른 검출기들과 마찬가지로 어느 정도의 에너지 의존도와 방향 의존도를 보인다. 따라서 MOSFET 선량제가 공기 중이 아닌 모의피폭체 내에서 선량 측정에 사용될 경우 낮은 에너지를 갖는 산란 광자 등 이차 광자들로 인하여 선량을 실제보다. 높게 평가하게 된다. 본 연구에서는 MOSFET 선량계의 에너지 의존도와 방향 의존도로 인하여 발생하는 오차를 보정하기 위한 선량보정인자를 몬테카를로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였다. 먼저 사용되는 인형 모의 피폭체의 체적소 모의피폭체(Voxel Phanom)를 CT 영상을 이용하여 제작하였으며 제작된 체적소 모의 피폭체를 몬테카를로 전산코드로 구현한 후, 모의피폭체 내 각 선량계 지점에서 입사하는 광자의 에너지 및 방향별 에너지 스펙트럼을 계산하였다. 각각의 선량계 지점에서 0.662 MeV와 1.25 MeV의 광자빔을 고려하였으며 또한 MOSFET 선량계의 방향은 실리콘 베이스 방향과 에폭시 방향을 고려하였다. 주어진 선량제 지점에서의 선량보정인자는 계산된 에너지 의존도들의 중간간을 이용하여 결정하였으며 이렇게 결정된 각 선량계 지점에서 선량보정인자는 0.89-0.97 범위의 값들을 나타내었다. 본 연구결과에 따르면 MOSFET 선량계를 이용하여 인형 모의피폭체 내에 선량을 측정할 때 에너지 의존도와 방향 의존도를 고려하지 않을 경우 측정 위치에 따라 $3{\sim}11%$ 정도의 측정오차가 발생할 수 있다. 그러므로 인형 모의피폭체 내의 선량을 정확하게 측정하기 위해서는 선량보정인자를 각 선량계에 필히 적용해주어야 한다.

• 센서학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-6
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• 2006

We fabricated Si nano-wire MOSFET by using the conventional photolithography with a $1.5{\mu}m$ resolution. Si nano-wire was fabricated by using reactive ion etching (RIE), anisotropic wet etching and thermal oxidation on a silicon-on-insulator (SOI) substrate, and its width is 30 nm. Logarithmic circuit consisting of a NMOSFET and Si nano-wire MOSFET has been constructed for application to high-sensitivity image sensor. Its sensitivity was 1.12 mV/lux. The output voltage swing was 1.386 V.