Recently, the use of stable lithium nanostructures as substrates and electrodes for secondary batteries can be a fundamental alternative to the development of next-generation system semiconductor devices. However, lithium structures pose safety concerns by severely limiting battery life due to the growth of Li dendrites during rapid charge/discharge cycles. Also, enabling long cyclability of high-voltage oxide cathodes is a persistent challenge for all-solid-state batteries, largely because of their poor interfacial stabilities against oxide solid electrolytes. For the development of next-generation system semiconductor devices, solid electrolyte nanostructures, which are used in high-density micro-energy storage devices and avoid the instability of liquid electrolytes, can be promising alternatives for next-generation batteries. Nevertheless, poor lithium ion conductivity and structural defects at room temperature have been pointed out as limitations. In this study, a low-dimensional Graphene Oxide (GO) structure was applied to demonstrate stable operation characteristics based on Li+ ion conductivity and excellent electrochemical performance. The low-dimensional structure of GO-based solid electrolytes can provide an important strategy for stable scalable solid-state power system semiconductor applications at room temperature. The device using uncoated bare NCA delivers a low capacity of 89 mA h g-1, while the cell using GO-coated NCA delivers a high capacity of 158 mA h g−1 and a low polarization. A full Li GO-based device was fabricated to demonstrate the practicality of the modified Li structure using the Li-GO heterointerface. This study promises that the lowdimensional structure of Li-GO can be an effective approach for the stabilization of solid-state power system semiconductor architectures.
반도체 디자인, 공정 기술 및 패기지 기술의 발달에 따라 전력용 반도체는 소형화, 고성능화, 지능화하고 있다. 고속 구동이 용이한 때문에 MOSFET이나 IGBT등의 MOS-gate형 전력 반도체의 발전이 두드려지며, trench, charge balance, NPT 기술등이 패키지 기술과 더불어 이를 위한 주요 기술이 될것으로 보인다. SiC나 GaN등의 Wide Band Gap 물질들을 사용한 차세대 전력 반도체 연구도 활발히 진행되고 있다.
초소형 전자칼럼을 위한 마이크로 자기장 디플렉터를 제작하여 저에너지 영역에서 디플렉터의 동작 특성을 확인하였다. 마이크로 디플렉터는 지름이 $500{\mu}m$의 원통형 코어에 감겨진 $100{\mu}m$ 지름의 Cu 코일로 구성되어 있다. 두 쌍의 디플렉터는 $10{\times}10mm$ 크기의 절연 기판에 고정되어 전자빔을 2차원 스캔할 수 있도록 고안되었다. 마이크로 자기장 디플렉터를 부착한 초소형 전자칼럼을 저전력으로 시험 구동한 결과 $100{\mu}m/A$의 편향 결과를 얻어 활용 가능성을 확인하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제9권4호
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pp.249-256
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2009
As a wireless handset deals with multiple application standards concurrently, RF transmitters and power amplifiers are required to be more power efficient and reconfigurable. In this paper, we review the recent advances in the design of the power amplifiers and transmitters. Then, the systematic design approaches to improve the performance with the digital baseband signal processing are introduced for the next generation mobile handset.
탄화규소(SiC)나 질화갈륨(GaN)과 와이드갭 반도체를 이용한 전력소자의 생산기술이 크게 발전하여 그간 널리 사용되어 온 실리콘(Si) 전력소자와 비교하여 작동전압, 스위칭 속도 및 on-저항 등이 크게 향상되어 몇 개 기업은 제품화를 시작하였다. 내압 등 기술적 과제 등을극복하여 산업화를 하고자하는 움직임을 소개하고 아울러 연구동향도 분석한다.
낮은 구동 전류에서 이득 포화 현상을 일으키며 높은 변조 속도를 지원하기 위해 충분한 전광 응답 속도가 제공되는 반사형 반도체 광 증폭기(R-SOA)를 TO-can package 형태로 개발하고 기가급 파장분할다중방식 수동형 광가입자망(WDM-PON)에서 적용 가능성을 시험해 보았다. R-SOA의 제작에 Double trench 구조와 개선된 전류 차단층이 도입되어 고속 변조가 가능해졌다. 자기 방출광(ASE) 주입 방식 R-SOA를 기반으로 하는 기가급 WDM-PON에서 전송 가능하기 위해 필요한 주입 광세기 요구 조건과 사용 가능한 온도 범위를 측정하였다. 주입광의 스펙트럼에 따른 R-SOA의 전송 성능의 변화를 초과이득잡음, Q, 에러오율 측정을 통해 분석하였다. 제안된 파형이 기 조성된 ASE 공급 방법을 사용하여 출력 스펙트럼 감소에 의한 전송 신호의 품질 저하를 보완할 수 있음을 확인하였다.
최근 Si기반 전력반도체의 물성적 한계로 인해 스위칭 반도체의 발전 속도가 떨어지고, 더 이상의 성능향상을 기대하기 어려운 실정이지만 Si기반보다 우수한 물성을 가진 SiC 기반 전력반도체가 개발되고 있다. 하지만 실제 시스템에 적용하기 위해서는 아직 뚜렷한 방법이 제시되지 못하고 있다. SiC기반 전력반도체의 시스템 설계에 대한 타당성과 솔루션을 제안하기 위하여, 1kW급의 DC-DC컨버터를 설계 및 제작하고 스위칭 주파수, 듀티비, 전압, 전류의 변화 조건 속에서 Si기반 전력반도체와 실험을 통해 비교 분석하였다. 각 시스템 부하별 입․출력을 통한 효율을 분석 및 Si MOSFET 대비 SiC MOSFET의 우수한 스위칭 성능을 확인하였고, 이를 통해 동일한 구동 조건에서 SiC MOSFET의 우수성을 검증하였다.
In this paper, speed control of IPMSM drives for the next generation domestic high speed railway system using multilevel inverter is presented. Multilevel inverter is suitable for the high-voltage high-capacity motor drive system because noise and switching frequency of power semiconductor devices is reduced. For the speed control of IPMSM using multilevel inverter, maximum torque control is applied in a constant torque region, and field weakening control is applied in a constant power region. Simulation programs based on Matlab/Simulink are developed. Finally the designed system is verified by simulation and their characteristics are analyzed by the simulation results.
In this paper, we proposed GaN trench Static Induction Transistor(SIT). Because The compound semiconductor had superior thermal characteristics, GaN and SiC power devices is next generation power semiconductor devices. We carried out modeling of GaN SIT with 2-D device and process simulator. As a result of modeling, we obtained 340V breakdown voltage. The channel thickness was 3um and the channel doping concentration is 1e17cm-3. And we carried out thermal characteristics, too.
In this paper, we proposed GaN trench Static Induction Transistor(SIT). Because The compound semiconductor had superior thermal characteristics, GaN and SiC power devices is next generation power semiconductor devices. We carried out modeling of GaN SIT with 2-D device and process simulator. As a result of modeling, we obtained 340 V breakdown voltage. The channel thickness was 3 urn and the channel doping concentration is $1e17\;cm^{-3}$. And we carried out thermal characteristics, too.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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