JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제12권1호
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pp.66-74
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2012
In this paper, the impact of segregation layer density ($N_{DSL}$) and length ($L_{DSL}$) on scalability and analog/RF performance of dopant-segregated Schottky barrier (DSSB) SOI MOSFET has been investigated in sub-30 nm regime. It has been found that, although by increasing the $N_{DSL}$ the increased off-state leakage, short-channel effects and the parasitic capacitances limits the scalability, the reduced Schottky barrier width at source-to-channel interface improves the analog/RF figures of merit of this device. Moreover, although by reducing the $L_{DSL}$ the increased voltage drop across the underlap length reduces the drive current, the increased effective channel length improves the scalability of this device. Further, the gain-bandwidth product in a common-source amplifier based on optimized DSSB SOI MOSFET has improved by ~40% over an amplifier based on raised source/drain ultrathin-body SOI MOSFET. Thus, optimizing $N_{DSL}$ and $L_{DSL}$ of DSSB SOI MOSFET makes it a suitable candidate for future nanoscale analog/RF circuits.
A design of 2 stage S-DLVA(successive detector log video amplifier) was studied to detect wide dynamic radar pulse ranging from -70 ㏈m to 0㏈m. A basic design idea was focused on the linear detection in logarithmic scale of wide dynamic range radar pulses from nosie-like weak power of -70 ㏈m to relatively high power 0 ㏈m. It is highly formidable, since it requires high speed detection less than 10 nsec over the operating frequency ranges from 6 to 18 ㎓. A limiter diode, a tunnel diode and an L17-C were used as a protecting device, a detector diode and a log video amplifier in companion as a single stage detector to give voltage output proportional to the input power of about 35 ㏈ dynamic range. A protype of 2-stage DLVA having one more single stage detector was fabricated with a 32 ㏈ low noise amplifier and a 3 ㏈ hybrid coupler to provide total 70 ㏈ dynamic range detection. The logging characteristics were measured to have log slope of 25m.V/㏈ against 70 ㏈ logging range from -55 ㏈m to +15 ㏈m, the log linearity of within +/- 1.5 ㏈, and tangential sensitivity was at -63 ㏈m. The pulse dynamics of rise time and recovery time were measured as 50 nsec and 1.2 $\mu$sec, respectively. The reason might be due to the parasitic capacitances of packaged limiter, tunnel diode, and L17-C.
Embedded capacitor technology is one of the effective packing technologies for further miniaturization and higher performance of electric packaging system. In this paper, the embedded capacitors were simulated and fabricated in 8-layered printed circuit board employing standard PCB processes. The composites of barium titanante($BaTiO_3$) powder and epoxy resin were employed for the dielectric materials in embedded capacitors. Theoretical considerations regarding the embedded capacitors have been paid to understand the frequency dependent impedance behavior. Frequency dependent impedance of simulated and fabricated embedded capacitors was investigated. Fabricated embedded capacitors have lower self resonance frequency values than that of the simulated embedded capacitors due to the increased parasitic inductance values. Frequency dependent capacitances of fabricated embedded capacitors were well matched with those of simulated embedded capacitors from the 100MHz to 10GHz range. Quality factor of 20 was observed and simulated at 2GHz range in the 10 pF embedded capacitors. Temperature dependent capacitance of fabricated embedded capacitors was presented.
본 논문에서는 본딩와이어를 이용한 수직형 트랜스포머를 제안하고, FEM (Finite Element Method)을 이용한 완전 해석법 (Full-waye analysis)으로 20 GHz 까지 해석하였다 나선형 트랜스포머와 전기적인 특성을 비교하였고, 구해진 S-파라미터로부터 상호 인덕턴스를 추출하였다. 본딩와이어를 이용한 트랜스포머는 낮은 삽입손실을 가지며, 본딩와이어의 대부분이 손실이 없는 공기중에 위치하므로 정전용량 및 유전 손실을 줄일 수 있는 구조이다. 또한, 자동화된 와이어 본딩 장비를 이용하여 쉽게 제작할 수 있다. 본딩와이어를 이용한 트랜스포머는 Impedance matching, Phase shifting등 다양한 범위에 응용되어 MMIC의 성능 향상을 이룰 것으로 기대된다.
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제2권5호
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pp.17-26
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1997
Interconnect characterization on a wafer level was performed. Test patterns for single, two-coupled, and triple-coupled lines ere designed by using 0.5$\mu\textrm{m}$ CMOS process. Then interconnect capacitances and resistances were experimentally extracted by using tow port network measurements, Particularly to eliminate parasitic effects, the Y-parameter de-embedding was performed with specially designed de-embedding patterns. Also, for the purpose of comparisons, capacitance matrices were calculated by using the existing CAD model and field-solver-based commercial simulator, METAL and MEDICI. This work experimentally verifies that existing CAD models or parameter extraction may have large deviation from real values. The signal transient simulation with the experimental data and other methodologies such as field-solver-based simulation and existing model was performed. as expected, the significantly affect on the signal delay and crosstalk. The signal delay due to interconnects dominates the sub-micron-based a gate delay (e.g., inverter). Particularly, coupling capacitance deviation is so large (about more than 45% in the worst case) that signal integrity cannot e guaranteed with the existing methodologies. The characterization methodologies of this paper can be very usefully employed for the signal integrity verification or he electrical design rule establishments of IC interconnects in the industry.
본 논문에서는 이중게이트 FET를 고주파회로에 응용하기 위해 필요한 열잡음 파라미터를 추출하여 그 특성을 분석하였다. 이중게이트 열잡음 파라미터를 추출하기 위해 튜너를 이용해 잡음원의 임피던스를 바꿔가며 잡음특성을 측정하였으며, open과 short 더미를 이용해서 패드의 기생성분을 제거하였다. 측정결과 일반적인 캐스코드구조의 FET와 비교해서 5GHz에서 약 0.2dB의 잡음 개선효과가 있음을 확인하였으며, 시뮬레이션과 소신호 파라미터 분석을 통해 드레인 소스 및 드레인 게이트간 캐패시턴스의 감소에 의해 잡음지수가 줄어들었음을 확인하였다.
A modified direct torque control (DTC) method based on torque angle is proposed for interior permanent-magnet synchronous motor (IPMSM) drivers used in electric vehicles (EVs). Given the close relationship between torque and torque angle, proper voltage vectors are selected by the proposed DTC method to change the torque angle rapidly and regulate the torque quickly. The amplitude and angle of the voltage vectors are determined by the torque loop and stator flux-linkage loop, respectively, with the help of the position of the stator flux linkage. Furthermore, to satisfy the torque performance request of EVs, the nonlinear dead-time of the invertor caused by parasitic capacitances is considered and compensated to improve steady torque performance. The stable operation region of the IPMSM DTC driver for voltage and current limits is investigated for reliability. The experimental results prove that the proposed DTC has good torque performance with a brief control structure.
본 논문에서는 NQS(non-quasi-static)효과를 고려한 FD(fully depleted)-SOI(silicon-on-insulator) MOSFETs의 고주파 소신호 모델링을 위한 등가회로 변수들을 간단하고 정확히 추출하는 방법을 제시하였다. 제시된 추출방법은 임피던스와 어드미턴스 행렬계산으로 S-파라미터의 측정 결과로부터 MOSFET의 외부 기생용량과 기생저항을 제거하여 물리적인 특성을 바탕으로 한 MOSFET의 내부등가회로변수가 간단히 추출되어진다. 제시된 방법으로 등가 회로를 구한 후 Y-파라미터를 계산하여 측정치와 비교한 결과 500MHz부터 200Hz까지 잘 일치함을 확인하였다.
본 논문에서는 대기 상태에서 저전력 eFuse OTP 메모리 IP틀 구현하기 위해 속도가 문제가 되지 않는 반복되는 블록 회로에서 1.2V 로직 트랜지스터 대신 누설 (off-leakage) 전류가작은 3.3V의 MV (Medium Voltage) 트랜지스터로 대체하는 설계기술을 제안하였다. 그리고 읽기 모드에서 RWL (Read Word-Line)과 BL의 기생하는 커패시턴스를 줄여 동작전류 소모를 줄이는 듀얼 포트 (Dual-Port) eFuse 셀을 사용하였다. 프로그램 전압에 대한 eFuse에 인가되는 프로그램 파워를 모의실험하기 위한 등가회로를 제안하였다. 하이닉스 90나노 CMOS 이미지 센서 공정을 이용하여 설계된 512비트 eFuse OTP 메모리 IP의 레이아웃 크기는 $342{\mu}m{\times}236{\mu}m$이며, 5V의 프로그램 전압에서 42개의 샘플을 측정한 결과 프로그램 수율은 97.6%로 양호한 특성을 얻었다. 그리고 최소 동작 전원 전압은 0.9V로 양호하게 측정되었다.
본 논문에서는 SPICE 시뮬레이션을 위한 고전압 insulated gate bipolar transistor(IGBT)의 개선된 모델을 제안하였다. IGBT를 부속 소자인 MOSFET과 BJT의 조합으로 구성하고, 각 소자의 각종 파라미터 값을 조절하여 기본적인 전류-전압 특성과 온도변화에 따른 출력특성의 변화 등을 재현하였다. 그리고 비선형적인 리버스 트랜스퍼 커패시턴스 등의 기생 커패시턴스의 전압에 따른 변화를 높은 정확도로 재현하기 위해, 복수의 접합 다이오드, 이상적인 전압 및 전류 증폭기, 전압제어 저항, 저항과 커패시터 수동소자 등을 추가하였다. 본 회로모델을 1200V급의 트렌치 게이트 IGBT의 모델링에 이용하였으며, 실측자료와 비교하여 통해 모델의 정확도를 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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