• 제목/요약/키워드: X-capacitors

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MLCC를 이용한 SMPS의 EMI 저감 설계 (Design of EMI Reduction of SMPS Using MLCC Filters)

  • 최병인;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.97-105
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    • 2020
  • 최근 초고속 이더넷(ethernet)의 데이터 및 동작주파수 속도가 증가하고 있으며, 이에 따라 EMI(electromagnetic interference)가 증가하고 있다. 이러한 EMI의 발생은 주변 전자기기들에 영향을 미쳐 오동작 원인이 될 가능성이 높다. 본 연구에서는 고속 이더넷 스위치 EMI 발생의 주요 원인인 DC-DC SMPS (switching mode power supply)에서 발생하는 EMI 저감을 위해 EMI 필터를 적용하였다. EMI 필터소자는 소형화, 양산화에 장점을 가지며, 내전압(dielectric voltage) 특성이 우수한 MLCC (multi-layer ceramic capacitor)를 사용하였다. MLCC 필터는 X-커패시터 및 X, Y-커패시터로 구성되어 있다. X-커패시터는 10 nF 및 100 nF 용량의 2개의 MLCC와 1개의 마일러 콘덴서(mylar capacitor)로 구성하였다. Y-커패시터는 용량 27 nF의 6개의 MLCC를 사용하여 구성하였다. X-커패시터만을 EMI 필터로 적용한 경우, 전도성(conductive) EMI는 150 kHz ~ 30 MHz의 주파수 대역에서 EMI 전계강도가 허용 한계치를 초과함을 알 수 있었다. 또한 방사성(radiative) EMI도 특정 주파수에서 EMI 전계 강도가 높고, 허용 마진폭도 매우 적음을 알 수 있었다. 반면 X, Y-커패시터를 적용하였을 경우, 전 주파수 대역에서 전도성 EMI가 크게 감소하였으며, 방사선 EMI도 충분한 마진이 확보됨을 알 수 있었다. 또한 X, Y-커패시터의 전기적인 신뢰성을 평가하기 위하여 절연 저항(insulation resistance) 및 내전압 성능을 측정하였으며, 절연 저항 및 내저항 성능이 모두 전기적 신뢰성 기준을 만족함을 알 수 있었다. 결론적으로 MLCC 필터를 X, Y-커패시터로 사용하여 전도성 및 방사성 EMI 노이즈가 효과적으로 감소되었고, 우수한 전기적인 신뢰성도 확보됨을 알 수 있었다.

TaN 게이트 전극을 가진 $HfO_xN_y$ ($HfO_2$) 게이트 산화막의 열적 안정성 (Thermal Stability and Electrical Properties of $HfO_xN_y$ ($HfO_2$) Gate Dielectrics with TaN Gate Electrode)

  • 김전호;최규정;윤순길;이원재;김진동
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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    • pp.54-57
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    • 2003
  • [ $HfO_xN_y$ ] films using a hafnium tertiary-butoxide $(Hf[OC(CH_3)_3]_4)$ in plasma and $N_2$ ambient were prepared to improve the thermal stability of hafnium-based gate dielectrics. A 10% nitrogen incorporation into $HfO_2$ films showed a smooth surface morphology and a crystallization temperature as high as $200^{\circ}C$ compared with pure $HfO_2$ films. The $TaN/HfO_xN_y/Si$ capacitors showed a stable capacitance-voltage characteristics even at post-metal annealing temperature of $1000^{\circ}C$ in $N_2$ ambient and a constant value of 1.6 nm EOT (equivalent oxide thickness) irrespective of an increase of PDA and PMA temperature. Leakage current densities of $HfO_xN_y$ capacitors annealed at PDA temperature of 800 and $900^{\circ}C$, respectively were approximately one order of magnitude lower than that of $HfO_2$ capacitors.

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MMIC에 적용되는 MIM 커패시터의 실리콘 질화막 증착과 전기적 특성 (Deposition and Electrical Properties of Silicon Nitride Thin Film MIM Capacitors for MMIC Applications)

  • 성호근;소순진;박춘배
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.283-288
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    • 2004
  • We have fabricated MIM capacitors for MMIC applications, with capacitances as high as 600pF/$\textrm{mm}^2$ and excellent electrical properties of the insulator layer. Silicon nitride thin film is the desirable material for MMIC capacitor fabrication. Standard MIM capacitance in MMIC is 300pF/$\textrm{mm}^2$ with an insulator layer thickness of more than 2000$\AA$. However, capacitors with thin insulator layers have breakdown voltages as low as 20V. We have deposited insulator layers by PECVD in our MIM structure with an air bridge between the top metal and the contact pad. The PECVD process was optimized for fabricating the desired capacitors to be used in MMIC. Silicon nitride(Si$_{x}$N$_{y}$) thin films of about 1000$\AA$ thick show capacitances of about 600pF/$\textrm{mm}^2$, and breakdown voltages above 70V at 100nA.A.A.

전자기기의 전원 노이즈 저감을 위한 EMI 필터 경험적 설계에 관한 연구 (A study on the Empirical Design of EMI Filters for Power Supply Noise Reduction in Electronic Devices)

  • 이윤민;신진섭
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.59-64
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    • 2023
  • 본 논문은 전자기기에 사용되는 전원의 노이즈 저감을 위한 전도성(Conducted) EMI 필터의 경험적 설계를 통하여 제안하였다. 제안된 구조는 A형, B형, C형, D형의 구조를 설계하였으며, 다양한 X-커패스터와, Y-커패스터, Air-인덕터로 LC 네트워크 사용으로 전도성 노이즈 저감을 확인하였다. L1, L2는 10[μH]를 사용하였으며, C1, C2는 4.7[nF]를 사용하였다. 공통모드(Common Mode)용 L3는 13[μH]를 사용하였으며, C5, C6, C7은 10[nF]을 사용하여 설계하였다. 설계된 EMI 필터의 측정된 삽입손실 값은 3.2MHz에서 -74.4[dB], 4MHz에서 -75.4[dB], 13.56MHz에서 -75.3[dB]로 나타났다. 따라서 제안한 EMI 필터는 다양한 전자기기에 사용되는 전원 노이즈 저감에 이용될 것이다.

여러가지 구조를 갖는 Trench Capacitor의 전기적 특성 (Electrical Characteristics of Trench Capacitor with Various Structures)

  • 이진희;남기수;김말문;박신종
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.85-90
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    • 1987
  • Trench capacitors with four different structures were fabricated using plasma and reactive ion etching technique, and evaluated using their C-V and I-V characteristics. The results shows that the two step plasma etching technique is the best method to fabricate the trench capacitor because of its high breakdown field (~7.75 MV/Cm) and good step coverage. And the fixed oxide charges are comparable between the trench (3.6xE10/Cm\ulcorner~7.5xE10/Cm\ulcorner and the planar(4.5xE10/Cm\ulcorner~6.5E10/Cm\ulcorner capacitors.

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X-band용 MMIC 오실레이터 설계연구 (Studies on MMIC oscillator using HBT for X-band)

  • 채연식;안단;이진구
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 하계종합학술대회논문집
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    • pp.387-390
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    • 1998
  • In this paper, HBT's with lower phase noise and passive elements, such as resistors, capacitors and inductors, for resonance and impedance matching networks are designed, fabricated, tested, and carefully analysed, respectively, and then, they are integrated for the design and fabrication of functional X-band oscillators with lower phase noise. Epi-wafers for HBT's with the structure of graded $Al_{x}$G $a_{1-x}$ As emitter and C-doped base layer of 700.angs. thick were used to specially emphasize the improvement of $f_{T}$ and $f_{max}$, and the lowering of phase noise, in design aspects. At the test frequencies of 12GHz, capacitances of MIM capacitors, spiral inductor, and resistances are 0.5~10pF, 0.4~11.06nH, and 20~1,380.ohm., respectively. The emitter size of HBY's for the X-band MMIC oscillators is 3*10u $m^{2}$, and find chip size is 0.9*0.9m $m^{2}$..EX>.

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Zn 도핑을 통한 (K,Na)NbO3-Bi(Ni,Ta)O3 세라믹의 미세구조 및 에너지 저장 물성 제어 (Modulation of Microstructure and Energy Storage Performance in (K,Na)NbO3-Bi(Ni,Ta)O3 Ceramics through Zn Doping)

  • 김주은;박선화;민유호
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.509-515
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    • 2023
  • Lead-free perovskite ceramics, which have excellent energy storage capabilities, are attracting attention owing to their high power density and rapid charge-discharge speed. Given that the energy-storage properties of perovskite ceramic capacitors are significantly improved by doping with various elements, modifying their chemical compositions is a fundamental strategy. This study investigated the effect of Zn doping on the microstructure and energy storage performance of potassium sodium niobate (KNN)-based ceramics. Two types of powders and their corresponding ceramics with compositions of (1-x)(K,Na)NbO3-xBi(Ni2/3Ta1/3)O3 (KNN-BNT) and (1-x)(K,Na)NbO3-xBi(Ni1/3Zn1/3Ta1/3)O3 (KNN-BNZT) were prepared via solid-state reactions. The results indicate that Zn doping retards grain growth, resulting in smaller grain sizes in Zn-doped KNN-BNZT than in KNN-BNT ceramics. Moreover, the Zn-doped KNN-BNZT ceramics exhibited superior energy storage density and efficiency across all x values. Notably, 0.9KNN-0.1BNZT ceramics demonstrate an energy storage density and efficiency of 0.24 J/cm3 and 96%, respectively. These ceramics also exhibited excellent temperature and frequency stability. This study provides valuable insights into the design of KNN-based ceramic capacitors with enhanced energy storage capabilities through doping strategies.