• Title/Summary/Keyword: effective capacitance

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Deep Submicron CMOS ASIC에서 다중 구동 게이트를 갖는 배선회로 해석 기법 (An Analysis Technique for Interconnect Circuits with Multiple Driving Gates in Deep Submicron CMOS ASICs)

  • 조경순;변영기
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권12호
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    • pp.59-68
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    • 1999
  • ASIC의 타이밍 특성 분석은 회로를 구성하는 게이트와 이들을 연결하는 배선의 지연 시간을 바탕으로 이루어진다. 게이트의 지연 시간은 입력에 인가된 파형의 천이 시간과 출력에 연결된 부하 커패시턴스를 변수로 하는 이차원 테이블로 모델링할 수 있다. 배선의 지연 시간은 배선에서 추출한 저항, 커패시턴스 등으로 구성된 배선회로에 AWE 기법을 적용하여 계산할 수 있다. 그러나 이들 지연 시간은 구동 게이트와 배선의 상호 작용의 영향을 받으므로 이 효과를 반영하여 이차원 테이블 모델과 AWE 기법을 사용하여야 한다. 배선을 구동하는 게이트가 한 개라는 가정 하에서 유효 커패시턴스와 게이트 구동 모델을 통하여 상호 작용을 고려하는 기법이 제안된 바 있다. 본 논문은 이를 확장하여 병렬로 연결된 여러 개의 CMOS 게이트가 동시에 배선을 구동하는 경우를 다룰 수 있는 기법을 제시하고 있다. 이 기법을 C 프로그램으로 구현하여 CMOS ASIC 제품에 적용한 결과 , 게이트와 배선의 지연 시간을 SPICE와 비교하여 수 십 배 이상 빠른 속도와 수 % 이내의 오차로 분석하였다.

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New Control Method for Power Decoupling of Electrolytic Capacitor-less Photovoltaic Micro-Inverter with Primary Side Regulation

  • Irfan, Mohammad Sameer;Shin, Jong-Hyun;Park, Joung-Hu
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권2호
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    • pp.677-687
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    • 2018
  • This paper presents a novel power decoupling control scheme with the bidirectional buck-boost converter for primary-side regulation photovoltaic (PV) micro-inverter. With the proposed power decoupling control scheme, small-capacitance film capacitors are used to overcome the life-span and reliability limitations of the large-capacitance electrolytic capacitors. Then, an improved flyback PV inverter is employed in continuous conduction mode with primary-side regulation for the PV power conditioning. The proposed power-decoupling controller shares the reference for primary side current regulation of the flyback PV inverter. The decoupling controller shapes the input current of the bidirectional buck-boost converter. The shared reference eliminates the phase-delay between the input current to the bidirectional buck-boost converter and the double frequency current at the PV primary current. The elimination of the phase-delay in dynamic response enhances the ripple rejection capability of the power decoupling buck-boost converter even with small film capacitor. With proposed power decoupling control scheme, the additional advantage of the primary-side regulation of flyback PV inverter is that there is no need to have an extra current sensor for obtaining the ripplecurrent reference of the decoupling current-controller of the power-decoupling buck-boost converter. Therefore, the proposed power decoupling control scheme is cost-effective as well as the size benefit. A new transient analysis is carried out which includes the source voltage dynamics instead of considering the source voltage as a pure voltage source. For verification of the proposed control scheme, simulation and experimental results are presented.

유전체가 다층으로 코팅된 평행 2선식 전송선로 해석 (Analysis of a Parallel-Two-Wire Transmission Line Coated with Multi-layer Dielectric Material)

  • 천동완;김원기;신철재
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제41권12호
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    • pp.131-137
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    • 2004
  • 본 논문에서는 등각사상 법을 이용해 유전체가 다층으로 코팅된 평행 2선식 전송선로의 특성임피던스 및 유효 유전상수 등을 계산하는 방법을 제안하였다. 먼저 두께 및 유전상수가 다른 유전체가 임의의 N 층으로 코팅되었을 때 평행 2선식 전송선로의 정전용량을 계산하였으며, 이를 이용해 임피던스 및 유효 유전상수 등을 계산하였다. Ansoft 사의 Maxwell 2D를 이용한 시뮬레이션 결과와 비교하였을 때, 계산 결과가 오차범위 4% 이내로 거의 일치함을 알 수 있었다.

Sub-0.1㎛ MOSFET의 게이트전압 종속 캐리어 속도를 위한 정확한 RF 추출 방법 (Accurate RF Extraction Method for Gate Voltage-Dependent Carrier Velocity of Sub-0.1㎛ MOSFETs in the Saturation Region)

  • 이성현
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권9호
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    • pp.55-59
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    • 2013
  • Sub-$0.1{\mu}m$로 스케일이 감소함에 따라 기생 저항 효과가 크게 발생되는 dc Ids 측정 데이터 없이 측정 S-파라미터로부터 얻어진 RF Ids를 사용하여 벌크 MOSFET의 포화영역에서 게이트 전압 종속 유효 캐리어 속도를 추출하는 새로운 방법이 개발되었다. 이 방법은 바이어스 종속 기생 게이트-소스 캐패시턴스와 유효 채널 길이의 복잡한 추출 없이 포화영역의 유효 캐리어 속도를 추출할 수 있게 한다. 이러한 RF 기술을 사용하여 벌크 포화 속도를 초과하는 전자 속도 overshoot 현상이 $0.065{\mu}m$ 게이트 길이의 벌크 N-MOSFET에서 관찰되었다.

${N_2}O$ 플라즈마 전처리와 엑시머 레이저 어닐링을 통한 $150^{\circ}C$ 공정의 실리콘 산화막 게이트 절연막의 막질 개선 효과 (High quality $SiO_2$ gate Insulator with ${N_2}O$ plasma treatment and excimer laser annealing fabricated at $150^{\circ}C$)

  • 김선재;한상면;박중현;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.71-72
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    • 2006
  • 플라스틱 기판 위에 유도 결합 플라즈마 화학적 기상 증착장치 (Inductively Coupled Plasma Chemicai Vapor Deposition, ICP-CVD) 를 사용하여 실리콘 산화막 ($SiO_2$)을 증착하고, 엑시머레이저 어널링 (Excimer Laser Annealing, ELA) 과 $N_{2}O$ 플라즈마 전처리를 통해, 전기용량-전압(Capacitance-Voltage, C-V) 특성과 항복 전압장 (Breakdown Voltage Field) 과 같은 전기적 특성을 개선시켰다. 에너지 밀도 $250\;mJ/cm^2$ 의 엑시머 레이저 어닐링은 실리콘 산화막의 평탄 전압 (Flat Band Voltage) 을 0V에 가까이 이동시키고, 유효 산화 전하밀도 (Effective Oxide Charge Density)를 크게 감소시킨다. $N_{2}O$ 플라즈마 전처리를 통해 항복 전압장은 6MV/cm 에서 9 MV/cm 으로 향상된다. 엑시머 레이저 어닐링과 $N_{2}O$ 플라즈마 전처리를 통해 평탄 전압은 -9V 에서 -1.8V 로 향상되고, 유효 전하 밀도 (Effective Charge Density) 는 $400^{\circ}C$에서 TEOS 실리콘 산화막을 증착하는 경우의 유효 전하 밀도 수준까지 감소한다.

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유한요소계산을 이용한 고지향성을 갖는 재-진입모드 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 파라미터 추출 (Extraction of Design Parameters for Re-entrant Mode Microstrip Directional Coupler with High Directivity Using FE Calculation)

  • 김형석;박준석;안달
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제50권5호
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    • pp.238-242
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    • 2001
  • In this paper, we extracted design parameters for re-entrant mode microstrip directional coupler using FE(finite element) calculations. The microstrip directional coupler suffers from a poor directivity due to effect of the inhomogeneous dielectric including both dielectric substrate and air in microstrip transmission lines. Thus, the phase velocity of even mode is not equal to that of odd mode. In order to improve the directivity of microstrip directional coupler, a novel re-entrant mode microstrip directional coupler was employed. In microstrip configuration, the high directivity can be reached by matching the even- and odd-mode effective phase velocities. Through the values of capacitance obtained from 2-dimensional FE calculations, the phase velocities for each mode and the design parameter were extracted for the proposed parallel coupled-line configuration. Based on the extracted design parameter with phase matching condition, we designed and fabricated a 30dB directional coupler at 0.85GHz. Experimental results show good performance with excellent, isolation and directivity.

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궐련형 담배 바이오매스 기반의 슈퍼커패시터용 탄소의 제조 및 응용 (Preparation of Heated Tobacco Biomass-derived Carbon Material for Supercapacitor Application)

  • 김지원;제갈석;김동현;윤창민
    • 유기물자원화
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    • 제30권2호
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    • pp.5-15
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    • 2022
  • 본 연구에서는 궐련형 담배의 담뱃잎 바이오매스 폐기물을 수거하여 슈퍼커패시터용 활물질로 제조 및 응용하였다. 수거한 담뱃잎 폐기물을 질소 환경에서 다양한 온도(800/850/950℃)로 탄화하였으며, 탄소/산소 성분비(C/O ratio) 분석을 통해 850℃에서 가장 우수한 품질의 탄소 물질이 제조되었음을 확인하였다. 추가적으로 담뱃잎 기반의 탄소 물질에 폴리피롤(Polypyrrole)을 저온중합법을 통해 코팅하여 전기화학적 성능을 향상시켰다. 탄소 물질(CTL-850)과 폴리피롤을 코팅한 탄소 물질(CTL-850/PPy)을 기반으로 한 전극의 전기화학적 성능을 측정한 결과, -1.0-0.0V와 0.0-1.0V의 전위창에서 각각 100.2F g-1@1 A g-1과 155.3F g-1@1 A g-1의 우수한 비정전용량(Specific capacitance)를 나타내었다. 두 개의 전극을 활용하여 비대칭형 슈퍼커패시터 소자(Asymmetric supercapacitor device)를 제작하였으며, 제조한 비대칭형 CTL-850//CTL-850/PPy 소자는 2.0V의 구동전압 범위와 비정전용량(31.1F g-1@1 A g-1)을 가지고 있음을 확인하였다. 또한, 제조한 슈퍼커패시터 소자의 방전을 통해 1.8V의 Red Led를 점등할 수 있음을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 바이오매스를 우수한 성능의 친환경 에너지 저장매체로 활용하는 후속 연구에 대한 방향성을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

A New Method for Extracting Interface Trap Density in Short-Channel MOSFETs from Substrate-Bias-Dependent Subthreshold Slopes

  • Lyu, Jong-Son
    • ETRI Journal
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    • 제15권2호
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    • pp.11-25
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    • 1993
  • Interface trap densities at gate oxide/silicon substrate ($SiO_2/Si$) interfaces of metal oxide semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) were determined from the substrate bias dependence of the subthreshold slope measurement. This method enables the characterization of interface traps residing in the energy level between the midgap and that corresponding to the strong inversion of small size MOSFET. In consequence of the high accuracy of this method, the energy dependence of the interface trap density can be accurately determined. The application of this technique to a MOSFET showed good agreement with the result obtained through the high-frequency/quasi-static capacitance-voltage (C-V) technique for a MOS capacitor. Furthermore, the effective substrate dopant concentration obtained through this technique also showed good agreement with the result obtained through the body effect measurement.

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BICMOS 버퍼의 해석적 지연시간 모델링 (Analytical Delay-Time Modeling of BICMOS Buffere)

  • 이희덕;조인성;한철희
    • 전자공학회논문지B
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    • 제30B권1호
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    • pp.38-44
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    • 1993
  • A model for BICMOS buffer switching operation is presented, including the influence of bipolar base transit time and collector-base capacitances. A closed-form solution for the propagation delay-time is obtained assuming low level injection and channel velocity limitation. For the high level injection case, the delay-times are numerically obtained using effective current gain. These results are compared with those by HSPICE simulation, which shows good agreement. It is noted that the collector-base capacitance strongly affects the delay-time. The effects of voltage scaling are also investigated, which shows the model can be applied for the reduced supply voltages.

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Common Model EMI Prediction in Motor Drive System for Electric Vehicle Application

  • Yang, Yong-Ming;Peng, He-Meng;Wang, Quan-Di
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제10권1호
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    • pp.205-215
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    • 2015
  • Common mode (CM) conducted interference are predicted and compared with experiments in a motor drive system of Electric vehicles in this study. The prediction model considers each part as an equivalent circuit model which is represented by lumped parameters and proposes the parameter extraction method. For the modeling of the inverter, a concentrated and equivalent method is used to process synthetically the CM interference source and the stray capacitance. For the parameter extraction in the power line model, a computation method that combines analytical method and finite element method is used. The modeling of the motor is based on measured date of the impedance and vector fitting technique. It is shown that the parasitic currents and interference voltage in the system can be simulated in the different parts of the prediction model in the conducted frequency range (150 kHz-30 MHz). Experiments have successfully confirmed that the approach is effective.