• 제목/요약/키워드: effective capacitance

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RF 마그네트론 스퍼터링법에 의한 $SrTiO_3$박막제조와 유전특성 (Preparation of $SrTiO_3$ Thin Film by RF Magnetron Sputtering and Its Dielectric Properties)

  • 김병구;손봉균;최승철
    • 한국재료학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.754-762
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    • 1995
  • 차세대 LSI용 유전체 박막으로서의 응용을 목적으로 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 Si기판위에 SrTiO$_3$박막을 제조하였다. Ar과 $O_2$혼합가스 비, 바이어스 전압변화, 열처리 온도등의 증착조건을 다양하게 변화시키며 SrTiO$_3$박막을 제조하여 최적의 증착조건을 조사하였다. 박막의 결정성을 XRD로, 박막과 Si 사이의 계면의 조성분포를 AES로 각각 분석하였다. Ar과 $O_2$의 혼합가스를 스퍼터링 가스로 사용함으로써 결정성이 좋은 박막을 얻었다. 그리고 보다 치밀한 박막을 얻고자 바이어스 전압을 걸어주며 증착시켰다. 본 실험결과에서는 스퍼터링 가스는 Ar+20% $O_2$혼합가스, 바이어스 전압은 100V에서 좋은 결정성을 얻었다. 또한 하부전극으로 Pt, 완충층으로 Ti를 사용함으로써 SrTiO$_3$막과 Si 기판과의 계면에서 SiO$_2$층의 형성을 억제할 수 있었으며, Si의 확산을 막을 수 있었다. 전류 및 유전특성을 측정하기 위해 Au/SrTiO$_3$/Pt/Ti/SiO$_2$/Si로 구성된 다층구조의 시편을 제작하였다. Pt/Ti층은 RF 스퍼터링으로, Au 전극은 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 증착시켰다 $600^{\circ}C$로 열처리함에 의해 미세하던 결정림들이 균일하게 성장하였으며, 이에 따라 유전율이 증가하고 누설전류가 감소하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리한 두께 300nm의 막에서 유전율은 6.4fF/$\mu\textrm{m}$$^2$이고, 비유전상수는 217이었으며, 누설전류밀도는 2.0$\times$$10^{-8}$ A/$\textrm{cm}^2$로 양질의 SrTiO$_3$박막을 제조하였다.

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다공성 그래핀 필름의 슈퍼캐패시터 전극용 전기화학적 특성 (Electrochemical Characterization of Porous Graphene Film for Supercapacitor Electrode)

  • 최봉길;허윤석;홍원희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권4호
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    • pp.754-757
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    • 2012
  • 본 연구에서는 embossing 공정과 진공여과법에 의해서 제조된 다공성 그래핀 필름을 슈퍼캐패시터의 전극활물질로 사용하여 우수한 전기화학적 특성을 증명하였다. 그래핀 시트사이에서 Polystyrene 입자들의 삽입/제거 공정을 이용하여 기공 구조들을 제공함으로써 그래핀의 재적층(restacking)을 효과적으로 제어할 수 있었다. 상기 제조된 다공성 그래핀 필름은 넓은 표면적, 상호 연결된 기공 구조, 높은 전기전도도 및 우수한 기계적 물성을 나타내었다. 본 다공성 그래핀 필름을 슈퍼캐패시터의 전극물질로 사용하여 황산 수용액과 이온성 액체 전해질 기반의 3상 전극 시스템에서 전기화학적 특성을 살펴보았다. 다공성 그래핀 필름은 높은 비축전용량(284.5 F/g)을 나타내었으며, 이는 적층 그래핀 필름(138.9 F/g) 보다 두 배 정도 높았다. 또한, 그래핀 필름내의 이온 이동속도 향상 효과로 다공성 그래핀 필름의 충방전 속도(98.7% retention)와 충방전 수명(97.2% retention)이 크게 향상되었다.

누화 특성 감소를 위한 MEMS 프로브 커넥터 시스템의 설계 (Design and Crosstalk Analysis of MEMS Probe Connector System)

  • 배현주;김종현;이준상;;이재중;나완수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.177-186
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    • 2012
  • 본 논문에서는 프로브 커넥터 핀의 누화 특성이 -30 dB 이하를 만족시키는 핀의 피치 및 길이 파라미터에 대한 설계 기준을 제시하였다. 프로브 커넥터 핀의 누화 특성을 분석하기 위하여 격자 구조로 배열된 프로브커넥터 핀의 인덕턴스 성분과 커패시턴스 성분을 추출하였으며, 접지 핀의 개수가 증가해도 이미 계산된 파라미터들을 이용해서 새로운 커패시턴스 및 인덕턴스 성분들을 쉽게 계산할 수 있음을 보였다. 또한, 신호(signal)핀 주변에 위치한 접지(ground) 핀 개수를 증가시키면서 누화 특성을 향상시키는 알고리즘을 제시하였으며, 특히 접지 핀 개수의 증가가 자기장 결합(inductive coupling)에 의한 누화를 효과적으로 제거시킨다는 것을 보였다. 최종적으로는 주어진 접지 핀 개수 및 형상 하에서 -30 dB 이하의 누화 특성을 만족하는 핀의 피치 및 길이를 결정하는 영역을 도시하였으며, 이는 프로브 커넥터 시스템의 누화 특성 설계 시 유용하게 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

고속DRAM모듈 설계에 대한 전원평면의 임피던스계산 (Impedance Calculation of Power Distribution Networks for High-Speed DRAM Module Design)

  • Lee, Dong-Ju;Younggap You
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권3호
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    • pp.49-60
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    • 2002
  • 본 논문에서는 DRAM 모듈의 전원 평면에 대한 효과적인 설계 방법을 제시하였고 그 방법은 다음과 같이 세 단계로 구성되어 있다. 1) PEEC 등가회로를 이용한 2D 전송선 구조로 전원평면의 모델링 및 해석. 2) 측정값 비교를 통한 해석 결과 검증. 3) 전원 평면의 물리적 파라미터를 이용한 설계 가이드 제시. 제시한 내용을 바탕으로 하여 DRAM 모듈에서 전원 및 접지평면 성능을 안정화를 이루기 위한 효과적인 De-coupling 커패시터의 용량과 개수를 결정하는 방법을 기술하였다 이 설계 방법론은 스트립 구조 및 do-coupling 커패시터를 갖는 DRAM 모듈에서 효과적으로 사용할 수 있다.

개선된 타이밍 수준 게이트 지연 계산 알고리즘 (An Improved Timing-level Gate-delay Calculation Algorithm)

  • 김부성;김석윤
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권8호
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    • pp.1-9
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    • 1999
  • 빠르고 정확한 결과를 얻기 위해서 타이밍 수준에서의 회로 해석이 이루어지며, 게이트와 연결선에서의 신호 지연 해석은 회로의 설계 검증을 위하여 필수적이다. 본 논문에서는 CMOS 회로 게이트에서의 지연 시간과 연결선의 지연 해석을 위한 초기 천이 시간을 동시에 계산할 수 있는 방법을 제시한다. 회로 연결선의 유효 커패시턴스 개념을 이용하여 게이트의 지연 시간과 게이트에서의 구동 저항을 고려한 연결선 선형 전압원의 천이 시간을 계산한다. 게이트 지연과 연결선 선형 전압원의 천이 시간을 구하는 과정은 예비 특성화된 게이트 타이밍 데이터를 이용하여 반복적인 연산과정을 통하여 동시에 구하게 된다. 기존의 게이트 지연 계산 알고리즘은 연결선 선형 전압원의 천이 시간을 위해 별도의 게이트 특성 데이터를 필요로 하였으나, 본 논문에서 제시하는 방법은 계산 과정 중에 생성된 데이터를 이용함으로써 현재의 예비 특성화 방법을 수정하지 않고서도 효율적인 타이밍 수준의 게이트 및 연결선 지연 시간 예측이 가능하도록 하였다.

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자심코일의 Q의 주파수특성을 고려한 회로의 최적화설계 (Optimal circuit desgn Taking into Account The frquency dependence of coil's Q)

  • 박송배
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.23-28
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    • 1974
  • 이심코일을 포함한 회로를 정밀하게 설계하는데 있어서 늘 골치거리가 되는 것은 실제의 코일의 Q가 주파수에 따라 변하는 사실을 어떻게 처리할 것인가 하는 것이다. 자심손실 자체가 주파수에 따라 복잡하게 변하기 때문에 일정한 직렬저항, 병렬커패시턴스를 부가한 종래의 등가회로는 이 경우 거의 유용성을 상실한다. 본논문에서는 우선 주어진 자심의 Q를 인덕턴스와 주파수의 함수로 표시하는 수학적 표시식을 가정하고 그것이 자심제조업자가 제공하는 또는 실험적으로 얻어지는 data에 가장 잘 들어맞도록 표시식의 퍼래미터들을 결정한다. 다음에 회로설계는 최적화방법을 쓰되 그 각 반복단계에서 요구되는 회로의 주파수응답의 정밀한 계산을 위에서 얻은 Q의 표시식을 이용하여 수행한다. 환언하면 본 논문에서 제시된 방법은 코일의 Q의 근사적 표시식과 최적화방법을 효과적으로 함께 사용한 것이며 이것으로서 상술한 실제적 코일에 부수된 난문제는 많이 해결되었다고 본다. 최적화방법으로서는 Fletcher-Powell 방법을 이용했으며 한가지 예제를 들어 본 논문에서 제시한 방법을 설명하였다.

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Duplex Pulse Frequency Modulation Mode Controlled Series Resonant High Voltage Converter for X-Ray Power Generator

  • Chu Enhui;Ogura Koki;Moisseev Serguei;Okuno Atsushi;Nakaoka Mutsuo
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2001년도 Proceedings ICPE 01 2001 International Conference on Power Electronics
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    • pp.295-300
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    • 2001
  • A variety of high voltage DC power supplies employing the high frequency inverter are difficult to achieve soft switching considering a quick response and no overshoot response under the wide load variation ranges which are used in medical-use x-ray high voltage generator from 20kV to 150kV in the output voltage and from 0.5mA to 1250mA, respectively. The authors develops soft switching high voltage DC power supply designed for x-ray power generator applications, which uses series resonant inverter circuit topology with a multistage voltage multiplier instead of a conventional high voltage diode rectifier connected to the second-side of a high-voltage transformer with a large turn ratio. A constant on-time dual mode frequency control scheme operating under a principle of zero-current soft switching commutation is described. Introducing the multistage voltage multiplier, the secondary transformer turn-numbers and stray capacitance of high-voltage transformer is effective to be greatly reduced. It is proved that the proposed high-voltage converter topology with dual mode frequency modulation mode control scheme is able to be the transient response and steady-state performance in high-voltage x-ray tube load. The effectiveness of this high voltage converter is evaluated and discussed on the basis of simulation analysis and observed data in experiment.

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여러 가지 확률분포를 이용한 발전기 고정자 권선의 흡습 시험에 관한 연구 (A Study on the Water Absorption Test of Generator Stator Windings Using Probability Distributions)

  • 김희수;배용채;김희정;나명환
    • 응용통계연구
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    • 제22권5호
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    • pp.961-969
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    • 2009
  • 발전기 고정자 권선의 냉각수 누수는 발전기 운전 중 절연 파괴를 발생시켜 발전소 불시정지를 발생시킬 뿐만 아니라 권선 손상에 따른 정비 기간 및 비용이 매우 많이 소요된다. 따라서 발전기 고정자 권선의 냉각수 누수가 발생하였을 때 재앙이 일어나기 전에 고정자 권선 절연물의 흡습 상태를 진단하는 것은 예방 정비 측면에서 매우 효과적인 정비 방안이라고 할 수 있겠다. 본 논문에서는 발전기 고정자 권선에 흡습여부를 알아보기 위하여 여러 가지 확률분포를 이용하여 판정기준값을 유도하였다. 또한, 유도된 판정기준값을 바탕으로 실제 관측된 자료를 이용하여 흡습여부를 판단하였다.

초크코일을 이용한 SPD 조합회로의 잔류전압 저감기법 (A Method for Reducing the Residual Voltage of Hybrid SPD Circuit Using Choke Coil)

  • 조성철;엄주홍;이태형
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권8호
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    • pp.96-101
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    • 2007
  • 가스방전관(GDT)은 내부 정전용량이 작아서 통신용 서지보호기로 널리 사용되고 있는 소자이다. 하지만 가스방 전관의 동작개시를 위해서는 방전이 개시될 수 있는 충분한 전압과 시간이 필요하며, 이 동작개시전압은 피보호 회로가 서지에 민감한 장비일 경우 손상을 줄 수 있을 만큼 크므로 최근에는 조합 형태로 적용하는 경우가 대부분이다. 이렇게 초기 과전압이 상당 부분 존재하는 가스방전관에는 추가적으로 TVS나 필터 등을 통해 피크 전압을 제한해 주어야 한다. 본 논문에서는 공통모드 초크코일을 이용한 필터를 적용하여 공통모드와 차동모드의 조합회로를 구성하고, 주파수 대역이 다른 뇌임펄스 전압과 ring wave 전압을 인가하여 파형에 따른 조합회로의 특성을 확인하였다. 다단으로 보호되는 과정을 각각의 측정점에서 잔류전압을 측정하여 단계별로 적용한 SPD들이 어떻게 동작하는지를 실측데이터로 제시하였다. 각 단계의 잔류전압을 비교했을 때 공통모드에 비하여 차동모드에서 서지전압을 제한하는 성능이 보다 효과적이다.

Single-Phase Self-Excited Induction Generator with Static VAR Compensator Voltage Regulation for Simple and Low Cost Stand-Alone Renewable Energy Utilizations Part I : Analytical Study

  • Ahmed, Tarek;Noro, Osamu;Soshin, Koji;Sato, Shinji;Hiraki, Eiji;Nakaoka, Mutsuo
    • KIEE International Transactions on Power Engineering
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    • 제3A권1호
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    • pp.17-26
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    • 2003
  • In this paper, the comparative steady-state operating performance analysis algorithms of the stand-alone single-phase self-excited induction generator (SEIG) is presented on the basis of the two nodal admittance approaches using the per-unit frequency in addition to a new state variable de-fined by the per-unit slip frequency. The main significant features of the proposed operating circuit analysis with the per-unit slip frequency as a state variable are that the fast effective solution could be achieved with the simple mathematical computation effort. The operating performance results in the simulation of the single-phase SEIG evaluated by using the per-unit slip frequency state variable are compared with those obtained by using the per-unit frequency state variable. The comparative operating performance results provide the close agreements between two steady-state analysis performance algorithms based on the electro-mechanical equivalent circuit of the single-phase SEIG. In addition to these, the single-phase static VAR compensator; SVC composed of the thyristor controlled reactor; TCR in parallel with the fixed excitation capacitor; FC and the thyristor switched capacitor; TSC is ap-plied to regulate the generated terminal voltage of the single-phase SEIG loaded by a variable inductive passive load. The fixed gain PI controller is employed to adjust the equivalent variable excitation capacitor capacitance of the single-phase SVC.