본 논문에서는 GaN HEMT 소자를 이용한 X-대역 반도체 전력 증폭 장치(SSPA)의 설계 및 제작에 대하여 논의한다. 반도체 전력 증폭 장치는 안정적인 전원을 공급해 주는 전원공급기, 통신과 내부 모듈을 제어하기 위한 제어부, RF 신호를 증폭하기 위한 RF부로 구성된다. 특히, RF부를 구성하는 능동 소자로 TriQuint사의 GaN HEMT Bare 소자를 이용하였다. RF부는 초단, 드라이브 단, 메인 출력 단으로 구성되어 있으며, 각 앰프는 입 출력 정합을 통하여 구현하였다. 제작된 반도체 전력 증폭 장치는 X-대역(500 MHz 대역폭)에서 duty 26 %, 최장 펄스 100 us 조건에서 300 W 이상의 출력을 얻을 수 있었으며, 향후 선박용 레이더 시스템에 적용할 예정이다.
본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있으므로 하단게이트전압의 변화가 문턱전압에 영향을 미칠 것이다. 그러므로 단채널효과로 알려져 있는 문턱전압 이동현상이 하단게이트전압에 의하여 감소할 수 있는지를 관찰하고자 한다. 이를 위하여 문턱전압이하영역에서의 차단전류모델을 제시하였으며 차단전류가 채널폭 당 $10^{-7}A/{\mu}m$일 경우의 상단게이트 전압을 문턱전압으로 정의하여 채널길이 및 채널두께의 변화에 따라 하단게이트 전압의 변화에 대한 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 하단게이트전압은 문턱전압이동현상에 커다란 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 특히 단채널효과가 심각하게 발생하고 있는 채널길이 및 채널두께 영역에서는 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.
In situ on-axis rf magnetron sputtering 방법으로 $Y_1$B$a_2$C${u_4}\;{_2O_x}$의 비화학 양론적인 타게트를 사용하여 $T_c$, $_{zero}$/-88.2K, ${\Delta}{T_c}$, <1.5K의 고온초전도 박막을 제조하고, 활성이온식각법으로 이 박막을 patterning하여 그 특성을 조사하였다. 제조된 패턴은 깨끗한 경계면을 가지고 있음이 관찰되었으며, 패턴 폭이 5${\mu}$m에서 2${\mu}$m로 좁아짐에 따라 임계온도와 임계전류밀도의 특성저하가 나타났으나, 그 저하폭이 크지 않아 소자로서 응용하기에 충분한 특성을 가지고 있음을 확인하였다. 한편 RIE방법에 의하여 미크론 이하의 선폭 제조가능성을 확인하였다.
20 GHz대 2단 1 watt 고출력증폭기가 MMIC 기술로 설계, 제작되었다. $0.15\mu\textrm{m}$ 게이트를 구현하는 pHEMT 기술이 MMIC 고출력증폭기 제작에 사용되었는데, 단일 pHEMT 소자는 크기는 $400\mu\textrm{m}$이며 출력단 소자의 합 은 3200 m이다. HEMT 소자의 소오스에 연결한 궤환 회로와 바이어스 회로, 그리고 선로상의 안정화 회로를 이 용하여 전대역에서 안정하게 동작하도록 설계하였다. 래인지 결합기로 각 단을 분리하여 독립적으로 설계하였으 며, 이로 인하여 우수한 입출력 반사계수를 얻었다. 설계를 간단하게 시작하기 위하여 파운더리 라이브러리에서 제공된 비선형 등가회로로부터 선형 s-파라미터를 구하고, 이로부터 입출력측 등가회로를 추출하여 초기 설계 에 이용하였다. 제작된 1 watt MMIC 고출력증폭기는 17-25GHz 대역에서 15 dB 이상의 선형이득. -20dB 이 하의 반사계수. 그리고 31 dBm의 출력전력 특성을 나타내었는데. 설계시 예측된 성능과 매우 잘 일치한다.
ISB(Intelligent Silicon Bead)는 기존 CMOS 칩과 달리 CMOS SoC의 전원을 포함한 외부와의 인터페이스(interface)를 모두 빛을 이용하여 칩의 초소형화 및 단가를 낮추고 광통신, 메모리 기능을 탑재한 신개념 바이오 실험용 칩이다. 본 논문에서는 외부리더기로부터 비드칩에 인가된 하나의 광신호를 통해 전력과 신호를 동시에 전달하기 위한 저전력, 저면적특성의 광수신단 설계와 입력프로토콜에 대해서 소개하고 이를 시뮬레이션 및 측정을 통해 검증한다. 또한 칩의 ID를 기록/저장하기 위한 저전력 PROM을 설계하여 광신호 입력에 따른 출력 결과 값을 얻는데 성공한다. 본 연구를 통하여 기존 RFID에서 발생한 칩면적 소형화의 한계와 높은 단가 등의 문제점을 해결하여 새로운 유형의 바이오용 칩 개발을 기대할 수 있다.
Kim, Jin-Ho;Her, Jung-Hwa;Lim, Young-Jin;Kumar, Pankaj;Lee, Seung-Hee;Park, Kyoung-Ho;Lee, Joun-Ho;Kim, Byeong-Koo
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제11권3호
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pp.134-137
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2010
We have proposed a transflective liquid crystal display (LCD) driven by the fringe field using a liquid crystal (LC) with a negative dielectric anisotropy. The device used different twist angles of the liquid crystals (LC) in the transmissive (T) and the reflective (R) regions when voltage is applied. With the optimization of the pixel electrode width and the distance between them, the LC directors in the R- and T-regions can be rotated by about $22.5^{\circ}$ and $45^{\circ}$ on an average, respectively. As a result, a high image quality transflective LCD with a single gap, a single gamma, and a wide viewing angle characteristics in both the R- and T- regions can be realized.
GaAs/Al0.04Ga0.96As 다중양자우물 구조를 이용한 반사형 PIN 다이오우드 S-SEED의 설계에 있어 낮은 동작전압, 높은 포화에너지 및 높은 반사율 on/off 강도비를 얻고자 저장벽 양자우물구조와 비대칭 페브리페로 공명구조를 결합하였다. $2{\times}4$array를 구성하는 S-SEED들은 역방향 동작전압 5V에서 평균적으로 13 이상의 반사율 on/off 강도비 (CR)와 약 24%의 반사율차 (ΔR) 및 91% 이상의 광쌍안정폭 (Δ)을 나타내었다. 공명구조를 이용함으로서 PIN 다이오우드 진성영역내의 양자우물의 주기수를 줄일 수 있어 외부동작전압 없이도 CR~4.7, R~9.2, ~22%의 향상된 무전압 광쌍안정 동작특성을 얻었다.
반도체 검출기의 p+ 층의 도핑 농도, 열처리에 의한 불순물 재분포와 절단면에서의 guard ring 효과를 전산모사하여 최적의 구조와 공전을 설계하고, MCNP코드로 방사선 반응 특성을 분석하였다. 검출기는 반도체 집적회로 공정에서 설계된 공정변수를 적용하여 격자 방향 <100>, $400{\Omega}cm$, n형, Floating-Zone 실리콘 기판에서 제작되었다. 제작된 검출기의 누설전류 밀도는 $0.7nA/cm^2/100{\mu}m$로서 전기적 특성이 우수한 것으로 나타났으며, Cs-137 감마 선원에 의한 $5mR/h{\sim}25R/h$의 조사선량률 범위에서 방사선 반응 특성은 양호한 선형성을 보였다. 본 연구에서 제안된 공정으로 제작된 PIN 반도체 검출기는 개인선량 측정에 사용될 수 있을 것이다.
본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이동 현상에 대하여 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있으므로 하단게이트전압의 변화가 문턱전압에 영향을 미칠 것이다. 그러므로 단채널효과로 알려져 있는 문턱전압이동현상이 하단게이트전압에 의하여 감소할 수 있는지를 관찰하고자 한다. 이를 위하여 문턱전압 이하영역에서의 차단전류모델을 제시하였으며 차단전류가 채널폭 당 $10^{-7}A/{\mu}m$일 경우의 상단게이트 전압을 문턱전압으로 정의하여 채널길이 및 채널두께의 변화에 따라 하단게이트 전압의 변화에 대한 문턱전압의 이동현상을 관찰하였다. 결과적으로 하단게이트전압은 문턱전압이동현상에 커다란 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 특히 단채널효과가 심각하게 발생하고 있는 채널길이 및 채널두께 영역에서는 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.
1980년 이후로 치매, 파킨슨병, 운동신경질환 등 뇌질환 발생률이 급증하고 있으며 영국, 미국, 일본, 독일, 스페인의 발생률을 조사한 결과, 알츠하이머병을 포함한 치매 사망률이 남성경우 3배 이상 증가했고, 파킨슨병과 운동신경질환 등 뇌질환 사망률은 남녀가 약 50%씩 늘어난 것으로 나타났다. 유전적 이유로 보면 DNA변화로 추측되나 이에 대한 입증은 수백년이 걸리므로 실제 원인은 환경적 요인일 수 밖에 없다. 특히, 우려할 것은 급속히 증가하는 노인인구로 인한 노인성 질환 및 뇌질환의 대책이 무엇보다 요구되는 우리실정으로 발병하면 치료가 어렵고, 후유증이 심각하므로 무엇보다 예방이 중요하다. 위험인자와 발생위험을 조기에 알아낼 수 있도록 뇌혈관을 수시로 자가검사가 가능한 Cerebrovascular Ultrasonogram (뇌혈관 초음파)를 구현하여 특성 시험과 모델링화 하여 성능의 우수성을 입증하여 정리하였다. 차후 시스템을 보완하면 다른질병의 뇌질환 환자에도 적용이 될 것이고, 본 연구에서는 시제품을 직접 제작하여 비정형화 특성을 연구하고 접근해 보고자 노력하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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