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- 저자 : 손정만(Jung-Man Son) (검색결과 6 건)
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향상된 전기적 특성을 갖는 트렌치 게이트형 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터에 관한 연구
구용서,손정만,Koo, Yong-Seo,Son, Jung-Man 한국전기전자학회 2007 전기전자학회논문지 Vol.11 No.4
본 논문에서는 전력용 스위칭 소자로 널리 활용되고 있는 IGBT 소자 중 수평 게이트 구조보다 우수한 특성을 지닌 트렌치 게이트 IGBT(TIGBT) 구조를 채택하여, 기존의 TIGBT가 갖는 구조적 한계를 극복하고 좀 더 우수한 전기적 특성을 갖는 새로운 구조의 수직형 TIGBT를 제안하였다. 첫 번째로 제안한 IGBT 소자는 P+컬렉터를 산화막으로 고립시킴으로서 N-드리프트 층으로의 정공 주입효율을 극대화하여 기존 구조보다 더 낮은 순방향 전압강하를 얻도록 설계된 구조이다. 두 번째 제안한 구조는 양 게이트 사이의 P-베이스 구조를 볼록하게 형성함으로서 게이트 쪽으로 집중되는 전계의 일부를 접합부 쪽으로 유도하여 기존 구조보다 더 높은 항복전압을 얻을 수 있다. 또한 P-베이스의 볼록한 구조가 턴-오프 시 정공의 흐름을 개선시켜 기존 구조보다 더 빠른 턴-오프 시간을 갖게 된다. 시뮬레이션 결과 첫 번째 구조의 특징은 2.4V의 순방향 전압강하 특성을 갖는 기존의 IGBT 구조보다 상당히 낮은 2.1V의 순방향 전압강하 특성을 나타냈으며, 두 번째 구조는 기존의 IGBT 보다 10V정도 높아진 항복전압 특성을 보였다. 또한 두 번째 구조에서 기존 구조와 비교해볼 때 9ns 정도 빠른 턴-오프 시간을 보였다. 최종적으로 제안된 새로운 구조의 TIGBT는 위 두 구조가 갖는 우수한 전기적 특성을 모두 갖도록 결합한 것이며, 시뮬레이션 결과 기본의 TIGBT 소자보다 순방향 전압강하, 항복특성, 그리고 턴 오프 특성이 모두 우수한 결과를 나타냈다. In this study, three types of a novel Trench IGBTs(Insulated Gate Bipolar Transistor) are proposed. The first structure has P-collector which is isolated by $SiO_2$ layer to enhance anode-injection-efficiency and enable the device to have a low on-state voltage drop(Von). And the second structure has convex P-base region between both gates. This structure may be effective to distributes electric-field crowded to gate edge. So this structure can have higher breakdown voltage(BV) than conventional trench-type IGBT(TIGBT). The process and device simulation results show improved on-state, breakdown and switching characteristics in each structure. The first one was presented lower on state voltage drop(2.1V) than that of conventional one(2.4V). Also, second structurehas higher breakdown voltage(1220V) and faster turn off time(9ns) than that of conventional structure. Finally, the last one of the proposed structure has combined the two structure (the first one and second one). This structure has superior electric characteristics than conventional structure about forward voltage drop and blocking capability, turnoff characteristics.
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낮은 온 저항을 가지는 스위칭 소자 내장형 저전압 DC-DC 컨버터 설계
박미정(Mi-Jung Park),손정만(Jung-Man Son),육승범(Seung-Bum Yuk),선기쁨(Gi-Bbum Sun),구용서(Yong-Seo Koo) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.7
In this study, the design of low voltage DC-DC converter with switching device having low on-resistance. The switching device with low on-resistance was designed to decrease conduction loss. The PWM control circuits was made of a saw-tooth generator, a band-gap reference circuit, an error amplifier and a comparator circuit as a block. DC-DC converter, based on the PWM control circuits and low on-resistance switching device, achieved the high efficiency closed to 94% at 450mA output current.
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Dynamic Threshold MOS 스위치를 사용한 고효율 DC-DC Converter 설계
하가산,구용서,손정만,권종기,정준모,Ha, Ka-San,Koo, Yong-Seo,Son, Jung-Man,Kwon, Jong-Ki,Jung, Jun-Mo 한국전기전자학회 2008 전기전자학회논문지 Vol.12 No.3
본 논문에서는 DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) 스위칭 소자를 사용한 고 효율 전원 제어 장치 (PMIC)를 제안하였다. 높은 출력 전류에서 고 전력 효율을 얻기 위하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 사용하여 PMIC를 구현하였으며, 낮은 온 저항을 갖는 DTMOS를 설계하여 도통 손실을 감소시켰다. 벅 컨버터(Buck converter) 제어 회로는 PWM 제어회로로 되어 있으며, 삼각파 발생기(Saw-tooth generator), 밴드갭기준 전압 회로(Band-gap reference circuit), 오차 증폭기(Error amplifier), 비교기(Comparator circuit)가 하나의 블록으로 구성되어 있다. 삼각파 발생기는 그라운드부터 전원 전압(Vdd:3.3V)까지 출력 진폭 범위를 갖는 1.2MHz 발진 주파수를 가지며, 비교기는 2단 연산 증폭기로 설계되었다. 그리고 오차 증폭기는 70dB의 DC gain과 $64^{\circ}$ 위상 여유를 갖도록 설계하였다. Voltage-mode PWM 제어 회로와 낮은 온 저항을 스위칭 소자로 사용하여 구현한 DC-DC converter는 100mA 출력 전류에서 95%의 효율을 구현하였으며, 1mA이하의 대기모드에서도 높은 효율을 구현하기 위하여 LDO를 설계하였다. The high efficiency power management IC(PMIC) with DTMOS(Dynamic Threshold voltage MOSFET) switching device is proposed in this paper. PMIC is controlled with PWM control method in order to have high power efficiency at high current level. DTMOS with low on-resistance is designed to decrease conduction loss. The control parts in Buck converter, that is, PWM control circuits consist of a saw-tooth generator, a band-gap reference circuit, an error amplifier and a comparator circuit as a block. The Saw-tooth generator is made to have 1.2 MHz oscillation frequency and full range of output swing from ground to supply voltage(VDD:3.3V). The comparator is designed with two stage OP amplifier. And the error amplifier has 70dB DC gain and $64^{\circ}$ phase margin. DC-DC converter, based on Voltage-mode PWM control circuits and low on-resistance switching device, achieved the high efficiency near 95% at 100mA output current. And DC-DC converter is designed with LDO in stand-by mode which fewer than 1mA for high efficiency.
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ESD 보호회로 내장형 고속 저 전압 BiCMOS LVDS 드라이버 설계에 관한 연구
이재현(Jae-Hyun Lee),손정만(Jung-Man Son),김귀동(Kui-Dong Kim),권종기(Jong-Ki Kwon),구용서(Yong-Seo Koo) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11
This paper presents the design of LVDS(Low- Voltage-Differential-Signaling) driver circuit for Gb/s-per-pin operation using BiCMOS process technology. To reduce chip area, LVDS driver’s switching devices were replaced with lateral bipolar devices. The designed lateral bipolar transister’s emitter size is 2*5㎛. Also the proposed LVDS driver is operated at 1.8V and the maximum data rate is 2.8Gb/s approximately. In additional, novel SCR devices to protect the ESD phenomenon were designed. This structure reduces the latch-up phenomenon by using tum on/off character of N-channel and P-channel MOSFETs in SCR structure. Also the triggering voltage was simulated to 2.2V. Finally, The high speed I/O interface circuit with the low triggered ESD protection device in one-chip was designed.
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새로운 구조의 nMOS 삽입형 IGBT의 전기적 특성 분석
신사무엘(Shin, Samuell),손정만(Son, Jung-Man),박태룡(Park, Tea-Ryoung),구용서(Koo, Yong-Seo) 한국전기전자학회 2008 전기전자학회논문지 Vol.12 No.4
본 논문에서는 기존 IGBT의 구조적 한계로 인한 순방향 전압강하와 스위칭 손실간의 트레이드-오프 관계를 극복하고, 좀 더 우수한 전기적 특성을 갖는 새로운 구조의 nMOS 삽입형 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 IGBT소자의 셀(Cell)과 셀 사이에 존재하는 폴리(poly) 게이트 영역에 nMOS를 형성시킨 구조로 N-드리프트 층으로의 전자, 정공의 주입효율을 증가시켜 기존 구조보다 더 낮은 온-저항과 빠른 스위칭 손실을 얻도록 설계된 구조이다. 시뮬레이션 결과 제안된 구조의 단일 소자인 경우 순방향 전압강하와 스위칭 특성은 각각 2.65V와 4.5us로, 기존 구조가 갖는 3.33V와 5us비해 약 26%의 감소된 순방향 전압강하와 10%의 낮은 스위칭 특성을 보였으며 래치-업 특성은 773A/로 기존 520A/보다 33%의 상승된 특성을 보였다. In this paper, we proposed the novel IGBT with an additional n-type MOS structure to achieve the improved trade-off between turn-off and on-state voltage drop(Vce(sat)). These low on-resistance and the fast switching characteristics of the proposed IGBT are caused by an enhanced electron current injection efficiency which is caused by additional n-type MOS structure. In the simulation result, the proposed IGBT has the lower on state voltage of 2.65V and the shorter turn-off time of 4.5us than those of the conventional IGBT(3.33V, 5us).
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High-Speed I/O Circuit을 위한 새로운 구조의 나노급 LILVTSCR ESD 보호회로에 대한 연구
이조운(Jo-Woon Lee),육승범(Seung-Bum Yuk),손정만(Jung-Man Son),박미정(Mi-Jung Park),구용서(Young-Seo Koo) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11
A novel latch-up immunity low voltage trigger silicon-controlled rectifier (LILVTSCR) for high -speed I/O circuit. The proposed LILVTSCR offers a reduced triggering voltage level as well as the enhanced ESD performance of the SCR devices. From the simulation results, the triggering voltage of the LILVTSCR is 2.8V~7.2V as the gate length of the LILVTSCR device is 0.5㎛~1.0㎛. And this structure reduces the latch-up phenomenon by using tum on/off character of N-channel and P-channel MOSFETs in SCR structure.
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