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A Gain Enhancing Scheme for Op-Amp in High Performance AIPS Using Negative Resistance Element
정강민,김성묵,Chung Kang-Min,Kim Sung-Mook Korea Information Processing Society 2005 정보처리학회논문지 A Vol.12 No.6
고성능 VLSI 아날로그 정보처리시스템(AIPS)에서 고 이득 Op-Amp는 기본적 정보처리소자이다. 증폭기는 시스템 내 피드백루프에 사용시 안정도와 정확도를 얻기 위하여 고 이득이 요구된다. 1단의 증폭으로 이득이 충분하지 않을 경우 이득 부스팅 또는 추가적인 이득단이 필요하다. 본 논문에서 부 저항소자를 사용할 경우 이득이 개선되며 1단으로 고 이득을 손쉽게 얻을 수 있음을 보였다. 기존의 방법에 비교하여 본 연구에 제안된 방법은 전 출력 스윙, 적은 회로면적과 전력소비, 그리고 여러 구조의 증폭기에 적용가능 하다는 잇점을 지니고 있다. 부 저항소자는 Op-Amp에 사용될 경우 (+)와 (-) 차동출력 사이에 설치되어 증폭기 출력저항을 상쇄한다. 부 저항소자를 교차 연결된 CMOS 인버터의 형태로 구현할 경우 간단한 구조로서 40 dB 보다 더 큰 이득개선을 손쉽게 얻을 수 있음을 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. In the high performance Analog Information Processing Systems(AIPS), gain boosting or additional gain stage is required when the gain is not sufficient with one stage amplification. This work shows that high gain is neatly obtained by enhancing the gain using the negative resistance element. Compared to the conventional techniques, the proposed scheme enjoys full output swing, small circuit area and power consumption, and the applications to various configurations of amplifiers. The negative resistance element is placed between the differential output nodes when used in the Op-Amp. The HSPICE simulation indicates that enhancement of more than 40 dB is readily obtained in this simple configuration when the negative resistance element is implemented in the form of cross-coupled CMOS inverters.
AlGaN/GaN HEMT의 분극 현상에 대한 3D 시뮬레이션
정강민(Kang Min Jung),김재무(Jae Moo Kim),김희동(Hee Dong Kim),김동호(Dong Ho Kim),김태근(Tae Geun Kim) 大韓電子工學會 2010 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.47 No.10
본 논문에서는 AlGaN/GaN HEMT의 분극에 의한 전기적인 특성과 구조적인 특성에 대해서 분석하였다. 몰 분율, AlGaN barrier 층의 두께의 물리적인 변화에 따라서 이차원 전자가스 채널의 농도 변화가 이루어지는 것을 바탕으로 DC 특성 및 분극을 고려한 최적화된 구조에 대해서 시뮬레이션을 진행하였다. AlGaN의 몰 분율이 0.3 몰에서 0.4 몰로 증가할수록 분극에 의한 bound sheet charge가 16 % 증가하며 그에 따라서 Id-Vd 특성 역시 37% 증가하게 된다. 또한 AlGaN 층의 두께가 17 ㎚에서 38 ㎚로 증가할수록 Id-Vd의 특성이 증가하다가 임계두께인 39 ㎚에 이르게 되면 AlGaN층의 relaxation에 의해서 급격하게 특성이 나빠지는 것을 알 수 있다. In this paper, we investigated the polarization effects on the electrical and structural characteristics of AlGaN/GaN HEMT. Both the Al mole-fraction and the barrier thickness of AlGaN, which determine the profiles of a two-dimensional electron gas, were simulated to obtain the optimum HEMT structure affecting the polarization effect. As a results, we found that the amount of bound sheet charges was increased by 16% and the maximum drain current density (ID,max) was increased by more than 37%, while Al mole fractions are changed from 0.3 to 0.4. We also observed a 37 % improvement in maximum drain current density (I<SUB>D</SUB>,max) by increasing AlGaN layer thickness from 17 to 38 ㎚. However when AlGaN layer thickness reached the critical thickness, DC characteristics were dramatically lowered due to 'bulk' relaxation in AlGaN layer.
정강민,정현 成均館大學校 科學技術硏究所 1997 論文集 Vol.48 No.1
In this paper, we introduce a new method of replacing multipliers by adders(subtractors). By using the new MNSAO method, we could reduce the number of adders by an average of 1 or 2 per tab compared to the widely used CSD method in reducing the size of the digital filter. Also by replacing multipliers by adders(subtractors) we could reduce the delay time caused by the multiplier. In the current trend of fast and small size digital circuits, the new MNSAO method can provide us a new way of designing small and fast digital filters.
고성능 AIPS 내의 연산증폭기에 대하여 부저항소자를 사용한 이득개선방법
정강민,김성묵 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.12 No.7
In the high performance Analog Information Processing Systems(AIPS), gain boosting or additional gain stage is required when the gain is not sufficient with one stage amplification. This work shows that high gain is neatly obtained by enhancing the gain using the negative resistance element. Compared to the conventional techniques, the proposed scheme enjoys full output swing, small circuit area and power consumption, and the applications to various configurations of amplifiers. The negative resistance element is placed between the differential output nodes when used in the Op-Amp. The HSPICE simulation indicates that enhancement of more than 40 dB is readily obtained in this simple configuration when the negative resistance element is implemented in the form of cross-coupled CMOS inverters. 고성능 VLSI 아날로그 정보처리시스템(AIPS)에서 고이득 Op-Amp는 기본적 정보처리소자이다. 증폭기는 시스템내 피드백루프에 사용시 안정도와 정확도를 얻기 위하여 고이득이 요구된다. 1단의 증폭으로 이득이 충분하지 않을 경우 이득 부스팅 또는 추가적인 이득단이 필요하다. 본 논문에서 부저항소자를 사용할 경우 이득이 개선되며 1단으로 고이득을 손쉽게 얻을 수 있음을 보였다. 기존의 방법에 비교하여 본 연구에 제안된 방법은 전출력 스윙, 적은 회로면적과 전력소비, 그리고 여러 구조의 증폭기에 적용가능하다는 잇점을 지니고 있다. 부저항소자는 Op-Amp에 사용될 경우 (+)와 (-) 차동출력 사이에 설치되어 증폭기 출력저항을 상쇄한다. 부저항소자를 교차연결된 CMOS 인버터의 형태로 구현할 경우 간단한 구조로서 40 dB 보다 더 큰 이득개선을 손쉽게 얻을 수 있음을 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.
트렌치 구조의 소스와 드레인 구조를 갖는 AlGaN/GaN HEMT의 DC 출력특성 전산모사
정강민,이영수,김수진,김동호,김재무,최홍구,한철구,김태근,Jung, Kang-Min,Lee, Young-Soo,Kim, Su-Jin,Kim, Dong-Ho,Kim, Jae-Moo,Choi, Hong-Goo,Hahn, Cheol-Koo,Kim, Tae-Geun 한국전기전자재료학회 2008 전기전자재료학회논문지 Vol.21 No.10
We present simulation results on DC characteristics of AlGaN/GaN HEMTs having trench shaped source/drain Ohmic electrodes. In order to reduce the contact resistance in the source and drain region of the conventional AlGaN/GaN HEMTs and thereby to increase their DC output power, we applied narrow-shaped-trench electrode schemes whose size varies from $0.5{\mu}m$ to $1{\mu}m$ to the standard AlGaN/GaN HEMT structure. As a result, we found that the drain current was increased by 13 % at the same gate bias condition and the transconductance (gm) was improved by 11 % for the proposed AlGaN/GaN HEMT, compared with those of the conventional AlGaN/GaN HEMTs.