반도체 공학 개론 HW#3

소개글

반도체 공학에 대한 전반적인 이해를 위해 몇가지 질문에 대한 답변을 모아놓았습니다.
궁금한 사항을 목차에서 검색하여 이해에 도움을 얻거나 관련 레포트 답변에 활용할 수 있을 것입니다.

목차

1.온칩 인덕터의 Q에 대한 정의를 적고, Q를 크게 하기 위한 방법에 대해 인덕터의 구조 및 제작방법의 차이점을 중심으로 설명하라.

2. A와 B급의 전력증폭기의 효율과 distortion의 상관관계에 대해 설명하라.

3. EEPROM의 단면구조를 개략적으로 그리고, program과 erase 방식을 설명하라.

4.NOR와 NAND Flash Memory에 있어서,
가. program하는 원리가 어떻게 다른지 설명하라.
나. 각각의 특징을 비교하여 설명하라.
다. Fowler-Nordheim tunneling에 대해 설명하라.

5.Fe(Ferroelectric)-RAM 소자의 구조를 그리고 동작원리를 설명하라.

6. 신호입력(Si)=10dBm. 신호출력(So)=100 dBm, 노이즈 입력(Ni)=0.01dBm, 노이즈출력(No)=0.2 dBm 인 증폭기 소자의 Noise factor(F)와 Noise figure(NF)를 구하라

7. MOSFET를 이용하는 Oscillator의 대표적 2가지 종류 (TRs and LC)에 있어서,
가. 특징을 비교하고, 위상잡음을 작게 해야 하는 이유를 설명하라.
나. 위상잡음을 작게 하기 위해 어느 oscillator가 더 유리한가?
다. 위상잡음을 줄이는 방법을 각각 설명하라.

8. 반도체 트랜지스터를 이용하여 제작된 최초의 라디오에 대해 설명하고, 트랜지스터를 이용하게 되면서 얻어진 특징을 기존의 기술과 비교하여 설명하라.

9. MEMS 기술을 이용하여 상용화된 제품의 3종류를 예로 들고, 이들 각각에 있어서 어떻게 MEMS 기술이 응용되었는지 설명하라.

10. 실리콘 반도체 기술에 있어서, Varactor를 제작하는 방법의 3종류를 적고, 각각의 특성을 비교하여 설명하라.

11. RF와 Microwave용 IC를 제작하는데 있어서, 실리콘 반도체에 비하여 화합물반도체(GaAs, InP)가 더욱 유리한 이유를 2가지 이상 설명하라.

본문내용

1.온칩 인덕터의 Q에 대한 정의를 적고, Q를 크게 하기 위한 방법에 대해 인덕터의 구조 및 제작방법의 차이점을 중심으로 설명하라.
Q는 임피던스의 허수부 / 실수부를 말한다. 임피던스의 허수부는 L, C 값을 의미하며 실수부는 저항값을 의미한다. 결국 이것이 의미하는 것은 소자의 loss가 얼마이냐이다. 리액턴스 X는 L과 C 같은 무손실성 저장성분을 말한다. 그냥 전기장 혹은 자기장의 형태로 주파수별로 에너지를 축적하는 기능인 것이다. 반면 분모에 있는 R값은 저항값, 즉 저항에 의한 손실을 의미한다.
물론 inductor건 capacitor건 저항에 의한 loss가 없어야 정상이겠지만, 사람 하는 일이 다 그렇듯 만들다보면 이런저런 이유로 작은 저항값들이 생겨서 열손실이 발생하게 된다. 그래서 L 또는 C값을 이런 기생저항값으로 나눈 값을 우리는 Q(Quality Factor)라고 한다. 이러한 Q값은 주파수에 따라 다르며, 또한 소자값에 따라 당연히 다르다.
결국 Q값이 클수록 loss가 적다는 의미가 된다. 소자에 loss가 많으면 쓸데없이 에너지만 소모되어 성능도 잘 안나올테니 가능하면 Q값이 높은 소자를 쓰는게 좋은것이다. 물론 값은 더 비쌀 것이다. 이것을 실제 Inductor의 스미스차트로 나타내면,
그림에 나와있듯이 Q값이 떨어져서, 즉 R값이 증가하면 손실이 늘고 결국 R=1 로 normalize된 실수 임피던스 원과 거리가 멀어지게 된다. 또한 Inductor로 동작해야할 것이 어느 주파수를 넘어서면서는 임피던스가 아래쪽 capacitance 영역으로 내려가 버린다. 어찌됐건 Q값은 그 소자의 품질을 평가하는 아주 중요한 지표이다.
2. A와 B급의 전력증폭기의 효율과 distortion의 상관관계에 대해 설명하라.

참고 자료

없음