*유* 스토어

*유*

개인

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

4개
전체 판매량

6개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

-
자료문의 응답률

-

전체자료 4개

단전자 트랜지스터

이 학 사 학 위 논 문단전자 트랜지스터충북대학교 자연과학대학물리학과·최 유 나2011年 2月이 학 사 학 위 논 문단전자 트랜지스터지도교수 최 중 범충북대학교 자연과학대학물리학과최 유 나이 논문을 이학사학위 논문으로 제출함.20011年 2月본 논문을 최유나의 이학사학위 논문으로 인정함.심사위원장김 명 원 印심 사 위 원최 중 범 印충북대학교 자연과학대학2011年 2月차 례AbstractⅱList of figuresⅲⅠ. 서 론11.1 단전자 트랜지스터란11.2 단전자 트랜지스터의 구조2Ⅱ. 본 론42.1 단전자 트랜지스터의 역사42.2 단전자 트랜지스터의 종류52.3 단전자 트랜지스터의 원리62.3.1 측정방법62.3.2 쿨롱 봉쇄72.3.3 쿨롱 진동92.3.4 쿨롱 봉쇄 진동102.3.5 쿨롱 다이아몬드112.4 단전자 트랜지스터의 결과12Ⅲ. 결 론13참고문헌 또는 인용문헌14Single electron transistor최 유 나충북대학교 자연과학대학 물리학과( 지도교수 : 최 중 범 )Abstract집적회로의 급속한 발전에 따라 개인 컴퓨터 및 휴대단말기를 포함한 고도의 정보처리기능을 갖는 기기의 수요가 많아지고 있고, 이들이 취급하는 정보의 양도 기하급수적으로 증가하게 되어 대용량화되고 있다. 하지만 점차적으로 더 많은 정보처리가 필요하기 때문에 집적회로에 채울 수 있는 트랜지스터의 수를 더욱 증가시켜야 한다. 이에 따라 기기의 소비전력 증대가 큰 문제로 제기되고 있는데 이를 위해서는 트랜지스터의 크기를 줄이는 것은 물론이거니와 제한된 공간 안에서의 발열문제 및 에너지 소비를 최소화하기 위한 노력이 계속되고 있다.단전자 트랜지스터는 차세대 기억소자로 소자의 크기가 1mm의 10만분의 1정도로 작아지면서 입력단자의 전자수를 1개 변화시키는 것만으로 전류의 on/off가 가능하게 하여, 소비전력을 10만분의 1수준으로 감소시킨 차세대 반도체이다. 고집적화가 가능하고, 전력소비량을 크게 줄일 수 있다는 장점이 있으며 1테라는 1기가의 1천배, 1메가의 기술이 풀어야 할 갈증을 모두 해소해 줄 수 있는 대안이 될수 있다.List of figures그림1.1 도식적으로 나타낸 단전자 터널링2그림1.2 단전자 트랜지스터의 구조 3그림2.1 단일 분자 트랜지스터 5그림2.2 그래핀 단전자 트랜지스터 5그림2.3 실리콘 단전자 트랜지스터 6그림2.4 온도에 따른 쿨롱 봉쇄 컨덕턴스9그림2.5 쿨롱 진동10그림2.6 쿨롱 다이아몬드 11그림2.7 쿨롱 봉쇄 진동 이론값12그림2.8 쿨롱 다이아몬드 결과값12그림3.1 단전자 트랜지스터의 응용 13Ⅰ. 서 론1.1 단전자 트랜지스터란최근 집적회로의 급속한 발전에 따라 개인 컴퓨터 및 휴대단말기를 포함한 고도의 정보처리기능을 갖는 기기의 수요가 많아지고 있고, 이들이 취급하는 정보의 양도 기하급수적으로 증가하게 되어 대용량화되고 있다. 하지만 점차적으로 더 많은 정보처리가 필요하기 때문에 집적회로에 채울 수 있는 트랜지스터의 수를 더욱 증가시켜야 한다. 이에 따라 기기의 소비전력 증대가 큰 문제로 제기되었다.이를 위해서는 트랜지스터의 크기를 줄이는 것은 물론이거니와 제한된 공간 안에서의 발열문제 및 에너지 소비를 최소화하기 위한 노력이 필요하다. 하지만 현재의 집적회로 상에서 트랜지스터 동작을 하기 위해서는 약 10만개 전자흐름의 제어가 필요하다. 또한 현재 개인 컴퓨터의 초당 20억 회 이상(2GHz)의 동작회수를 고려한다면 현재 소비하는 전력 및 발열량은 막대한 것이 된다. 그뿐 아니라 지구환경의 보호와 자원 절약의 차원에서도 저소비 전력의 집적회로 실현이 절실한 과제로 등장하게 되었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 차세대 반도체의 유력한 대안이 되고 있는 단전자 트랜지스터이다.종래의 트랜지스터는 전류의 ON/OFF를 제어하기 위해 약 10만개의 전자를 필요로 했다. 이에 비해 단전자 트랜지스터는 입력 단자의 전자 수를 1개 변화시키는 것만으로 전류의 ON/OFF를 가능하게 한다. 곧, 사용하는 전자를 1개씩 제어하는 기술이 가능해지면 기존의 트랜지스터1비트의 정보를 저장할 수 있으므로, 단전자 트랜지스터를 이용하면 1테라 D램급 이상의 기억자기소거를 개발할 수 있을 것으로 전망된다.이러한 추세에 비추어 볼 때 단전자 트랜지스터는 높은 집적도와 기존의 것보다 더욱 빠른 정보처리속도, 그리고 저전력으로 동작이 가능하기 때문에 위에서 언급한 앞으로의 정보저장기술이 풀어야 할 갈증을 모두 해소해 줄 수 있는 대안이라고 볼 수 있다.1.2 단전자 트랜지스터의 구조(그림1.1 도식적으로 나타낸 단전자 터널링)단전자 트랜지스터는 전자 한 개로 스위칭이 가능한 트랜지스터로 정의되며 기본구조는 소스와 드레인 사이에 나노미터 크기의 한 개의 양자점과 이와 전기용량적으로 커플링된 게이트로 하나의 단위소자를 이룬다.양자화된 에너지 레벨이 에너지 밴드 사이에 존재하지 않을 때는 전류가 흐르지 않다가, 게이트 전압을 증가 시킴에 따라 양자점에서 전자가 차지 할 수 있는 양자화 에너지 레벨이 소스-드레인의 에너지 밴드 사이에 위치하면 소스의 전자가 장벽을 통과하여 양자점으로, 다시 장벽을 통과하여 드레인으로 이동하게 된다. 이때 전류가 흐르게 된다.양자점의 N번째 에너지 레벨에 한 개의 전자가 차지하고 다음 전자가 다음 에너지 레벨을 차지 하기 위해서는 이전의 차지한 전자의 쿨롱 반발력을 이겨 낼 만큼의 에너지가 필요하다. 이때 필요한 에너지가 Charging Energy() 이다.(1)나노크기 양자점의 매우 작은 정전용량으로 인하여 전자 한개의 charging energy가 열에너지보다 커지면서 소스로 부터의 전하이동이 차단된다.(그림 1.2 단전자 트랜지스터의 구조)Ⅱ. 본 론2.1 단전자 트랜지스터의 역사단전자는 밀리컨이 실험을 통해서 발견하게 되었다. 고체상태에 회로에서 단전자는 1980년대 까지도 이미 중요한 뒷배경이 받침되었음에도 불구하고 확실하게 규명되지 않았는데 이처럼 규명이 지연된 이유는 단전자를 조작할 수 있는 매우작은 전도성 입자의 재현성 있는 제작과 외부 전극의 정밀한 위치가 요구되기 때문이었다.나노 제작 기술 가능하다는 것을 밝혀냈으며1985년 Dmitri V. Averin와 Konstantin K. Likharev가 Coulomb Blockade 현상을 이론적으로 금속 dot에서 처음으로 제안하였다.1987년에는 T.A. Fulton과 G.J. Dolan이 알루미늄 구조상에서 단전자 터널링 제어의 명확한 증명을 해 보였고, 이 시스템에서 Coulomb Oscillation을 보였다.아시아에서는 1997년 일본전신전화(NTT)는 소비전력이 종래의 약 10만 분의 1인 저소비전력 소자인 단전자 트랜지스터를 집적화하는 기술을 세계 최초로 개발하였다. NTT는 단전자 트랜지스터 2개를 연결한 인버터 회로를 만들어 컴퓨터의 기본회로 제작에 성공했다. 이 회로는 소비전력뿐 아니라 크기도 종래의 약 100만 분의 1 이하로 줄이는 데 성공했다.우리나라에서는 2002년 과학기술부 21세기 프론티어 연구개발사업의 일환으로 발족한 테라급나노소자개발사업단에서 이의 개발에 성공하였다. 이 개발로 저소비 전력으로 고도의 기능을 갖는 차세대 통신기기와 컴퓨터 등의 개발이 가능해질 것으로 기대되고 있다.2.2 단전자 트랜지스터의 종류(2.1 단일 분자 트랜지스터)(2.2 그래핀 단전자 트랜지스터)(2.3 실리콘 단전자 트랜지스터)2.3 단전자 트랜지스터의 원리2.3.1 측정방법단전자 트랜지스터의 특성을 살펴보기 위해서는 그에 맞는 측정 방법이 필요하다Coulomb Oscillation, Coulomb Staircase 등의 현상을 살펴보려면 기본적으로 외부에서 직류전압을 가하여 전류 값을 측정해야 한다. 따라서 전압에 변화를 주고 이에 따른 전류를 측정할 수 있는 장비를 사용하게 된다. 예를 들어 설정에 따라 전압을 변화시켜 전류 값을 읽어 들이는 장비를 사용하거나 직접회로를 구성하여 측정할 수 있다.특히 단전자 트랜지스터의 현상들은 저온에서 그 특성이 눈에 띄게 나타난다. 온도 변화에 따른 특성을 관찰하거나 저온에서의 현상을 보기 위해서는 온도 제어가 가능한 장비가 필요할 것이다. 주로낮은 온도를 얻을 수 있게 된다.소자의 크기를 매우 작게 하지 않는 한, 소스-드레인 전압을 충분히 작게 했음에도 불구하고 전자가 소스에서 드레인까지 지나갈 수 있게 된다. 이것은 전자가 얻을 수 있는 온도에 따른 열에너지인 열적 요동이 양자우물 전자가 들어가기 위해 필요한 에너지보다 더 크기 때문에 일어난다. 이 현상 때문에 아직은 상온에서 단전자 트랜지스터의 특성을 관찰하지 못하는 것이다. 그렇기 때문에 소자가 커서 단전자 트랜지스터 특성 자체를 얻기 위해 온도를 낮추는 것뿐만 아니라, 소자가 수임에도 불구하고 극저온까지 측정을 해야 하는 의미가 있는 것이다. 작은 소자에서 온도까지 낮춘다면 더욱 괜찮은 단전자 트랜지스터의 특성이 관찰될 것이라고 기대할 수 있기 때문이다.2.3.2 쿨롱 봉쇄소스-드레인 전압을 충분히 작게 유지한 상태에서 게이트 전압을 점점 가해주면, 게이트 전압에 의해 양자우물 내부의 전자들이 게이트 쪽의 터널접합으로 끌어당겨지는 효과를 얻을 수 있다. 게이트 부분과 양자우물 부분만 따로 생각하면, 게이트 전압을 가해주지 않았을 때보다 터널접합에 속박된 전자를 게이트와 무한히 떨어져서 게이트 전압에 의해 끌어당기는 힘이 존재하지 않는 지점(물리적으로 포텐셜 0으로 잡는 기준)까지 이동시키는데 더욱 많은 에너지가 필요해진다. 따라서 양자우물의 에너지 준위가 점점 낮아지게 된다.페르미 준위를 중심으로 전자가 존재할 확률이 매우 크게 차이가 나기 때문에 페르미 준위보다 더 높은 에너지 대역에는 전자가 비어있고, 페르미 준위보다 낮은 에너지 대역에는 모든 준위에 전자가 꽉 차 있는 것으로 생각 할 수 있다.양자우물의 내부는 매우 적은 수의 에너지 준위가 존재하는 반면 소스와 드레인에는 충분히 많은 수의 에너지 준위 내에 전자가 있다. 소스나 드레인 에너지 준위에 채워진 전자들은 게이트 전압에 따라 터널링이 일어나 양자우물 내부의 에너지 준위를 채우게 된다. 이런 현상은 양자우물에 전자 하나를 가져올 수 있을 만큼의 포텐셜 에너지를 추가로 가해줄 지

학위논문| 2012.06.25| 20페이지| 20,000원| 조회(397)

단전자 트랜지스터, 단전자 트랜지스터 정의, 단전자 트랜지스터의 구조, 단전자..

미리보기

닫기
트랜지스터 개요 예비 보고서

트랜지스터 개요◎실험목적1.트랜지스터의 바이어스를 이해한다.2.에미터-베이스 회로에서 순방향 및 역방향 바이어스 때의 에미터-베이스 전류에 관한 영향을 측정한다.3.에미터-베이스 회로에서 순방향 및 역방향 아이어스 때의 콜렉터 전류에 관한 영향을 측정한다.4.를 측정한다.◎실험요약1.트랜지스터는 두 다이오드의 범위와 응용을 확장시킨 고체소자이다.2.실리콘은 대부분의 트랜지스터에 사용되는 원소이며 오늘날 다른 반도체도 많이 사용된다.3.접합 트랜지스터는 에미터와 콜렉터 사이에 샌드위치된 매우 얇은 베이스로 구성되어 있다.4.트랜지스터는 PNP와 NPN형이 있다. 첫글자는 에미터 물질, 가운데 글자는 베이스 그리고 마지막 글자는 콜렉터 물질을 표시한다. 그러므로 트랜지스터는 에미터-베이스 접합과 콜렉터-베이스 접합 두가지가 있다.5.접합 트랜지스터의 특성은 에미터, 베이스 및 콜렉터 도핑정도, 트랜지스터 구조 그리고 제조 방법에 따라 달라진다.6.바이어스의 목적으로 트랜지스터는 에미터-베이스와 콜렉터-베이스 간 두 개의 다이오드로 구성되었다고 생각할 수 있다.7.대부분의 경우 에미터=베이스 다이오드는 순방향 바이어스이고 콜렉터-베이스 다이오드는 역방향 바이어스이다.9.에미터는 트랜지스터에서 전류캐리어의 주입원이고 콜렉터는 대부분의 전류캐리어를 qe으며 베이스는 콜렉터전류를 조절한다.10.트랜지스터내의 전류 흐름은 다수 전류캐리어 즉 N형 물질에는 전자, P형 물질에는 홀에 의해 운반된다.11.소수캐리어도 있다. 에미터가 개방된 콜렉터-베이스 접합에서 작은 소수캐리어 전류는 누설 전류라고 하며

자연과학| 2009.09.14| 1페이지| 1,000원| 조회(154)

물리, 실험목적, 트랜지스터개요, 실험요약

미리보기

닫기
제너다이오드 특성 결과 보고서

제너 다이오드 특성◎실험결과1.전압 전류 특성①역방향 바이어스step.mAstep.mA20.00610.12532.00610.161046.00610.252047.00610.343048.00610.4440510.092.0610.5250①순방향 바이어스step00.10.20.30.40.50.60.78.mA0000000.020.022.전압 안정기로서 제너다이오드 ()step1110.202023.1321.9712+0.110.3033.4136.6028.7813-0.110.1013.916.8518.81◎실험고찰2번 실험은 순방향과 역방향 바이어스에서 제너다이오드의 전류를 측정하고 전류-전압특성을 결정하여 그래프를 그리고 제너 전압조정기를 구성하여 정전압원의 범위를 찾는것이다.1번 실험에서 한 실리콘 다이오드와 게르마늄 다이오드와는 많은 차이를 보였는데 접합 다이오드는 반대방향으로 전압을 가하면 저항이 무한대가 되어 전류가 거의 흐르지 않지만, 제너다이오드는 반대방향으로 전압을 가해도 어느 일정한 정도의 전압이 되면 전류가 흐르는 것을 알 수 있었다. 또한 더 높은 전압을 가할수록 저항이 급격히 낮아지는 것을 알수 있었으며 접합 다이오드와의 차이점을 알수 있었다.실험을 끝마치고서 실험이 생각보다 많이 어렵고 힘들다는 것을 느꼈는데 좀더 이론과 방법을 공부해야지만 수월하게 실험을 해나갈수 있을거같다.

자연과학| 2009.09.14| 1페이지| 1,500원| 조회(1,347)

제너다이오드, 물리, 실험결과, 순방향바이어스, 역방향바이어스, 실험고찰

미리보기

닫기
옴의법칙

Ohm's 법칙과Series and Parallel CircuitsSeries and Parallel Circuits실험목적-직렬과 병렬회로에 흐르는 전류를 공부하기 위해서-직렬과 병렬회로에 걸리는 전압을 공부하기 위해서-직렬과 병렬회로의 등가 저항을 계산할 때는 옴의 법칙을 사용하라실험기구 및 장치-power macintosh or windows pc-labpro or universal lab interface-logger pro-vernier current & voltage probe system-low-voltage DC power supply-two 10-resistor-two 50-resistor-two 68-resistor-momentary-contact switch-connecting wire실험이론전기적인 회로에서 저항을 연결하는 방법은 두 가지가 있다. 하나는 직렬연결이고하나는 병렬연결이다. 어떤 곳에서 축제전구로 장식을 할때 하나의 전구가 켜졌다면 일렬로 연결되어 있는 다른 전구들도 켜질 것이다. 이 램프들이 직렬로 연결 되어 있었기 때문이다. 또한 집에서는 하나의 램프가 켜졌을 때 다른 램프들은 그대로 있다. 일반적으로 가정집은 병렬로 연결 되어 있기 때문이다Part I Series circuits110100.1251.0931.20918.4162.408210500.0390.3952.25267.8712.587350500.0251.3331.3421072.718실험결과Part II Series circuits150500.0962.3592.33912.2342.592250680.0862.5452.56014.8402.611368680.0792.5912.60016.4272.597실험고찰이번 실험은 직렬과 병렬회로에서의 전류와 전압의 변화를 알아보고 옴의 법칙을 사용하여 직렬과 병렬회로의 등가 저항을 계산하는 것이다.직렬회로에서는인데 여기서 옴의 법칙을 쓰면 회로에 흐르는 전류의 양은 같으므로 저항은이고, 병렬회로에서는이므로 저항은가 나온다.또한 옴의 법칙은 직렬회로와 병렬회로에 관계없이 전체전류와 전체저항값에 따라 전압과 저항은 비례하고 전압이 일정한 경우 전류와 저항은 항상 반비례하는 것을 이 실험에서 확인할 수 있었다Ohm's 법칙실험목적-전류, 전위차, 저항사이의 수학적인 상호작용을 결정한다-전구의 저항에 따른 전위차와 전류를 비교한다실험준비물-컴퓨터-전선-전선 고정 집게-스위치-저항 2개-전구 (6.3V)-Universal Lab Interface-Logger Pro-Vernier Current & voltage Probe System-5V 직류 전원장치실험결과역행선 기울기(V/A)역행선 y절편(V)저항 10Ω9.866-0.020저항 50Ω52.517-0.036저항 68Ω66.3240.089이번 실험은 전류, 전위차, 저항사이의 수학적인 상호작용을 결정한후 전구의 저항에 따른 전위차와 전류를 비교하는 실험이었다.저항을 각각 다르게 하여 옴의 법칙이 성립하는지에 대해 실험하였는데 그래프(V/A)에서 보았듯이 y=mx+d에서 기울이 m은 저항 R이다. 저항과 정확히 일치하지는 않았지만 저항의 오차는 금색이므로5%가 나와야했다. 10Ω에서는 9.5~10.5의 값이 나와야 했었는데 9.866이 나와 오차범위에 맞게 나오는 것을 알수 있었다. 그러나 50Ω은 47.5~52.5 사이의 값을 가져야 하는데 54.517이므로 2.217만큼 오차범위를 넘어갔다. 68Ω은 64.6~71.4사이의 오차범위내 속하였다. 3개의 실험중 2개가 오차범위내 속하는 것으로 이번실험은 잘 나온거 같다. 또한 그래프가 비례하는 것으로 나왔으므로 옴의법칙은 성립한다는 것을 확인할수 있었다.

자연과학| 2009.06.16| 5페이지| 1,500원| 조회(347)

실험결과, 옴의법칙, Series and parallel, 실험고찰

미리보기

닫기