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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

조민제 (고려대학교, 고려대학교 대학원)

지도교수
이재성
발행연도
2022
저작권
고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수3

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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65 nm CMOS 공정을 기반으로 설계된 2 종류의 배열 검출기를 4 가지 방식의 이미징 시스템으로 구현시켰다.
첫 번째 이미징 시스템은 단일 칩 6 x 6 배열 검출기로 구현하였다. 6 x 6 배열 검출기의 단위 픽셀은 안테나와 검출기로 구성되어 있다. 검출기는 최대 반응도를 2000 V/W 가지고 최소 NEP는 30 pW/Hz1/2를 가진다. 이 칩은 다중 칩 연결이 가능하며 외부 클럭 생성기를 통해 동작한다. 측정된 반응도는 593 GHz에서 1580 V/W의 최대 값을 가지고 측정된 NEP는 593 GHz에서 95 pW/Hz1/2의 최소 값을 가진다. 테라헤르츠 이미징 실험은 1.5 cm 떨어진 지점에서 이뤄졌으며 레스터 스캔을 통하여 4.5 mm x 4.5 mm 클립 이미지를 얻었다.
두 번째는 다중 칩 6 x 6 배열 검출기로 구현하였다. 측정된 반응도는 1622 V/W에서 최대 값을 가지고 측정된 NEP는 92 pW/Hz1/2에서 최소 값을 가진다. 테라헤르츠 이미징 실험은 2.5 cm 떨어진 지점에서 이뤄졌으며 실시간 이미징을 통하여 5.2 mm x 5.2 mm 클립 이미지를 얻었다.
세 번째는 패드 내장형 배열 검출기로 구현하였다. 칩의 공간을 효율적으로 사용하기 위하여 픽셀 선택 클럭 생성기를 내부에 집적시켰으며 다중 칩 확장이 가능하다. 단위 픽셀은 안테나와 검출기로 구성되어 있으며 검출기는 1680 V/W 최대 반응도와 35.71 pW/Hz1/2 최소 NEP 특성을 가진다. 측정된 반응도는 593 GHz에서 2283 V/W의 최대 값을 가지고 측정된 NEP는 593 GHz에서 88 pW/Hz1/2에서 최소 값을 가진다. 테라헤르츠 이미징 실험은 2.5 cm 떨어진 지점에서 이뤄졌으며 레스터 스캔을 통하여 6 mm x 6 mm 클립 이미지를 얻었다.
마지막으로 다중 칩 패드 내장형 배열 검출기로 구현하였다. 측정된 반응도는 2070 V/W에서 최대 값을 가지며 측정된 NEP는 87 pW/Hz1/2에서 최소 값을 가진다. 테라헤르츠 이미징 실험은 2.5 cm 떨어진 지점에서 이뤄졌으며 실시간 이미지를 통하여 6 mm x 6 mm 클립 이미지를 얻었다.

목차

Abstract......................................................................................................................................... i
목차.............................................................................................................................................. iv
그림 목차................................................................................................................................ viii
제 1 장 서 론 ........................................................................................................................1
제 2 장 단일 칩 배열 검출기............................................................................................. 3
2.1 단일 픽셀 검출기 설계 ...............................................................................3
2.2 단일 칩 배열 검출기 설계 .........................................................................8
2.2.1 단일 칩 6 x 6 배열 검출기 설계 ......................................................8
2.2.2 신호 배치 구성 네트워크 .....................................................................9
2.2.3 온 칩 패키지 .........................................................................................12
2.3 전기적 특성 측정 결과 .............................................................................13
2.4 THz 이미징 실험 .......................................................................................20
제 3 장 다중 칩 배열 검출기 ...................................................................................... 24
3.1 다중 칩 배열 검출기 설계 ..................................................................... 24
3.1.1 다중 칩 배열 검출기 구성 .................................................................24
3.1.2 다중 칩 연결로 인한 픽셀 간 성능 차이 ......................................27
3.2 전기적 특성 측정 결과 ........................................................................... 31
3.3 THz 실시간 이미징 실험 ........................................................................ 39
제 4 장 단일 칩 패드 내장형 배열 검출기 .............................................................. 43
4.1 효율적인 칩 공간 활용을 위한 배열 검출기 설계 .............................43
4.1.1 패드 내장형 배열 검출기 설계 배경 ..............................................43
4.1.2 단일 픽셀 검출기 설계 ..................................................................... 44
4.1.3 단일 칩 배열 검출기 설계 및 신호 배치 구성 네트워크 ...............................................................................................................................48
4.1.4 온 칩 패키지 ........................................................................................53
4.2 전기적 특성 측정 결과 .............................................................................54
4.3 THz 이미징 실험 .......................................................................................59
제 5 장 다중 칩 패드 내장형 배열 검출기 .............................................................. 62
5.1 다중 칩 패드 내장형 배열 검출기 설계 ............................................. 62
5.1.1 다중 칩 패드 내장형 배열 검출기 구성 ........................................62
5.1.2 다중 칩 연결로 인한 픽셀 간 성능 차이 ......................................65
5.2 전기적 특성 측정 결과 ........................................................................... 69
5.3 THz 실시간 이미징 실험 ........................................................................ 74
제 6 장 결론 ......................................................................................................... 77
참 고 문 헌 ........................................................................................................................ 79

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