안녕하세요. 박두현 전문가입니다.
Q. 소형 전자기기에서 방사선에 강한 전자소자 설계에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.소형전자기기에서 방사선에 강한 전자소자를 설계하기위해서는 방사선 저항성을 갖춘재료와 이를 최적화할 수 있는설계 기술이 필요합니다 실리콘 카바이드나 갈륨 나이트라이드와 같은 와이드 밴드갭 반도체는 방사선에 대한 내구성이 뛰어나며 이러한 재료를 사용하면 소자가 방사선 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다 또한 회로설계에서는 방사선으로 인해 발생할 수 있는 오류를 줄이기 위해서 이중화설계나 오류정정 코드와 같은 기술을 적용하여 신뢰성을 높이는 것이 중요합니다 트랜지스터와 같은 핵심부품은방사선의영향을 최소화 할 수 있도록 구조를 최적화하거나 게이트 산화막의두께를조정하여 설계합니다 아울러, 방사선 차단 특성을가진 패키징소재를활용하거나 차폐기술을 적용하여 소자를 물리적으로 보호하는 것도 필수적입니다 이러한 재료와 기술을 통해서 방사선환경에서도 안정적이고 신뢰성 높은 전자기기를 개발할 수 있습니다
Q. HDD와 SSD를 어떻게 대체할 수 있을까요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.자기장 기반 데이터 저장기술의대체 가능성으로 먼저 MRAM은자기저항 효과를 이용해 데이터를 저장합니다데이터의 저장과 삭제가 빠르고 비휘발성 메모리로서 전원공급이 중단되어도 데이터를 유지할 수 있습니다 기존 SSD보다 속도가 빠르고 내구성이 노아서 차세대 저장장치로 주목받고 있습니다그리고 HAMR은 HDD의 자기 기록 밀도를 높이기 위해 열을 가해 데이터를기록하는 기술입니다 이를 통해서 HDD의 데이터 저장 용량을 크게 증가시킬 수 있으며 기존 HDD의 용량 한계를극복하는 데유용합니다 자기장 기반 데이터 저장기술은 기존 HDD와 SSD의 한계를 보완하며 속도,내구성,에너지효율성에서 뛰어난 성능을 제공합니다 이러한 기술은 빅데이터,클라우드컴퓨팅,AI등 데이터 집약적인 응용분야에서 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다
Q. 5G 통신의 고속 데이터 전송이 실현되기 위해선 어떤 전자 회로 설계가 필요할까요?
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.이를 위해 몇가지 주요기술이 요구됩니다먼저 5G는 수 기가헤르츠 대역의 고주파 신호를 사용하므로 이를 효과적으로 처리할 수 있는 고주파 회로설계가 중요합니다 고속 스위칭 트랜지스터, 저손실 필터 및 증폭기가 필수적으로 필요하며 신호가 손실되지않도록 설계해야합니다그리고 5G시스템은 많은 데이터가 동시에 전송되므로 고속처리 능력과 많은 채널을지원하는 집적회로가 필요합니다 이를위해서 멀티채널 처리 능력이 뛰어난 디지털 신호 처리기와 아날로그디지털 변환기,디지털 아날로그 변환기가 중요한 역할을합니다 그리고 5G는 빠른 데이터 전송을 위해서는 고속으로 작동하는 회로가 필요하지만 높은 전력 소모를 피하기 위해 효율적인 전력관리 회로 설계가 중요합니다 저전력 소자와 고효율 전력 증폭기가 사용되어야합니다
Q. 트랜지스터가 작동하는 원리와 미세화와 양자 효과가 소자 성능에 미치는 영향에 대해 질문드립니다.
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.트랜지스터는 기본적으로 두 가지 주요 유형인 바이폴라 접합 트랜지스터와 전계효과 트랜지스터로 나눌 수 있습니다 BJT는 두 개의 PN접합으로 구성되어 있으며 세개의단자가 있습니다 이 트랜지스터는 베이스에 작은 전류가 흐르면 컬렉터와 이미터 사이에서 더 큰 전류가 흐를 수 있게 만들어전류를 증폭합니다 즉, 베이스에 인가된 전류가 트랜지스터를작동시키는 주요 역할을하며 이를 통해 입력 신호를출력신호로변환합니다FET는 전압에 의해 전류의 흐름을 제어하는 방식입니다 FET는 기본적으로 게이트,소스,드레인 세 단자로 구성됩니다게이트에 인가된 전압이 채널의 전도도를 조절하여 소스와드레인 사이에 흐르는 전류를 제어합니다FET는 전류의흐름이 전압에 의해서 제어되기 때문에, 매우효율적이고 고속동작이 가능하며 소형화에 유리합니다 양자효과가 트랜지스터의 작동에 영향을 미치는 시점에서 전통적인 반도체소자의 한계를 느끼게 되며, 이를 해결하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있습니다 예를 들어서 , 새로운 반도체 재료나 나노기술을 적용한 소자설계가 이 문제를 해결하기위한 중요한 방향으로 제시되고 있습니다
Q. 전자기파를 이용한 비접촉 전력 전송 기술에 대해
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.전자기파를 이용한 비접촉 전력 전송기술은 전력 공급방식의 혁신을 이끄는 중요한 기술로 발전해왔습니다 이 기술은 물리적 연결없이 전력을 전달하는 방식으로, 초기에는 니콜라 테슬라의 연구로부터 시작되었습니다 테슬라는 19세기 후반에 테슬라 코일을 통해 전자기장을 사용한 전력 전송의 가능성을 제시했지만 당시 기술적 한계와 경제적 여건으로 인해 상용화되지는 못했습니다 20세기에 들어서 전자기 유도를 활용한 근거리 전력전송기술이 발전하면서 전동칫솔이나 의료기기와 같은 소형 전자기기에 적용되기 시작했습니다 21세기에는 마이크로파 및 레이저를활용한 장거리 전력 전송기술이 연구되며 , 에너지 전송의 가능성이 크게 확장되었습니다마이크로파 전송은 높은주파수 대역의 전자기파를 이용해 원거리에서도 전력을 전달할 수 있는 기술로, 특히 위성이나 드론 등에서 사용될 가능성이 높습니다 또한 스마트폰 무선 충전기술은 이러한 비접촉 전력 전송 기술의 상용화된 예로, 소비자 시장에서 널리사용되고 있습니다