팀 별발표(광메카트로닉스 관련 주제) 준비 가이드라인

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1 팀 별발표(광메카트로닉스 관련 주제) 준비 가이드라인
6월 8일(목) 2시 예정 팀 별발표(광메카트로닉스 관련 주제) 준비 가이드라인 1. 광메카트로닉스 주제에 대한 정합성 - 광메카트로닉스를 정확히 이해하고 주제를 선택하였나? 2. 주제이해도 - 선택된 주제에 대해서 깊이 있는 이해가 이루어졌나? 3. 전반적인 내용 수준(ppt 자료 완성도) - 선택된 광메카트로닉스 제품의 세부 구성도 및 작동원리 - 제품에 사용된 주요 요소기술 구체설명(전자기술, 기계기술, 광기술 등) - 선택된 제품의 발전 history 4. 의사소통 능력(발표 준비 완성도) - 정해진 시간에 정확하게 준비된 자료의 내용을 전달하는가? (시간 준수 7분 내외) The outline is as follows. First, I am going to go over some background and motivation that explains that how I got to get the interest in this scatterometry based nano-object recognition. Actually, by pretty much recently, I worked for Samsung Electronics for around 2 and half years. This motivation on scatterometry concept goes back to that peri d. So, I am going to spend some time in this talk about what I have done there bye industrial point of view. Next, in order to help guys who not that familiar with the scatterometry understand the overall concept of scatterometry, I am going to talk a little bit about what is scatterometry and why scatterometry in nano metrology? Then, I will show you that h ow we will be able to apply the scatterometry for nano-object recognition field with some preliminary results. Finally, for the future work, I will propose a fundamental conceptual idea how we will be able to enhance the proposed method in terms of speed. * 발표내용은 위의 사항들이 잘 표현되게 준비되어야 하며, 팀 당 7분 발표 및 3분 질의응답시간 가짐.

2 트랜지스터의 구성 트랜지스터: 전류, 전압 증폭 장치 반도체 다이오드에 제 3의 층 추가
쌍극접합 트랜지스터(bipolar transistor) 접합 트랜지스터(junction transistor) NPN 트랜지스터 PNP 트랜지스터

3 트랜지스터의 기본동작: 신호 증폭 트랜지스터의 기본기능 신호 전류 증폭 신호 개폐 역방향 바이어스 순방향 바이어스
- 제대로 된 외부전원 바이어스 방법 . Emitter 전압: 순방향 . Collector 전압: 역방향 - 전자의 이동 . 에미터에서 베이스로 끌려온 전자는 컬렉터의 양전위에 끌려 전자들 대부분은 역방향 바이어스 전원의 양극 쪽으로 끌려감 (Ic) . 극히 일부의 전자들이 베이스 쪽으로 흡수(IB)되어 미약한 전자 흐름이 생김(베이스 층 매우 얇음) - 컬렉터-베이스 전압 >> 에미터-베이스 전압 - Key points . 작은 베이스 전류로 큰 컬렉터 전류 조절(Control) 순방향 바이어스 역방향 바이어스 제대로 바이어스 된 NPN 트랜지스터

4 트랜지스터의 물리적 동작 이해 공핍영역이 Base/Emitter 전압에 의해서 얇아짐(다이오드와 같음) Ic
전자의 정체현상 발생 IB Conclusions are as follows. 트랜지스터는 수도장치에 비유됨 Base: 수도잠금장치 Emitter: 수도꼭지 Collector: 수도관 Collector/Base 사이에 두꺼운 공핍영역 발생 Base층 전자의 정체현상  컬렉터 전원이 정체된 전자를 땅김 고전류 흐름

5 트랜지스터의 기본동작: 신호 개폐 트랜지스터의 기본기능 신호 전류 증폭 신호 개폐 역방향 바이어스 순방향 바이어스
- 트랜지스터의 신호 개폐 응용이 디지털 회로의 시작 . ON, OFF의 신호를 베이스 전류의 ON, OFF로 조절 . 응용분야: 디지털 IC나 컴퓨터 칩 - 증폭기(아날로그 모드) vs 스위치(디지털 모드) 순방향 바이어스 역방향 바이어스 Transistor는 전자 스위치 제대로 바이어스 된 NPN 트랜지스터

6 컴퓨터와 트랜지스터의 관계 - 메모리= 전자 스위치(트랜지스터) + 커패시터
컴퓨터는 프로세서와 메모리로 구성됨 메모리는 NAND 로직 회로와 NOR 로직 회로로 구성됨 NAND gate와 NOR gate는 트랜지스터로 구성됨 즉, 컴퓨터는 트랜지스터로 구성됨 (트랜지스터가 디지털 회로의 근원) 마치, 인간의 뇌가 세포로, 세포는 분자로, 분자는 원자로, 즉, 뇌는 원자로 구성되어 있다는 것과 유사함 - 메모리= 전자 스위치(트랜지스터) + 커패시터 - 트랜지스터 1개 + 커패시터 1개 = 1 bit 구성

7 트랜지스터 실습 Conclusions are as follows.

8 트랜지스터 실습 Conclusions are as follows.

9 접합 FET(JFET: Junction FET)
N channel JFET 단면도 N channel JFET 도선연결 역방향 바이어스 - FET는 다수 반송자(Majority carrier)에 의해서 기능함 - Source(S), Drain(D), Gate(G) 3 단자로 구성됨 - EGS 증가  ID 감소 다수반송자: 전자 제대로 바이어스된 N 채널 JFET

10 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
트랜지스터의 기본동작: 신호 개폐 MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) 트랜지스터의 기본기능 신호 전류 증폭 신호 개폐 트랜지스터는 수도장치에 비유됨 Base: 수도잠금장치 Emitter: 수도꼭지 Collector: 수도관 - MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET): MOS라고도 함. - PN 접합을 사용 안함  금속 산화물 박막 사용 - 산화층을 커패시터라고 생각 Gate에 전압인가 없을 시, ON 상태임 Gate 전압이 인가되었을 시 공핍현상 발생(공핍모드) 제조공정 , 4분) 

11 트랜지스터 요약 ▶ Transistor . BJT : 소수반송자/증폭용 우수/주로 아날로그 용/전력소모 과다/집적도 낮음
. FET : 다수반송자/스위치용 우수/주로 디지털 용/전력소모 작음/집적도 높음 ▶ FET . JFET : PN junction 사용 . MOSFET : PN junction 미사용, 위의 FET의 강점 가짐 (현 Digital 기술의 핵심) ▶ MOSFET의 단점 . 절연막 파괴 가능성: 외부 정전기 및 자장에 약함/사용 시 주의 요망

12 집적회로(Integrated Circuit)

13 얼마나 큰 웨이퍼로 반도체를 만드나? Thank you very much
My name is Dashi Kim working at CBNU in Korea. It’s my great honor to be able to get the opportunity to talk about my work and share it with you guys This work has been done through the collaboration with Prof. Y.D Kim at Kyung Hee uni. In Korea and B. Javidi at UCONN. The title I am going to present today is …..

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16 디지털 논리회로 김대석 기계시스템공학부 Division of Mechanical System Engineering,
디지털 논리회로 김대석 기계시스템공학부 Division of Mechanical System Engineering, Chonbuk National University Thank you very much My name is Dashi Kim working at CBNU in Korea. It’s my great honor to be able to get the opportunity to talk about my work and share it with you guys This work has been done through the collaboration with Prof. Y.D Kim at Kyung Hee uni. In Korea and B. Javidi at UCONN. The title I am going to present today is …..

17 기술의 발달역사 전기공학 전자공학 디지털공학 나노공학 정밀기계공학 기계공학 자동차/조선/중공업/플랜트 HP 창업: 실리콘밸리
1호 벤처기업 Bell lab: MOSFET 최초 개발(강대운/Atalla) IBM: PC의 대중화 정보화사회 (인터넷 대중화) AI, IoT 등 4차산업 1920 1960 1980 1990 2010 CPU Flash 메모리 (64G) 아날로그 회로 (저항,콘덴서,코일) 트랜지스터 [전자공학의 혁명] Digital 회로: 컴퓨터 (16k) 마이크로 스케일 (10 m) 나노 스케일 (45nm) LASER (물리학(광학)의 혁명) MEMS 시작 Micro 구조물 모터 센서 상용화 예 -DMD -가속도센서 정밀기계공학 메카트로닉스공학 광메카트로닉스공학 기계공학 자동차/조선/중공업/플랜트

18 마이크로컴퓨터 개요 디지털 컴퓨터의 기본 구성 컴퓨터의 메모리 구성 산술논리계산부(ALU)의 구성

19 아두이노 보드: Atmega 328

20 Embedded System 임베디드 기술이해 스마트폰 NASA Pathfinder 헬리콥터/항공기 강아지 로봇 디지털 TV
일반 컴퓨터는 아니지만 마이크로프로세서(microprocessor)를 가지고 있고 소프트웨어(software)를 수행하는 특수 컴퓨터 특수한 목적을 수행하기 위하여 개발된 하드웨어(hardware)와 소프트웨어(software)가 결합된 컴퓨터 스마트폰 NASA Pathfinder 헬리콥터/항공기 강아지 로봇 디지털 TV 사무용 복합기 Xbox 게임기 무인 자동차

21 What is Arduino? 아두이노 사용법 1

22 아두이노 작품 작동 원리

23 Solid State Drive(SSD)
PC의 구성 및 속도비교 Solid State Drive(SSD)

24 이진수 및 변환/16진 코드 10진수와 2진수 등가관계 ▶ 2진수  10진수 변환
Ex: 이진수 을 십진수로 표현하면? ▶ 10진수  2진수 변환 Ex: 45를 이진수로 표현하면? ▶ 16진 코드 A B C D E F 10진수와 2진수 등가관계

25 AND / OR 게이트(gate) AND 게이트 논리기호 두 개 입력을 갖는 AND 게이트의 진리표

26 Not 게이트(Inverter)의 진리표

27 NAND 게이트 NAND 게이트 논리기호 두 개 입력을 갖는 NAND 게이트의 진리표 ▶ NAND gate가 가장 중요함
이유: AND, OR, Not 게이트를 NAND gate로 구성할 수 있음. 즉, 모든 논리회로는 NAND gate하나로 구현 가능함. Ex: 128G NAND Flash memory [20nm 공정적용, Micron Technology & Intel]

28 NOR 게이트 NOR 게이트 논리기호 두 개 입력을 갖는 NOR 게이트의 진리표

29 XOR: Exclusive OR  두 입력이 같으면 0임
XOR 게이트 / XNOR 게이트 XOR 게이트 논리기호 XOR 게이트의 진리표 XOR: Exclusive OR  두 입력이 같으면 0임 XNOR 게이트 논리기호 XNOR 게이트의 진리표

30 NAND 게이트를 이용한 로직 구성

31 산술회로: 가산기 가산법칙의 진리표 반가산기 회로 AND gate의 진리표 XOR gate의 진리료

32 이진-십진 디코더 (또는 4 to 10 decoder)
이진-십진 디코더 논리기호 - 디코더: 복잡한 이진 코드를 인식할 수 있는 숫자나 문자로 변환 (c.f: 인코더(encoder)) - 디코더의 활용 예(LED display, 컴퓨터의 출력화면(모니터 및 LCD) 등) 인코더의 활용 예(키패드, 전자계산기 입력 버튼, 컴퓨터의 입력도구(키보드, 마우스) 등)

33 7세그먼트를 이용한 Display BCD-7세그먼트 디코더 7세그먼트 공통캐소드 공통애노드 10개의 십진 디지트 표시

34 실습4: NAND 로직회로

35 이세돌 vs 알파고 Conclusions are as follows.

36 AI(Artificial Intelligence)의 실예와 한계!!
Conclusions are as follows.

37 감사합니다. Conclusions are as follows.

38 4차 산업혁명? MS Hololens Pokemon Google glass 서론입니다. AlphaGo Google car

39 4차산업혁명이란? 상상놀이

40 무엇이 경쟁력인가? 위치와 산포 의미 Precise, Not Accuracy Accuracy, Not Precise
1. 6σ 품질 개념 무엇이 경쟁력인가? 위치와 산포 의미 Accuracy, Not Precise Precise, Not Accuracy Target

41 정밀하다는 의미? : 반도체 산업 Temperature uniformity : < 3 C at 1100 C