KR100640001B1 - 급격한 ｍｉｔ 소자를 이용한 전기전자시스템 보호 회로 및그 회로를 포함한 전기전자시스템 - Google Patents

급격한 ｍｉｔ 소자를 이용한 전기전자시스템 보호 회로 및그 회로를 포함한 전기전자시스템 Download PDF

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Abstract

정격표준전압 이상의 고주파수 잡음이 전기전자시스템의 전원 라인 혹은 신호라인을 타고 들어올 때 상기 잡음을 효과적으로 제거할 수 있는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로 및 그 보호회로를 포함한 전기전자시스템을 개시한다. 그 전기전자시스템 보호회로는 잡음으로부터 보호받고자 하는 전기전자시스템에 병렬 연결되는 급격한 MIT(Metal-Insulator Transition:MIT) 소자를 포함한다. 전기전자시스템 보호회로는 정격표준전압 이상의 전압이 인가될 때 발생하는 잡음전류의 대부분을 급격한 MIT 소자 쪽으로 바이패스(bypass) 시킴으로써, 전기전자시스템을 보호한다.
금속-절연체 전이, 급격한 MIT 소자, 보호회로

Description

급격한 ＭＩＴ 소자를 이용한 전기전자시스템 보호 회로 및 그 회로를 포함한 전기전자시스템{Circuit for protecting electrical and electronic system using abrupt MIT device and electrical and electronic system comprising of the same circuit}
도 1은 급격한 MIT 소자의 전류-전압 특성곡선 그래프이다.
도 2는 적층형 구조를 가지는 급격한 MIT소자의 수직 단면도이다.
도 3은 평면형 구조를 가지는 급격한 MIT소자의 수직 단면도이다.
도 4는 급격한 금속-절연체 전이 박막의 재료로서 저 농도의 정공이 첨가된 p형 GaAs 박막을 사용하여 제조한 평면형 급격한 MIT 소자의 전기-전압 특성 곡선을 나타낸다.
도 5는 도 4에서 전압이 가해지지 않았을 때(A)의 급격한 MIT소자에 대한 마이크로 X-선 회절무늬에 대한 사진이다.
도 6은 도 4에서 급격한 금속-절연체 전이 이후 전압(B)에서의 급격한 MIT소자에 대한 마이크로 X-선 회절무늬에 대한 사진이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회 로도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도이다.
도 11은 도 10에 도시된 회로도에서 등가 부하저항이 없는 경우에 급격한 금속-절연체 전이가 일어나기 이전의 전원전압과 보호저항에서 강하되는 전압 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 도 10에 도시된 회로도에서 등가 부하저항이 없는 경우에 급격한 금속-절연체 전이가 일어난 후의 전원전압과 보호저항에서 강하되는 전압 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 도 10에 도시된 회로도에서 10㏀의 등가 부하저항을 가진 경우에 급격한 금속-절연체 전이가 일어나기 이전의 전원전압과 보호저항에서 강하되는 전압 사이의 관계를 나타낸다.
도 14는 도 10에 도시된 회로도에서 10㏀의 등가 부하저항을 가진 경우에 급격한 금속-절연체 전이가 일어난 후의 전원전압과 보호저항에 강하되는 전압 사이의 관계를 나타낸다.
도 15는 도 10의 회로도에서 보호저항이 없는 경우에 등가 부하저항이 있는 경우 및 없는 경우의 전류-전압 특성 곡선을 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
200,300,400,500:전기전자시스템 보호회로
910,1100:기판........920,1200:버퍼층
940,1300:전이 박막.....930,1400:제1 전극박막
950,1500:제2 전극박막....VP:전원전압원
VS:신호원...............L1:전원라인
L2:신호라인............MIT,MIT1:급격한 MIT 소자
RP:보호저항.............ZL:등가 임피던스 또는 전기전자시스템
RL:등가 부하저항 또는 전기전자시스템
CP:전원전압 보호용 커패시터
본 발명은 전기전자시스템 보호회로에 관한 것으로, 특히 외부에서 인가되는 고전압 고주파수 잡음신호 혹은 정전기로부터 전기전자시스템의 내부에 설치된 전자부품을 보호하는 전기전자시스템 보호회로에 관한 것이다.
전자부품에 영향을 주는 잡음성분은 전기전자시스템에 전원을 공급하는 전원라인(Power Line) 및 전기전자시스템에 대하여 전기적 신호가 입출력되는 신호라인(Signal Line)을 통하여 유입된다. 따라서 전기전자시스템 보호회로는 상기 전원라 인과 내부 전자부품 사이 또는 상기 신호라인과 내부 전자부품 사이에 설치된다. 상기 전기전자시스템 보호회로는 전자부품을 포함하는 거의 모든 전자제품에 필수적으로 요구된다고 할 수 있을 만큼 중요하다.
전원라인 또는 신호라인을 타고 들어오는 저전압의 잡음신호들은 일반적으로 전기전자시스템 보호회로에 구비된 잡음신호 제거용 필터에 의하여 차단된다. 한편, 고전압 전원 잡음은 ZnO 물질로 만들어진 반도체 저항소자인 바리스터(Varistor)에 의해 제거되는 것으로 알려졌다. 상기 바리스터에 높은 전압 또는 많은 전류가 인가되면 상기 바리스터의 전기적 특성이 변화된다. 즉, 상기 바리스터에서 강하(Drop)되는 전압이 높거나 상기 바리스터에 많은 전류가 흐를 경우 높은 열이 발생하고, 그 열에 의하여 상기 바리스터는 낮은 저항체로 그 특성이 변화된다. 인가되는 신호의 전압 값에 따라 저항값이 변하는 저항체의 특성을 가지는 바리스터는 자신에게 입력되는 강한 서지(Surge) 잡음신호를 감소시킬 수 있다.
전기전자시스템이 모터가 있는 곳에 설치되거나, 정전기 혹은 고전압 전자파가 존재하고 있는 곳에 설치되는 경우, 정격 표준전압보다 큰 고전압 고주파수의 잡음이 상기 전기전자시스템의 전원라인 및/또는 신호라인을 타고 인가될 가능성을 배제할 수 없다. 상기 바리스터는, 고전압 저주파수 잡음신호에 대해서는 차단 효과가 현저하지만, 고전압 고주파수 잡음신호에 대해서는 효과가 미미하다. 이는 상술한 바리스터의 물리적인 특성에 기인한다.
그런데 대부분의 전기전자시스템 혹은 전기전자시스템 내부의 전자부품을 파괴시키는 것은 이와 같이 수 MHz(Mega Hertz) 이상의 고전압 고주파수 잡음과 정전 기와 같은 순간적인 고전압이다.
상기와 같은 고전압 고주파수 잡음신호 및 정전기와 같은 원하지 않는 신호로부터 전자부품을 보호하기 위하여, 인버터 서지 필터(Inverter surge filter)와 같은 정전압 보호장치가 제안되었다. 상기 인버터 서지 필터는 저역통과필터(Low Pass Filter) 및 고역통과필터(High Pass Filter)를 적절하게 조합시켜 만들 수 있다. 상기 저역통과필터와 고역통과필터는 각각 저항(Resistor), 인덕터(Inductor) 및 커패시터(Capacitor)를 이용하여 만들 수 있다. 그러나 실제로 일정한 전기적 특성을 가지는 인버터 서지 필터를 구성하는 것이 간단하지 않을 뿐만 아니라 그 제조에 있어서도 많은 비용이 소요된다. 또한, 상기 인버터 서지 필터를 전기전자시스템에 장착하였다 하더라도, 유입되는 잡음신호가 고주파수 및 고전압 성분을 가지고 있는 경우, 전기전자시스템 보호가 항상 보장되는 것은 아니라는 단점을 여전히 가지고 있다.
고전압이면서 동시에 고주파수 성분을 가지는 잡음신호는 전기전자시스템 내부에 설치된 마이크로프로세서의 동작을 멈추게도 하는데, 이러한 경우에는, 마이크로프로세서의 동작상태를 항상 감시하고 있는 워치 독(Watch dog)을 이용하여 해결할 수 있다. 그러나 상기 워치 독 기능을 소프트웨어를 이용하여 달성하건 또는 하드웨어를 이용하여 달성하건 모두 많은 비용이 소요된다.
상술한 바와 같이, 현재까지 사용되거나 제안되고 있는 보호회로 만으로는 인가되는 고전압이면서 고주파수의 잡음신호가 내부의 전자부품에 영향을 주지 않게 하는 것이 기술적으로 어려울 뿐만 아니라 경제적으로도 많은 비용이 필요하다 는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 정격표준전압 이상의 고전압 고주파수의 잡음이 전기전자시스템의 전원라인 혹은 신호라인을 타고 들어올 때 상기 잡음을 효과적으로 제거할 수 있는 전기전자시스템 보호회로 및 보호방법을 제공하는 데 있다. 여기서 잡음은 정격전압 이상의 전압으로 전기전자시스템에 이상을 일으킬 수 있는 모든 것들을 의미하며 낙뢰 및 고압방전 등을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 잡음으로부터 보호받고자 하는 전기전자시스템에 병렬 연결되는 급격한 MIT(Metal-Insulator Transition:MIT) 소자를 포함하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로를 제공한다.
본 발명에 따른 상기 급격한 MIT 소자는, 상기 전기전자시스템에 인가되는 잡음의 전압준위에 대응하여 소정의 한계전압 이하에서는 절연체의 성질을 나타내고, 상기 한계전압 이상에서는 금속의 성질을 나타낸다.
본 발명에 따른 상기 전기전자시스템 보호회로에서, 상기 급격한 MIT 소자는 상기 전기전자시스템으로 상기 전원전압 또는 상기 신호를 인가하는 전원전압원 또는 신호원에 병렬로 연결되되, 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 전원전압원 또는 신호원에 연결된다. 또한, 상기 전기전자시스템 보호회로는 상기 전원전압원 또는 신호원에 병렬로 연결된 전원전압 보강용 커패시터를 더 포 함할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 잡음으로부터 보호받고자 하는 전기전자시스템에 병렬로 연결되며, 저 농도의 정공을 포함하는 급격한 금속-절연체 전이 박막 및 상기 전이 박막에 콘택하는 제1 및 제2 전극 박막을 구비한 급격한 MIT 소자를 포함하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로를 제공한다.
본 발명에 따른 전기전자시스템 보호회로의 급격한 MIT 소자의 급격한 금속-절연체 전이 박막에 콘택하는 제1 및 제2 전극 박막의 위치에 따라 적층형과 평면형으로 나눌 수 있다. 한편, 상기 급격한 금속 절연체 전이 박막은 산소, 탄소, 반도체 원소(III-V족, II-VI족), 전이금속원소, 희토류원소, 란탄계 원소들을 포함하는 저 농도의 정공이 첨가된 무기물 화합물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 유기물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 반도체, 및 저 농도의 정공이 첨가된 산화물 반도체 및 절연체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 전극 박막은 W, Mo, W/Au, Mo/Au, Cr/Au, Ti/W, Ti/Al/N, Ni/Cr, Al/Au, Pt, Cr/Mo/Au, YBa2Cu3O7 -d, Ni/Au, Ni/Mo, Ni/Mo/Au, Ni/Mo/Ag, Ni/Mo/Al, Ni/W, Ni/W/Au, Ni/W/Ag 및 Ni/W/Al 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 잡음으로부터 보호받고자 하는 부하 전기전자시스템; 및 상기 부하 전기전자시스템에 병렬로 연 결된 급격한 MIT 소자를 구비한 전기전자시스템 보호회로;를 포함하는 전기전자시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 전기전자시스템은 상기 부하 전기전자시스템으로 전원전압 또는 신호를 인가하는 전원전압원 또는 신호원을 포함하고, 상기 전기전자시스템의 보호회로는 상기 급격한 MIT 소자에 병렬연결된 적어도 하나의 급격한 MIT 소자를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 과장되었고, 도면상에서 동일 참조부호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
본 발명에서는 인가되는 신호의 전압준위에 따라 전기적 특성이 급격하게 변하는 새로운 물질을 이용하여 정전기 또는 고전압 고주파수 잡음을 제거하는 전기전자시스템 보호회로를 제안한다. 상기 새로운 물질을 여기서는 급격한 금속-절연체 전이( Metal-Insulator Transition:MIT) 소자라 한다.
도 1은 급격한 MIT 소자의 전류-전압 특성곡선 그래프이다.
도 1에 도시된 전류-전압 특성곡선은, 급격한 금속-절연체 전이 박막(이하,'전이 박막'이라 한다.)의 재질로 바나듐산화물을 사용하여 제조한 급격한 MIT 소자에 대한 것이다. 상기 급격한 MIT 소자의 구조는 도 2 및 도 3에 도시된다. 도 1에 있어서, V(Volt) 단위로 표시된 x축의 전압은 급격한 MIT 소자의 양단에서 강하(Drop)되는 전압을 나타내며, mA(mili-Ampere) 단위로 표시된 y축의 전류는 급격한 MIT 소자를 통과하는 전류를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 급격한 MIT 소자는, 양단에 강하되는 전압이 0V(Zero Volt)에서 약 5.5V까지는 거의 전류가 흐르지 않는 절연체(Insulator)의 특성을 나타내며, 약 5.5V 이상에서는 전류의 불연속 점프가 발생한다. 이러한 불연속 점프는, 급격한 MIT 소자의 전기적 특성이 절연체로부터 금속성 물질로 전이하기 때문에 발생한다. 상기 급격한 MIT 소자의 저항값은 도 1의 전압과 전류 곡선의 기울기로 알 수 있다.
이러한 급격한 MIT 소자가 불연속 점프에 의해 금속성 물질로 전이하는 현상은 발명자들의 논문 New J. Physics 6 (2004) 52 및 http//xxx.lanl.gov/abs/con-mat/0411328 과 Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 242101 그리고 발명자들의 특허 US6,624,463에 설명되어 있다.
여기서 상기 급격한 MIT 소자의 전기적 특성이 절연체로부터 금속성의 물질로 급격하게 전기적 특성이 변화되는 전압을 한계전압이라고 정의한다. 이러한 정의에 따르면, 도 1에서 바나듐산화물을 전이 박막으로 사용하여 제조한 급격한 MIT 소자의 한계전압은 약 5.5V가 된다. 상기 한계전압은 급격한 MIT소자를 구성하는 구성 요소의 구조 및 구성 요소에 사용된 물질의 전기적 특성에 따라 달라질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 급격한 MIT소자는, 전이 박막, 제1 전극박막 및 제2 전극박막의 위치에 따라 적층형(또는 수직형) 구조와 평면형 구조를 가질 수 있다.
도 2는 적층형 구조를 가지는 급격한 MIT 소자의 수직 단면도이다.
도 2를 참조하면, 적층형 구조를 가지는 급격한 MIT 소자는, 기판(910), 기판(910) 상에 형성된 버퍼층(920) 및 버퍼층(920) 상부에 형성된 제1 전극박막(930), 전이 박막(940) 및 제2 전극박막(950)을 포함한다.
버퍼층(920)은 기판(910)과 제1 전극박막(930) 사이에 격자 부정합을 완화시키는 역할을 수행한다. 기판(910)과 제1 전극박막(930) 사이에 격자 부정합이 매우 작을 때는, 버퍼층(920) 없이 제1 전극박막(930)을 기판 위에 형성할 수 있다. 이러한 버퍼층(920)은 SiO2 또는 Si3N4막을 포함하여 형성할 수 있다.
한편, 상기 제1 전극박막(930) 및 제2 전극박막(950)은, W, Mo, W/Au, Mo/Au, Cr/Au, Ti/W, Ti/Al/N, Ni/Cr, Al/Au, Pt, Cr/Mo/Au, YBa2Cu3O7 -d, Ni/Au, Ni/Mo, Ni/Mo/Au, Ni/Mo/Ag, Ni/Mo/Al, Ni/W, Ni/W/Au, Ni/W/Ag 및 Ni/W/Al 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하여 형성한다. 상기 기판(910)의 경우, Si, SiO2, GaAs, Al2O3, 플라스틱, 유리, V2O5, PrBa2Cu3O7, YBa2Cu3O7, MgO, SrTiO3, Nb가 도핑된 SrTiO3 및 절연 박막 위의 실리콘(SOI) 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하여 형 성한다.
도 3은 평면형 구조를 가지는 급격한 MIT소자의 수직 단면도이다.
도 3을 참조하면, 평면형 구조를 가지는 급격한 MIT소자는, 기판(1100), 기판(1100) 상에 형성된 버퍼층(1200), 버퍼층(1200) 상면 일부에 형성된 전이 박막(1300) 및 버퍼층(1200)의 상부로 전이 박막(1300) 측면과 상면으로 서로 대향하면서 형성된 제1 전극박막(1400) 및 제2 전극박막(1500)을 포함한다. 즉, 제1 전극박막(1400)과 제2 전극박막(1500)은 전이 박막(1300)을 사이에 두고 서로 분리되어 있다.
버퍼층(1200)은 전이 박막(1300)과 기판(1100) 사이에 격자 부정합을 완화시켜준다. 기판(1100)과 전이 박막(1300) 사이에 격자 부정합이 매우 작을 때는, 버퍼층(1200) 없이 전이 박막(1300)을 기판(1100) 상에 형성할 수 있다.
버퍼층(1200), 제1 및 제2 전극박막(1400,1500) 및 기판(1100)이 도 2의 설명에서 전술한 재질들로 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 전이 박막(940,1300)은 급격한 MIT 소자의 전기 전도도가 급격하게 변화되더라도, 구조가 변하지 않는 특성을 갖는다.
이하에서는 전이 박막(1300)의 재료에 따른 평면형 급격한 MIT 소자의 전기-전압 특성을 설명한다.
도 4는 평면형 급격한 MIT 소자의 전기-전압 특성 곡선을 나타내는 그래프로서, 급격한 MIT 소자는 전이 박막의 재료로 저 농도의 정공이 첨가된 p형 GaAs 박막을 사용한다.
도 4를 참조하면, 급격한 MIT 소자를 흐르는 전류는 제1 전극박막(1400)과 제2 전극박막(1500) 사이에 가해준 전압의 증가에 따라 증가하며, 약 60V 부근에서 급격히 증가하고, 약 60V 이상에서는 옴(Ohm)의 법칙을 따른다. 도시된 A 및 B 점에서 급격한 MIT 소자에 대한 X-선 회절무늬를 비교하면, 급격한 전이 전과 후의 급격한 MIT 소자의 구조변화 여부를 판단할 수 있다.
도 5는 도 4에서 전압이 가해지지 않았을 때(A)의 급격한 MIT 소자에 대한 마이크로 X-선 회절무늬에 대한 사진이다. 즉, 급격한 MIT 소자에 0V가 인가될 때의 마이크로 X-선 회절무늬를 보여준다.
도 6은 도 4에서 급격한 금속-절연체 전이 이후 전압(B)에서의 급격한 MIT 소자에 대한 마이크로 X-선 회절무늬에 대한 사진이다. 도면에서 알 수 있듯이, 이때 급격한 MIT 소자를 통해 강하되는 전압은 약 70V이다.
도 5 및 도 6은 동일한 회절무늬를 보여주는데 이는 동일한 구조라는 것을 의미한다. 도 4에 도시된 곡선의 급격한 기울기로 판단하면, 금속-절연체 전이가 급격하다는 것을 알 수 있는데, 이러한 급격한 금속-절연체 전이를 전후하여 급격한 MIT 소자의 구조는 변화되지 않았다는 것을 도 5 및 도 6을 통하여 알 수 있다.
급격한 MIT 소자의 급격한 전이, 즉 고속의 스위칭 동작은 전이 박막을 통해서 이루어지고, 그러한 전이 박막은 절연체에 저 농도의 정공(Hole)을 적절히 첨가함으로써, 구현할 수 있다. 절연체에 저농도의 정공 첨가에 의해 일어나는 급격한 금속-절연체 전이 현상에 대한 메카니즘은 발명자들의 논문 New J. Phys. 6 (2004) 52 및 http//xxx.lanl.gov/abs/cond-mat/0411328 와 Appl. Phys. Lett. 86 (2005) 242101 그리고 발명자들의 특허 US6,624,463 에 개시되어 있다.
상술한 급격한 MIT 소자용 급격한 금속-절연체 전이를 일으키는 전이 박막(940,1300)은, 산소, 탄소, 반도체 원소(Ⅲ~Ⅴ족 및 Ⅱ~Ⅳ족), 전이금속원소, 희토류원소, 란탄계 원소들 중 적어도 하나를 포함하는 저 농도의 정공이 첨가된 p형 무기물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 p형 유기물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 p형 반도체, 및 저 농도의 정공이 첨가된 p형 산화물 반도체 및 절연체 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 급격한 MIT 소자용 급격한 금속-절연체 전이를 일으키는 전이 박막(940,1300)은 n형이면서 매우 큰 저항을 갖는 반도체 및 절연체를 포함하여 형성될 수도 있다.
이하에서 설명되는 본 발명의 실시예들에 따른 전기전자시스템 보호회로는, 상술한 바와 같이, 강하되는 전압의 크기에 따라 그 전기적 특성이 급격하게 변하는 급격한 MIT 소자를, 전원전압원에 병렬로 연결하거나 신호원에 병렬로 연결하여 사용한다.
<제1 실시예>
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도이다.
도 7을 참조하면, 전기전자시스템 보호회로(200)는 급격한 MIT 소자(MIT), 보호저항(Rp) 및 전원전압 보강용 커패시터(CP)를 포함한다.
여기서, 부하 임피던스(ZL)는 전기전자시스템에 대응되는 등가 임피던스 (Equivalent Impedance)로서 전기전자시스템 보호회로(200)의 특성을 검증하기 위하여 사용된다. 이러한 전기전자시스템(ZL)으로 전원전압을 인가하는 전원라인(L1)을 타고 정전기 또는 고전압 고주파수 잡음이 인가될 수 있다. 여기서 전기전자시스템은 모든 전자소자, 전기부품, 전자시스템 혹은 고압전기시스템 등 고전압 고주파수 잡음으로부터 보호가 필요한 어떤 전기전자시스템도 가능하다.
한편, 급격한 MIT 소자(MIT)에 직렬연결된 보호저항(Rp)은 급격한 MIT 소자(MIT)에 인가되는 전압 또는 전류를 제한함으로써, 급격한 MIT 소자(MIT)를 보호한다. 직렬 연결된 보호저항(Rp)과 급격한 MIT 소자(MIT)는 전체로 전원전압원(Vp) 또는 전기전자시스템(ZL)과 병렬 연결된다.
전원전압 보강용 커패시터(Cp)는 급격한 MIT 소자(MIT)에 급격한 금속-절연체 전이가 일어났을 경우 전원전압원(Vp)의 전압준위가 정격표준전압 이하로 떨어지는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 따라서, 전원전압 보강용 커패시터(Cp)는 전원전압원(Vp)과 병렬로 연결되어야 한다. 결국, 전원전압 보강용 커패시터(Cp)는, 직렬 연결된 보호저항(Rp) 및 급격한 MIT 소자(MIT) 전체와도 병렬 연결된다.
본 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로(200)는 급격한 MIT 소자(MIT)를 이용하여 전기전자시스템에 인가되는 정전기 또는 고전압 고주파수 잡음을 제거한다. 즉, 전기전자시스템(ZL)에 보호저항(Rp)을 통해 병렬연결된 급격한 MIT 소자(MIT)는 소정 전압 이상의 잡음이 인가되는 경우에 급격한 절연체-금속 전이를 일으켜 대부분의 전류를 급격한 MIT 소자를 통해 흐르게 함으로써 전기전자시스템(ZL) 을 보호한다.
<제2 실시예>
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도이다.
도 8을 참조하면, 전기전자시스템 보호회로(300)는, 보호저항(Rp) 및 급격한 MIT 소자(MIT)를 포함한다. 도 7과 마찬가지로 보호저항(Rp)과 급격한 MIT 소자(MIT)는 직렬로 연결되고, 전체 보호저항(Rp) 및 급격한 MIT 소자(MIT)는 신호원(Vs) 또는 전기전자시스템(ZL)에 병렬로 연결된다. 본 실시예의 경우 신호원(Vs)을 통해 인가되는 신호는 정격 전압이 아니므로 제1 실시예에서와 같은 커패시터는 불필요하다.
본 실시예에서는 소정 전압 이상의 잡음이 신호라인(L2)을 타고 전기전자시스템(ZL)에 인가될 때, 급격한 MIT 소자를 통해 대부분의 전류를 통하게 함으로써, 전기전자시스템(ZL)를 보호한다.
<제3 실시예>
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도이다.
도 9를 참조하면, 전기전자시스템 보호회로(400)는 보호저항(Rp), 급격한 MIT 소자(MIT) 및 급격한 MIT 소자(MIT)에 병렬 연결된 급격한 MIT 소자(MIT1)를 포함한다. 병렬연결된 급격한 MIT 소자(MIT1)를 통해 전류가 분담되므로 급격한 MIT 소자들(MIT, MIT1)이 보호될 수 있다. 한편, 급격한 MIT 소자들(MIT,MIT1)이 서로 병렬연결되므로 전체 저항은 감소하게 되어 저저항의 급격한 MIT 소자를 대용할 수 있다. 본 실시예에서 하나의 급격한 MIT 소자(MIT1)가 병렬연결되고 있지만, 그 이상의 급격한 MIT 소자가 병렬연결될 수 있음은 물론이다.
본 실시예는 전원전압원을 사용하고 있으므로 제1 실시예와 같이 전원전압 보강용 커패시터가 연결될 수 있다. 한편, 제2 실시예와 같은 신호원이 연결된 경우도 여전히 급격한 MIT 소자에 적어도 하나의 급격한 MIT 소자를 병렬연결하여, 전체 급격한 MIT 소자의 저항을 낮출 수 있음은 물론이다.
<제4 실시예>
도 10 내지 도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도 및 그 회로도에 대한 전기적 특성을 분석한 그래프들이다. 본 실시예를 통해서 상기 제1, 제2 또는 제3 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로(200,300,400)의 동작 원리도 더욱 명확히 이해할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기전자시스템 보호회로를 포함한 회로도이다.
도 10을 참조하면, 전기전자시스템 보호회로(500)를 포함한 회로는 전원전압원(Vp), 보호저항(Rp)을 통해 전원전압원(Vp)에 병렬로 연결된 급격한 MIT 소자(MIT) 및 등가 부하저항(RL)을 포함한다. 전원전압원(Vp)으로부터 공급되는 전압(이하, 전원전압)은 VI이고, 보호저항(Rp)에서 강하되는 전압은 VR, 급격한 MIT소자 (MIT)에서 강하되는 전압은 VMIT 이다. 여기서, 보호저항(Rp)의 저항값은 3㏀(Kilo Ohm)이다. 한편, 본 실시예에서는 제1 실시예에서의 회로와 달리 전원전압 보강용 커패시터(Cp)가 생략되고, 등가 임피던스(ZL)는 저항만으로 구성된 등가 부하저항(RL)으로 대체된다.
이하에서는 도 10에 도시된 회로의 전원전압(VI)과 보호저항에서 강하되는 전압(VR) 사이의 관계를 실험한다. 먼저, 전기전자시스템이라는 부하가 연결되지 않은 상태(open)에서의 특성을 알아보기 위하여 등가 부하저항(RL)의 저항값을 ∞Ω으로 하여 실험한다. 여기서 사용되는 급격한 MIT 소자(MIT)는 도 1의 그래프의 특성을 보이는 바나듐산화물을 재료로 사용한 전이 박막을 이용한다. 따라서, 한계전압은 약 5.5V이다.
도 11은 도 10에 도시된 회로에서 등가 부하저항이 ∞Ω일 때 급격한 금속-절연체 전이가 일어나기 이전의 전원전압과 등가 보호저항에서 강하되는 전압 사이의 관계를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 등가 부하저항(RL)이 없는 상태에서 200kHz(Kilo Hertz), 4V의 전원전압(VI, 가는 실선)이 인가되었을 때, 등가 보호저항(Rp)에 걸리는 전압 VR(굵은 실선)가 도시되어 있다.
200kHz, 4V의 전원전압(VI)을 인가하는 경우, 4V의 전원전압(VI)은 급격한 MIT 소자의 한계전압인 5.5V보다 낮기 때문에, 급격한 MIT 소자(MIT)에서 급격한 금속-절연체 전이는 일어나지 않는다. 이때, 급격한 MIT 소자(MIT)에서는 VMIT=3.66V의 전압이 강하되고, 보호저항(Rp)에서는 VR=0.34V가 강하된다. 이러한 사실로부터 급격한 MIT 소자(MIT)의 저항이 약 32㏀이 되는 것을 계산할 수 있다.
도 12는 도 10에 도시된 회로에서 등가 부하저항이 ∞Ω일 때 급격한 금속-절연체 전이가 일어난 후의 전원전압과 보호저항에서 강하되는 전압 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 12를 참조하면, 200㎑, 8V의 전원전압(VI)을 인가하는 경우, 8V의 전원전압(VI)은 한계전압인 5.5V보다 큰 전압이므로, 급격한 MIT 소자(MIT)에서 급격한 금속-절연체 전이가 일어난다. 급격한 금속-절연체 전이가 발생하면, 절연체의 특성을 가지며 상당히 큰 저항값을 가진 급격한 MIT소자(MIT)는, 낮은 소정의 저항값을 가지는 금속성 저항체로 그 전기적 특성이 변한다. 이 때, 보호저항(Rp)에는 VR=4.3V의 큰 전압이 강하되고, 급격한 MIT소자(MIT)에는 VMIT=3.7V가 강하된다. 이때 계산된 급격한 MIT 소자(MIT)의 저항은 약 2.6 kΩ이 된다.
급격한 MIT 소자(MIT)의 급격한 금속-절연체 전이 후 저항값은 급격한 MIT 소자(MIT)의 재질 및 구조를 적절히 변화시켜 조절할 수 있다. 따라서, 급격한 MIT 소자(MIT)의 저항값을 조절하여, 급격한 MIT 소자(MIT)와 보호저항(Rp)에 걸리는 전압의 비를 사용 목적에 맞도록 적절히 조절할 수 있다.
이하에서는, 전기전자시스템이라는 부하가 연결된 조건에서의 특성을 알아보 기 위하여 등가 부하저항(RL)의 값을 10㏀으로 하여 실험한다.
도 13은 도 10에 도시된 회로에서 급격한 금속-절연체 전이가 일어나기 이전의 전원전압과 보호저항에 강하되는 전압 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 13을 참조하면, 등가 부하저항(RL)의 저항값이 10㏀로일 때, 200kHz, 4V의 전원전압(VI)을 인가할 경우 보호저항(Rp)에 VR=0.34V가 강하되며 급격한 MIT 소자(MIT)에는 VMIT=3.66V가 강하된다. 이 경우, 등가 부하저항(RL)에는 0.4mA의 전류가 흐르고 급격한 MIT 소자(MIT)에는 0.11mA의 전류가 흐르는 것으로 계산된다. 따라서, 급격한 MIT 소자(MIT) 쪽과 비교해서 등가 부하저항(300) 쪽으로 약 4배의 전류가 흐른다.
도 14는 도 10에 도시된 회로에서 급격한 금속-절연체 전이가 일어난 후의 전원전압과 보호저항에 강하되는 전압 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 14를 참조하면, 200kHz, 8V의 전원전압(VI)이 인가되었을 때, 보호저항(Rp)에서 VR=4.2V, 급격한 MIT소자(MIT)에서 VMIT=3.8V가 각각 강하된다. 이때 등가 부하저항(RL)은 역시 10㏀이다
강하되는 전압 값을 이용하여 등가 부하저항(RL) 및 급격한 MIT 소자(MIT)에 흐르는 전류를 계산할 수 있다. 계산에 의하면, 등가 부하저항(RL)에 0.8mA, 급격한 MIT소자(MIT)에 1.4mA의 전류가 흐른다. 따라서 급격한 MIT소자(MIT)의 저항값은, 금속-절연체 전이 전에는 32㏀이었지만 급격한 금속-절연체 전이 후에는 약 2.7㏀이 된다.
급격한 MIT 소자(MIT)가 전이 후에 가지는 2.7㏀의 저항값은 일반적인 금속의 특성을 고려할 때 작은 값이 아니다. 그러나 저항값은 고정되는 것이 아니고, 소자의 구조 및 소자에 사용되는 재질을 변화시킴으로써 조절이 가능하며, 또한 저항값이 큰 급격한 MIT 소자(MIT)를 여러 개 병렬연결하여 합성 저항값을 상당히 낮출 수 있다. 경우에 따라서는 합성 저항의 값을 2Ω이하로 줄일 수도 있다.
예를 들어 2Ω 이하의 저항값을 가진다고 할 때, 외부잡음에 의해 크게 증가된 전류를 급격한 MIT 소자(MIT) 쪽으로 대부분 바이패스(By-Pass) 시킴으로써, 10㏀의 저항값을 가진 등가 부하저항(RL)으로 대표되는 전기전자시스템에 과전류가 흐르는 것을 차단할 수 있다.
도 15는 도 10에 도시된 회로에서 보호저항(Rp)을 제거하고 등가 부하저항이 있는 경우와 없는 경우의 전류-전압 특성 곡선을 보여주는 그래프이다. 한편, 여기에서는 바나듐 산화물로 제조된 다른 한계전압을 가지는 급격한 MIT 소자(MIT 2)를 사용한다.
도 15를 참조하면, 급격한 MIT 소자(MIT)의 보호저항(Rp)을 제거한 상태에서 실험하였기 때문에 VR=0V이다. 등가 부하저항(RL)이 있는 경우(사각형으로 표시, RL=∞Ω), 약 6.5V 지점(C)에서 급격한 금속-절연체 전이가 일어나 5㎃까지 전류가 급격하게 증가한다. 그러나 5㏀의 등가 부하저항(RL)이 없는 경우(원으로 표시), 급 격한 MIT 소자(MIT) 쪽으로만 전류가 흐르므로 좀더 급한 경사를 보이다가 약 6.3V 지점(D)에서 5mA까지 전류가 급격히 증가한다.
여기서 등가 부하저항(RL)이 없는 경우 전류가 급격하게 증가하는 곳인 D점 및 등가 부하저항(RL)이 있는 경우 전류가 급격하게 증가하는 곳인 C점 사이의 전류 차는 약 1㎃가 된다. 상기 전류의 차만큼의 전류가 등가 부하저항(RL)으로 흐른다. 상기 전류의 차는 급격한 금속-절연체 전이 후 급격한 MIT소자에 흐르는 전류 값의 1/5에 해당한다. 이 실험에서는 급격한 MIT소자를 보호하기 위해 5mA까지 전류를 제한하였다. 실제는 50mA이상 전류가 흐른다.
이것은 6V 이후의 전압부터는 전류가 대부분 MIT 소자 쪽으로 흘러서 등가부하저항(RL)에 대응되는 전기전자시스템이 외부로부터 인가되는 과전압으로부터 보호된다는 것을 의미한다.
상기 실시예에서 보인 급격한 MIT 소자는, 절연체로부터 금속성으로 그 전기적 특성의 전이가 일어난 후의 저항이 수백Ω에서 수천Ω 정도로 하여 제작한 것이지만, 수Ω 정도의 저항을 가지도록 제작할 수 있다. 따라서, 급격한 금속-절연체 전이 소자의 전류와 전압 특성을, 보호하고자 하는 전기전자시스템의 한계전류와 한계전압에 맞추어 놓으면 고전압 고주파수의 잡음신호가 올 때 그 전기전자시스템을 보호할 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양 한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로는 정격표준전압 이상의 전압이 인가될 때 발생하는 잡음전류의 대부분을 급격한 MIT 소자 쪽으로 바이패스(bypass) 시킴으로써, 전기전자부품을 포함하는 전기전자시스템을 보호한다. 상기 전기전자시스템 보호회로는 모든 전자소자, 전기부품, 전기전자시스템 혹은 고압전기시스템 보호용 노이즈 필터에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 이용되는 급격한 MIT 소자는 매우 간단하여 제조가 용이하고 가격도 매우 저렴하다. 따라서, 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로 역시 저렴한 가격으로 용이하게 구현할 수 있다는 장점을 가진다.

Claims (45)

  1. 잡음으로부터 보호받고자 하는 전기전자시스템에 병렬 연결되는 급격한MIT(Metal-Insulator Transition:MIT) 소자를 포함하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 잡음은 상기 전기전자시스템에 전원전압을 인가하는 전원라인을 통해 인가되며,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 전원라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 전원라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템 보호회로는 상기 전기전자시스템으로 상기 전원전압을 인가하는 전원전압원에 병렬연결된 전원전압 보강용 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 잡음은 상기 전기전자시스템으로 신호를 입출력하는 신호라인을 통해 인가되며,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 신호라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 신호라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 잡음은 상기 전기전자시스템에 전원전압을 인가하는 전원라인 및 신호를 입출력하는 신호라인을 통해 인가되며,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 전원라인 및 신호라인 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 전원라인 및 신호라인 각각과 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템 보호회로는 상기 전기전자시스템으로 상기 전원전압을 인가하는 전원전압원에 병렬연결된 전원전압 보강용 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 잡음의 전압준위에 대응하여 그 전기적 특성이 급격하게 변하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는,
    소정의 한계전압 이하에서는 절연체의 성질을 나타내고,
    상기 한계전압 이상에서는 금속의 성질을 나타내는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템은 상기 한계 전압 이상의 잡음으로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자에 병렬 연결되는 적어도 하나의 급격한 MIT 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  14. 잡음으로부터 보호받고자 하는 전기전자시스템에 병렬로 연결되며,
    저 농도의 정공을 포함하는 급격한 금속-절연체 전이 박막 및 상기 전이 박막에 콘택하는 제1 및 제2 전극 박막을 구비한 급격한 MIT 소자를 포함하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 잡음은 상기 전기전자시스템에 전원전압을 인가하는 전원라인 또는 신호를 입출력하는 신호라인을 통해 인가되며,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 전원라인 또는 신호라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 전원라인 또는 신호라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템 보호회로는 상기 전기전자시스템으로 상기 전원전압을 인가하는 전원전압원에 병렬연결된 전원전압 보강용 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 잡음은 상기 전기전자시스템에 전원전압을 인가하는 전원라인 및 신호를 입출력하는 신호라인을 통해 인가되며,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 전원라인 및 신호라인 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 전원라인 및 신호라인 각각과 연결되는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 잡음의 전압준위에 대응하여 그 전기적 특성이 급격하게 변하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  21. 제14 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는,
    소정의 한계전압 이하에서는 절연체의 성질을 나타내고,
    상기 한계전압 이상에서는 금속의 성질을 나타내는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  22. 제14 항에 있어서,
    상기 급격한 금속-절연체 전이 박막은,
    산소, 탄소, 반도체 원소(III-V족, II-VI족), 전이금속원소, 희토류원소, 란탄계 원소들을 포함하는 저 농도의 정공이 첨가된 무기물 화합물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 유기물 반도체 및 절연체, 저 농도의 정공이 첨가된 반도체, 및 저 농도의 정공이 첨가된 산화물 반도체 및 절연체 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  23. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극박막은,
    W, Mo, W/Au, Mo/Au, Cr/Au, Ti/W, Ti/Al/N, Ni/Cr, Al/Au, Pt, Cr/Mo/Au, YBa2Cu3O7-d, Ni/Au, Ni/Mo, Ni/Mo/Au, Ni/Mo/Ag, Ni/Mo/Al, Ni/W, Ni/W/Au, Ni/W/Ag 및 Ni/W/Al 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  24. 제14 항에 있어서,
    상기 급격한 금속-절연체 전이 박막은,
    n 형 반도체 및 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  25. 제 14항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는
    기판;
    상기 기판 위에 형성된 제1 전극박막;
    상기 제1 전극박막의 상부에 형성되며, 저 농도의 정공을 포함하는 급격한 금속-절연체 전이 박막; 및
    상기 급격한 금속-절연체 전이 박막의 상부에 형성된 제2 전극박막;을 포함 하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 기판과 상기 제1 전극박막 사이에 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 SiO2 또는 Si3N4막을 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  28. 제14 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는,
    기판;
    상기 기판 상부 일부에 형성된 저 농도의 정공을 포함하는 급격한 금속-절연체 전이 박막;
    상기 기판 상부로 급격한 금속-절연체 전이 박막의 일측면 및 상면 일부에 형성된 제1 전극박막; 및
    상기 기판 상부로 급격한 금속-절연체 전이 박막의 상기 일측면에 대향하는 타측면 및 상면 일부에 형성된 제2 전극박막을 포함하며,
    상기 제1 전극박막 및 상기 제2 전극박막은 서로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 기판 상에 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 SiO2 또는 Si3N4막을 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  31. 제25 항 또는 제28항에 있어서,
    상기 기판은,
    Si, SiO2, GaAs, Al2O3, 플라스틱, 유리, V2O5, PrBa2Cu3O7, YBa2Cu3O7, MgO, SrTiO3, Nb가 도핑된 SrTiO3 및 절연 박막 위의 실리콘(SOI) 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  32. 제14 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자에 병렬 연결되는 적어도 하나의 급격한 MIT 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급격한 MIT 소자를 이용한 전기전자시스템 보호회로.
  33. 잡음으로부터 보호받고자 하는 부하 전기전자시스템; 및
    상기 부하 전기전자시스템에 병렬로 연결된 급격한 MIT 소자를 구비한 전기전자시스템 보호회로;를 포함하는 전기전자시스템.
  34. 제33 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템은 상기 부하 전기전자시스템으로 전원라인을 통해 전원전압을 인가하는 전원전압원을 더 포함하고,
    상기 잡음은 상기 전원라인을 통해 상기 부하 전기전자시스템으로 인가되며,
    상기 보호회로의 상기 급격한 MIT 소자는 상기 전원라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  35. 제34 항에 있어서,
    상기 보호회로의 상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 전원라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  36. 제34 항에 있어서,
    상기 보호회로는 상기 전원전압원에 병렬연결된 전원전압 보강용 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  37. 제33 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템은 상기 부하 전기전자시스템으로 신호라인을 통해 신호를 입출력하는 신호원을 더 포함하고,
    상기 잡음은 상기 신호라인을 통해 상기 부하 전기전자시스템으로 인가되며,
    상기 보호회로의 상기 급격한 MIT 소자는 상기 신호라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  38. 제37 항에 있어서,
    상기 보호회로의 상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 신호라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  39. 제33 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템은 전원라인을 통해 전원전압을 인가하는 전원전압원 및 신호라인을 통해 신호를 입출력하는 신호원을 포함하고,
    상기 잡음은 상기 전원라인 및 신호라인을 통해 상기 부하 전기전자시스템에 인가되며,
    상기 보호회로의 상기 급격한 MIT 소자는 상기 전원라인 및 신호라인 각각에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  40. 제39 항에 있어서,
    상기 보호회로의 상기 급격한 MIT 소자는 상기 급격한 MIT 소자를 보호하는 보호저항을 통해 상기 전원라인 및 신호라인 각각과 연결되는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  41. 제39 항에 있어서,
    상기 보호회로는 상기 전원전압원에 병렬연결된 전원전압 보강용 커패시터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  42. 제33 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는 상기 잡음의 전압준위에 대응하여 그 전기적 특성이 급격하게 변하는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  43. 제33 항에 있어서,
    상기 급격한 MIT 소자는,
    소정의 한계전압 이하에서는 절연체의 성질을 나타내고,
    상기 한계전압 이상에서는 금속의 성질을 나타내는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  44. 제43 항에 있어서,
    상기 부하 전기전자시스템은 한계 전압 이상의 잡음으로부터 보호되는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템.
  45. 제33 항에 있어서,
    상기 전기전자시스템 보호회로는 상기 급격한 MIT 소자에 병렬 연결되는 적어도 하나의 급격한 MIT 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전자시스템 .
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