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스마트 A/D 변환기에 의한 포터블 집적 가스 센서

전문가 제언: ○ 가스 센서는 플랜트 프로세스 및 제조업 분야 등에서 공정상 필요한 가스의 양을 검출 분석하여 제품 생산이나 또는 주위 환경의 위험가스(유독성 또는 폭발성 가스 등)를 검출하여 사전에 안전조치를 위한 검출용으로 사용된다. 그런데 이러한 기존 가스 센서는 운반하기에 규모가 크고 전력 소모가 많으며 포터블 타입은 감도 및 동작 범위가 떨어져서 사용상 불편한 점이 많은 실정이다.

○ 그러나 최근 반도체기술과 IT기술의 발달은 이러한 가스 센서의 기능을 개선하여 포터블 가스 센서의 요건에 맞는 디바이스의 개발을 가능하게 하고 있다. 즉, 이러한 센서 시스템은 정확도, 재현성, 호환성, 장기 안정성, 화학 및 물리적 오염에 대한 저항성, 크기, 전력소모 및 패키지 등에 맞는 스펙이 요구된다.

○ 따라서 센서 시스템 연구도 높은 성능의 저 전력을 가진 마이크로 시스템 및 그 기술 분야에 대한 관심이 많고 최근 이러한 시제품이 개발되고 있다. 이러한 센서의 주요 응용분야는 환경, 의료, 바이오기술, 자동차, 전자제품 등이다.

○ 이러한 센서요소와 집적회로가 연계된 스마트센서는 CMOS 기술이 널리 사용되는데 이는 실리콘 기술의 사용으로 인한 소형, 저 비용 및 저 전력소모 때문이고 동시에 많은 단일 센서를 한 칩에 집적할 수 있기 때문이다. 이러한 마이크로 가스 센서는 가스 마이크로 센서 배열, AD 변환기 프론트엔드 및 데이터 분석 부분으로 구성되어 있다. 가스 모니터링 시스템에서 중요한 문제점은 센서의 동작온도의 정확한 제어인데 이것은 가스 센서 배열의 감도 및 선택성을 결정하는 기본요소로서 이러한 마이크로 시스템에서는 이 문제가 해결되고 있다.

○ 이 글에서 기술한 포터블 가스 센서 시스템은 전술한 특징을 가진 최근의 가스 검출 기술의 하나로 센서, 인터페이스 회로 및 데이터 분석 등에서 새롭게 개선된 기술을 보여주고 있어 이 분야의 연구개발에 좋은 참고가 된다.

저자: A, Baschirotto,S. Capone, A. D Amicoc,Di Natale, V. Ferragina
자료유형: 학술정보