캘리포니아 대학, 100억분의 1W로 가동하는 온도 센서 개발

캘리포니아 대학이 30일(미국 시간) 불과 113피코 와트(pW)로 가동되는 온도 센서를 개발했다. 이는 최첨단 기술보다 628배 낮은, 그리고 1W의 약 100억분의 1의 수치다. 이 온도 센서에서 체온을 감시하는 웨어러블 단말기나 임플란트 단말기, 스마트 홈 모니터링 단말기 등의 구동 시간을 비약적으로 향상시키는 것이 기대되고 있다.

본 기술은 전원과 디지털 온도 표시의 에너지 소비를 최소화 한다는 목표로 이루어져 전원으로서는 기존 마이크로 프로세서 등의 반도체에서 문제시 되는 양자 터널링 효과에 따른 게이트 리크와 현상을 역이용하여 그 현상에서 리크되는 미량의 전자를 에너지원으로 회로를 움직이는 방법을 취했다.

온도를 디지털로 표시하려면 온도에 따라서 변화하는 저항에 전류를 흘려 이어 전압을 계측하고, 그 전압을 AD 컨버터에서 온도로 변환하는 방법이 이용되고 있다. 이에 대해 연구 팀은 온도를 직접 디지털화하는 시스템을 구축했다. 이 시스템은 온도와 관계 없이 일정 시간에 콘덴서를 충전하는 전원과 온도에 따른 시간으로 충전하는 전원을 조합하고 있다. 모두 초 저전력으로 움직인다.

이 온도 센서는 0.15mm× 0.15mm크기의 칩으로 통합되어 -20℃에서 40℃에서 동작하고 그 기능은 거의 제로 파워인데도 불구하고 다른 온도 센서에 못지않다. 계측 시간이 1℃에 약 1초로 비교적 느리지만 인체나 집의 온도 등은 급격히 온도가 달라지는 것은 생각하기 어렵기 때문에 예상되는 용도에서는 문제가 없다는 것이다.

또 이 기술로 인체나 주변 환경 등의 저 에너지 소스로부터 에너지를 채취하는 새로운 디바이스를 만드는 것이 가능하다.

출처 - http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1068730.html