기존 반도체 회로의 증폭기 전력 소모는 휴대용 기기 및 친환경 기술 개발의 한계로 작용합니다. 본 기술은 이러한 문제 해결을 위해 전류 공유 방식을 도입한 적분기, 시그마 델타 아날로그 디지털 변환기(ADC), 그리고 센서 장치를 제안합니다. 이 발명은 증폭기의 성능은 그대로 유지하면서 전체 전류 사용량을 절반 수준으로 획기적으로 줄이는 데 성공했습니다. 이를 통해 고효율, 고성능, 저전력 특성을 갖는 반도체 집적회로 및 기기 제작이 가능해지며, 이는 웨어러블 기기, IoT 센서 등 다양한 저전력 응용 분야에 혁신적인 솔루션을 제공할 것으로 기대됩니다. 본 기술은 전력 효율을 극대화하여 미래 전자 기기의 발전에 기여합니다.

기존 폐쇄루프 DT 스위치드-캐패시터 적분기는 고속 동작 시 높은 소비전력과 넓은 면적 문제를 야기했습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 단일 이득 버퍼를 활용하여 개방 루프 구조의 적분기를 제공합니다. 이 혁신적인 적분기는 피드백 오버헤드를 제거하여 기존 대비 훨씬 빠른 고속 동작이 가능하며, 복잡한 증폭기 대신 간단한 소스-팔로워 회로를 사용함으로써 회로 면적과 소모 전력을 획기적으로 줄입니다. 아날로그 컴퓨터, 아날로그-디지털 변환기 등 고성능, 저전력, 소면적 설계가 필수적인 응용 분야에 최적화된 솔루션을 제공합니다.

기존 고해상도 델타-시그마 변조기는 전력 소모 및 면적 증가라는 한계에 직면해 있습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 새로운 아날로그 신호처리 블록을 도입하여 기존 피드포워드 델타-시그마 변조기 루프 필터 내의 피드포워드 경로를 제거하는 기술을 제안합니다. 이 기술은 적분기의 부하 커패시턴스를 줄이고, 덧셈기 효율을 개선하여 변조기의 면적과 전력을 동시에 획기적으로 절감합니다. 기존 피드포워드 구조의 장점은 그대로 유지하면서 고성능 저전력 특성을 달성하는 혁신적인 솔루션입니다. 본 기술은 무선 디바이스 등 다양한 분야에서 전력 효율적인 신호 처리에 기여할 것입니다.

아날로그-디지털 변환장치(ADC)의 핵심은 안정적인 기준전압입니다. 기존 ADC는 온도 변화, 소자 부정합 등으로 기준전압 오차가 발생하여 정밀한 데이터 계측에 어려움이 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 클럭 신호 기반 스위치 제어를 통해 BJT 트랜지스터 특성 오차를 평균화하고, 입력 신호 교차 입력을 통해 캐패시터 부정합으로 인한 오차를 효과적으로 감소시키는 기준전압 생성 기술을 제공합니다. 이는 고정밀 ADC 구현을 가능하게 하여, 다양한 분야에서 신뢰성 높은 아날로그-디지털 변환을 지원합니다.

기존 폰 노이만 아키텍처는 높은 전력 소모와 발열 문제가 있으며, 기존 이진 신경망(BNN) 구현 방식은 집적도와 신뢰성에서 한계를 보였습니다. 본 기술은 나노 전기기계 메모리(NEM) 소자를 활용하여 이러한 문제를 해결하는 이진 신경망 및 그 동작 방법을 제시합니다. NEM 셀을 이용한 XNOR 연산을 통해 시냅스 어레이의 셀 개수와 전력 소모를 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 최소한의 NEM 셀로 이진 신경망 어레이의 집적도를 높이고, 우수한 내구성과 신뢰성을 바탕으로 안정적인 시스템을 구현합니다. 이 기술은 차세대 저전력 고집적 인공지능 반도체 개발에 기여할 것입니다.

기존 합성가스 기반 C2-함산소화합물 제조 방식은 고온/고압 조건과 촉매 선택성의 문제점을 안고 있습니다. 본 기술은 루테늄 나노입자를 지지체에 담지시킨 새로운 불균일계 촉매를 개발하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 촉매는 귀금속인 루테늄의 사용량을 현저히 줄이면서도 아세트산 및 에탄올 등 C2-함산소화합물의 우수한 전환율과 선택도를 제공합니다. 또한, 물 첨가 및 반응 조건 최적화를 통해 생산 효율을 극대화하며, 촉매의 장기적인 안정성을 확보하여 C2-함산소화합물 제조 공정의 경제성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 혁신적인 해결책입니다.

방사성의약품 생산 과정에서 1회용 카세트의 조립 불량은 생산 실패와 경제적 손실을 초래합니다. 기존에는 생산 완료 후 불량 여부를 확인하여 사전 예방이 어려웠습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하고자, 방사성의약품 카세트의 조립성을 생산 전 단계에서 정확히 검사하는 장치를 제안합니다. 제1 카메라로 수평 조립 부품의 정렬 및 루어 조립 적정성을, 제2 카메라로 수직 조립 부품의 체결 깊이(콕 높이)를 평가하여 불량품을 신속하게 판별합니다. 이 시스템은 듀얼 카메라 영상 분석을 통해 카세트의 정확한 체결 깊이와 정렬 상태를 확인함으로써, 방사성의약품 생산 수율을 획기적으로 향상시키고 경제성을 높이는 데 기여합니다.

기존의 특정 물질 감지 기술은 높은 비용과 긴 분석 시간으로 인해 실시간 활용에 어려움이 있었습니다. 본 발명은 광결정 복합 구조물을 활용하여 특정 물질의 흡수량에 따른 부피 변화를 광학적(색) 변화로 극대화하고, 식별 영역별로 특정 물질의 통과 특성을 달리하는 부가 커버층을 통해 다차원 식별을 가능하게 하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 기술은 휘발성 유기 화합물(VOC) 검출 센서, 지폐나 보안 카드의 진위 식별 등 보안 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 고속 응답성과 명확한 색 변화를 통해 정밀하고 신뢰도 높은 물질 식별 및 진위 판별이 가능합니다.

본 발명은 기존 전기기계 스위치의 높은 구동 전압 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 캔틸리버의 탄성에너지를 효과적으로 활용하고, 동적 슬링샷 제어 기술을 통해 풀백 및 풀인 전압을 정밀하게 제어하여 구동 전압을 획기적으로 낮추는 방법을 제시합니다. 이 기술은 MEMS(미세전기기계시스템) 및 NEM(나노전기기계시스템) 소자의 구동 효율을 극대화하며, 재구성 가능 로직(FPGA)과 같은 차세대 반도체 분야에서 필수적인 저전력, 고성능 스위치 구현에 기여합니다. 특히, 캔틸리버의 물리적 이동에 맞춰 슬링샷 신호를 동기화함으로써 안정적이고 효율적인 저전압 구동을 실현합니다. 본 기술은 인공지능, 데이터 분석 등 확장된 어플리케이션에 적용 가능합니다.

기존 바이러스 진단 방식은 높은 비용, 전문성 요구, 혹은 낮은 민감도 등 여러 한계에 직면해 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA) 및 폴리스티렌 나노입자(PSNPs)를 포함하는 수화젤 센서를 적용한 바이러스 감염 진단 키트를 제안합니다. 이 혁신적인 수화젤 센서는 바이러스 스파이크 단백질과 같은 항원 단백질의 고정력을 획기적으로 높여, 친수성 및 소수성 단백질 모두에 대한 검출 민감도를 극대화합니다. 결과적으로, 기존 진단법 대비 빠르고 정확한 현장 진단(POCT)을 가능하게 하여, 바이러스 감염 여부를 더욱 신뢰성 있게 진단할 수 있습니다. 본 기술을 통해 정밀하고 신속한 바이러스 진단의 새로운 기준을 경험하시길 바랍니다.