DGIST, 생체신호 동시 측정 초소형 반도체 세계 첫 개발

대구경북과학기술원(이하 DGIST) 연구팀이 심전도(ECG)와 근전도(EMG) 등 다양한 생체 신호를 하나의 칩으로 동시에 측정할 수 있는 초소형 반도체를 세계 최초로 개발했다.DGIST는 전기전자컴퓨터공학과 이정협 교수팀이 '시분할 잡음성형 SAR ADC(아날로그-디지털 변환기)' 기반의 멀티채널 반도체 칩을 개발하고 실제 칩 제작과 동작 검증까지 완료했다고 23일 밝혔다.웨어러블 기기는 피부 접촉 상태가 불안정하거나 사용자의 움직임이 큰 환경에서도 정확한 생체 신호를 측정해야 한다. 이를 위해서는 초고입력 임피던스와 넓은 입력 범위, 초저전력 특성을 동시에 갖춰야 하지만 기존 기술로는 이를 하나의 칩에서 구현하는 데 한계가 있었다.연구팀은 전력과 면적 소모가 큰 회로를 여러 채널이 공유하고 핵심 부품만 채널별로 배치하는 '시분할 3차 잡음성형 SAR ADC' 구조를 제안해 문제를 해결했다. 이를 통해 다채널 시스템의 회로 면적과 전력 소모를 크게 줄이면서 초소형·초저전력 칩 구현에 성공했다.또 전력 소비를 최소화하는 CAIB 기법과 신호 왜곡을 보정하는 TD-CLA 기법을 적용해 세계 최고 수준의 성능을 확보했다고 연구팀은 설명했다.이번 기술은 땀이 없거나 전극 접촉이 느슨한 환경에서도 안정적인 측정이 가능해 장시간 건강 모니터링, 디지털 헬스케어 기기, 고정밀 의료기기 등에 활용될 것으로 기대된다.이정협 교수는 "웨어러블 환경의 다양한 변수에도 안정적으로 동작하면서 초소형·초저전력·고성능을 동시에 구현한 새로운 반도체 구조"라고 말했다.