KR100825762B1 - 금속-절연체 전이(ｍｉｔ) 소자의 불연속 ｍｉｔ를연속적으로 측정하는 회로 및 그 회로를 이용한 ｍｉｔ센서 - Google Patents

금속-절연체 전이(ｍｉｔ) 소자의 불연속 ｍｉｔ를연속적으로 측정하는 회로 및 그 회로를 이용한 ｍｉｔ센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MIT 소자의 불연속 MIT를 연속적으로 측정할 수 있는 불연속 MIT 측정회로 및 그 측정회로를 센서에 응용하여 제작된 MIT 센서를 제공한다. 그 불연속 MIT 측정회로는 전이 전압에서 불연속 MIT를 일으키는 MIT 소자를 포함한 측정 대상부; 상기 측정 대상부로 소정 전류 또는 전압을 인가하기 위한 전원부; 상기 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 측정부; 및 상기 전원부와 상기 측정부를 제어하는 마이크로프로세서(microprocessor);를 포함하여 상기 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정할 수 있다. 본 발명에 따른 불연속 MIT 측정회로는 MIT 소자의 불연속 MIT를 연속적으로 측정함으로써, 외부 인자의 변화를 감지할 수 있는 센서에 활용할 수 있다.
금속-절연체 전이, MIT, MIT 소자, ADC, DAC, 마이크로프로세스

Description

금속-절연체 전이(ＭＩＴ) 소자의 불연속 ＭＩＴ를 연속적으로 측정하는 회로 및 그 회로를 이용한 ＭＩＴ 센서{Circuit for measuring a discontinuous metal-insulator transition(MIT) continuously and MIT sensor using the same circuit}
도 1a ~ 1c는 MIT 소자의 수직형 및 평면형을 보여주는 단면도들이다.
도 2는 MIT 소자 및 보호 저항을 회로 형태로 표현한 회로도이다.
도 3a는 도 2의 회로도의 전압-전류(V-I) 곡선에서 불연속 점프를 보여주는 그래프이다.
도 3b는 도 3a의 전압-전류 곡선을 시뮬레이션을 통해 이진 디지털화하여 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다수 개의 MIT 소자에 대한 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다수 개의 MIT 소자에 대한 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불 연속 MIT 측정회로이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 9는 도 7의 측정회로를 통해 측정된 MIT 소자의 불연속 MIT 점프를 보여주는 실험 데이터에 대한 그래프이다.
도 10은 MIT 소자에 빛이 조사되었을 때, 불연속 MIT 점프가 빛의 세기에 따라 연속적으로 변화하는 모습을 보여주는 실험 데이터에 대한 그래프이다.
도 11a 및 11b는 MIT 소자에 열을 가했을 때, MIT 소자에서 감지되는 온도에 따라 불연속 MIT 점프가 연속적으로 변화하는 모습을 보여주는 실험 데이터에 대한 그래프이다.
<도면에 주요 부분에 대한 설명>
10: 기판 20: 버퍼
30, 30a: 전이 박막 40: 전극 박막
41, 41a: 제1 전극 박막 42, 42a: 제2 전극 박막
100: 측정 대상부 120, 120a: MIT 소자
150: MIT 소자의 보호 저항 170: 멀티 플렉서
240: 가변 저항 300, 800: 전원부
320: DAC 350: 연산 증폭기
400, 500: 측정부 420: 비교기
450: 에지 트리거드 플립-플롭 520: 샘플 홀더
550: ADC 700: 마이크로프로세서
810: 트랜지스터 830: 입력 전원
850: 펄스 신호
본 발명은 MIT 소자에 관한 것으로, 특히 MIT 소자의 응용 회로 및 그 회로를 이용한 MIT 센서에 관한 것이다.
현재 종래에 없던 불연속 금속-절연체 전이(Metal-Insulator Transition: MIT) 소자가 탄생 되었고 새로운 응용기술들이 개발되고 있다. 종래 바나듐옥사이드(V2O5)에서 68 ℃에서 불연속 점프가 일어나는 것이 알려져 있었고, 그에 따라 불연속 MIT를 일으키는 바나듐옥사이드의 세라믹 물질을 임의의 특정온도 감지용 센서에 이용하는 것이 고작이었다.
그러나 불연속 MIT 현상이 제어될 수 있다는 새로운 사실이 발견 및 보고되었고, 이것이 발명자들의 논문 New J. Phys. 6(2004) 52(www.njp.org)에 개시되었다.
일반적으로 센서는 빛, 자기, 압력 등을 감지하는 물리량 검출 센서와 개스나 습도 등을 감지하는 화학량 검출 센서로 크게 나눌 수 있는데, 현재 기술의 진보와 함께, 다양하고 정밀한 센서들이 개발되고 있는 중이다.
센서들 중 온도를 측정하는 온도 센서는 서미스터나 바이메탈을 이용한 온도 센서 등이 사용되고 있는데, 이러한 종래 온도 센서들은 감지할 수 있는 온도 범위가 특정 온도에 한정되거나 또는 너무 넓다는 단점이 있다. 또한, 빛의 세기를 감지하는 센서로는 디지털 카메라나 캠 코더 등에 사용되는 CCD 또는 CMOS 이미지 센서가 대표적인데, 현재까지는 아직 고가이고 단지 빛만을 센싱할 수 있다.
한편, MIT 소자는 특정 전압(이하, '전이 전압'이라 한다) 또는 특정 온도(이하, '전이 온도'라 한다)에서 절연체에서 금속으로 급속한 전이가 발생하는데, 이러한 전이 전압 또는 전이 온도는 전술한 바와 같이 제어 가능함이 밝혀졌다. 이러한 MIT 현상은 전압-전류 곡선을 이용하여 전이 전압 또는 전이 온도에서 전류의 불연속 점프로 설명할 수 있다. 이러한 MIT 소자의 전이 전압이나 전이 온도는 빛, 온도, 압력 또는 가스 등과 같은 외부 인자에 의해 변화될 수 있는데, 따라서 MIT 소자의 불연속 MIT 점프를 연속적으로 측정하게 되면 외부 인자의 변화를 센싱할 수 있는 센서로 이용할 수 있다. 그러나 현재까지는 MIT 소자의 불연속 MIT를 연속적으로 측정할 수 있는 전자회로가 아직 개발되지 않고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 MIT 소자의 불연속 MIT를 연속적으로 측정할 수 있는 불연속 MIT 측정회로 및 그 측정회로를 센서에 응용하여 제작된 MIT 센서를 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 전이 전압에서 불연속 MIT 를 일으키는 MIT 소자를 포함한 측정 대상부; 상기 측정 대상부로 소정 전류 또는 전압을 인가하기 위한 전원부; 상기 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 측정부; 및 상기 전원부와 상기 측정부를 제어하는 마이크로프로세서(microprocessor);를 포함하여 상기 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자에 직렬연결된 보호 저항을 포함하고, 상기 전원부는 펄스 전압 또는 전류를 만들기 위한 디지털아날로그 컨버터(Digital/Analog Converter: DAC) 및 상기 DAC의 신호를 증폭하기 위한 연산 증폭기를 포함하며, 상기 측정부는 비교기(comparator) 및 상기 비교기의 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달하는 에지 트리거드 플립-플롭(Edge triggered flip-flop) 또는 샘플 홀더(sample holder)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 비교기의 2개의 입력 단자 중 제1 단자는 상기 MIT 소자와 상기 보호저항 사이에 연결되고, 제2 단자는 상기 MIT 소자의 전이 전압에 대응하는 기준 전압에 연결되며, 상기 기준 전압은 가변 저항을 통해 조절되며, 상기 MIT 소자로는 상기 전원부에서 생성된 상기 펄스 전압 또는 전류가 인가될 수 있다. 이러한 상기 비교기는 상기 제1 단자의 전압 및 상기 제2 단자의 전압을 비교하여 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압보다 낮은 경우는 로우(low) 신호를 출력하고 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압과 같거나 높은 경우에 하이(high) 신호를 출력하며, 상기 에지 트리거드 플립-플롭 또는 샘플 홀더는 상기 비교기의 출력 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달할 수 있다.
한편, 상기 마이크로프로세서는 데이터 버스(date bus)를 통해 상기 DAC의 출력신호를 제어할 수 있고, 또한 상기 기준 전압은 상기 마이크로프로세서에 의해 인가될 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자와 직렬연결된 보호 저항을 포함하고, 상기 전원부는 펄스 전압 또는 전류를 만들기 위한 디지털아날로그 컨버터(Digital/Analog Converter: DAC) 및 상기 DAC의 신호를 증폭하기 위한 연산 증폭기를 포함하며, 상기 측정부는 샘플 홀더 및 상기 샘플 홀더의 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그디지탈 컨버터(Analog/Digital Converter: ADC)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 전원부에서 상기 MIT 소자로 인가되는 전압 또는 전류는 고속 신호로 인가되고, 상기 샘플 홀더가 상기 MIT 소자의 전단에서의 전압 또는 전류 신호의 변화를 소정 시간 저장하며, 상기 ADC가 상기 샘플 홀더의 출력을 디지털 신호로 변환한 후 상기 마이크로프로세서로 전달할 수 있다.
한편, 상기 마이크로 프로세스는 데이터 버스(date bus)를 통해 상기 DAC로 제어신호를 출력하고, 상기 ADC로부터의 출력을 전달받으며, 상기 데이터 버스를 통한 신호 전달은 칩 셀렉터(chip selector)를 통해 제어될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자에 직렬연결된 보호 저항을 포함하고, 상기 전원부는 펄스 전류 또는 전압에 의해 제어되는 트랜지스터 및 상기 측정 대상부로 고정 전압을 인가하기 위한 입력 전원을 포함하며, 상기 측정부는 비교기(comparator) 및 상기 비교기의 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달하는 에지 트리거드 플립-플롭(Edge triggered flip-flop) 또는 샘플 홀더(sample holder)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 비교기의 2개의 입력 단자 중 제1 단자는 상기 MIT 소자와 상기 보호 저항 사이에 연결되며, 제2 단자는 상기 MIT 소자의 전이 전압에 대응하는 기준 전압이 인가되며, 상기 기준 전압은 가변 저항을 통해 조절되며, 상기 비교기는 상기 제1 단자의 전압 및 상기 제2 단자의 전압을 비교하여 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압보다 낮은 경우는 로우(low) 신호를 출력하고 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압과 같거나 높은 경우에 하이(high) 신호를 출력하며, 상기 에지 트리거드 플립-플롭 또는 샘플 홀더는 상기 비교기의 출력 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달할 수 있다.
한편, 상기 펄스는 상기 마이크로프로세서에서 생성되어 상기 트랜지스터로 인가되거나, 또는 별도의 펄스 발생용 오실레이터에 의해 상기 트랜지스터로 인가될 수도 잇다.
상기 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터 또는 MOS 트랜지스터일 수 있고, 상기 트랜지스터가 바이폴라 트랜지스터인 경우는, 상기 펄스는 베이스로 인가되며, 상기 측정 대상부는 컬렉터 또는 에미터 부분으로 연결될 수 있으며, 상기 트랜지스터가 MOS 트랜지스터인 경우는, 상기 펄스는 게이트로 인가되며, 상기 측정 대상부는 드레인 또는 소오스 부분에 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자에 직렬연결된 보호 저항을 포함하고, 상기 전원부는 펄스 전류 또는 전압에 의해 제어되는 트랜지스터 및 상기 측정 대상부로 고정 전압을 인가하기 위한 입력 전원을 포함하며, 상기 측 정부는 샘플 홀더 및 상기 샘플 홀더의 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그디지탈 컨버터(Analog/Digital Converter: ADC)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 측정부의 상기 MIT 소자로는 상기 트랜지스터의 펄스에 따라 제어되는 고속 펄스 전압 또는 전류가 인가되고, 상기 샘플 홀더가 상기 MIT 소자의 전단에서의 전압 또는 전류 신호의 변화를 소정 시간 저장하며, 상기 ADC가 상기 샘플 홀더의 출력을 디지털 신호로 변환한 후 상기 마이크로프로세서로 전달할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 측정 대상부는 적어도 2개의 MIT 소자 및 상기 MIT 소자들의 선택을 위한 멀티플렉서를 포함하고, 상기 마이크로프로세서가 상기 멀티플렉서에 선택신호를 인가함으로써, 상기 MIT 소자들 전부 또는 선택된 MIT 소자들에 대한 불연속 MIT를 측정할 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 불연속 MIT 측정회로를 이용하여 제작된 MIT 센서를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 MIT 센서는 온도 센서, 적외선 센서, 이미지 센서, 전자파 센서, 입자 검출기, 압력 센서, 및 개스 농도 센서 및 스위치 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 측정 대상부는 다수개의 MIT 소자를 포함하고, 상기 MIT 소자들은 직렬, 병렬 또는 직렬 및 병렬로 연결되거나, 어레이 또는 매트릭스(matrix) 구조로 배열되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 MIT 센서는 상기 MIT 소자들이 어레이 또는 매트릭스 구조로 배열되고, 적외선을 포함한 전자기파에 의해 전이 전압이 변화되며, 상기 불연속 MIT 측정회로가 상기 전이 전압을 검출하여 전자기파의 세기를 측정할 수 있는 이미지 센서일 수 일다.
본 발명에 따른 불연속 MIT 측정회로는 MIT 소자에 대한 불연속 MIT를 연속적으로 측정할 수 있다. 한편, MIT 소자의 불연속 MIT가 일어나는 전이 전압 또는 전이 온도가 빛, 압력, 온도, 가스 농도 등의 외부 인자에 의해 변화될 수 있으므로, 본 발명에 따른 불연속 MIT 측정회로를 통해 불연속 MIT를 연속적으로 측정함으로써, 외부 인자들의 변화를 센싱할 수 있다. 따라서, 본 발명의 불연속 MIT 측정회로를 이용하여 제작된 MIT 센서는 빛, 압력, 온도, 가스 농도 등의 다양한 물리 또는 화학적 변화를 센싱할 수 있는 센서로 이용가능하다.
이하에서는 첨부된 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 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
MIT 소자에 대하여 간단히 설명하면, MIT 소자는 전이 박막 및 적어도 2 개의 전극 박막을 포함하고, 이러한 MIT 소자는 전이 박막 및 전극 박막들의 위치에 따라 적층형(또는 수직형) 구조와 평면형 구조를 가질 수 있다.
도 1a는 적층형 구조를 가지는 MIT 소자에 대한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 적층형 구조를 가지는 MIT 소자는, 기판(10), 기판(10) 상에 형성된 버퍼층(20) 및 버퍼층(20) 상부에 형성된 제1 전극 박막(41), 전이 박막(30) 및 제2 전극 박막(42)을 포함한다.
버퍼층(20)은 기판(10)과 제1 전극 박막(41) 사이에 격자 부정합을 완화시키는 역할을 수행한다. 기판(10)과 제1 전극 박막(41) 사이에 격자 부정합이 매우 작을 때는, 버퍼층(20) 없이 제1 전극 박막(41)을 기판(10) 위에 형성할 수 있다. 이러한 버퍼층(20)은 SiO2 또는 Si3N4막을 포함하여 형성할 수 있다.
전이 박막(30)은 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, 전이 박막(30)은 n형이면서 매우 큰 저항을 갖는 반도체 및 절연체를 포함하여 형성될 수도 있다. 여기서, 첨가된 정공의 농도는 3 x 1016 ㎝-3 정도이다.
한편, 전극 박막(40)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 형성할 수 있다. 이러한 전극 박막(40)은 스퍼터링 증착법, 진공증착법 및 E-빔증착법 중 에서 적어도 하나의 증착법을 이용하여 형성할 수 있다.
기판(10)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 형성할 수 있다.
MIT소자는 전압 또는 온도에 따라 전기적 특성이 급격하게 변한다. 즉, 전이 전압 또는 전이온도 미만에서 MIT 소자는 절연체의 특성을 나타내며, 전이 전압 또는 전이 온도 이상에서 불연속 MIT가 발생하여 금속성 물질의 성질을 띠게 된다.
도 1b은 평면형 구조를 가지는 MIT소자에 대한 단면도이다.
도 1b을 참조하면, 평면형 구조를 가지는 MIT소자는, 기판(10), 기판(10) 상에 형성된 버퍼층(20), 버퍼층(20) 상면 일부에 형성된 전이 박막(30a) 및 버퍼층(20)의 상부로 전이 박막(30a) 측면과 상면으로 서로 대향하면서 형성된 제1 전극 박막(41a) 및 제2 전극 박막(42a)을 포함한다. 즉, 제1 전극 박막(41a)과 제2 전극 박막(42a)은 전이 박막(30a)을 사이에 두고 서로 분리되어 있다.
도 1c는 도 1b에서 설명한 평면형 MIT 소자에 대한 평면도이다. 도 1c를 참조하면, MIT 소자의 버퍼층(20), 전이 박막(30a) 및 제1 및 제2 전극박막(41a,42a)이 도시되어 있음을 알 수 있다.
이와 같은 적층형 또는 평면형 MIT 소자는 마이크로 미터(㎛) 단위의 소형으로 만들 수 있고, 경제적인 측면에서도 매우 저렴한 가격으로 제작할 수 있다. 한편, 도 9a 또는 도 10a에서 설명하는 것과 같이 MIT 소자는 구조 자체의 변화, 예 컨대 도 1c에서 전극 박막의 간격(d)이나 폭(w) 등의 변화에 의해서 전이 전압 또는 전이 온도 등을 변화시킬 수 있다. 또한, 도 9a 또는 도 10a에서 볼 수 있듯이 외부 인자, 예컨대 빛, 온도, 압력 또는 가스 농도 등의 변화에 의해서도 전이 전압 또는 전이 온도가 변화될 수 있다. 따라서, 그러한 전이 전압 또는 전이 온도의 변화, 즉 불연속 MIT의 변화를 측정함으로써, 외부 인자들의 변화를 센싱할 수 있다. 이하, 불연속 MIT 점프를 측정하는 회로에 대하여 설명한다.
도 2는 MIT 소자 및 보호 저항을 회로 형태로 표현한 회로도이다.
도 2를 참조하면, MIT 소자(100)는 일반적으로 MIT 소자의 보호를 위해 MIT 소자 보호 저항(150)을 포함하는데, 도시한 바와 같이 간단한 회로 형태로 표현할 수 있다. 여기서 MIT 소자(100)에 바로 입력 전압(Vinput)이 인가되고 있지만, 반대 방향 즉 보호저항(150) 쪽에서 입력 전압(Vinput)이 인가될 수 있음은 물론이다.
도 3a는 도 2의 회로도의 전압-전류(V-I) 곡선에서 불연속 점프를 보여주는 그래프로서, 도 2의 회로도에 입력 전압(Vinput)을 점차 증가하면서 측정한 그래프이다.
도 3a를 참조하면, MIT 소자(100)는 전이 전압 미만에서는 절연체의 특징을 보이므로 입력 전압(Vinput)이 전이 전압 미만인 동안에는 전류는 옴의 법칙을 따라 선형적으로 증가한다. 그러나 입력 전압(Vinput)이 전이 전압 이상이 되면, MIT 소자(100)가 금속의 특징을 보이면서 저항이 매우 낮아지므로 전류의 불연속 점프(A) 가 발생한다. 여기서, 도 2의 회로도가 보호저항(150)을 포함하고 있으므로, 실제로는 입력 전압(Vinput)이 MIT 소자(100)의 전이 전압보다는 약간 높은 전압이 되어야 MIT 소자(100)에서 불연속 MIT가 발생하지만, 보호저항이 매우 작다고 가정하고 편의상 입력 전압(Vinput)이 전이 전압과 같아질 때 불연속 MIT 점프가 일어나는 것으로 설명한다.
도 3b는 도 3a의 전압-전류 곡선을 시뮬레이션을 통해 이진 디지털화하여 보여주는 그래프이다.
도 3b를 참조하면, 입력 전압(Vinput)이 불연속 점프(B)가 일어나는 전이 전압(DA voltage) 이상이 되면, 하이(High) 값을 나타내고 전이 전압((DA voltage) 미만에는 로우(Low) 값을 나타낸다. 이와 같은 MIT 소자를 이용한 이진 디지털화는 도 2와 같은 회로에 어떤 신호가 인가되는 경우, 회로로 흐르는 전류를 측정하거나 MIT 소자에 걸리는 전압을 측정하고, 그 값들을 기준 전류 또는 기준 전압과 비교하여 하이 또는 로우 값을 할당함으로써, 달성할 수 있다. 예컨대, 비교기(comparator)와 같은 소자를 이용하여, 도 2의 회로도로 입력되는 아날로그 신호를 2진 디지털 신호로 바꿀 수 있다. 한편, 서로 다른 전이 전압을 갖는 MIT 소자를 병렬로 다수 개 연결함으로써, 좀 더 세분화된 디지털 회로를 구성할 수도 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 4를 참조하면, 불연속 MIT 측정회로는 측정 대상부(100), 전원부(300), 측정부(400) 및 마이크로 프로세서(700, microprocessor)를 포함한다. 측정 대상부(100)는 MIT 소자(120) 및 보호 저항 Rp(150)을 포함하고, 전원부(300)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 디지털아날로그 컨버터(320, digital/Analog Converter: DAC) 및 DAC(320)의 출력을 증폭하는 연산 증폭기(350)를 포함한다. 이러한 DAC(320) 및 연산 증폭기(350)를 통해 상기 측정 대상부(100)의 MIT 소자(120)로 충분한 펄스 전압(Vinput) 또는 전류가 인가될 수 있도록 한다.
측정부(400)는 비교기(420, comparator) 및 에지 트리거드 플립-플롭(450, edge triggered flip flop)을 포함한다. 비교기(420)의 두 입력단자 중 제1 단자로는 MIT 소자(120)에 걸리는 전압(Vmit)이 인가되고, 다른 제2 단자로는 MIT 소자의 전이 전압에 상당하는 기준 전압(Vi)이 인가된다. 이러한 기준 전압(Vi)은 고정 전압(Vicc)에 2개의 저항(220,240)을 연결하여 조절되는데, 2개의 저항 중 하나는 저항값을 변화시킬 수 있는 가변 저항 Rv(240)이다. 따라서, 가변 저항(240)을 변화시킴으로써, 기준 전압(Vi)을 측정되는 MIT 소자(120)의 전이 전압에 맞게 조절할 수 있다.
한편, 비교기(420)는 제1 단자의 전압(Vmit)이 제2 단자의 전압, 즉 기준 전압(Vi)보다 낮으면 로우 값을 출력하고 같거나 크면 하이 값을 출력한다. 따라서, 제1 단자의 전압(Vmit)이 전이 전압보다 낮은 경우는 계속적으로 로우 값을 출력하다가 제1 단자의 전압(Vmit)이 전이 전압과 같거나 순간적으로 전이 전압을 초과하는 경우에 비교기(420)는 순간적으로 하이 값을 출력한다. 비교기(420)는 순간적으로만 하이 값을 출력하게 되는데, 왜냐하면 전이 전압 또는 초과되는 전압에서 불연속 MIT 점프가 순간적으로 발생하고 그에 따라 제1 단자의 전압(Vmit) 바로 전이 전압 미만으로 강하되기 때문이다.
비교기(420) 전단으로 연결된 에지 트리거드 플립-플롭(450)은 이러한 비교기(420)의 순간적인 하이 출력을 잠시 동안 저장하고, 저장된 신호는 마이크로프로세서로 전달되게 된다. 한편, 에지 트리거드 플립-플롭 대신에 샘플 홀더를 통해 신호를 저장할 수 있음은 물론이다.
한편, 비교기(420)에서의 출력을 앞서와 반대로 조정할 수도 있는데, 즉 기준 전압(Vi)을 MIT 소자(120)의 불연속 MIT 후의 전압 또는 그보다 약간 높은 전압으로 정의하고, MIT 소자(120) 전단으로 걸리는 전압, 즉 제1 단자의 전압이 불연속 MIT 발생 전까지는 항상 기준 전압(Vi)보다는 높은 상태이고, 또한 비교기(420)가 앞서와 반대로 제1 단자의 전압(Vmit)이 기준 전압(Vi)보다 높으면 로우 값을 출력하고 같거나 낮으면 하이 값을 출력하는 경우, 비교기(420)는 불연속 MIT 이전에는 제1 단자의 전압(Vmit)이 기준 전압(Vi)보다 높으므로 계속 로우 값을 유지하다가, 제1 단자의 전압(Vmit)이 전이 전압과 같거나 더 높게 되어 불연속 MIT가 발생 하게 되면, 불연속 MIT에 의해 제1 단자의 전압(Vmit)이 기준 전압(Vi)과 같거나 더 낮아지므로 비교기(420)는 하이 값을 출력하게 된다.
마이크로프로세서(700)는 데이터 버스를 통해 DAC(320)을 제어하여 측정 대상부(100)로 인가되는 전압 또는 전류를 조절하고, 또한 에지 트리거드 플립-플롭(450)의 출력을 전송받아 MIT 소자(120)의 불연속 MIT 점프 발생 여부를 연속적으로 검출 및 저장한다. 한편, 본 실시예에서는 비교기(420)의 제2 단자로 기준 전압(Vi)을 별도의 전원을 통해 인가하고 있지만, 마이크로프로세서(700)에서 바로 비교기(420)의 제2 단자로 적절한 기준전압을 인가할 수 있도록 회로를 변경할 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다수 개의 MIT 소자에 대한 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예는 도 4의 불연속 MIT 측정회로와 유사하나, 다수 개의 MIT 소자들(120a)을 측정하기 위해서 측정 대상부(100a)는 아날로그 멀티플렉서(170)를 더 포함한다.
다수의 MIT 소자들(120a)은 병렬로 아날로그 멀티플렉서(170)로 연결되고, 아날로그 멀티플렉서(170)가 다수의 MIT 소자들(120a) 중 측정이 요구되는 MIT 소자들을 선택함으로써, 선택된 MIT 소자들만이 불연속 MIT 점프 측정이 되도록 한다. 한편, 아날로그 멀티플렉서(170)는 마이크로프로세서(700)로부터 어드레스 신호라인을 통해 선택 신호를 인가받아 측정이 요구되는 MIT 소자들을 선택하게 된 다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다수 개의 MIT 소자들에 대한 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예는 도 5의 불연속 MIT 측정 회로와 전체적으로 유사한 구조를 가지나, 측정부(500)로 비교기 및 에지 트리거드 플립-플롭 대신에 샘플 홀더(520) 및 아날로그디지탈 컨버터(550, Analog/Digital Converter: ADC)을 사용한다. 이러한 샘플 홀더(520) 및 ADC(550)를 사용함으로써, 고속의 아날로그 신호, 즉 고주파 아날로그 신호로 입력되는 입력 전압(Vinput) 또는 전류에 따른 MIT 소자들(120a)의 불연속 MIT를 정확히 측정할 수 있다. 즉, 제1 실시예 또는 제2 실시예의 비교기(420)의 경우 전압이 고속으로 입력되면 정확하게 불연속 MIT를 측정할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 고속의 입력 전압 또는 전류를 통해 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 경우에는 빠른 신호를 아주 짧은 시간 동안 잡아둘 수 있는 샘플 홀더(520)를 사용하는 것이 유리하다.
이와 같이 샘플 홀더(520)에 순간적으로 저장된 신호는 ADC(550)을 통해 디지털화된 후 마이크로 프로세서(700)로 전달된다. 한편, 전원부의 DAC(320)과 측정부의 ADC(550)은 동일 데이터 버스를 통해 신호들이 전달되는데, 동일 데이터 버스를 이용하더라고 신호들은 DAC(320)과 ADC(550)에 있는 칩 셀렉터(Chip Selector)를 통해 구분되어 전달된다.
본 실시예에서는 다수의 MIT 소자들의 불연속 MIT를 측정하기 위한 멀티플렉 서를 포함하고 있지만, 한 개의 MIT 소자에 대한 측정의 경우 멀티플렉서를 생략해도 무방하다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 불연속 MIT 측정회로는 도 4의 제1 실시예와 유사하나, 전원부(800)를 다른 소자들을 이용하여 구성한다. 즉, 전원부는 고정 전압(Vinput)을 인가하는 입력 전원(830) 및 전류 소자인 트랜지스터(810)를 포함한다. 트랜지스터(810)는 바이폴라 트랜지스터 또는 CMOS 트랜지스터일 수 있으며, 베이스나 게이트로 입력되는 펄스 신호에 의해 트랜지스터의 턴-온 오프 동작이 제어된다.
트랜지스터(810)가 바이폴라 트랜지스터인 경우, 측정 대상부(100)는 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터 또는 에미터 부분으로 연결되고, 트랜지스터(810)가 MOS 트랜지스터인 경우 측정 대상부(100)는 소오스 또는 드레인 부분으로 연결된다.
도면상 PNP 바이폴라 트랜지스터(810)가 이용되고 있으며, 측정 대상부(100)는 에이터 부분으로 연결되어 있다. 베이스 부분으로는 트랜지스터 저항 Rt(820)가 연결되어 있는데, 이러한 베이스 부분으로 펄스 신호(850)가 인가된다. 바이폴라 트랜지스터(810)는 전류 소자로서 에미터로 흐르는 전류는 베이스에 인가되는 전류에 비례하여 흐르는데, 거의 베이스 전류에 전류 이득(β)을 곱한 것만큼의 전류가 에미터로 흐르게 된다. 한편, 베이스로 인가되는 펄스 신호(850)는 마이크로프로세 서(700) 자체에서 생성할 수도 있지만, 별도의 펄스 신호 오실레이터를 이용하여 펄스 신호를 발생시키고 그 펄스 신호를 베이스로 인가할 수 있음은 물론이다.
측정부(400)의 비교기(420) 및 에지 트리거드 플립-플롭(450)은 제1 실시예나 제2 실시예에서 설명한 바와 같이 MIT 소자에서 발생한 불연속 MIT를 디지털 방식으로 검출하는 작용을 한다. 한편, 본 실시예에서도 다수 개의 MIT에 대한 측정을 하는 경우에는 멀티플렉서를 이용할 수 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예는 도 7의 제4 실시예와 유사하나 측정부(500)에 샘플 홀더(520) 및 ADC(550)를 이용한다. 제3 실시예에서 설명한 바와 같이 고속 신호가 MIT 소자(120)로 인가되는 경우에는 제4 실시예의 비교기(420)가 불연속 MIT를 정확히 측정할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 고속 신호 검출을 위해 샘플 홀더(520)를 이용하고, 샘플 홀더(520)의 아날로그 신호를 디지탈로 바꾸는 ADC(550)를 이용한다.
본 실시예도 제4 실시예와 같이 펄스 신호를 별개의 오실레이터를 이용하여 인가할 수 있으며, 멀티플렉서를 이용하여 다수의 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정할 수 있음은 물론이다. 이하에서는 위와 같은 MIT 측정회로를 통해 얻은 그래프에 대한 설명 및 MIT 측정회로의 응용분야에 대하여 설명한다.
도 9는 도 8의 측정회로를 통해 측정된 MIT 소자의 불연속 MIT 점프를 보여주는 실험 데이터에 대한 그래프이다. 이하에서는 도 8의 측정회로를 참조하여 설 명한다.
도 9를 참조하면, 도 8의 불연속 MIT 측정회로의 트랜지스터(810)의 베이스로 펄스 신호(850)를 인가하면, 에미터로 전류가 흐르게 된다. 전술한 바와 같이 에미터 전류는 베이스 전류에 비례하여 변하게 되므로 절연체 상태였던 MIT 소자(120)로 흐르는 전류가 갑작스럽게 증가하고 그에 따라 MIT 소자(120) 전단의 전압이 갑작스럽게 증가한다. 이는 옴의 법칙에 따른 결과이다. 한편, 전이 전압 이상이 되면 MIT 소자(120)에서 불연속 MIT가 발생하고 MIT 소자(120)의 전압은 갑작스럽게 감소한다.
그래프상 오른쪽에서의 전압 강하는 이러한 불연속 MIT에 의한 점프에서 기인한다. 한편, 전이 전압이 최고값 약 11V 정도에서 약 4V 정도 변화함을 볼 수 있는데, 이는 MIT 소자(120)의 온도 변화에 따른 전압 강하를 나타낸다. 실제 실험 데이터에서는 약 21 ℃ 정도의 온도가 상승하였고, 그와 같은 온도 변화에 대하여 전이 전압의 변화(C)가 약 4V 정도로 나타나고 있다.
한편, MIT 소자가 금속으로 전이 한 이후에는, 펄스 값에 따라 다시 옴의 법칙을 따라 변화하다가 절연체 상태로 돌아감을 확인할 수 있다.
본 그래프는 4μsec 간격의 펄스 신호가 인가된 경우를 측정한 것으로, 도 8의 샘플 홀더(520)를 이용함으로써, 이러한 짧은 간격의 고속 신호에 의한 불연속 MIT 점프를 정확하게 측정할 수 있음을 보여주고 있다. 한편, 이러한 MIT 소자의 온도에 따른 전이 전압 변화 특성을 온도 센서에 이용할 수 있다. 즉 불연속 MIT 측정회로를 통해 연속적으로 불연속 MIT를 측정함으로써, 외부 온도 변화를 감지할 수 있고, 따라서 외부 온도를 감지하는 온도 센서에 활용할 수 있다.
도 10은 MIT 소자에 빛이 조사되었을 때, 불연속 MIT 점프가 빛의 세기에 따라 연속적으로 변화하는 모습을 보여주는 실험 데이터에 대한 그래프로서, 상부 쪽에 전압에 대한 전류 곡선이 아날로그 형태로 표시되어 있고 하부에 디지털화되어 표시되어 있다.
도 10을 참조하면, 상부 쪽의 그래프는 조사되는 빛의 세기에 따라 불연속 MIT 점프가 발생하는 전이 전압이 변화됨을 보여주고 있다. 여기서, 이용된 빛의 파장은 1.55 ㎛ 이고, 조사된 빛의 세기는 -30 dBm 에서부터 20 dBm까지이다. 도시한 바와 같이 빛의 세기가 증가할수록 전이 전압이 낮아짐을 확인할 수 있다. 따라서, 이러한 MIT 소자의 빛, 즉 전자파의 세기에 따른 전이 전압의 변화의 특성 및 그러한 특성을 앞서의 여러 불연속 MIT 측정회로를 이용하여 연속적으로 측정함으로 전자파 측정 센서를 구현할 수 있다. 더 나아가, 수많은 MIT 소자들을 어레이 또는 매트릭스 구조로 배열하고 그러한 MIT 소자들의 전자기파에 불연속 MIT를 측정함으로써, 디지털 카메라 등에서 사용할 수 있는 이미지 센서를 구현할 수도 있다.
하부 쪽의 그래프는 상부 쪽의 아날로그 전압-전류 그래프를 도 3b에서와 같은 원리를 통해 디지털화하여 나타낸 그래프로서, 각 전자파의 세기에 따라 불연속 MIT 점프가 일어나는 전압이 다르므로 다양한 이진 디지털 값이 산출될 수 있음을 보여준다. 예컨대, -30 dBm의 전자기파가 조사된 경우 약 12 V에서 MIT가 발생하므로 12V 이상의 전압 이상에서만 하이 값을 출력하고 12 V 미만의 부분에서는 모두 로우 값을 출력한다. 한편, 20 dBm의 전자기파가 조사된 경우에는 약 7V에서 불연속 MIT가 발생하므로, 7V 미만에는 로우 값을 출력하지만 7V 이상에서는 모두 하이 값을 출력하게 된다.
도 11a 및 11b는 MIT 소자에 열을 가했을 때, MIT 소자에서 감지되는 온도에 따라 불연속 MIT 점프가 연속적으로 변화하는 모습을 보여주는 실험 데이터에 대한 그래프이다. 여기서, 이용된 MIT 소자는 도 1b와 같은 평면형 구조를 가지며, 전이 박막은 VO2로 형성되었다. 전극 간격(d)은 20㎛이고 전극 폭(w)은 50㎛이고 전이 전압은 21.5 V 정도이다.
도 11a을 참조하면, 전압이 증가할수록 온도에 따른 MIT 소자의 전이 온도가 낮은 온도로 이동됨을 보여준다. 가해준 전압이 MIT 소자의 전이 전압, 즉 21.5V에 가까이 갈수록 전이 온도가 거의 상온에 근접해 간다. 22V를 가하였을 때는 옴의 법칙만을 보여주며, 전이 온도는 나타나지 않는다. 즉, 전이 전압 이상의 전압을 가하게 되면, 전압만에 의한 불연속 MIT가 발생하므로, 온도에 의한 불연속 MIT가 발생할 여지가 없다. 여기서, D라인은 불연속 MIT 점프 라인이고 E라인은 구조 상전이 라인이다.
한편, 본 그래프를 역으로 해석하면, MIT 소자에 가해지는 온도에 따른 불연속 MIT를 측정할 수 있고, 또한 그에 따른 전압 변화를 측정할 수 있다. 따라서, 앞서의 불연속 MIT 측정회로들을 이용하여 불연속 MIT를 측정함으로써, MIT 소자에 가해지는 온도를 측정할 수 있고, 그에 따라 온도를 측정할 수 있는 온도 센서를 구현할 수 있다.
도 11b는 도 11a의 전이 온도 변화를 디지털화한 그래프로서, 도 10의 전자기파에 따른 전이 전압 변화를 디지털화한 것과 같은 개념이다. 즉, 특정 전이 온도 미만에서는 로우 값을 출력하다가 전이 온도 변화에 따라 각 전이 온도 이상에서 하이 값을 출력하는 모습을 보여주고 있다. 한편, 본 그래프에서도 도 10 하부에 표시된 것과 같이 각 전이 온도에 따라 여러 형태의 표시모양을 가지고 표시되어야 하지만, 그래프의 단순화를 위해 하나의 점의 형태로 표시하고 있다.
MIT 소자는 외부의 인자, 예컨대 빛, 온도, 압력 또는 가스 농도 등에 의해 전이 전압 또는 전이 온도 등이 가변된다. 따라서, 이러한 전이 전압 또는 전이 온도 등을 측정함으로써, 외부 인자 등의 변화를 센싱할 수 있다. 또한, 이러한 전이 온도의 변화를 측정하기 위해서는 MIT 소자의 불연속 MIT 점프를 연속적으로 측정할 수 있는 측정회로가 필요하다. 앞서 여러 실시예에서 불연속 MIT 측정회로는 MIT 소자의 불연속 점프를 연속적으로 측정할 수 있는 불연속 MIT 측정회로들이다.
따라서, 본 발명에 따른 불연속 MIT 측정회로를 이용하면, 빛, 온도, 압력 또는 가스 농도 등에 의해 전이 전압 또는 전이 온도 등을 센싱할 수 있는 센서를 용이하게 구현할 수 있다. 특히, 다수의 MIT 소자들을 어레이 또는 매트릭스 형태로 배열하고 전술한 MIT 측정회로를 통해 빛의 세기를 센싱함으로써, 디지탈 카메라 등에서 이용할 수 있는 이미지 센서를 구현할 수도 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 실시예의 불연속 MIT 측정회로는 MIT 소자의 불연속 MIT를 연속적으로 측정할 수 있다. 한편, MIT 소자는 온도, 압력 또는 가스 농도 등에 의해 전이 전압 또는 전이 온도 등 외부 인자에 의해 전이 전압 또는 전이 온도 등이 변화되므로, 본 발명의 불연속 MIT 측정회로를 통해 MIT 소자의 불연속 MIT를 연속적으로 측정함으로써, 외부 인자의 변화를 감지할 수 있는 센서에 활용할 수 있다.
특히, 다수의 MIT 소자들을 어레이 또는 매트릭스 형태로 배열하고 상기 불연속MIT 측정회로를 통해 빛의 세기를 센싱함으로써, 디지탈 카메라 등에서 이용할 수 있는 이미지 센서를 구현할 수도 있다.

Claims (23)

  1. 전이 전압에서 불연속 MIT를 일으키는 MIT 소자를 포함한 측정 대상부;
    상기 측정 대상부로 소정의 펄스 전류 또는 전압을 인가하기 위한 전원부;
    상기 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 측정부; 및
    상기 전원부와 상기 측정부를 제어하는 제어부;를 포함하여 상기 MIT 소자의 불연속 MIT를 측정하는 불연속 MIT 측정회로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 측정부는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자에 직렬연결된 보호 저항을 포함하고,
    상기 전원부는 펄스 전압 또는 전류를 만들기 위한 디지털아날로그 컨버터(Digital/Analog Converter: DAC) 및 상기 DAC의 신호를 증폭하기 위한 연산 증폭기를 포함하며,
    상기 측정부는 비교기(comparator) 및 상기 비교기의 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달하는 에지 트리거드 플립-플롭(Edge triggered flip-flop) 또는 샘플 홀더(sample holder)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 비교기의 2개의 입력 단자 중 제1 단자는 상기 MIT 소자와 상기 보호저항 사이에 연결되고, 제2 단자는 상기 MIT 소자의 전이 전압에 대응하는 기준 전압에 연결되며,
    상기 기준 전압은 가변 저항을 통해 조절되며,
    상기 MIT 소자로는 상기 전원부에서 생성된 상기 펄스 전압 또는 전류가 인가되는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 제1 단자의 전압 및 상기 제2 단자의 전압을 비교하여 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압보다 낮은 경우는 로우(low) 신호를 출력하고 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압과 같거나 높은 경우에 하이(high) 신호를 출력하며,
    상기 에지 트리거드 플립-플롭 또는 샘플 홀더는 상기 비교기의 출력 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 소정의 펄스 전류 혹은 전압은 마이크로프로세서에 의해 인가될 수 있는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자와 직렬연결된 보호 저항을 포함하고,
    상기 전원부는 펄스 전압 또는 전류를 만들기 위한 디지털아날로그 컨버터(Digital/Analog Converter: DAC) 및 상기 DAC의 신호를 증폭하기 위한 연산 증폭기를 포함하며,
    상기 측정부는 샘플 홀더 및 상기 샘플 홀더의 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그디지탈 컨버터(Analog/Digital Converter: ADC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 전원부에서 상기 MIT 소자로 인가되는 전압 또는 전류는 고주파 신호로 인가되고,
    상기 샘플 홀더가 상기 MIT 소자의 전단에서의 전압 또는 전류 신호의 변화를 소정 시간 저장하며,
    상기 ADC가 상기 샘플 홀더의 출력을 받아 디지탈 신호로 변환한 후 상기 마이크로프로세서로 전달하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세스는 데이터 버스(date bus)를 통해 상기 DAC로 제어신호를 출력하고, 상기 ADC로부터의 상기 MIT 소자의 변화에 대한 출력을 전달받으며,
    상기 데이터 버스를 통한 신호 전달은 칩 셀렉터(chip selector)를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자에 직렬연결된 보호 저항을 포함하고,
    상기 전원부는 펄스 전류 또는 전압에 의해 제어되는 트랜지스터 및 상기 측정 대상부로 고정 전압을 인가하기 위한 입력 전원을 포함하며,
    상기 측정부는 비교기(comparator) 및 상기 비교기의 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달하는 에지 트리거드 플립-플롭(Edge triggered flip-flop) 또는 샘플 홀더(sample holder)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 비교기의 2개의 입력 단자 중 제1 단자는 상기 MIT 소자와 상기 보호 저항 사이에 연결되며, 제2 단자는 상기 MIT 소자의 전이 전압에 대응하는 기준 전압이 인가되며,
    상기 기준 전압은 가변 저항을 통해 조절되며,
    상기 비교기는 상기 제1 단자의 전압 및 상기 제2 단자의 전압을 비교하여 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압보다 낮은 경우는 로우(low) 신호를 출력하고 상기 제1 단자의 전압이 상기 제2 단자의 전압과 같거나 높은 경우에 하이(high) 신호를 출력하며,
    상기 에지 트리거드 플립-플롭 또는 샘플 홀더는 상기 비교기의 출력 신호를 저장하여 상기 마이크로프로세서로 전달하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 펄스는 상기 마이크로프로세서에서 생성되어 상기 트랜지스터로 인가되거나, 또는 별도의 펄스 발생용 오실레이터에 의해 상기 트랜지스터로 인가되는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 바이폴라 트랜지스터 또는 MOS 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 트랜지스터가 바이폴라 트랜지스터이고,
    상기 펄스는 베이스로 인가되며, 상기 측정 대상부는 컬렉터 또는 에미터 부분으로 연결되는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 트랜지스터가 MOS 트랜지스터이고,
    상기 펄스는 게이트로 인가되며, 상기 측정 대상부는 드레인 또는 소오스 부분에 연결되는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 측정 대상부는 상기 MIT 소자에 직렬연결된 보호 저항을 포함하고,
    상기 전원부는 펄스 전류 또는 전압에 의해 제어되는 트랜지스터 및 상기 측정 대상부로 고정 전압을 인가하기 위한 입력 전원을 포함하며,
    상기 측정부는 샘플 홀더 및 상기 샘플 홀더의 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그디지탈 컨버터(Analog/Digital Converter: ADC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 측정부의 상기 MIT 소자로는 상기 트랜지스터의 펄스에 따라 제어되는 고주파 펄스 전압 또는 전류가 인가되고,
    상기 샘플 홀더가 상기 MIT 소자의 전단에서의 전압 또는 전류 신호의 변화를 소정 시간 저장하며,
    상기 ADC가 상기 샘플 홀더의 출력을 받아 디지탈 신호로 변화한 후, 상기 마이크로프로세서로 전달하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  18. 제2 항, 제3 항, 제7 항, 제10 항 및 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 대상부는 적어도 2개의 MIT 소자 및 상기 MIT 소자들의 선택을 위한 멀티플렉서를 포함하고,
    상기 마이크로프로세서가 상기 멀티플렉서에 선택신호를 인가함으로써, 상기 MIT 소자들 전부 또는 선택된 MIT 소자들에 대한 불연속 MIT를 측정하는 것을 특징으로 하는 불연속 MIT 측정회로.
  19. 제1 항, 제3 항, 제7 항, 제10 항 및 제16 항 중 어느 한 항의 불연속 MIT 측정회로를 포함하는 MIT 센서.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 MIT 센서는 온도 센서, 적외선 센서, 이미지 센서, 압력 센서, 전자파 센서, 입자검출기 및 개스 농도 센서 및 스위치 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 MIT 센서.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 측정 대상부는 다수개의 MIT 소자를 포함하고,
    상기 MIT 소자들은 직렬, 병렬 또는 직렬 및 병렬로 연결되거나, 어레이 또는 매트릭스(matrix) 구조로 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하는 MIT 센서.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 MIT 소자들은 어레이 또는 매트릭스 구조로 배열되고,
    상기 MIT 소자들은 적외선을 포함한 전자기파에 의해 전이 전압이 변화되며,
    상기 불연속 MIT 측정회로가 상기 전이 전압을 검출하여 전자기파의 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 MIT 센서.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 MIT 센서는 이미지 센서인 것을 특징으로 하는 MIT 센서.
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