ISFET与MEMFET化学传感器：从工作原理到实际应用的深度解析
ISFET 和 MEMFET（离子敏感和膜 FET）是固态化学传感器，可提供与溶液中化学浓度变化相关的电信号。这些类型的传感器需要一个稳定的工作点。常见的工作点是 100 μA 的漏源电流和 500 mV 的漏源电压。在这些条件下，检测到的化学信息包含在栅极-源极电压 V 中GS系列.图 1 显示了用于 ISFET/MEMFET 的恒流驱动器。电流源 I 在电阻器 R 中产生电压降1;电压跟随器将此电压反射到化学传感器的漏源端子。在此示例中，VDS 系列等于 IR。整个电流 I 穿过电阻器 R1，因为运算放大器是静电计类型，具有飞安级输入偏置电流。传感器的漏源电流 ***系列，是常流 2I 和 I 之间的差值 - 在本例中为 I。REF200 在图 1 中的电路中提供恒定电流。REF200 具有两个内部 100 μA 电流源和一个电流镜。
| 图 1. |
恒流驱动器为化学品浓度 测试系统提供了基础。 |
| 图 2. |
栅极-源极电压与 [H1] 离子。 |
其中一个 100 μA 电流源提供图 1 中的 I。较低的 2I 电流源使用 REF200 的第二个 100μA 电流源和内部电流镜。第二个电压跟随器测量传感器的栅源电压，因此测量感兴趣的化学浓度。图 2 显示了实验结果。您可以看到，该设置在栅极-源极电压和 [H] 离子浓度之间提供了线性关系。实验使用了 SiO+2– 和 Si3N4基于 ISFET 的传感器。图 3 显示了阈值电压随 pH 值的变化。
| 图 3. |
ISFET 的栅源电压随 酸度的变化而变化。 |
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