ISFET 传感器偏置电路.doc

1 ISFET 传感器偏置电路 ISFET ( 离子敏感场效应晶体管) 可用于测量流体的酸性。精确的测量要求 ISFET 的偏置条件( ID和 VDS )保持恒定, 同时栅极直接接触被测流体。流体的酸性改变通道宽度, 从而产生一个与流体的 PH 值成正比例的栅极- 源极电压 VGS 。图 1 所示电路是一种更简单、更精确的实现方法。电压 VA 通过 ISFET Q1 设定漏极电流 ID, 而电压 VB 设定 Q1 的漏极- 源极电压 VDS 。两个 AD8821 型高精度测量放大器 IC1 和 IC2 均配置得具有等于 1 的增益。 IC3 是 AD8627 型精密 JFET 输入放大器,它缓冲漏极电压 VD , 确保流经 R1 的电流全都流经 Q1 。图1, 该电路为 ISFET ( 用于测量流体酸性的传感器) 提供理想的偏置。为了控制 ID ,放大器 IC1 迫使其输出端和参考输入端之间的差分电压等于其差分输入电压 VA 。由于检测到的 2 差分电压等于 R1 两端的电压, 因此 ID=VA/R1 。在 R1 设定为 20k Ω时, ID 可按 50mA/V 增减。同样, 放大器 IC2 迫使其输出端和参考输入端之间的差分电压等于其差分输入电压 VB , 从而迫使 VDS 等于 VB 。( 注意: 如果您的设计不需要单独调节 VDS 和 ID ,则电路可以根据一个控制电压来工作。把 VA 和 VB 连在一起,并用所要求的电压 VDS 来驱动它。于是 R1 等于 VDS/ID 。)有关电压 VGS 介于 IC2 的栅极电压和输出电压之间。该电路有一个很有用特点, 即电流源是浮动的, 从而使栅极电压能连接到电路的共模范围内的任何电压。该电路的 VG 范围是(VA+2-VEE) 图2,