Источник постоянного тока для ISFET и MEMFET

Ион-чувствительные и ион-селективные полевые транзисторы (ISFET и MEMFET, соответственно) представляют собой твердотельные химические датчики, выходные электрические сигналы которых связаны с изменением концентрации химического вещества в растворе. Датчикам такого типа требуется стабильность положения рабочей точки. Типичной рабочей точкой является ток стока 100 мкА при напряжении сток-исток VGS, равном 500 мВ. На Рисунке 1 показана схема драйвера, обеспечивающая питание ISFET/MEMFET стабильным постоянным током. Источник тока I создает падение напряжения на резисторе R1, а повторитель напряжения отражает это напряжение на выводы стока и истока химического датчика. В нашем примере напряжение VDS между стоком и истоком датчика равно IR. Весь ток I проходит через резистор R1, поскольку входные токи используемого операционного усилителя находятся в диапазоне фемтоампер. Ток стока датчика IDS является разностью двух постоянных токов источников 2I и I; в данном случае он равен I. Источником постоянных токов в схеме на Рисунке 1 служит микросхема REF200. Микросхема REF200 содержит два внутренних источника тока 100 мкА и токовое зеркало.

Держим старые цены на MEAN WELL весь июль!

Драйвер постоянного тока служит основой для системы измерения концентрации химических веществ.
Рисунок 1. Драйвер постоянного тока служит основой для системы измерения
концентрации химических веществ.
 
Напряжение затвор-исток хорошо коррелирует с концентрацией ионов [H1].
Рисунок 2. Напряжение затвор-исток хорошо коррелирует
с концентрацией ионов [H1].

Один из источников (I) обеспечивает схему током 100 мкА. В нижнем по схеме источнике тока 2I используются второй 100-микроамперный источник микросхемы REF200 и токовое зеркало. Второй повторитель напряжения измеряет напряжение затвор-исток датчика, то есть, интересующую химическую концентрацию. Результаты экспериментов представлены на Рисунке 2. Можно видеть, что схема обеспечивает линейную зависимость между напряжением затвор-исток (VGS) и концентрацией ионов [H+]. В экспериментах использовались датчики ISFET на основе SiO2 и Si3N4. На Рисунке 3 показано изменение порогового напряжения в зависимости от значения водородного показателя pH.

Напряжение затвор-исток ISFET изменяется в зависимости от степени кислотности.
Рисунок 3. Напряжение затвор-исток ISFET изменяется в зависимости
от степени кислотности.
  1. Datasheet Texas Instruments OPA128
  2. Datasheet Texas Instruments REF200

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 1010
сейчас смотрят 5
представлено поставщиков 597
загружено
позиций
25 067 862