專利名稱：高穩(wěn)定離子或生物檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用離子或生物敏場效應(yīng)器件作探頭組裝的離子或生物檢測裝置，特別涉及一種高穩(wěn)定的離子或生物檢測裝置。
現(xiàn)有用離子或生物敏場效應(yīng)器件作探頭組裝的離子或生物檢測裝置僅設(shè)置由一個離子或生物敏場效應(yīng)器件組成的單一檢測電路，有關(guān)溫度、光照及總體pH值等環(huán)境因素對檢測結(jié)果產(chǎn)生的影響未能得到有效的修正或補償，輸出讀數(shù)的穩(wěn)定性難以保證。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型設(shè)計了一種具有補償電路的高穩(wěn)定離子或生物檢測裝置。在該裝置中不僅設(shè)有一個包含離子或生物敏場效應(yīng)器件并對特定離子或生物具有電學(xué)響應(yīng)的檢測電路，還設(shè)有一個對環(huán)境因素具有和檢測電路近似的電學(xué)響應(yīng)但對離子或生物檢測物無響應(yīng)的補償電路，檢測電路與補償電路的輸出分別接至一個差分放大器的兩個輸入端，并以差分放大器的輸出端作為該檢測裝置的輸出端。這樣就使得裝置的輸出值是檢測電路與補償電路兩項輸出的差額放大值，它消除了環(huán)境因素的影響，保證了檢測的穩(wěn)定性。
附圖示出本實用新型——高穩(wěn)定離子或生物檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。其中檢測電路(12a)是由一個柵區(qū)表面(5a)可與檢測液(2)接觸的離子或生物敏n溝場效應(yīng)器件(4a)、兩個直流恒流引接端(6a1，6a2)、兩個能夠保持各自輸出入兩端電位差恒定的電壓跟隨器(8a1，8a2)以及一個可調(diào)電阻器(7a)組成的能使敏感器件(4a)溝道電流與電壓均保持穩(wěn)定的電路。在檢測電路(12a)中敏感器件(4a)的源極(S1)與一直流恒定電流流出引接端(6a2)以及一個電壓跟隨器(8a2)的輸入端相連，此電壓跟隨器(8a2)的輸出端與可調(diào)電阻器(7a)一端連成檢測電路(12a)的輸出端，敏感器件(4a)的漏極(D1)則與另一電壓跟隨器(8a1)的輸出端相連，這一電壓跟隨器(8a1)的輸入端與另一直流恒定電流流入引接端(6a1)以及可調(diào)電阻器(7a)的另一端相連。補償電路(12b)則是由一個柵區(qū)表面(5b)可以裸露在檢測液(2)中且對離子或生物檢測物無電學(xué)反響的n溝場效應(yīng)器件(4b)、兩個直流恒流引接端(6b1，6b2)、兩個能夠保持各自輸出入兩端電位差恒定的電壓跟隨器(8b1，8b3)以及一個可調(diào)電阻器(7b)組成的能使n溝場效應(yīng)器件(4b)溝道電流與電壓均保持穩(wěn)定的電路。在補償電路(12b)中場效應(yīng)器件的源極(S2)與一直流恒定電流流出引接端(6b2)以及一個電壓跟隨器(8b2)的輸入端相連，此電壓跟隨器(8b2)的輸出端與可調(diào)電阻器(7b)一端連成補償電路(12b)的輸出端，場效應(yīng)器件(4b)的漏極(D2)則與另一電壓跟隨器(8b1)的輸出端相連，這一電壓跟隨器(8b1)的輸入端與另一恒定電流流入引接端(6b1)以及可調(diào)電阻器(7b)的另一端相連。檢測電路(12a)與補償電路(12b)的各自輸出分別接至一個差分放大器(11)的兩個輸入端，并以此差分放大器(11)的輸出端作為該實施例檢測裝置的輸出端。檢測電路(12a)中的離子或生物敏n溝場效應(yīng)器件(4a)與補償電路(12b)中的n溝場效應(yīng)器件(4b)處于緊鄰位置，它們的柵區(qū)(5a、5b)表面與檢測裝置中所設(shè)參比電極(3)表面具有相等的間距。在該實施例中，所用電壓跟隨器(8a1，8a2，8b1，8b2)都是使低輸入端短路至輸出端的CA3140E集成運算放大器，所用差分放大器為CA3140E運算放大器，差分放大器放大倍數(shù)(×1，或×10)可任選。由于上述檢測電路與補償電路在結(jié)構(gòu)上的高度相似性，保證了高精度的環(huán)境因素補償，保證了檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。


附圖為本實用新型高穩(wěn)定離子或生物檢測裝置一項實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為檢測槽，2為檢測液，3為參比電極，4a為n溝離子或生物敏場效應(yīng)器件，4b為裸露柵區(qū)并且沒有離子或生物反響的n溝場效應(yīng)器件，5a為敏感器件柵區(qū)，5b為裸露的n溝場效應(yīng)器件柵區(qū)，6a1與6b1為直流恒定電流流入引接端，6a2與6b2為直流恒定電流流出引接端，7a與7b為可調(diào)電阻器，8a1，8a2，8b1與8b2為電壓跟隨器，9為檢測裝置的輸出端，10為直流電源，11為差分放大器，12a為檢測電路，12b為補償電路，D1與D2為漏極，S1與S2為源極。
權(quán)利要求1.一種用離子或生物敏場效應(yīng)器件作探頭組裝的高穩(wěn)定離子或生物檢測裝置，其特征為，該裝置設(shè)有一個包含離子或生物敏場效應(yīng)器件并對特定離子或生物具有電學(xué)響應(yīng)的檢測電路，還設(shè)有一個對環(huán)境因素具有和檢測電路近似的電學(xué)響應(yīng)但對離子或生物檢測物無響應(yīng)的補償電路，檢測電路和補償電路的各自輸出分別接至一個差分放大器的兩個輸入端，并以差分放大器的輸出端作為該檢測裝置的輸出端。
2.按照權(quán)利要求1所述檢測裝置的特征為，所述檢測電路的組成包括一個柵區(qū)表面可與檢測液接觸的離子或生物敏n溝場效應(yīng)器件、兩個直流恒定電流引接端，兩個能夠保持各自輸出入兩端電位差恒定的電壓跟隨器、以及一個可調(diào)電阻器，其中敏感器件的源極與一直流恒定電流流出引接端以及一個電壓跟隨器的輸入端相連，此電壓跟隨器的輸出端與可調(diào)電阻器一端相連成所述檢測電路的輸出端，敏感器件的漏極則與另一電壓跟隨器的輸出端相連，這一電壓跟隨器的輸入端與另一直流恒定電流流入引接端以及可調(diào)電阻器的另一端相連。
3.按照權(quán)利要求1和2所述檢測裝置的特征為，所述補償電路的組成包括一個柵區(qū)表面可以裸露在檢測液中且對離子或生物檢測物沒有電學(xué)反響的n溝場效應(yīng)器件、兩個直流恒定電流引接端、兩個能夠保持各自輸出入兩端電位差恒定的電壓跟隨器以及一個可調(diào)電阻器，其中場效應(yīng)器件的源極與一直流恒定電流流出引接端以及一個電壓跟隨器的輸入端相連，此電壓跟隨器的輸出端與可調(diào)電阻器一端連成所述補償電路的輸出端，場效應(yīng)器件的漏極則與另一電壓跟隨器的輸出端相連，這一電壓跟隨器的輸入端與另一直流恒定電流流入引接端以及可調(diào)電阻器的另一端相連。
4.按照權(quán)利要求1、2所述檢測裝置的特征為，所述離子或生物敏n溝場效應(yīng)器件與所述對離子或生物沒有電學(xué)反響的n溝場效應(yīng)器件處于緊鄰位置，它們的柵區(qū)表面與所述檢測裝置中的參比電極表面具有相等的間距。
專利摘要本實用新型公開了一種用離子或生物敏場效應(yīng)器件作探頭組裝的高穩(wěn)定離子或生物檢測裝置，該裝置中不僅設(shè)有對特定離子或生物具有電學(xué)響應(yīng)的檢測電路，還有對環(huán)境因素具有和檢測電路近似的電學(xué)響應(yīng)，但對離子或生物檢測物無響應(yīng)的補償電路，以此消除溫度、光照以及總體pH值諸因素的影響，實現(xiàn)高穩(wěn)定的檢測。
文檔編號G01N27/00GK2044349SQ88220998
公開日1989年9月13日 申請日期1988年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月15日
發(fā)明者汪正孝, 韓汝水, 李平江, 鐘麗嬋 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所