场效应传感器的读出电路及其读出方法、控制电路技术

本发明专利技术公开了一种场效应传感器的读出电路及其读出方法、控制电路，涉及半导体微电子领域，场效应传感器的读出电路包括：场效应传感器，场效应传感器具有栅极、源极和漏极，源极与第一电流输入端电连接，漏极与第二电流输入端电连接；读出模块，读出模块并联于源极和漏极之间，并与电压信号输出端电连接；第一电流调节模块和/或第二电流调节模块，其中，第一电流调节模块串联于源极与第一电流输入端之间，第二电流调节模块串联于漏极与第二电流输入端之间。本发明专利技术有效解决了现有技术中读出电路只能适用于单一的场效应传感器，且测量准确性不高的问题。不高的问题。不高的问题。

【技术实现步骤摘要】
场效应传感器的读出电路及其读出方法、控制电路


[0001]本专利技术涉及半导体微电子领域，更具体地，涉及一种场效应传感器的读出电路及其读出方法、控制电路。

技术介绍

[0002]场效应型传感器是通过与传感器表面的栅极与被检测物质特异性接触，从而改变栅极电势，进而调制栅极下方沟道电阻来实现传感功能的器件。相较于其他种类的传感器具有小型化，检测速度快的优势。最为广泛应用的场效应传感器是硅基的ISFET(离子敏场效应晶体管)。
[0003]目前传统的ISFET读出电路中，通常是采用电流源和电阻形成一个稳定的电势差，再利用单位增益放大器将电阻两端的电势送入ISFET源漏极两端，使得ISFET器件源漏极电压保持恒定，也即将ISFET器件两端钳位，最终得到信号电压。
[0004]但是，传统的ISFET读出电路中，电流源为固定电流，限制了读出电路适用的ISFET范围，且由于ISFET器件个体存在差异，等量等浓度溶液在多通道测试时会出现不同的结果，影响测量结果的准确性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种场效应传感器的读出电路及其读出方法、控制电路，以解决现有技术中读出电路只能适用于单一的场效应传感器，且测量准确性不高的问题。
[0006]本专利技术提供一种场效应传感器的读出电路，包括：场效应传感器，场效应传感器具有栅极、源极和漏极，源极与第一电流输入端电连接，漏极与第二电流输入端电连接；读出模块，读出模块并联于源极和漏极之间，并与电压信号输出端电连接；第一电流调节模块和/或第二电流调节模块，其中，第一电流调节模块串联于源极与第一电流输入端之间，第二电流调节模块串联于漏极与第二电流输入端之间。
[0007]基于同一思想，本专利技术还提供了一种场效应传感器的读出电路的读出方法，该读出方法应用于上述场效应传感器的读出电路；读出方法包括：通过第一电流调节模块和/或第二电流调节模块调节使得测量时场效应传感器的源极和漏极之间的电流等于场效应传感器的漏源电流；根据场效应传感器的源极和漏极的电压变化值产生传感信号。
[0008]基于同一思想，本专利技术还提供了一种控制电路，包括：选择电路、与选择电路电连接的多个场效应传感器的读出电路，其中，场效应传感器的读出电路为上述场效应传感器的读出电路；选择电路用于选通各个场效应传感器的读出电路中电压信号输出端的信号。
[0009]与现有技术相比，本专利技术提供的场效应传感器的读出电路及其读出方法、控制电路，至少实现了如下的有益效果：
[0010]本专利技术提供的场效应传感器的读出电路包括第一电流调节模块和/或第二电流调节模块，第一电流调节模块串联于源极与第一电流输入端之间，第二电流调节模块串联于漏极与第二电流输入端之间，可通过第一电流调节模块和/或第二电流调节模块的调节使
得测量时场效应传感器的源极和漏极之间的电流等于场效应传感器的漏源电流，从而有利于提高场效应传感器的测量精度。且无论当场效应传感器的读出电路中场效应传感器采用何种场效应传感器时，均可通过第一电流调节模块和/或第二电流调节模块的调节使得测量时场效应传感器的源极和漏极之间的电流等于场效应传感器的漏源电流，即本专利技术提供的场效应传感器的读出电路适用多种场效应传感器，适用范围广。
[0011]当然，实施本专利技术的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
[0012]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0013]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0014]图1是本专利技术提供的一种场效应传感器的读出电路的框架结构示意图；
[0015]图2是本专利技术提供的另一种场效应传感器的读出电路的框架结构示意图；
[0016]图3是本专利技术提供的又一种场效应传感器的读出电路的框架结构示意图；
[0017]图4是本专利技术提供的又一种场效应传感器的读出电路的框架结构示意图；
[0018]图5是本专利技术提供的又一种场效应传感器的读出电路的框架结构示意图；
[0019]图6是本专利技术提供的又一种场效应传感器的读出电路的电路示意图；
[0020]图7是本专利技术提供的又一种场效应传感器的读出电路的框架结构示意图；
[0021]图8是本专利技术提供的又一种场效应传感器的读出电路的电路示意图；
[0022]图9是本专利技术提供的又一种场效应传感器的读出电路的电路示意图；
[0023]图10是本专利技术提供的场效应传感器的读出电路的读出方法的一种工作流程示意图；
[0024]图11是本专利技术提供的场效应传感器的读出电路的读出方法的另一种工作流程示意图；
[0025]图12是本专利技术提供的一种控制电路的框架结构示意图。
具体实施方式
[0026]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0027]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。
[0028]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0029]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0030]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0031]图1是本专利技术提供的一种场效应传感器的读出电路的框架结构示意图，参考图1，本实施例提供一种场效应传感器的读出电路，包括：场效应传感器10和读出模块20。
[0032]其中，场效应传感器10具有栅极11、源极12和漏极13，源极12与第一电流输入端51电连接，漏极13与第二电流输入端52电连接。读出模块20并联于源极12和漏极13之间，并与电压信号输出端Vo电连接。
[0033]场效应传感器的读出电路中，场效应传感器10的栅极11用于与被检测溶液特异性接触，在场效应传感器10的源极12和漏极13之间的电流为恒定电流时，栅极11的电势随被检测溶液中离子浓度的变化而变化，进而栅极11下方沟道电阻也随之变化，相应的，场效应传感器10的源极12和漏极13的电压随之改变，从而可根据场效应传感器10的源极12和漏极13的电压变化值产生的传感信号来确定被检测溶液中离子浓度。具体的，场效应传感器10的源极12或漏极13的电压信号经读出模块20传输至电压信号输出端Vo，通过电压信号输出端Vo可测量场效应传感器10的源极12或漏极13的电压，根据电压信号输出端Vo输出的电压信号可确定被检测溶液中离子的浓度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种场效应传感器的读出电路，其特征在于，包括：场效应传感器，所述场效应传感器具有栅极、源极和漏极，所述源极与第一电流输入端电连接，所述漏极与第二电流输入端电连接；读出模块，所述读出模块并联于所述源极和所述漏极之间，并与电压信号输出端电连接；第一电流调节模块和/或第二电流调节模块，其中，所述第一电流调节模块串联于所述源极与所述第一电流输入端之间，所述第二电流调节模块串联于所述漏极与所述第二电流输入端之间。2.根据权利要求1所述的场效应传感器的读出电路，其特征在于，所述读出模块包括第一电阻、第一放大器和第二放大器；所述第一电阻的第一端与第一节点电连接，所述第一电阻的第二端与第二节点电连接；所述第一放大器的正输入端与所述第一节点电连接，所述第一放大器的负输入端、输出端与所述源极电连接；所述第二放大器的正输入端与所述漏极电连接，所述第二放大器的负输入端、输出端与所述第二节点连接；所述电压信号输出端与所述第二节点电连接。3.根据权利要求2所述的场效应传感器的读出电路，其特征在于，所述场效应传感器的读出电路包括所述第一电流调节模块和所述第二电流调节模块，所述第一电流调节模块串联于所述第一节点与所述第一电流输入端之间。4.根据权利要求3所述的场效应传感器的读出电路，其特征在于，所述第一电流调节模块包括第三放大器、第二电阻、第三电阻和第一电容；所述第三放大器的正输入端与所述第一电流输入端电连接，所述第三放大器的负输入端、输出端与所述第二电阻的第一端电连接；所述第二电阻的第二端与所述第一节点电连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电流输入端电连接，所述第三电阻的第二端与所述第一节点电连接；所述第一电容的第一极与所述第一电流输入端电连接，所述第一电容的第二极与所述第一节点电连接；所述第二电阻为可变电阻。5.根据权利要求3所述的场效应传感器的读出电路，其特征在于，所述第二电流调节模块包括第四放大器、第四电阻、第五电阻和第二电容；所述第四放大器的正输入端与所述第二电流输入端电连接，所述第四放大器的负输入端、输出端与所述第四电阻的第一端电连接；所述第四电阻的第二端与所述漏极电连接；所述第五电阻的第一端与所述第二电流输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述漏极电连接；所述第二电容的第一极与所述第二电流输入端电连接，所述第二电容的第二极与所述漏极电连接；
所述第四电阻为可变电阻。6.根据权利要求2所述的场效应传感器的读出电路，其特征在于，所述第一电阻为可变电阻。7.根据权利要求1所述的场效应传感器的读出电路，其特征在于，还包括信号放大模块，所述信号放大模块电连接于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋慧慧，粟平，席克瑞，章凯迪，贾振宇，杨璐宁，陈潇，朱清三，白云飞，雷登明，
申请(专利权)人：上海天马微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：