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专利名称：高稳定离子或生物检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用离子或生物敏场效应器件作探头组装的离子或生物检测装置，特别涉及一种高稳定的离子或生物检测装置。
现有用离子或生物敏场效应器件作探头组装的离子或生物检测装置仅设置由一个离子或生物敏场效应器件组成的单一检测电路，有关温度、光照及总体pH值等环境因素对检测结果产生的影响未能得到有效的修正或补偿，输出读数的稳定性难以保证。
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型设计了一种具有补偿电路的高稳定离子或生物检测装置。在该装置中不仅设有一个包含离子或生物敏场效应器件并对特定离子或生物具有电学响应的检测电路，还设有一个对环境因素具有和检测电路近似的电学响应但对离子或生物检测物无响应的补偿电路，检测电路与补偿电路的输出分别接至一个差分放大器的两个输入端，并以差分放大器的输出端作为该检测装置的输出端。这样就使得装置的输出值是检测电路与补偿电路两项输出的差额放大值，它消除了环境因素的影响，保证了检测的稳定性。
附图示出本实用新型——高稳定离子或生物检测装置的电路结构示意图。其中检测电路(12a)是由一个栅区表面(5a)可与检测液(2)接触的离子或生物敏n沟场效应器件(4a)、两个直流恒流引接端(6a1，6a2)、两个能够保持各自输出入两端电位差恒定的电压跟随器(8a1，8a2)以及一个可调电阻器(7a)组成的能使敏感器件(4a)沟道电流与电压均保持稳定的电路。在检测电路(12a)中敏感器件(4a)的源极(S1)与一直流恒定电流流出引接端(6a2)以及一个电压跟随器(8a2)的输入端相连，此电压跟随器(8a2)的输出端与可调电阻器(7a)一端连成检测电路(12a)的输出端，敏感器件(4a)的漏极(D1)则与另一电压跟随器(8a1)的输出端相连，这一电压跟随器(8a1)的输入端与另一直流恒定电流流入引接端(6a1)以及可调电阻器(7a)的另一端相连。补偿电路(12b)则是由一个栅区表面(5b)可以裸露在检测液(2)中且对离子或生物检测物无电学反响的n沟场效应器件(4b)、两个直流恒流引接端(6b1，6b2)、两个能够保持各自输出入两端电位差恒定的电压跟随器(8b1，8b3)以及一个可调电阻器(7b)组成的能使n沟场效应器件(4b)沟道电流与电压均保持稳定的电路。在补偿电路(12b)中场效应器件的源极(S2)与一直流恒定电流流出引接端(6b2)以及一个电压跟随器(8b2)的输入端相连，此电压跟随器(8b2)的输出端与可调电阻器(7b)一端连成补偿电路(12b)的输出端，场效应器件(4b)的漏极(D2)则与另一电压跟随器(8b1)的输出端相连，这一电压跟随器(8b1)的输入端与另一恒定电流流入引接端(6b1)以及可调电阻器(7b)的另一端相连。检测电路(12a)与补偿电路(12b)的各自输出分别接至一个差分放大器(11)的两个输入端，并以此差分放大器(11)的输出端作为该实施例检测装置的输出端。检测电路(12a)中的离子或生物敏n沟场效应器件(4a)与补偿电路(12b)中的n沟场效应器件(4b)处于紧邻位置，它们的栅区(5a、5b)表面与检测装置中所设参比电极(3)表面具有相等的间距。在该实施例中，所用电压跟随器(8a1，8a2，8b1，8b2)都是使低输入端短路至输出端的CA3140E集成运算放大器，所用差分放大器为CA3140E运算放大器，差分放大器放大倍数(×1，或×10)可任选。由于上述检测电路与补偿电路在结构上的高度相似性，保证了高精度的环境因素补偿，保证了检测数据的稳定可靠。


附图为本实用新型高稳定离子或生物检测装置一项实施例的电路结构示意图。其中1为检测槽，2为检测液，3为参比电极，4a为n沟离子或生物敏场效应器件，4b为裸露栅区并且没有离子或生物反响的n沟场效应器件，5a为敏感器件栅区，5b为裸露的n沟场效应器件栅区，6a1与6b1为直流恒定电流流入引接端，6a2与6b2为直流恒定电流流出引接端，7a与7b为可调电阻器，8a1，8a2，8b1与8b2为电压跟随器，9为检测装置的输出端，10为直流电源，11为差分放大器，12a为检测电路，12b为补偿电路，D1与D2为漏极，S1与S2为源极。
权利要求1.一种用离子或生物敏场效应器件作探头组装的高稳定离子或生物检测装置，其特征为，该装置设有一个包含离子或生物敏场效应器件并对特定离子或生物具有电学响应的检测电路，还设有一个对环境因素具有和检测电路近似的电学响应但对离子或生物检测物无响应的补偿电路，检测电路和补偿电路的各自输出分别接至一个差分放大器的两个输入端，并以差分放大器的输出端作为该检测装置的输出端。
2.按照权利要求1所述检测装置的特征为，所述检测电路的组成包括一个栅区表面可与检测液接触的离子或生物敏n沟场效应器件、两个直流恒定电流引接端，两个能够保持各自输出入两端电位差恒定的电压跟随器、以及一个可调电阻器，其中敏感器件的源极与一直流恒定电流流出引接端以及一个电压跟随器的输入端相连，此电压跟随器的输出端与可调电阻器一端相连成所述检测电路的输出端，敏感器件的漏极则与另一电压跟随器的输出端相连，这一电压跟随器的输入端与另一直流恒定电流流入引接端以及可调电阻器的另一端相连。
3.按照权利要求1和2所述检测装置的特征为，所述补偿电路的组成包括一个栅区表面可以裸露在检测液中且对离子或生物检测物没有电学反响的n沟场效应器件、两个直流恒定电流引接端、两个能够保持各自输出入两端电位差恒定的电压跟随器以及一个可调电阻器，其中场效应器件的源极与一直流恒定电流流出引接端以及一个电压跟随器的输入端相连，此电压跟随器的输出端与可调电阻器一端连成所述补偿电路的输出端，场效应器件的漏极则与另一电压跟随器的输出端相连，这一电压跟随器的输入端与另一直流恒定电流流入引接端以及可调电阻器的另一端相连。
4.按照权利要求1、2所述检测装置的特征为，所述离子或生物敏n沟场效应器件与所述对离子或生物没有电学反响的n沟场效应器件处于紧邻位置，它们的栅区表面与所述检测装置中的参比电极表面具有相等的间距。
专利摘要本实用新型公开了一种用离子或生物敏场效应器件作探头组装的高稳定离子或生物检测装置，该装置中不仅设有对特定离子或生物具有电学响应的检测电路，还有对环境因素具有和检测电路近似的电学响应，但对离子或生物检测物无响应的补偿电路，以此消除温度、光照以及总体pH值诸因素的影响，实现高稳定的检测。
文档编号G01N27/00GK2044349SQ88220998
公开日1989年9月13日 申请日期1988年12月15日 优先权日1988年12月15日
发明者汪正孝, 韩汝水, 李平江, 钟丽婵 申请人:中国科学院半导体研究所