[发明专利]快速稳定的互补金属氧化物半导体恒电位仪电路

权利要求书

1、一种快速稳定的互补金属氧化物半导体恒电位仪电路，包括运算放大器、偏置电源、两个微电极和NMOS管；其特征在于，还包括一个单刀双掷开关、一个稳压电容以及一个控制开关状态的数字逻辑电路，其中，偏置电源的正端和传感器的一个微电极分别接运算放大器的正、反向输入端，偏置电源的负端和另外一个微电极共同接地电平；NMOS管的栅极接运算放大器的输出端，源极接运算放大器的反向输入端，漏极作为恒电位仪的输出端；稳压电容一端接地电平，另一端接单刀双掷开关；单刀双掷开关的两个状态分别接到了运算放大器的正、反向输入端，数字逻辑电路负责控制开关的打向；

由于电流信号的波动是因为NMOS管的源极电压随输出端点电压的突变产生的，因而设置了稳压电容以稳定NMOS管的源极电压；但由于恒电位仪在工作初始时不能立即达到稳定状态而且稳压电容也不能立即被充电到偏置电源电平，会对恒电位仪的输出产生影响，因此先用数字逻辑电路将单刀双掷开关打向运算放大器的正向输入端，获得一个偏置电源的电位，给稳压电容一个直流工作点；之后当运算放大器的负端电压稳定时，数字逻辑电路将会把单刀双掷开关打向NMOS管的源极；这样，稳压电容在不影响电流信号的直流通路的情况下，快速地稳定了NMOS管M0的源极电压，使其不会产生突变，同时有效地补偿了整个恒电位仪电路的相位裕度；

微电极产生的电流信号将经过NMOS管由输出端点进入后续读出电路。

2、如权利要求1所述的半导体恒电位仪电路，其特征在于，所述电路部分通过标准互补金属氧化物半导体工艺能和生化微传感器集成在单一芯片上。

3、如权利要求1所述的半导体恒电位仪电路，其特征在于，所述偏置电源，其大小由传感器的工作要求决定，是由芯片外加入，或从芯片内部产生。

4、如权利要求1所述的半导体恒电位仪电路，其特征在于，所述单刀双掷开关，采用互补金属氧化物半导体传输门结构；稳压电容为5pF；NMOS管的宽长比为1/3；数字逻辑电路部分控制单刀双掷开关的打向，由门电路和延迟结构的常用数字逻辑设计方法实现，采用标准互补金属氧化物半导体工艺设计制作。