[发明专利]带补偿功能的多通道ISFET传感器读出电路

权利要求书

1.一种多通道ISFET传感器阵列读出电路，用于检测待测溶液中的离子浓度，其包括多个ISFET传感器读出电路，每个ISFET传感器读出电路构成一个检测通道，其特征在于，所述每个ISFET传感器读出电路具有补偿端口，该补偿端口用于接收由外部系统提供的补偿信号，以对所述ISFET传感器的非理想特性进行修正。

2.如权利要求1所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，还包括一个模拟多路选择器，所述补偿信号通过该模拟多路选择器分配给每个ISFET传感器读出电路。

3.如权利要求2所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，还包括一个控制时钟，所述模拟多路选择器由该多路控制时钟控制。

4.如权利要求3所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，还包括一个准参比电极，所述准参比电极连接到固定的参考电压，用于为所述被测溶液提供该参考电压。

5.如权利要求4所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，每个ISFET传感器读出电路包括一个ISFET、一个REFET和一个与该ISFET、REFET匹配的信号处理电路。

6.如权利要求5所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，

所述信号处理电路包括一个ISFET放大器(A1)、一个REFET放大器(A2)、第一至第八晶体管(M1～M8)、一个电阻(R_d)和一个跨阻放大器，所述跨阻放大器包括放大器(A3)和输出电阻(R_o)；

所述ISFET放大器(A1)和REFET放大器(A2)对称连接，且所述ISFET放大器(A1)与第二晶体管(M2)以跟随形式连接，所述REFET放大器(A2)与第三晶体管(M3)也以跟随形式连接；

所述电阻(R_d)分别与该ISFET放大器(A1)和REFET放大器(A2)的反相端连接，形成差分电流放大电路；

通过第一晶体管(M1)和第八晶体管(M8)组成的镜像电流源将第二晶体管(M2)支路的电流镜像到第八晶体管(M8)；通过第四晶体管(M4)和第五晶体管(M5)，第六晶体管(M6)和第七晶体管(M7)组成的镜像电流源将第三晶体管(M3)支路的电流镜像到第七晶体管(M7)；

第七晶体管(M7)和第八晶体管(M8)的漏源电流差，通过所述跨阻放大器转换成电压并输出。

7.如权利要求6所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，所述ISFET放大器(A1)包括一个ISFET、多个晶体管(M2_a～M16_a)、一个恒流源(I_0a)、两个电阻(R1_a、R2_a)和一个放大器(A0)；

所述ISFET和多个晶体管中一部分组成了一个差分输入单端输出的放大器，将放大器的正相输入端的晶体管用ISFET代替，通过所述恒流源(I_0a)来恒定所述ISFET和其中一个晶体管(M2_a)的漏源电流，通过所述多个晶体管中的另一部分与所述两个电阻、所述放大器构成一个电压控制电压源电路来固定所述ISFET和该晶体管(M2_a)的漏源电压，以控制所述ISFET的漏源电压。

8.如权利要求6所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，所述REFET放大器(A2)包括一个REFET、多个晶体管(M2_b～M16_b)、一个恒流源(I_0b)和一个电阻(R1_b)；

所述REFET和所述多个晶体管中的一部分(M2_b～M10_b)组成一个差分输入单端输出的放大器，将放大器的正相输入端的晶体管用REFET代替，通过所述恒定电流源(I_0b)来恒定所述REFET和其中一个晶体管(M2_b)的漏源电流，通过多个晶体管中的另一部分(M11_b～M16_b)、所述电阻(R1_b)和所述电流源(I_1b)组成的电流控制电压源电路来固定所述REFET和该晶体管(M2_b)的漏源电压。

9.如权利要求1所述的多通道ISFET传感器阵列读出电路，其特征在于，

所述所有检测通道还共用一个模数转换器、一个补偿模块和一个数模转换器，所述每个ISFET传感器读出电路输出的模拟信号通过该模数转换器转换成数字信号，所述补偿模块根据该数字信号和所述ISFET传感器的物理特性计算并生成一个补偿控制电压，并通过该数模转换器将该补偿控制电压输入到所述ISFET传感器读出电路的补偿端口。