[发明专利]离子敏感场效应管传感器及其电压模式读出电路

摘要

本发明实施例公开了一种离子敏感场效应管传感器及其电压模式读出电路，解决了现有电压模式读出电路的高电压、高功耗及工作速度低的缺陷。所述读出电路包括基于离子敏感场效应管的pH值感应电路、基于金属氧化物半导体场效应管的缓冲级电路和电流源偏置电路，离子敏感场效应管和金属氧化物半导体场效应管均工作于亚阈值区，所述pH值感应电路的第一输入端和第二输入端分别与第一输入参考电极和第二输入参考电极相连；所述pH值感应电路的第一输出端和第二输出端分别与所述缓冲级电路的第二输入端和第一输入端相连；所述缓冲级电路的第一输出端和第二输出端分别与所述电流源偏置电路的第一电流源和第二电流源相连。

主权项

一种离子敏感场效应管传感器的电压模式读出电路，其特征在于，所述读出电路包括基于离子敏感场效应管的pH值感应电路、基于金属氧化物半导体场效应管的缓冲级电路和电流源偏置电路，所述离子敏感场效应管和所述金属氧化物半导体场效应管均工作于亚阈值区，其中，所述pH值感应电路的第一输入端和第二输入端作为所述读出电路的第一输入端和第二输入端分别与第一输入参考电极和第二输入参考电极相连；所述pH值感应电路的第一输出端和第二输出端分别与所述缓冲级电路的第二输入端和第一输入端相连；所述缓冲级电路的第一输出端和第二输出端作为所述读出电路的第一输出端和第二输出端分别与所述电流源偏置电路的第一电流源和第二电流源相连，所述读出电路的第一输出端和第二输出端之间的电压即为所述读出电路的输出电压；所述第一电流源的电流流向由电源VDD流向所述缓冲级电路的第一输出端，所述第二电流源的电流流向由电源VDD流向所述缓冲级电路的第二输出端；或者，所述第一电流源的电流流向由所述缓冲级电路的第一输出端向地电位，所述第二电流源的电流流向由所述缓冲级电路的第二输出端向地电位；其中，所述pH值感应电路包括第一离子敏感场效应管和第二离子敏感场效应管，所述第一离子敏感场效应管的栅极和所述第二离子敏感场效应管的栅极作为所述读出电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一输入参考电极和所述第二输入参考电极相连；所述第一离子敏感场效应管的源极和所述第二离子敏感场效应管的源极作为所述pH值感应电路的第一输出端和第二输出端分别与所述缓冲级电路的第一输入端和第二输入端相连；所述第一离子敏感场效应管的漏极和所述第二离子敏感场效应管的漏极接地，或者，所述第一离子敏感场效应管的漏极和所述第二离子敏感场效应管的漏极连接电源VDD；其中，所述缓冲级电路包括第一金属氧化物半导体场效应管和第二金属氧化物半导体场效应管，所述第一金属氧化物半导体场效应管的栅极和所述第二金属氧化物半导体场效应管的栅极作为所述缓冲级电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一离子敏感场效应管的源极和所述第二离子敏感场效应管的源极相连；所述第一金属氧化物半导体场效应管的源极和所述第二金属氧化物半导体场效应管的源极作为所述读出电路的第一输出端和第二输出端分别与所述第一电流源和所述第二电流源相连；所述第一金属氧化物半导体场效应管的漏极和所述第二金属氧化物半导体场效应管的漏极分别与所述第一离子敏感场效应管的源极和所述第二离子敏感场效应管的源极相连。