新型H+离子传感器:基于门控横向BJT对

1 下载量 85 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 2.86MB PDF 举报
"基于门控横向BJT对的新型H +离子传感器" 本文介绍了一种新型的H +离子传感器,该传感器采用了门控横向双极结型晶体管(BJT)对,无需传统的参考电极即可运行。这个创新设计解决了经典离子敏感场效应晶体管(ISFET)在制造过程中存在的问题,特别是关于笨重且易碎的参考电极材料的挑战。ISFET的小型化特性使其在传感器应用中极具吸引力,但制造时与参考电极的集成常常成为难题,尤其是在需要将参考电极与传感器主体分离的情况下。 提出的传感器器件由两个侧向BJT组件构成,其中一个具有硅化物层,另一个则没有。这两个组件协同工作在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)-BJT混合模式下,通过调整发射极电压和基极电流来控制。这种设计允许传感器对H +离子浓度的变化做出响应,而且由于两个组件的敏感度差异,它们可以互相作为参考,从而提高测量的稳定性和准确性。 在实验中,使用不同pH值的缓冲溶液来测试传感器的性能,结果显示该设备的灵敏度大约为0.175 A / pH。这一结果证明了新设计的有效性,并且暗示了降低基于ISFET的传感器制造成本的巨大潜力。此外,无需参考电极的特性使得传感器结构更简单,可能进一步促进其在生物医学、环境监测和其他领域的广泛应用。 总结来说,这项研究提出了一种新颖的H +离子检测方法,利用门控横向BJT对,不仅克服了传统ISFET在制造上的障碍,还提高了传感器的灵敏度和实用性。这种技术的进步对于推动离子传感器的小型化、降低成本以及提高其在实际应用中的可靠性具有重要意义。