[发明专利]化学感测器件

权利要求书

1.一种装置器件，包括：

变换器，其提供第一电输出信号并配置为接收电输入信号，该变换器切换第一电输出信号的开关状态；

耦合到变换器的化学感测表面，用于接收化学输入信号；以及

信号生成器，用于使一个或多个所述输入信号振荡来改变变换器的切换点。

2.根据权利要求1的装置，其中信号生成器包括滴定电极，该滴定电极配置为释放或吸收化学物质，所述化学物质影响由化学感测表面检测到的离子浓度。

3.根据权利要求2的装置，其中所述信号生成器还包括控制器，用来向滴定电极提供振荡电流。

4.根据权利要求2或3的装置，其中所述化学物质是氢离子或氢氧离子。

5.根据权利要求1的装置，其中所述信号生成器使化学输入信号振荡，以在第一周期使第一输出信号切换为开，并且在第二周期切换为关。

6.根据权利要求1的装置，其中所述信号生成器使电输入信号振荡，以在第一周期使第一电输出信号切换为开，并且在第二周期切换为关；并且其中化学输入信号调制第一周期和第二周期的周期。

7.根据权利要求1或6的装置，其中所述信号生成器将振荡电输入信号提供给包括在变换器中的晶体管的栅极、源极、漏极及块体之一。

8.根据权利要求1、6或7的装置，其中检测到的靠近化学感测表面的离子提供使变换器偏置的化学输入信号，以调制第一输出信号。

9.根据前面任一权利要求的装置，其中所述变换器包括连接到第二类型的第二晶体管的第一类型的第一晶体管，以形成CMOS反相器。

10.根据权利要求9的装置，其中所述化学感测表面耦合到第一晶体管和第二晶体管的栅极。

11.根据权利要求7或10的装置，其中所述栅极是浮栅。

12.根据前面任一权利要求的装置，其中所述第一电输出信号提供给另外一个或多个晶体管，以组成逻辑电路。

13.根据前面任一权利要求的装置，还包括接收第一电输出信号的解调器，所述解调器提供表示化学输入信号的幅度的第二数字输出信号。

14.根据权利要求13的装置，其中所述解调器从下列组中选择：相位解调器或时间数字转换器（TDC）。

15.根据权利要求13或14的装置，还包括连接到第二输出信号的编码器，该编码器配置为提供由2位二进制代码组成的第三输出信号。

16.根据前面任一权利要求的装置，其中所述信号生成器提供如下振荡波形之一：锯齿波、正弦波或三角波。

17.根据前面任一权利要求的装置的阵列。

18.根据权利要求17的阵列，包括连接到每一器件的多路复用器，用于选择要被解调的第一输出信号。

19.根据权利要求9的装置的阵列，包括连接到每个第二晶体管以激活或停用各个器件的多路复用器。

20.根据权利要求18或19的阵列，还包括CDMA处理器，用来对每个器件的输出信号进行编码，优选地使所述输出信号能够在单一通道中发送。

21.用于确定液体中分析物的一种或多种成分的方法，包括：

（i）向化学变换器提供液体；

（ii）使变频器的一个或多个输入信号振荡以提供调制的第一输出信号；

（iii)将分析物特定试剂与该液体结合，由此若试剂与分析物发生反应则产生离子；

（iv）使变频器的一个或多个输入信号振荡以提供调制的第二输出信号；

（v）比较第一调制与第二调制的第二输出信号，来量化液体中离子浓度的变化；以及

（vi）将离子浓度的变化与阀值对比以确定分析物是否与试剂发生反应，从而确定分析物的成分。

22.根据权利要求21的方法，进一步包括解调第一调制和第二调制的输出信号以提供表示离子浓度的第一和第二数字输出信号，然后比较该第一和第二数字输出信号以量化液体中的离子浓度变化。

23.根据权利要求21或22的方法，还包括在（iv）之后从液体中去除现存试剂。