[发明专利]用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的方法和监控设备

说明书

技术领域

本发明涉及根据主权利要求的用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的方法、用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的监控设备以及用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的计算机程序产品。

背景技术

基于场效应晶体管的、所谓的化学敏感场效应晶体管或者ChemFET的半导体气体传感器可以用于指示确定的气体种类。气体分子参与与催化活性栅极电极的相互作用并且在此引起有效施加的栅极电位的变化，该变化又可以在源极漏极电流的变化中被测量，所述源极漏极电流表示传感器信号。ChemFET具有电位，以借助于使用适当的栅极电极材料在气体混合物中选择性地仅探测例如一位数ppm范围中的非常小的浓度的确定的气体组分。使用具有大带隙的稳健半导体材料（例如SiC、GaN）能够实现即使在较高的温度时和从而对于对腐蚀环境中热气体（例如燃烧废气）的测量也使用ChemFET。但是，用于这样的应用的稳健的和长时间稳定的晶体管的开发和制造是非常费事的，因为必须将晶体管的所有组件、例如半导体沟道、欧姆接触、栅极绝缘、栅极电极等设计为高温稳定的和长时间稳定的。为了在运行期间保证器件的正确功能，适当的自诊断功能应该能够合理化所测量的传感器信号或者必要时识别传感器的缺陷。

发明内容

以此为背景，利用本发明介绍根据主权利要求的用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的方法、用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的监控设备、以及用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的计算机程序产品。有利的扩展方案从相应的从属权利要求和下面的描述得出。

本发明实现一种用于在机动车中在化学敏感场效应晶体管运行期间监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的方法，其中化学敏感场效应晶体管具有源极接触部、漏极接触部以及栅极电极，其中该方法具有步骤：调整在漏极接触部和源极接触部之间的电压和在源极接触部和栅极电极之间的电压。另外，该方法包括步骤：测定在漏极接触部和源极接触部之间的通过电流，以便在使用通过电流的情况下监控化学敏感场效应晶体管的功能。

此外，本发明实现一种用于在机动车中在化学敏感场效应晶体管运行期间监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的方法，其中化学敏感场效应晶体管具有源极接触部、漏极接触部和栅极电极，其中该方法具有步骤：调整在栅极电极和源极接触部和/或漏极接触部之间的电压，其中所述电压是交流电压，并且其中所述交流电压具有可变频率变化曲线，此外，该方法包括步骤：测定在栅极电极和源极接触部和/或漏极接触部之间的通过电流，以便确定在栅极电极和源极接触部和/或漏极接触部之间的电容，并且在使用电容的情况下监控化学敏感场效应晶体管的功能。

本发明另外实现一种用于在机动车中在化学敏感场效应晶体管运行期间监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的监控设备，所述监控设备被构造，用以执行或实施根据本发明的步骤。尤其是，控制设备可以具有被构造来实施该方法的步骤的装置。也可以通过监控设备形式的本发明的该实施变型方案快速和有效地解决本发明所基于的任务。

当前，监控设备可以被理解为处理传感器信号和根据所述传感器信号来输出控制信号的电设备。监控设备可以具有接口，所述接口可以按照硬件和/或软件来构造。在按照硬件构造时，所述接口例如可以是所谓的系统ASIC的部分，该部分包含监控设备的最不同的功能。但是也可能的是，接口是自身的集成电路或者至少部分地由分立器件组成。在按照软件构造时，接口可以是软件模块，所述软件模块例如除了其他软件模块之外存在于微控制器上。

有利的还有一种用于监控化学敏感场效应晶体管的至少一种功能的具有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在机器可读的载体例如半导体存储器、硬盘存储器或者光学存储器上，并且在所述程序在控制设备上被实施时，被使用来执行根据所述实施形式之一所述的方法。