[发明专利]一种多参数低功耗电流模离子敏场效应管阵列传感器装置

权利要求书

1.一种多参数低功耗电流模离子敏场效应管阵列传感器装置，其特征在于，该装置包括：n×n的离子敏场效应管ISFET传感器阵列、用于选择所述ISFET传感器阵列中的ISFET的行列选择开关、地址译码器、用于温度和共模漂移补偿的参考晶体管REFET、正相电流传输器CC2+、反相电流传输器CC2-、电流模模数转换器ADC和电压模数模转换器DAC，其中，

所述ISFET传感器阵列的所有ISFET的源极通过行选择开关与电源VDD连接，漏极通过列选择开关与反相电流传输器CC2-的X输入端连接；

行和列选择开关由地址译码器控制工作；

所述参考晶体管REFET的源端连接电源VDD，漏端连接所述正相电流传输器CC2+的电流输入端X；

所述正相电流传输器CC2+的电压输入端Y同参考电压源相连；

所述反相电流传输器CC2-的电压输入端Y同数模转换器DAC的输出端相连；

所述正相电流传输器CC2+的输出端与所述反相电流传输器CC2-的输出端以及模数转换器ADC的输入端连接，模数转换器ADC将CC2-与CC2+的输出求差后得到的模拟电流信号转换为数字电压信号输出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ISFET传感器阵列每行中所有的ISFET共享一个行选择开关，每列中所有的ISFET共享一个列选择开关。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考晶体管REFET为金属氧化物半导体管MOSFET。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置通过地址译码器选择所述ISFET传感器阵列中指定的ISFET，或通过地址译码器对所有ISFET以逐行或逐列扫描的方式来获取所有ISFET上的信号，但无论采用哪种方式，每次只有一个ISFET处于工作状态，其它没被选中的ISFET均未接入电路。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ISFET传感器阵列中所有的ISFET与REFET都采用P型MOS管。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所有的ISFET和REFET都相互完全匹配，且尺寸和参数都相同，不同的是，ISFET栅极覆盖的是敏感膜，而REFET栅极覆盖的是钝化膜，这样所述REFET的阈值电压不受溶液中离子的影响，其电学特性只反映温度和参比电极电压波动的影响，从而减小温度漂移和参比电极电压波动对所述装置的影响。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所有的ISFET和REFET均工作于线性区。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述REFET的漏极电压通过CC2+固定在参考电压，而ISFET的漏极电压通过CC2-和数模转换器DAC可灵活调节，以对ISFET的非理想特性进行补偿。