ISFET

Was kann man sich eigentlich unter einem ISFET vorstellen? Der ISFET ist im Grunde erst mal ein Transistor, also ein Bauelement der Halbleiterelektronik. Spezifiziert man das große Bauteilgebiet der Transistoren weiter, lässt sich der ISFET den Feldeffekttransistoren zuordnen. Er ist quasi ein spezieller FET, der es ermöglicht, den pH-Wert einer Lösung zu bestimmen. Dies geschieht durch einen Abgleich mit der elektrischen Leitfähigkeit des ISFET.

Das Begriffskürzel ISFET steht ausgeschrieben für „Ionenselektiver Feldeffekttransistor“. Generell stützt sich das Messprinzip dieses Feldeffekttransistors auf eine Veränderung des elektrischen Feldeffekts, welche sich zwischen den Elektroden bzw. Anschlüssen einstellt (Source, Drain). Dabei kommt es zu einer Ausbildung einer Raumladungszone innerhalb des Transistors. Statt der sonst üblichen Gate-Elektrode verfügt der ISFET an dieser Stelle über eine ionensensitive bzw. pH-sensitive Schicht. Diese aufgebrachte Schicht wird im Betrieb des FETs direkt mit der zu messenden Lösung in Berührung gebracht.













 
 

Der Arbeitspunkt des ISFETs kann gut über eine Biasspannung festgelegt werden. Diese elektrische Spannung wird von einer Referenzelektrode angelegt, die sich ebenfalls in der Flüssigkeit befindet. Je nachdem wie hoch oder niedrig die Konzentration der Ionen in der zu untersuchenden Lösung ist, bildet sich ein weiteres Oberflächenpotenzial an der Kontaktstelle zwischen ionensensitiver Schicht und Flüssigkeit. Dieses Potential hat Einfluss auf die Raumladungszone zwischen den Elektroden (Source, Drain), innerhalb des ISFET. Es addiert sich auf die externe, konstant aufgebrachte Biasspannung. Dadurch verändert sich der am FET gemessene, elektrische Source-Drain Strom. Als korrekte Schlussfolgerung liegt nahe, dass die gemessenen Veränderungen des Stromflusses direkt proportional zur Änderung der Analytkonzentration sind. Um eine genauere Bestimmung der Analytkonzentration vorzunehmen, muss der Transistor bzw. ISFET zusätzlich noch kalibriert werden.

Betrachtet man den ISFET elektrisch, fungiert er quasi als ein Transimpedanzwandler. Weiterhin wird mittels ISFET ein elektrisches Potential potentiometrisch gemessen und zusätzlich in einen messbaren elektrischen Source-Drain-Strom umgesetzt, ohne dass ein bedeutungsvoller elektrischer Strom fließt. Dieser Source-Drain-Strom ist beim ISFET dabei als hochohmige, elektrische Stromquelle belastbar. Folglich ist der Source-Drain-Strom dieses Transistors bzw. Feldeffekttransistors in erster Näherung unabhängig von nachfolgenden Netzwerken oder Schaltungen.

 


Ihr persönlicher Ansprechpartner

Gern beantworten wir Ihre Fragen zum Thema „ISFET“

Nehmen Sie Kontakt zu uns auf:

Dragonerstraße 34
30163 Hannover
Deutschland
Telefon [05 11] 2 88 99 - 0
Telefax [05 11] 2 88 99 - 99
E-Mail: info(at)steindesign.de

Zurück zur Stichwortliste

 

Bekannte Hersteller:

Central Semiconductor
Diotec Semiconductor
Electel
Europe Chemi-Con
Fischer Elektronik
Fischer & Tausche Kondensatoren GmbH
GSN Greatecs
Hartu
Hongfa
KEMET Corporation
Kingbright Electronic
LAPIS Semiconductor
Nippon Chemi-Con
Omron K. K.
Piher Sensors and Controls
Powersem
Powertip Technology
ROHM Semiconductor
United Chemi-Con
Weidmüller