Ionenselektiver Feldeffekttransistor

Was kann man sich eigentlich unter einem ionenselektiven Feldeffekttransistor vorstellen? Der ionenselektive Feldeffekttransistor gehört grundsätzlich erst mal zu den aktiven Bauteilen der Elektrotechnik bzw. Elektronik. Diese aktiven elektrischen Bauelemente besitzen die Eigenschaft, sich durch externe Einflussnahme (Steuerströme bzw. Steuerpotentiale) gezielt steuern und schalten zu lassen. Zu dieser speziellen Bauteilgruppe gehören neben den bereits erwähnten Transistoren z. B. noch Dioden, Relais sowie Optokoppler.

Möchte man den ionenselektiven Feldeffekttransistor genauer zuordnen, so zählt er innerhalb der Transistoren-Familie zu den Feldeffekttransistoren (FETs). Oft wird der ionenselektive Feldeffekttransistor auch nur kurz „ISFET“ genannt. Doch was lässt sich nun zu der Arbeitsweise und den individuellen elektronischen Eigenschaften dieses Transistors sagen?






























 

 

Der ISFET erlaubt durch seinen Aufbau, den pH-Wert einer möglichen Lösung zu ermitteln. Simpel dargestellt, funktioniert diese pH-Wert Bestimmung über einen Abgleich mit der Leitfähigkeit des ionenselektiven Feldeffekttransistors. Dabei kann der Arbeitspunkt dieses FETs ordentlich über eine Biasspannung festgesetzt werden. Eine Referenzelektrode, die sich auch in der Lösung befindet, sorgt für das Entstehen dieser elektrischen, angelegten Spannung. Beim Messprozess bildet sich ein zusätzliches Oberflächenpotential an der Berührstelle zwischen Flüssigkeit und ionenselektiver Schicht. Die Stärke der Ausprägung dieses elektrischen Potentials, innerhalb des ISFETs, orientiert sich an der Anzahl bzw. Konzentration der Ionen in der zu messenden Lösung. Darüber hinaus beeinflusst dieses weitere Potential die Raumladungszone des ionenselektiven Feldeffekttransistors. Mit der Raumladungszone ist das Gebiet zwischen der Quelle (Source) und dem Abfluss (Drain) gemeint. Schaut man sich den ISFET von elektrischer Seite an, wirkt er quasi als ein Transimpedanzwandler.



 

 


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