ISFET是什么意思，ISFET的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

ISFET（Ion-Sensitive Field-Effect Transistor，离子敏感场效应晶体管）是一种将场效应晶体管（FET）与离子选择性传感技术相结合的半导体器件，主要用于检测溶液中特定离子的浓度变化。其核心原理是通过溶液中的离子与器件表面的敏感膜相互作用，改变半导体通道的导电性，从而输出可测量的电信号。

结构与工作原理

ISFET的结构与传统MOSFET类似，但用离子敏感膜替代了金属栅极。当敏感膜暴露于溶液中时，溶液中的目标离子（如H⁺、Na⁺等）会与膜表面发生化学反应，导致膜-溶液界面电势变化。这一电势变化通过场效应调制半导体通道的电流，最终输出与离子浓度成比例的电压信号。

主要应用领域

1. 生物医学检测：用于实时监测血液、尿液中的pH值或电解质浓度（如钾、钙离子），在便携式医疗设备中广泛应用。
2. 环境监测：检测水质中的重金属离子（如铅、汞）或硝酸盐含量，助力污染预警。
3. 食品工业：评估食品新鲜度或发酵过程中的离子变化，例如乳制品pH值监测。

技术优势

• 高灵敏度：可检测低至10⁻⁶ M的离子浓度。
• 快速响应：多数应用场景下响应时间小于1秒。
• 微型化：易于与集成电路集成，适合可穿戴设备及芯片实验室（Lab-on-a-Chip）系统。

权威参考文献：

1. Bergveld, P. (2003). Development of the ISFET. Sensors and Actuators B: Chemical.
2. Schöning, M.J. (2005). ISFET-based biosensors. Springer Handbook of Sensors.
3. University of Cambridge. (2020). ISFETs in Biomedical Applications. Department of Engineering.

网络扩展资料

ISFET是Ion-Sensitive Field-Effect Transistor的缩写，中文译为离子敏场效应晶体管。以下是其详细解析：

1.基本定义

ISFET是一种结合离子敏感膜与场效应晶体管（FET）的传感器，能够通过检测溶液中特定离子浓度变化，将其转化为电信号。其核心功能是将化学信息（如H⁺、Na⁺等离子的浓度）转换为可测量的电流或电压信号。

2.结构与组成

• 敏感膜：覆盖在栅极上的特殊材料（如聚合物、陶瓷或玻璃），选择性响应目标离子。
• 场效应晶体管：由金属电极、绝缘层、半导体层构成，通过栅极电压调控源漏电流。
• 扩展栅结构（部分改进型）：将敏感膜与晶体管分离，提升稳定性和集成度。

3.工作原理

• 离子识别：溶液中的离子与敏感膜相互作用，改变膜表面电势。
• 电信号转换：膜电势变化影响栅极电压，进而调制晶体管源漏电流，最终输出与离子浓度相关的电信号。

4.应用领域

• 生物医学：用于pH值检测、DNA分析及生物分子识别（如酶、抗体传感器）。
• 环境监测：检测水质中的重金属离子或污染物。
• 食品工业：分析液体成分的新鲜度或污染情况。

5.技术发展

• 材料创新：如石墨烯敏感膜提升选择性和灵敏度。
• 集成化设计：扩展栅结构结合铁电材料，实现高灵敏度和低功耗。
• 多功能化：通过功能化敏感膜扩展检测离子种类。

以上内容综合了ISFET的基础原理与最新研究进展，详细信息可参考相关学术文献或技术文档。

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