离子选择场效应晶体管英文解释翻译、离子选择场效应晶体管的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 ion selective field effect transistor; ISFET

分词翻译：

离子的英语翻译：

ion
【化】 ion
【医】 ion

选择的英语翻译：

select; choose; elect; pick; staple; choice; selection
【计】 ALT; selecting
【医】 selection
【经】 pick; select; selecting; selection

场效应晶体管的英语翻译：

【计】 FET; field effect transistor

专业解析

离子选择场效应晶体管（Ion-Sensitive Field-Effect Transistor, ISFET）是一种特殊的半导体传感器，它将场效应晶体管（FET）的结构与离子选择性膜相结合，用于检测溶液中特定离子的活度（浓度）。其核心原理是利用离子敏感膜与待测溶液界面产生的电势差（类似于传统MOSFET的栅极电压）来调制源极和漏极之间的沟道电流，从而实现对离子浓度的电学测量。

核心结构与工作机制：

基础结构： ISFET 基于金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）结构，但关键区别在于用离子敏感膜替代了传统的金属栅极。该敏感膜直接暴露于待测溶液中。
敏感膜作用：当敏感膜与溶液接触时，膜与溶液界面处会发生离子交换或吸附，产生一个界面电势（通常称为膜电位或表面电位）。此电势的大小与溶液中特定目标离子的活度（如 H⁺ 对应 pH）遵循能斯特方程或相关响应关系。
电势调制沟道：该界面电势等效地作用于 FET 的“栅极”，调控着半导体表面（沟道）的电荷分布和电导率。因此，源漏电流（Ids）随溶液中目标离子活度的变化而变化。
信号输出：通过测量 Ids 的变化或维持 Ids 恒定所需施加的参考电极电压（栅压）的变化，即可定量检测溶液中特定离子的浓度。

主要特点与应用：

高灵敏度与快速响应：对特定离子（尤其是 H⁺）具有高灵敏度和较快的响应速度。
微型化潜力：基于成熟的半导体工艺，易于实现微型化、集成化和批量生产，适合制作生物芯片和便携式传感器。
主要应用领域：广泛应用于生物医学检测（如血液 pH 监测、DNA 杂交检测）、环境监测（水质分析）、食品工业（过程控制）以及化学实验室分析等。其最典型的应用是作为pH 传感器。

权威定义参考来源：

《化学传感器与生物传感器》（Chemical Sensors and Biosensors）（Brian R. Eggins 著）：该书系统介绍了包括 ISFET 在内的各类化学传感器原理，明确指出 ISFET 是利用场效应晶体管结构将离子敏感膜产生的界面电势变化转换为电信号输出的器件。
《半导体器件物理》（Physics of Semiconductor Devices）（S. M. Sze, Kwok K. Ng 著）：作为半导体领域的经典教材，该书在介绍特殊场效应器件时提及 ISFET，将其定义为栅极由离子敏感电解质系统控制的 MOSFET 变体，其阈值电压受溶液离子浓度调制。
IEEE Electron Device Letters 期刊文献：早期关于 ISFET 的开创性研究论文（如 Bergveld, P. (1970). Development of an ion-sensitive solid-state device for neurophysiological measurements.）奠定了其基础，描述了其作为离子传感固态装置的工作原理。
Elsevier 的 Sensors and Actuators B: Chemical 期刊综述：多篇关于 ISFET 技术发展和应用的综述文章（如 Bǎrsan, M. E., & Brett, C. M. A. (2008). Recent advances in the field of ISFET-based sensors.）详细阐述了其结构、敏感膜材料、工作原理及在生物传感等领域的应用。

简言之，离子选择场效应晶体管（ISFET）是一种通过离子敏感膜将溶液中特定离子浓度信息转化为电信号的固态半导体传感器，是场效应晶体管技术在化学和生物传感领域的重要延伸。

网络扩展解释

离子选择场效应晶体管（Ion-Sensitive Field Effect Transistor, ISFET）是一种结合电化学传感与半导体技术的特殊场效应晶体管，主要用于检测溶液中特定离子的浓度。以下是详细解释：

1.基本结构与原理

ISFET基于传统场效应晶体管（FET）的结构，但其栅极部分被改造为离子敏感的膜层（如硅酸铝、氮化硅等）。当溶液中的目标离子与敏感膜接触时，膜表面电荷会发生变化，从而调制沟道电导率，最终输出与离子浓度相关的电信号。

2.核心特点

高灵敏度：可检测微量离子浓度，响应速度快（毫秒级）。
低功耗：继承了FET的低功耗特性。
微型化：敏感区面积小，适合集成到微型传感器中。
选择性：通过不同敏感膜材料实现特定离子的检测（如H⁺、K⁺等）。

3.应用领域

生物医学：用于血液、体液中pH值或离子浓度的实时监测。
环境监测：检测水质中的重金属离子或其他污染物。
食品工业：分析食品成分中的特定离子含量。
机器人技术：赋予机器人触觉或环境感知能力。

4.与传统FET的区别

普通FET通过栅极电压控制电流，而ISFET的栅极被敏感膜替代，通过离子浓度变化间接调控电流，属于“无栅极”设计。

如需更深入的化学材料或电路设计细节，可参考相关研究文献或专业传感器资料。