離子選擇場效應晶體管英文解釋翻譯、離子選擇場效應晶體管的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ion selective field effect transistor; ISFET

分詞翻譯：

離子的英語翻譯：

ion
【化】 ion
【醫】 ion

選擇的英語翻譯：

select; choose; elect; pick; staple; choice; selection
【計】 ALT; selecting
【醫】 selection
【經】 pick; select; selecting; selection

場效應晶體管的英語翻譯：

【計】 FET; field effect transistor

專業解析

離子選擇場效應晶體管（Ion-Sensitive Field-Effect Transistor, ISFET）是一種特殊的半導體傳感器，它将場效應晶體管（FET）的結構與離子選擇性膜相結合，用于檢測溶液中特定離子的活度（濃度）。其核心原理是利用離子敏感膜與待測溶液界面産生的電勢差（類似于傳統MOSFET的栅極電壓）來調制源極和漏極之間的溝道電流，從而實現對離子濃度的電學測量。

核心結構與工作機制：

基礎結構： ISFET 基于金屬-氧化物-半導體場效應晶體管（MOSFET）結構，但關鍵區别在于用離子敏感膜替代了傳統的金屬栅極。該敏感膜直接暴露于待測溶液中。
敏感膜作用：當敏感膜與溶液接觸時，膜與溶液界面處會發生離子交換或吸附，産生一個界面電勢（通常稱為膜電位或表面電位）。此電勢的大小與溶液中特定目标離子的活度（如 H⁺ 對應 pH）遵循能斯特方程或相關響應關系。
電勢調制溝道：該界面電勢等效地作用于 FET 的“栅極”，調控着半導體表面（溝道）的電荷分布和電導率。因此，源漏電流（Ids）隨溶液中目标離子活度的變化而變化。
信號輸出：通過測量 Ids 的變化或維持 Ids 恒定所需施加的參考電極電壓（栅壓）的變化，即可定量檢測溶液中特定離子的濃度。

主要特點與應用：

高靈敏度與快速響應：對特定離子（尤其是 H⁺）具有高靈敏度和較快的響應速度。
微型化潛力：基于成熟的半導體工藝，易于實現微型化、集成化和批量生産，適合制作生物芯片和便攜式傳感器。
主要應用領域：廣泛應用于生物醫學檢測（如血液 pH 監測、DNA 雜交檢測）、環境監測（水質分析）、食品工業（過程控制）以及化學實驗室分析等。其最典型的應用是作為pH 傳感器。

權威定義參考來源：

《化學傳感器與生物傳感器》（Chemical Sensors and Biosensors）（Brian R. Eggins 著）：該書系統介紹了包括 ISFET 在内的各類化學傳感器原理，明确指出 ISFET 是利用場效應晶體管結構将離子敏感膜産生的界面電勢變化轉換為電信號輸出的器件。
《半導體器件物理》（Physics of Semiconductor Devices）（S. M. Sze, Kwok K. Ng 著）：作為半導體領域的經典教材，該書在介紹特殊場效應器件時提及 ISFET，将其定義為栅極由離子敏感電解質系統控制的 MOSFET 變體，其阈值電壓受溶液離子濃度調制。
IEEE Electron Device Letters 期刊文獻：早期關于 ISFET 的開創性研究論文（如 Bergveld, P. (1970). Development of an ion-sensitive solid-state device for neurophysiological measurements.）奠定了其基礎，描述了其作為離子傳感固态裝置的工作原理。
Elsevier 的 Sensors and Actuators B: Chemical 期刊綜述：多篇關于 ISFET 技術發展和應用的綜述文章（如 Bǎrsan, M. E., & Brett, C. M. A. (2008). Recent advances in the field of ISFET-based sensors.）詳細闡述了其結構、敏感膜材料、工作原理及在生物傳感等領域的應用。

簡言之，離子選擇場效應晶體管（ISFET）是一種通過離子敏感膜将溶液中特定離子濃度信息轉化為電信號的固态半導體傳感器，是場效應晶體管技術在化學和生物傳感領域的重要延伸。

網絡擴展解釋

離子選擇場效應晶體管（Ion-Sensitive Field Effect Transistor, ISFET）是一種結合電化學傳感與半導體技術的特殊場效應晶體管，主要用于檢測溶液中特定離子的濃度。以下是詳細解釋：

1.基本結構與原理

ISFET基于傳統場效應晶體管（FET）的結構，但其栅極部分被改造為離子敏感的膜層（如矽酸鋁、氮化矽等）。當溶液中的目标離子與敏感膜接觸時，膜表面電荷會發生變化，從而調制溝道電導率，最終輸出與離子濃度相關的電信號。

2.核心特點

高靈敏度：可檢測微量離子濃度，響應速度快（毫秒級）。
低功耗：繼承了FET的低功耗特性。
微型化：敏感區面積小，適合集成到微型傳感器中。
選擇性：通過不同敏感膜材料實現特定離子的檢測（如H⁺、K⁺等）。

3.應用領域

生物醫學：用于血液、體液中pH值或離子濃度的實時監測。
環境監測：檢測水質中的重金屬離子或其他污染物。
食品工業：分析食品成分中的特定離子含量。
機器人技術：賦予機器人觸覺或環境感知能力。

4.與傳統FET的區别

普通FET通過栅極電壓控制電流，而ISFET的栅極被敏感膜替代，通過離子濃度變化間接調控電流，屬于“無栅極”設計。

如需更深入的化學材料或電路設計細節，可參考相關研究文獻或專業傳感器資料。