ISFET

離子敏感場效應晶體管 ， 又稱ISFET  ， 是用於測量溶液中離子濃度的場效應晶體管 。 當離子濃度 （ 例如H + ， 參見pH值 ） 變化時 ， 流經晶體管的電流也會相應變化 。 在這裏 ， 溶液被用作柵極 。 基板和氧化物表面之間的電壓由於離子層而產生 。 它與MOSFET具有相同的基本結構 ， 是一種特殊類型的MOSFET （ 金屬氧化物半導體場效應晶體管 ） ， 但金屬柵極被離子敏感膜 ， 電解質溶液和參比電極代替 。 ISFET於1970年發明 ， 是第一款生物傳感器FET （ BioFET ） 。 PH值影響柵極材料的Si – OH基團在水溶液中的界面 水解性 。 典型的柵極材料有 SiO2, Si3N4, Al2O3 和 Ta2O5. 可以通過位點結合模型描述負責氧化物表面電荷的機理 ， 該模型描述了溶液中Si - OH表面位點和H + 離子之間的平衡 。 覆蓋氧化物表面 （ 例如SiO2 ） 的羥基可以通過提供或接受質子而表現兩性 ， 如在氧化物 - 電解質界面發生的以下酸鹼反應 ： - Si - OH + H2O ↔ - Si - O - + H3O + - Si - OH + H3O + ↔ - Si – OH2 + + H2O ISFET的源極和漏極的結構與MOSFET相同 。 氫離子敏感膜通過對氫離子的選擇透過以改變柵極電壓 。 即ISFET的閾值電壓取決於與其離子敏感膜接觸的物質的pH值 。