(57)【要約】  本開示のいくつかの態様は、検知するための方法および装置を提供する。検知するための1つの例示的な装置は、パラメータを示す電流を供給するように構成されるセンサと、電流を受け取るためにセンサに結合されるベースを有するバイポーラトランジスタであって、電流に基づいて増幅電流を生成するように構成されるバイポーラトランジスタとを含む。本装置は、バイポーラトランジスタに結合され、かつ増幅電流を受け取るように構成される測定回路を含む場合もある。
2018517910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知するための方法であって、
バイポーラトランジスタのベースにおいてベース電流を受け取るステップであって、前記ベース電流がパラメータを示す、ステップと、
増幅電流を生成するために前記バイポーラトランジスタを使用して前記ベース電流を増幅するステップと、
前記増幅されたベース電流に基づいて前記パラメータを決定するステップと
を備える、方法。
【請求項２】
センサによって、前記バイポーラトランジスタの前記ベースに前記ベース電流を供給するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記供給するステップが、1つまたは複数のフォトンに応答して前記ベース電流を生成するステップを備える、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記供給するステップが、媒体を通って流れる電流に応答して前記ベース電流を生成するステップを備える、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記媒体を通って流れる前記電流がイオン電流を備える、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記供給するステップが、前記媒体のpHに応答して前記ベース電流を生成するステップであって、前記パラメータが前記媒体の前記pHを備える、ステップを備える、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
前記媒体が、少なくとも1つのデオキシリボ核酸(DNA)断片を有する溶液を備え、前記パラメータが前記DNA断片中に、あるタイプの核酸塩基を備える、請求項4に記載の方法。
【請求項８】
前記媒体が電解溶液を備え、前記決定するステップが、前記電解溶液中の分子を検出するために前記増幅されたベース電流を使用するステップを備える、請求項4に記載の方法。
【請求項９】
前記ベース電流を、第1の電極と第2の電極との間の前記媒体を通って流すステップと、
前記バイポーラトランジスタのベースエミッタ電圧(VBE)によって前記第2の電極をバイアスするステップと
をさらに備える、請求項4に記載の方法。
【請求項１０】
前記ベース電流を、第1の電極と第2の電極との間の前記媒体を通って流すステップと、
バイアス電圧によって前記第1の電極をバイアスするステップと
をさらに備える、請求項4に記載の方法。
【請求項１１】
前記増幅されたベース電流を検知電圧に変換するステップであって、前記決定するステップが前記検知電圧に基づいて前記パラメータを決定するステップを備える、ステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
前記検知電圧をバッファリングするステップであって、前記決定するステップが前記バッファリングされた検知電圧に基づいて前記パラメータを決定するステップを備える、ステップをさらに備える、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記変換するステップが、前記検知電圧を生成するために前記バイポーラトランジスタに電気的に結合される抵抗要素を通して前記増幅電流を通過させるステップを備える、請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
前記抵抗要素が、ポリシリコン抵抗器、イオン注入抵抗器、トライオード領域において動作するトランジスタ、またはターンオフトランジスタのうちの少なくとも1つを備える、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記変換するステップが、
第1の期間中に前記バイポーラトランジスタのコレクタに電気的に結合されるキャパシタを基準電位まで放電するステップと、
第2の期間中に前記バイポーラトランジスタのコレクタ電流が前記キャパシタを充電することを可能にするステップと
を備える、請求項11に記載の方法。
【請求項１６】
前記変換するステップが、
第1の期間中に前記バイポーラトランジスタのコレクタに電気的に結合されるキャパシタをある電圧レベルまで充電するステップと、
第2の期間中に前記バイポーラトランジスタのコレクタ電流が前記キャパシタを放電することを可能にするステップと
を備える、請求項11に記載の方法。
【請求項１７】
前記増幅するステップが、前記バイポーラトランジスタに電気的に結合され、かつ前記ベース電流の電流増幅全体を増加させるように構成される別のバイポーラトランジスタを使用するステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項１８】
検知するための装置であって、
パラメータを示す電流を供給するように構成されるセンサと、
前記電流を受け取るための前記センサに結合されるベースを有するバイポーラトランジスタであって、前記電流に基づいて増幅電流を生成するように構成されるバイポーラトランジスタと、
前記バイポーラトランジスタに結合され、かつ前記増幅電流を受け取るように構成される測定回路と
を備える、装置。
【請求項１９】
前記センサが、1つまたは複数のフォトンに応答して前記電流を供給するように構成される、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記センサが、媒体を通って流れる電流に応答して前記電流を供給するように構成される、請求項18に記載の装置。
【請求項２１】
前記媒体を通って流れる前記電流がイオン電流を備える、請求項20に記載の装置。
【請求項２２】
前記センサが、前記媒体のpHに応答して前記電流を供給するように構成され、前記パラメータが前記媒体の前記pHを備える、請求項20に記載の装置。
【請求項２３】
前記媒体が、少なくとも1つのデオキシリボ核酸(DNA)断片を有する溶液を備え、前記パラメータが前記DNA断片中に、あるタイプの核酸塩基を備える、請求項20に記載の装置。
【請求項２４】
前記媒体が電解溶液を備え、前記センサが、前記電解溶液中の分子に基づいて前記電流を供給するように構成される、請求項20に記載の装置。
【請求項２５】
前記測定回路が、前記増幅電流を測定するように構成される、請求項18に記載の装置。
【請求項２６】
前記測定された増幅電流に基づいて前記パラメータを決定するように構成される処理システムをさらに備える、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
第1の電極をさらに備え、前記センサが、
前記バイポーラトランジスタのベースが第2の電極に電気的に結合され、前記電流が前記第1の電極と前記第2の電極との間を流れる電流に応答する、第2の電極
を備える、請求項18に記載の装置。
【請求項２８】
前記バイポーラトランジスタのコレクタに電気的に結合され、かつ前記パラメータを示すために前記バイポーラトランジスタのコレクタ電流を選択的に接続するように構成されるスイッチをさらに備える、請求項18に記載の装置。
【請求項２９】
前記バイポーラトランジスタがnpnトランジスタを備える、請求項18に記載の装置。
【請求項３０】
第1の電極をさらに備え、前記センサが、
前記電流が前記第1の電極と前記第2の電極との間を流れる電流に応答し、前記npnトランジスタのベースが前記第2の電極に電気的に結合され、前記npnトランジスタのベースエミッタ電圧(VBE)が前記第2の電極をバイアスするように構成される、第2の電極
を備える、請求項29に記載の装置。
【請求項３１】
前記第1の電極が、前記npnトランジスタのベース電圧よりも高いバイアス電圧でバイアスされる、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
前記npnトランジスタに電気的に結合され、かつ前記ベース電流の前記電流増幅全体を増加させるように構成される別のバイポーラトランジスタをさらに備える、請求項29に記載の装置。
【請求項３３】
前記npnトランジスタのエミッタが他のバイポーラトランジスタのベースに結合され、前記npnトランジスタのコレクタが前記他のバイポーラトランジスタのコレクタに結合される、請求項32に記載の装置。
【請求項３４】
前記npnトランジスタの前記コレクタおよび前記他のバイポーラトランジスタの前記コレクタが、電源電圧に電気的に結合される、請求項33に記載の装置。
【請求項３５】
前記npnトランジスタのコレクタが前記他のバイポーラトランジスタのベースに結合され、前記他のバイポーラトランジスタがpnpトランジスタを備える、請求項32に記載の装置。
【請求項３６】
前記npnトランジスタのエミッタに電気的に結合され、かつ前記パラメータを示すために前記npnトランジスタのエミッタ電流を選択するように構成されるスイッチをさらに備える、請求項29に記載の装置。
【請求項３７】
前記npnトランジスタのコレクタに電気的に結合されるキャパシタと、
第1の期間中に前記キャパシタをある電圧レベルまで充電し、かつ第2の期間中に前記npnトランジスタのコレクタ電流が前記キャパシタを放電することを可能にするように構成されるスイッチと
をさらに備える、請求項29に記載の装置。
【請求項３８】
前記バイポーラトランジスタに電気的に結合される抵抗要素をさらに備え、前記抵抗要素が前記増幅電流を検知電圧に変換するように構成される、請求項18に記載の装置。
【請求項３９】
前記検知電圧をバッファリングするように構成されるソースフォロワをさらに備える、請求項38に記載の装置。
【請求項４０】
前記バイポーラトランジスタがpnpトランジスタを備える、請求項18に記載の装置。
【請求項４１】
第1の電極をさらに備え、前記センサが、
前記電流が前記第1の電極と前記第2の電極との間を流れる電流に応答し、前記pnpトランジスタのベースが前記第2の電極に電気的に結合され、前記pnpトランジスタのエミッタベース電圧(VEB)が前記第2の電極をバイアスするように構成される、第2の電極
を備える、請求項40に記載の装置。
【請求項４２】
前記第1の電極が、前記pnpトランジスタのベース電圧よりも低いバイアス電圧でバイアスされる、請求項41に記載の装置。
【請求項４３】
前記pnpトランジスタに電気的に結合され、かつ前記電流の前記電流増幅全体を増加させるように構成される別のバイポーラトランジスタをさらに備える、請求項40に記載の装置。
【請求項４４】
前記pnpトランジスタのエミッタが他のバイポーラトランジスタのベースに結合され、前記pnpトランジスタのコレクタが前記他のバイポーラトランジスタのコレクタに結合される、請求項43に記載の装置。
【請求項４５】
前記pnpトランジスタの前記コレクタおよび前記他のバイポーラトランジスタの前記コレクタが、基準電位に電気的に結合される、請求項44に記載の装置。
【請求項４６】
前記pnpトランジスタのコレクタが前記他のバイポーラトランジスタのベースに結合され、前記他のバイポーラトランジスタがnpnトランジスタを備える、請求項43に記載の装置。
【請求項４７】
前記pnpトランジスタのコレクタに電気的に結合され、かつ前記パラメータを示すために前記pnpトランジスタのコレクタ電流を選択的に接続するように構成されるスイッチをさらに備える、請求項40に記載の装置。
【請求項４８】
前記pnpトランジスタのコレクタに電気的に結合されるキャパシタと、
第1の期間中に前記キャパシタを基準電位まで放電し、かつ第2の期間中に前記pnpトランジスタのコレクタ電流が前記キャパシタを充電することを可能にするように構成されるスイッチと
をさらに備える、請求項40に記載の装置。
【請求項４９】
検知するための装置であって、
バイポーラトランジスタのベースにおいてベース電流を受け取るための手段であって、前記ベース電流がパラメータを示す、手段と、
増幅電流を生成するために前記バイポーラトランジスタを使用して前記ベース電流を増幅するための手段と、
前記増幅されたベース電流に基づいて前記パラメータを決定するための手段と
を備える、装置。
【請求項５０】
複数の測定セルであって、各測定セルが、
パラメータを示す電流を供給するように構成されるセンサと、
前記電流を受け取るための前記センサに結合されるベースを有するバイポーラトランジスタであって、前記電流に基づいて増幅電流を生成するように構成されるバイポーラトランジスタと
を備える、複数の測定セルと、
複数のアナログ−デジタル変換器であって、前記複数の測定セルの前記バイポーラトランジスタが、前記複数のアナログ−デジタル変換器のうちの1つのアナログ−デジタル変換器に選択的に結合される、複数のアナログ−デジタル変換器と
を備える、デバイス。
【請求項５１】
前記アナログ−デジタル変換器の出力に基づいて前記パラメータを決定するように構成される処理システム
をさらに備える、請求項50に記載のデバイス。
【請求項５２】
マルチプレクサであって、前記複数の測定セルのうちの1つを選択し、かつ前記マルチプレクサによって選択された前記測定セルの前記バイポーラトランジスタを前記アナログ−デジタル変換器に電気的に結合するように構成されるマルチプレクサをさらに備える、請求項50に記載のデバイス。
【請求項５３】
第1の電極をさらに備え、前記センサが、
前記バイポーラトランジスタのベースが第2の電極に電気的に結合され、前記電流が前記第1の電極と前記第2の電極との間を流れる電流に応答する、第2の電極
を備える、請求項52に記載のデバイス。
【請求項５４】
前記第1の電極が、前記複数の測定セルに関する共通電極である、請求項53に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第119条に基づく優先権の主張
本出願は、2015年6月17日に出願された"IONIC CURRENT SENSORS USING BIPOLAR TRANSISTORS"と題する米国仮特許出願第62/181,158号の利益を主張する、2016年6月14日に出願された米国出願第15/181,596号の優先権を主張し、これは、本出願の譲受人に譲渡され、その全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０００２】
本開示のいくつかの態様は、一般に電子回路に関し、より詳細には、バイポーラトランジスタを使用した電流センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
トランスデューサは、ある形態のエネルギーを別の形態のエネルギーに変換するために使用されるデバイスである。センサは、ある形態の、センサの環境の特性を検出(すなわち、検知)し、この特性を、電気信号であってもよい別の形態で示すように設計されたトランスデューサである。たとえば、媒体のイオン電流を電気信号に変換するために、イオン電流センサが使用される場合があり、その後、電気信号は、さらに処理される(たとえば、増幅される、フィルタ処理される、デジタル化されるなど)場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示のいくつかの態様は一般に、バイポーラトランジスタを使用した電流センサ(たとえば、イオン電流センサ)に関する。
【０００５】
本開示のいくつかの態様は、検知するための装置を提供する。本装置は一般に、パラメータを示す電流を供給するように構成されるセンサと、電流を受け取るためにセンサに結合されるベースを有するバイポーラトランジスタであって、電流に基づいて増幅電流を生成するように構成されるバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタに結合され増幅電流を受け取るように構成される測定回路とを含む。
【０００６】
本開示のいくつかの態様は、検知するための方法を提供する。本方法は一般に、バイポーラトランジスタのベースにおいてベース電流を受け取るステップであって、このベース電流がパラメータを示す、ステップと、増幅電流を生成するためにバイポーラトランジスタを使用してベース電流を増幅するステップと、増幅されたベース電流に基づいてパラメータを決定するステップとを含む。
【０００７】
本開示のいくつかの態様は、検知するための装置を提供する。本装置は一般に、バイポーラトランジスタのベースにおいてベース電流を受け取るための手段であって、このベース電流がパラメータを示す、手段と、増幅電流を生成するためにバイポーラトランジスタを使用してベース電流を増幅するための手段と、増幅されたベース電流に基づいてパラメータを決定するための手段とを含む。
【０００８】
本開示のいくつかの態様は、デバイスを提供する。本デバイスは一般に、各測定セルが、パラメータを示す電流を供給するように構成されるセンサと、電流を受け取るためにセンサに結合されるベースを有するバイポーラトランジスタであって、電流に基づいて増幅電流を生成するように構成されるバイポーラトランジスタと、複数の測定セルからのバイポーラトランジスタの出力が複数のアナログ−デジタル変換器のうちの1つのアナログ−デジタル変換器に選択的に結合される、複数のアナログ−デジタル変換器とを備える、複数の測定セルを含む。
【０００９】
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡潔に要約されたより具体的な説明が、そのいくつかが添付図面において示された態様への参照によってなされる場合がある。ただし、この説明は他の同様に有効な態様にも当てはまる場合があるので、添付の図面は、本開示のいくつかの典型的な態様のみを示し、したがって本開示の範囲を限定するものとみなされるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】センサアレイとセンサアレイのスキャニングを制御するための処理システムとを有する例示的なシステムの図である。
【図２】媒体の性質に応じた媒体中の電流の変化を示す例示的なグラフである。
【図３】媒体中の分子を検出するために使用される例示的な検知ウェルを示す図である。
【図４Ａ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のnドープ/pドープ/nドープ(npn)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図４Ｂ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のnドープ/pドープ/nドープ(npn)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図４Ｃ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のnドープ/pドープ/nドープ(npn)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図４Ｄ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のnドープ/pドープ/nドープ(npn)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図４Ｅ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のnドープ/pドープ/nドープ(npn)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図４Ｆ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のnドープ/pドープ/nドープ(npn)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図５Ａ】本開示のいくつかの態様による、npnトランジスタを介して検知電流を増幅し、かつ検知電流を電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路を示す図である。
【図５Ｂ】本開示のいくつかの態様による、npnトランジスタを介して検知電流を増幅し、かつ検知電流を電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路を示す図である。
【図６Ａ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpドープ/nドープ/pドープ(pnp)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図６Ｂ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpドープ/nドープ/pドープ(pnp)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図６Ｃ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpドープ/nドープ/pドープ(pnp)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図６Ｄ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpドープ/nドープ/pドープ(pnp)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図６Ｅ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpドープ/nドープ/pドープ(pnp)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図６Ｆ】本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpドープ/nドープ/pドープ(pnp)バイポーラトランジスタを使用した例示的な電流測定回路を示す図である。
【図７Ａ】本開示のいくつかの態様による、pnpトランジスタを介して検知電流を増幅し、かつ検知電流を電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路を示す図である。
【図７Ｂ】本開示のいくつかの態様による、pnpトランジスタを介して検知電流を増幅し、かつ検知電流を電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路を示す図である。
【図８】本開示のいくつかの態様による、媒体のパラメータを決定するための例示的な動作の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の様々な態様が以下で説明される。本明細書の教示が多種多様な形態で具現化されてもよいこと、および、本明細書で開示する任意の特定の構造、機能、またはその両方が単なる典型であることは、明らかなはずである。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本明細書に開示された態様が任意の他の態様と独立して実装されてもよいこと、および、これらの態様のうちの2つ以上が様々な方法で組み合わされてもよいことを了解すべきである。たとえば、本明細書に記載する任意の数の態様を使用して、装置が実装される場合があるか、または、方法が実行される場合がある。さらに、本明細書に記載する態様のうちの1つもしくは複数に加えた、またはそれ以外の、他の構造、機能、または構造および機能を使用して、そのような装置が実装される場合があるか、または、そのような方法が実行される場合がある。さらに、態様は、請求項の少なくとも1つの要素を備える場合がある。
【００１２】
「例示的」という単語は、本明細書では、「例、実例、または例証として機能する」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明するいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいか、または有利であると解釈されるべきでない。
【００１３】
例示的な電流センサ
本開示のいくつかの態様は、バイポーラトランジスタを用いて実装された電流センサを使用して媒体のパラメータを決定するための方法および装置を提供する。電流センサは、媒体のイオン電流を電気信号に変換するように構成される、センサアレイ内の複数の電流センサのうちの1つであってもよい。
【００１４】
図1は、センサアレイ100とセンサアレイのスキャニングを制御するための処理システムとを有する例示的なシステムである。図示のように、電流センサアレイ100は、各々が複数の測定セル104を含む、複数のブロック102を含む。電流測定のために、ある行の各測定セル104を選択するために、垂直ブロックスキャナ106が使用される場合がある。たとえば、各測定セル104は、スイッチを介して垂直ブロックスキャナ106によって起動される場合がある電流検知回路(図1には示さず)を含んでもよい。
【００１５】
測定セル104によって電流測定が行われると、測定セル104の電流測定出力は、水平ブロックスキャナ108に通信される場合がある。たとえば、電流センサアレイ100は、それぞれの測定セル104の出力信号を選択するために使用される場合がある、複数のマルチプレクサ110(MUX)を含んでもよい。アナログ形式であってもよい選択出力は、アナログ−デジタル変換器(ADC)112に送られる場合があり、アナログ出力は、デジタル信号に変換される。次いで、対応する測定セル104による測定電流のデジタル表現が、水平ブロックスキャナ108に送られる。水平ブロックスキャナ108は、分析のために測定電流のデジタル表現をプロセッサ114に通信する場合がある。
【００１６】
電流センサアレイ100の各測定セル104は、媒体を横切る電流を検知する(たとえば、測定する)ように構成されてもよい。電流の測定は、本明細書でより詳細に説明するように、電流が流れている媒体に関する性質を示す場合がある。
【００１７】
図2は、媒体に関する性質に応じた媒体中の電流の例示的なレベルを示すグラフ200である。すなわち、特定の範囲内にある期間202にわたって測定されてもよい、特定の平均を有する電流測定値は、媒体に関する性質を示す場合がある。たとえば、図示のように、期間202中の電流測定値は性質Cを示す場合があり、期間204中の電流測定値は性質Bを示す場合がある。
【００１８】
ある量のノイズが、各測定セル104の電流測定値上に結合される場合がある。たとえば、電流測定値のノイズは、ノイズ振幅206を有する場合がある。電流測定値のノイズ振幅が大きすぎる場合、媒体のある性質と別の性質との間を区別するのがますます難しくなる場合がある。すなわち、電流測定値が表す媒体の性質を特定するのが難しくなる場合があり、エラーにつながる。たとえば、性質Cを有する媒体を流れる電流測定ノイズが大きすぎる場合、電流測定値は、誤って性質Bに関連付けられる場合がある。本開示の態様は、電流測定ノイズを低減するための装置および技法を提供する。
【００１９】
図3は、媒体中の分子を検出するために使用される例示的な検知ウェル302を示す。たとえば、電流センサアレイ100の測定セル104の各々は、分子を検出するための検知ウェル302を含んでもよい。各検知ウェルは、1つの検知ウェルにつき1つの膜および1つのナノポア310(たとえば、開口)でカバーされてもよい。検知ウェル302および検知ウェル上の空間は、イオン溶液を含む場合がある。イオン溶液中で電流(たとえば、検知電流(Is))を生成するために、2つの電極が使用される場合がある。たとえば、電流センサアレイ100の検知ウェルのすべてまたは一部にわたる共通電極であってもよい電極304に、バイアス電圧(Vbias)が印加されてもよい。いくつかの態様では、Vbiasは、電圧源(図示せず)を介して供給されてもよい。Vbiasを電極304に印加することによって、検知電流Isが、媒体を通って(たとえば、ナノポアを通って)電極304から電極306(たとえば、検知機構)に流れる場合がある。電極から、検知電流Isが電流測定回路308に流れ込む場合があり、検知電流Isが増幅および測定される場合がある。
【００２０】
電流測定によって測定される検知電流Isのレベルの変動は、図2に関して上記で説明したように、媒体に関する性質を示す場合がある。たとえば、異なるレベルの電流は、検知ウェル中に存在する異なる分子を示す場合がある。すなわち、検出されるべき分子は、ナノポア上のポリメラーゼ反応中に解放されたデオキシリボ核酸(DNA)ベースの正に帯電した識別タグとすることができる。これらのタグは、電極304から離れ、電極306のほうへ移動する。タグがナノポアを通って移動するとき、ナノポアは、ナノポアを通るイオン電流を遮断し、したがってタグのサイズに依存するように、電流(たとえば、検知電流Is)のレベルを変化させて電流測定回路308内に入れる。
【００２１】
図2を参照して上記に示したように、媒体(たとえば、検知ウェル302中のイオン溶液)を流れる電流測定ノイズが大きすぎる場合、媒体の性質を検出するのが難しい場合がある。たとえば、検知ウェル302のイオン溶液中のDNA断片内の核酸塩基のタイプが誤って検出される(たとえば、誤認される)場合がある。電流測定ノイズは、電流測定回路308によって生じる場合がある。したがって、本開示の態様は、電流測定回路308の電流測定ノイズを低減するための装置および技法を提供する。たとえば、電流Isを増幅および測定するために、(たとえば、電界効果トランジスタ(FET)とは対照的に)低ノイズを有するバイポーラトランジスタが使用されてもよい。
【００２２】
図4Aは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のバイポーラトランジスタ402を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、検知電流Isは、バイポーラトランジスタ402のベースに流れ込む場合がある。バイポーラトランジスタ402のコレクタは、FETを使用して実装されてもよい起動スイッチ404に結合される場合がある。起動スイッチ404は、電流検知回路308を起動するために垂直ブロックスキャナ106によって制御される場合がある行選択信号を使用して起動される(たとえば、閉じられる)場合がある。起動されると、バイポーラトランジスタ402のベース電流(すなわち、検知電流Is)は、コレクタ電流Icがほぼβ×Isに等しくなるように、(たとえば、バイポーラトランジスタ402に対応する)電流利得ベータ(β)で増幅される場合がある。すなわち、コレクタ電流Icは、列バスから基準電位406(たとえば、電気接地点)まで流れ、対応するADC112によって測定およびデジタル化され、図1の水平ブロックスキャナ108に通信される。
【００２３】
図4Bは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のバイポーラトランジスタのダーリントンペア構成408を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、バイポーラトランジスタ402のエミッタは、バイポーラトランジスタ402のコレクタ電流がバイポーラトランジスタ410によってさらに増幅されるように、別のバイポーラトランジスタ410のベースに結合されてもよい。したがって、バイポーラトランジスタのダーリントンペア構成408は、検知電流Isの増幅用の単一のバイポーラトランジスタを使用するのと比較して、より高い利得を提供する。
【００２４】
図4Cは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のバイポーラトランジスタのSziklaiペア構成412を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、バイポーラトランジスタ402(たとえば、nドープ/pドープ/nドープ(npn)トランジスタ)のコレクタは、pドープ/nドープ/pドープ(pnp)バイポーラトランジスタ414のベースに結合される。バイポーラトランジスタ414のエミッタは、バイポーラトランジスタ402のコレクタ電流に基づいて増幅電流が列バスに流れる、電圧源に結合される。したがって、バイポーラトランジスタ414は、検知電流Isの増幅利得を増加させる。FETとして実装されてもよい起動スイッチ404は、バイポーラトランジスタ414のコレクタと列バスとの間に接続され、図4Cの電流測定回路308を起動するために使用される。
【００２５】
図4Dは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のnpnおよびpnpのバイポーラトランジスタ418を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、バイポーラトランジスタ402(たとえば、npnバイポーラトランジスタ)のコレクタは、バイポーラトランジスタ402のコレクタ電流をさらに増幅する、pnpバイポーラトランジスタ420のベースに結合されてもよい。バイポーラトランジスタ402のエミッタおよびバイポーラトランジスタ420のコレクタは、基準電位406に結合される。起動スイッチ404が閉じられると、バイポーラトランジスタ420のエミッタ電流が列バスから流れる場合があり、バイポーラトランジスタ420のエミッタ電流のデジタル表現は、対応するADC112を介して水平ブロックスキャナ108に送られる。
【００２６】
図4A〜図4Dの各々のバイポーラトランジスタ402は、電極306に接続されたベースと、基準電位406に(たとえば、直接、または別のトランジスタのベースエミッタ接続を介して)接続されたエミッタとを有する。したがって、図4A〜図4Dのバイポーラトランジスタ402は、電流感度の低い電圧を生成するためにオペアンプ(op-amp)を使用することなく、電極306において、そのような電圧を確立することができるが、その理由は、バイポーラトランジスタのベースエミッタ電圧(Vbe)がベース電流(たとえば、Is)の対数関数であるからである。電極306において電流感度の低い電圧を確立するためにオペアンプとは対照的にバイポーラトランジスタを使用することによって、電流測定回路308によって占有される面積は低減され、より高い集積度が可能になる。さらに、バイポーラトランジスタは、検知電流Isの局所増幅を提供し、したがってリーク経路および読出し回路からのノイズの寄与を低減する。バイポーラトランジスタは、FETよりも振幅が1〜2ケタ低いノイズを有する場合があるので、FETと比較して電流測定ノイズも低減する。
【００２７】
図4Eは、本開示のいくつかの態様による、電圧源に結合されるコレクタを有する、電流増幅用のバイポーラトランジスタ402を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、図4Eのバイポーラトランジスタ402は、起動スイッチ404が閉じられると、検知電流Isを増幅し、電圧源(Vsupply)から列バスにエミッタ電流Ieを提供する。
【００２８】
図4Fは、本開示のいくつかの態様による、電圧源(Vsupply)に結合されるコレクタを有する、電流増幅用のバイポーラトランジスタのダーリントンペア構成422を使用した例示的な電流測定回路308である。図4Bを参照しながら上記で示したように、トランジスタのダーリントンペア構成は、電流増幅用の単一のバイポーラトランジスタを使用するのと比較して、より高い電流増幅利得を提供する。
【００２９】
図5Aは、本開示のいくつかの態様による、バイポーラトランジスタ402を介して電流Isを増幅し、抵抗要素Rを介して電流Isを電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路308である。すなわち、コレクタ電流Icは、電圧源(Vsupply)に結合される抵抗要素Rを通って流れる。したがって、ノード502における電圧は、コレクタ電流Icの関数である、抵抗要素Rにわたる電圧降下を差し引いた供給電圧に等しい場合がある。したがって、電流Icは、トライオード領域にある場合がある、ソースフォロワ506(たとえば、バッファ)のゲート電圧を効果的に制御する。列バスにおける電圧は、起動スイッチ404が閉じられたとき、ソースフォロワ506にわたるドレインソース間電圧降下を差し引いた供給電圧に等しい場合がある。したがって、列バスにおける電圧は、検知電流Isに基づいてバイポーラトランジスタ402によって制御される、ノード502における電圧を表す場合がある。図示のように、抵抗要素Rは、ポリシリコン抵抗器、イオン衝突抵抗器、またはFET(たとえば、トライオード領域においてバイアスされたnタイプFET(NFET)、またはターンオフされたNFETもしくはpタイプFET(PFET))を使用することなどの様々な方法で実装されてもよい。
【００３０】
図5Bは、本開示のいくつかの態様による、分路キャパシタCを介して検知電流Isを電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路308である。すなわち、分路キャパシタCは、バイポーラトランジスタ402のコレクタとプリチャージスイッチ508との間のノード510に結合されてもよい。プリチャージスイッチ508は、閉じられたとき、分路キャパシタCを電圧源レベルまで充電するように構成されてもよい。分路キャパシタCがプリチャージされると、プリチャージスイッチが開かれる場合がある。したがって、バイポーラトランジスタ402のコレクタ電流Icは、分路キャパシタCから流れ、分路キャパシタCを放電し、実質的に、分路キャパシタCを介してコレクタ電流Icを統合する場合がある。分路キャパシタCを放電することによって、分路キャパシタCにわたる電圧は、低減される。分路キャパシタCにわたる電圧は、キャパシタが放電される時間量にも依存し、複数の測定セル104のすべての検知ウェルに関して同じであるように構成される。分路キャパシタCにわたる電圧を調整することによって、ソースフォロワ506のゲートにおける電圧が調整される。図5Aに関して上記に示すように、起動スイッチ404が閉じられたとき、ソースフォロワ506のゲートにおける電圧を調整することによって、列バスにおける電圧が調整されてもよい。
【００３１】
いくつかの場合には、媒体を通る電流が、電流測定回路308から流れ出す場合がある。すなわち、電極304は、電極306から電極304に電流が検知ウェル302を通って流れるように、電極306よりも低い電圧電位である場合がある。したがって、本開示のいくつかの態様は、電流測定回路308から流れ出す検知電流を測定することができる電流測定回路を対象とする。
【００３２】
図6Aは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpnpバイポーラトランジスタ602を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、検知電流Isは、バイポーラトランジスタ602のベースから流れ出す場合がある。バイポーラトランジスタ602のコレクタは、FETを使用して実装されてもよい起動スイッチ604に結合される場合がある。起動スイッチ604は、電流検知回路308を起動するために垂直ブロックスキャナ106によって制御される場合がある行選択信号を使用して起動される(たとえば、閉じられる)場合がある。起動されると、バイポーラトランジスタ602のベース電流(たとえば、検知電流Is)は、コレクタ電流Icがほぼβ×Isに等しくなるように、電流利得ベータ(β)で増幅される場合がある。すなわち、コレクタ電流Icは、バイポーラトランジスタ602のエミッタにおける電圧源から列バスに向かって流れ、対応するADC112によって測定およびデジタル化され、水平ブロックスキャナ108に通信される。
【００３３】
図6Bは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpnpバイポーラトランジスタのダーリントンペア構成608を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、バイポーラトランジスタ602のエミッタは、バイポーラトランジスタ602のエミッタ電流がバイポーラトランジスタ610によってさらに増幅されるように、別のバイポーラトランジスタ610のベースに結合されてもよい。したがって、バイポーラトランジスタのダーリントンペア構成608は、検知電流Isの増幅用の単一のバイポーラトランジスタを使用するのと比較して、より高い利得を提供する。
【００３４】
図6Cは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のバイポーラトランジスタのSziklaiペア構成612を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、pnpバイポーラトランジスタ602のコレクタは、npnトランジスタ614のベースに結合され、バイポーラトランジスタ614のエミッタは、基準電位に結合される。バイポーラトランジスタ614は、バイポーラトランジスタ602のコレクタ電流を増幅し、検知電流Isの増幅利得を増加させる。FETとして実装されてもよい起動スイッチ604は、バイポーラトランジスタ614のコレクタと列バスとの間に接続され、図6Cの電流測定回路308を起動するために使用されてもよい。
【００３５】
図6Dは、本開示のいくつかの態様による、電流増幅用のpnpおよびnpnのバイポーラトランジスタ618を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、バイポーラトランジスタ602(たとえば、pnpトランジスタ)のコレクタは、バイポーラトランジスタ602のコレクタ電流をさらに増幅する、npnトランジスタ620のベースに結合されてもよい。バイポーラトランジスタ602のエミッタおよびバイポーラトランジスタ620のコレクタは、電圧源(Vsupply)に結合される。起動スイッチ604が閉じられると、バイポーラトランジスタ620のエミッタ電流が電圧源から列バスに流れる場合があり、バイポーラトランジスタ620のエミッタ電流のデジタル表現は、対応するADC112を介して水平ブロックスキャナに送られる。
【００３６】
図6A〜図6Dの各々のバイポーラトランジスタ602は、電極306に接続されたベースと、電圧源に(たとえば、直接、または別のトランジスタのエミッタベース接続を介して)接続されたエミッタとを有する。したがって、図6A〜図6Dのバイポーラトランジスタ602は、電流感度の低い電圧を生成するためにオペアンプ(op-amp)を使用することなく、電極306において、そのような電圧を確立することができる。これは、バイポーラトランジスタのエミッタベース電圧(Veb)がベース電流(たとえば、Is)の対数関数であるからである。電極306において電流感度の低い電圧を確立するためにオペアンプとは対照的にバイポーラトランジスタを使用することによって、電流測定回路308によって占有される面積は低減され、より高い集積度が可能になる。さらに、バイポーラトランジスタは、検知電流Isの局所増幅を提供し、したがってリーク経路および読出し回路からのノイズの寄与を低減する。バイポーラトランジスタは、FETよりも振幅が1〜2ケタ低いノイズを有するので、FETと比較して電流測定ノイズも低減する。
【００３７】
図6Eは、本開示のいくつかの態様による、基準電位に結合されるコレクタを有する、電流増幅用のpnpバイポーラトランジスタ602を使用した例示的な電流測定回路308である。図示のように、図6Eのバイポーラトランジスタ602は、起動スイッチ404が閉じられると、検知電流Isを増幅し、列バスから基準電位に電流Ieを生成する。
【００３８】
図6Fは、本開示のいくつかの態様による、基準電位に結合されるコレクタを有する、電流増幅用のpnpバイポーラトランジスタのダーリントンペア構成622を使用した例示的な電流測定回路308である。図6Bを参照しながら上記で示したように、トランジスタのダーリントンペア構成622は、電流増幅用の単一のバイポーラトランジスタを使用するのと比較して、より高い電流増幅利得を提供する。
【００３９】
図7Aは、本開示のいくつかの態様による、pnpバイポーラトランジスタ602を介して検知電流Isを増幅し、抵抗要素Rを介して検知電流Isを電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路308である。すなわち、コレクタ電流Icは、基準電位に結合される抵抗要素Rを通って流れる。したがって、ノード702における電圧は、基準電位を差し引いた、コレクタ電流Icの関数である、抵抗要素Rにわたる電圧降下に等しい場合がある。したがって、電流Icは、トライオード領域内にある場合があるソースフォロワ706のゲート電圧を制御し、次にソースフォロワ706のオン抵抗を調整する。列バスにおける電圧はまた、起動スイッチ604が閉じられたとき、ソースフォロワ706のオン抵抗を調整することによって調整される。したがって、列バスにおける電圧は、電流Isに基づいてバイポーラトランジスタ602によって制御される、ノード702における電圧を表す場合がある。図示のように、抵抗要素Rは、様々な構成でFETを使用して実装されてもよい。
【００４０】
図7Bは、本開示のいくつかの態様による、pnpバイポーラトランジスタを介して検知電流Isを増幅し、分路キャパシタCを介して検知電流Isを電圧に変換するように構成される例示的な電流測定回路308である。すなわち、分路キャパシタCは、バイポーラトランジスタ602のコレクタと放電スイッチ708との間のノード710に結合されてもよい。放電スイッチ708は、閉じられたとき、分路キャパシタCを放電するように構成されてもよい。分路キャパシタCが放電されると、放電スイッチ708が開かれる場合がある。したがって、バイポーラトランジスタ602のコレクタ電流Icは、分路キャパシタCに流れ、分路キャパシタCを充電する場合がある。分路キャパシタCを充電することによって、分路キャパシタCにわたる電圧が増加し、ソースフォロワ706のゲートにおける電圧が調整される。図5Aに関して上記に示すように、起動スイッチ604が閉じられたとき、ソースフォロワ706のゲートにおける電圧を調整することによって、列バスにおける電圧が調整されてもよい。
【００４１】
いくつかの態様では、バイポーラトランジスタ402および/または602は、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)またはヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)であってもよい。いくつかの場合には、HBTは、シリコンゲルマニウム(SiGe)HBTであってもよい。いくつかの態様では、放電スイッチ508および708は、PFETまたはNFETであってもよい。
【００４２】
図8は、本開示のいくつかの態様による、媒体のパラメータを決定するための例示的な動作800の流れ図である。動作800は、たとえば、図1のセンサアレイ100および電流測定回路308などのデバイスによって実行される場合がある。
【００４３】
動作800は、ブロック802では、バイポーラトランジスタのベースにおいてベース電流を受け取ることによって開始する場合があるが、ベース電流はパラメータを示す。ブロック804では、ベース電流は、増幅電流を生成するためにバイポーラトランジスタを使用して増幅される場合がある。ブロック806では、パラメータが、増幅電流に基づいて決定される。
【００４４】
いくつかの場合には、動作800は、センサによって、バイポーラトランジスタのベースにベース電流を供給することを含む。この場合、供給することは、1つまたは複数のフォトンに応答してベース電流を生成することを含んでもよい。たとえば、電流測定回路308によって測定される電流は、フォトダイオードによる光の検出に基づいている場合がある。
【００４５】
いくつかの態様では、供給することは、媒体を通って流れる電流に応答してベース電流を生成することを含む。媒体を通って流れる電流は、イオン電流である場合がある。いくつかの場合には、供給することは、媒体のpHに基づいてベース電流を生成することを備えるが、パラメータは媒体のpHである。たとえば、媒体のpHが変化するとき、媒体を通る電流も変化する場合があり、電流のこの変化は、媒体のpHを決定するために測定される場合がある。たとえば、電流測定回路308は、媒体を通る電流を増幅する場合があり、増幅電流は、媒体のpHを決定するために使用することができる。
【００４６】
いくつかの態様では、媒体は、少なくとも1つのデオキシリボ核酸(DNA)断片を有する溶液を備え、パラメータは、DNA断片中に、あるタイプの核酸塩基を備える。いくつかの態様では、媒体は電解溶液を備え、ブロック806において決定することは、電解溶液中の分子を検出するために増幅されたベース電流を使用することを備える。
【００４７】
いくつかの場合には、動作800はまた、ベース電流を、第1の電極と第2の電極との間の媒体を通って流すことを含む。この場合、動作800は、バイポーラトランジスタで第2の電極をバイアスすることを含む場合もある。いくつかの態様では、動作800は、バイアス電圧で第1の電極をバイアスすることを含む。
【００４８】
いくつかの態様では、動作800は、増幅されたベース電流を検知電圧に変換することをさらに含み、ブロック806において決定することは、検知電圧に基づいてパラメータを決定することを備える。いくつかの態様では、動作800は、検知電圧をバッファリングすることをさらに含む場合があり、ブロック806において決定することは、バッファリングされた検知電圧に基づいてパラメータを決定することを備える。いくつかの態様では、変換することは、検知電圧を生成するためにバイポーラトランジスタに電気的に結合される抵抗要素を通して増幅電流を通過させることを含む。いくつかの態様では、抵抗要素は、ポリシリコン抵抗器、イオン注入抵抗器、トライオード領域において動作するトランジスタ、またはターンオフトランジスタのうちの少なくとも1つを備える。
【００４９】
いくつかの態様では、変換することは、第1の期間中にバイポーラトランジスタのコレクタに電気的に結合されるキャパシタを基準電位まで放電することと、第2の期間中にバイポーラトランジスタのコレクタ電流がキャパシタを充電することを可能にすることとを伴う。いくつかの態様では、変換することは、第1の期間中にバイポーラトランジスタのコレクタに電気的に結合されるキャパシタをある電圧レベルまで充電することと、第2の期間中にバイポーラトランジスタのコレクタ電流がキャパシタを放電することを可能にすることとを含む。
【００５０】
いくつかの態様では、ブロック804において増幅することは、バイポーラトランジスタに電気的に結合されベース電流の電流増幅全体を増加させるように構成される別のバイポーラトランジスタを使用することを伴う。いくつかの態様では、バイポーラトランジスタは、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)を備える。他の態様では、バイポーラトランジスタは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)を備える。いくつかの態様では、HBTは、シリコンゲルマニウム(SiGe)HBTを備える。
【００５１】
上記で説明した様々な動作または方法は、対応する機能を実行することができる任意の適切な手段によって実行される場合がある。この手段は、限定はしないが、回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、またはプロセッサを含む、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素および/またはモジュールを含んでもよい。概して、図に示される動作がある場合、それらの動作は、同様の番号を付された対応する同等のミーンズプラスファンクション構成要素を有してもよい。たとえば、電流を流すための手段は、電圧差(たとえば、バイアス電圧)を生成するための電圧源を含んでもよい。受け取るための手段および/または増幅するための手段は、図4および図5のバイポーラトランジスタ402または図6および図7のバイポーラトランジスタ602などのバイポーラトランジスタを含んでもよい。決定するための手段は、図1のプロセッサ114などの少なくとも1つのプロセッサを含む処理システムを含んでもよい。
【００５２】
本明細書で使用する「決定すること(determining)」という用語は、多種多様なアクションを包含する。たとえば、「決定する」ことは、計算すること、算出すること、処理すること、導出すること、調査すること、ルックアップすること(たとえば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造内でルックアップすること)、確認することなどを含んでもよい。また、「決定すること」は、受信すること(たとえば、情報を受信すること)、アクセスすること(たとえば、メモリ中のデータにアクセスすること)などを含む場合がある。また、「決定すること」は、解決すること、選択すること、選定すること、確立することなどを含む場合がある。
【００５３】
本明細書で使用する場合、項目のリストのうちの「少なくとも1つ」を指す語句は、単一のメンバーを含むこれらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、a-b、a-c、b-c、a-b-c、および複数の同じ要素による任意の組合せ(たとえば、a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c、およびc-c-c、または、a、b、およびcの任意の他の順序)をカバーすることが意図される。
【００５４】
本発明に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、ASIC、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス(PLD)、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行されてもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替として、プロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携した1つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装されてもよい。
【００５５】
本明細書で開示した方法は、説明した方法を実現するための1つまたは複数のステップまたはアクションを含む。方法ステップおよび/または方法アクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく互いに入れ替えてもよい。言い換えれば、ステップまたはアクションの特定の順序が指定されない限り、特定のステップおよび/またはアクションの順序および/または使用は、特許請求の範囲から逸脱することなく変更されてもよい。
【００５６】
説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装されてもよい。ハードウェアで実装される場合、例示的なハードウェア構成は、ワイヤレスノード内に処理システムを備えてもよい。処理システムは、バスアーキテクチャを用いて実装され得る。バスは、処理システムの特定の用途および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含んでもよい。バスは、プロセッサ、機械可読媒体、およびバスインターフェースを含む様々な回路を互いにリンクする場合がある。バスインターフェースは、ネットワークアダプタを、特にバスを介して処理システムに接続するのに使用されてもよい。ネットワークアダプタは、物理(PHY)層の信号処理機能を実装するために使用される場合がある。ユーザ端末の場合、ユーザインターフェース(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、マウス、ジョイスティックなど)をバスに接続する場合もある。バスは、タイミングソース、周辺機器、電圧調整器、電力管理回路などの様々な他の回路をリンクさせる場合もあり、これは当技術分野ではよく知られているので、これ以上説明しない。
【００５７】
処理システムは、すべてが外部バスアーキテクチャを介して他のサポート回路と互いにリンクされる、プロセッサ機能を実現する1つまたは複数のマイクロプロセッサと、機械可読媒体の少なくとも一部分を構成する外部メモリとを有する汎用処理システムとして構成されてもよい。代替的に、処理システムは、プロセッサを有するASICと、バスインターフェースと、ユーザインターフェース(アクセス端末の場合)と、サポート回路と、単一のチップに統合された機械可読媒体の少なくとも一部分とを用いて、あるいは1つまたは複数のFPGA、PLD(プログラマブル論理デバイス)、コントローラ、ステートマシン、ゲート論理、個別ハードウェア構成要素、もしくは任意の他の適切な回路、または本開示全体にわたって説明した様々な機能を実行することができる回路の任意の組合せを用いて実装されてもよい。当業者には、特定の用途とシステム全体に課せられた全体的な設計制約とに応じて処理システムに関する説明した機能を最適に実装する方法が認識されよう。
【００５８】
特許請求の範囲が、上記で示された厳密な構成および構成要素に限定されないことを理解されたい。特許請求の範囲から逸脱することなく、上記で説明した方法および装置の構成、動作、および詳細において様々な修正、変更、および変形が行われてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
100  センサアレイ
102  ブロック
104  測定セル
106  垂直ブロックスキャナ
108  水平ブロックスキャナ
110  マルチプレクサ
112  アナログ−デジタル変換器
114  プロセッサ
200  グラフ
202  期間
204  期間
206  ノイズ振幅
302  検知ウェル
304  電極、共通電極
306  電極
308  電流測定回路
310  ナノポア
402  バイポーラトランジスタ
404  起動スイッチ
406  基準電位
408  バイポーラトランジスタのダーリントンペア構成
410  バイポーラトランジスタ
412  バイポーラトランジスタのSziklaiペア構成
414  バイポーラトランジスタ
418  npnおよびpnpのバイポーラトランジスタ
420  pnpバイポーラトランジスタ
422  バイポーラトランジスタのダーリントンペア構成
502  ノード
506  ソースフォロワ
508  プリチャージスイッチ
510  ノード
602  pnpバイポーラトランジスタ
604  起動スイッチ
608  pnpバイポーラトランジスタのダーリントンペア構成
610  バイポーラトランジスタ
612  バイポーラトランジスタのSziklaiペア構成
614  バイポーラトランジスタ
618  pnpおよびnpnのバイポーラトランジスタ
620  npnトランジスタ
622  pnpバイポーラトランジスタのダーリントンペア構成
702  ノード
706  ソースフォロワ
710  ノード
【図１】
2018517910.tif 000003
【図２】
2018517910.tif 000004
【図３】
2018517910.tif 000005
【図４Ａ】
2018517910.tif 000006
【図４Ｂ】
2018517910.tif 000007
【図４Ｃ】
2018517910.tif 000008
【図４Ｄ】
2018517910.tif 000009
【図４Ｅ】
2018517910.tif 000010
【図４Ｆ】
2018517910.tif 000011
【図５Ａ】
2018517910.tif 000012
【図５Ｂ】
2018517910.tif 000013
【図６Ａ】
2018517910.tif 000014
【図６Ｂ】
2018517910.tif 000015
【図６Ｃ】
2018517910.tif 000016
【図６Ｄ】
2018517910.tif 000017
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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