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離子敏場效應(yīng)晶體管（Ion Sensitive Field Effect Transistor，簡稱 ISFET）是一種利用半導(dǎo)體場效應(yīng)原理測量離子濃度的敏感器件。它采用金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）作為傳感器，通過特殊的靈敏膜將被測液體中的離子濃度轉(zhuǎn)換成復(fù)合的表面電荷密度變化，進而控制晶體管的導(dǎo)通電流或阻斷電流，從而實現(xiàn)對離子濃度的測量。
1.離子敏場效應(yīng)晶體管是什么
離子敏場效應(yīng)晶體管是一種基于場效應(yīng)原理的離子濃度測量傳感器，其核心部分是一個MOSFET晶體管。與普通的MOSFET不同的是，在ISFET中引入了靈敏膜，該膜具有選擇性地響應(yīng)于特定離子，并將其濃度轉(zhuǎn)換成表面電荷變化，進而影響晶體管的通斷狀態(tài)，由此實現(xiàn)對離子濃度的測量。
2.離子敏場效應(yīng)晶體管組成結(jié)構(gòu)
離子敏場效應(yīng)晶體管由四部分組成：靈敏膜、引線、MOSFET晶體管以及基板。其中，靈敏膜被涂覆在MOSFET上，用于響應(yīng)特定離子，并將其濃度轉(zhuǎn)化為表面電荷密度變化。引線連接MOSFET與外部電路，傳遞電荷信息。晶體管本身由控制柵、源和漏極三部分組成，通常采用硅材料基底，控制柵和源漏極之間被氧化物隔開。
3.離子敏場效應(yīng)晶體管分類
根據(jù)靈敏膜的不同選擇性，離子敏場效應(yīng)晶體管可分為氫離子敏感場效應(yīng)晶體管（pH-ISFET）、鉀離子敏感場效應(yīng)晶體管（K-ISFET）等。此外，在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，還可以將ISFET與流動注入分析法（FIA）相結(jié)合，構(gòu)建出一種自動快速分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對離子濃度等參數(shù)的在線監(jiān)測。
4.離子敏場效應(yīng)晶體管的應(yīng)用
離子敏場效應(yīng)晶體管可以廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域。例如在生物醫(yī)學(xué)中，通過對血液pH值、藥物治療濃度等參數(shù)的監(jiān)測，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種疾病的診斷和治療；在環(huán)境監(jiān)測中，則可用于檢測水質(zhì)污染、土壤污染等；同時，在食品行業(yè)中，ISFET也可以被用于酸堿度檢測和添加劑濃度檢測。
