ترانزیستور اثر میدانی با گیت یونی (Ion-Sensitive FET - ISFET)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور اثر میدانی با گیت یونی (Ion-Sensitive FET - ISFET) :
ISFET (Ion-Sensitive Field-Effect Transistor) یک ترانزیستور اثر میدانی است که در آن غشای گیت به یون های خاصی در محلول حساس است. این ترانزیستور اولین بار در دهه ۱۹۷۰ توسط برگولد معرفی شد. ساختار آن شبیه MOSFET است، با این تفاوت که گیت فلزی با یک لایه حساس به یون (مانند Si3N4، Al2O3، یا Ta2O5) و یک محلول الکترولیت جایگزین شده است.
در ISFET، ولتاژ آستانه (
\[ V_{TH} \]) با غلظت یون ها (مثلا H+ برای pH) تغییر می کند. مکانیزم: یون ها در سطح غشا جذب شده و پتانسیل سطحی را تغییر می دهند که این تغییر به کانال کوپل می شود. بنابراین می توان با اندازه گیری جریان درین یا ولتاژ آستانه، غلظت یون را تعیین کرد.
\[ V_{TH} = E_{ref} - \psi_0 + \chi^{sol} - \frac{\Phi_{Si}}{q} - \frac{Q_{ox} + Q_{ss}}{C_{ox}} + 2\phi_F \]ISFETها به طور گسترده در حسگرهای pH، دستگاه های توالی یابی DNA (مانند فناوری Ion Torrent)، و آزمایشگاه های روی تراشه استفاده می شوند. آنها نسبت به الکترودهای شیشه ای سنتی، کوچک تر، ارزان تر و قابل مجتمع سازی هستند.
چالش ها: رانش (Drift) در طول زمان، نیاز به کالیبراسیون، و تداخل با سایر یون ها. با این حال، ISFETها یکی از موفق ترین ترانزیستورهای حسگر هستند.
