CN108593724A - 一种检测电路、微流控结构及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测电路、微流控结构及其驱动方法，涉及微控制技术领域，可解决微控制结构如何检测待移动物体的位置和大小的问题。检测电路包括输入子电路、检测子电路和输出子电路；所述输入子电路，连接检测点，用于向检测点输入信号；所述检测子电路，包括串联在第一电压端和第二电压端之间的电容值可变的检测电容和电容值固定的参考电容，所述检测点连接在所述检测电容和所述参考电容之间，用于对待移动物质进行检测并将表征有无待检测物质的检测结果传输至所述检测点；所述输出子电路，连接所述检测点以及信号输出端，用于将所述检测点的信号传输至所述信号输出端。

Description

一种检测电路、微流控结构及其驱动方法

技术领域

本发明涉及微控制技术领域，尤其涉及一种检测电路、微流控结构及其驱动方法。

背景技术

微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。微流控结构目前应用在很多领域，特别是化学和医学领域，微流控结构对各种化学实验有着无与伦比的优势。

以检测液体为例，在应用过程中，微流控结构需要具备检测液滴位置和大小以及驱动液滴移动的功能，由于微流控结构控制的小液滴非常微小，要想提高移动移动的精度，需要检测电路的检测能力尽可能的强，以提高检测结果的精准度。

发明内容

本发明的实施例提供一种检测电路、微流控结构及其驱动方法，可解决微控制结构如何检测待移动物体的位置和大小的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种检测电路，包括输入子电路、检测子电路和输出子电路；所述输入子电路，连接检测点，用于向检测点输入信号；所述检测子电路，包括串联在第一电压端和第二电压端之间的电容值可变的检测电容和电容值固定的参考电容，所述检测点连接在所述检测电容和所述参考电容之间，用于对待移动物质进行检测并将表征有无待检测物质的检测结果传输至所述检测点；所述输出子电路，连接所述检测点以及信号输出端，用于将所述检测点的信号传输至所述信号输出端。

可选的，所述输入子电路包括第一晶体管；所述第一晶体管的栅极连接第一信号端，第一极连接第三电压端，第二极连接所述检测点。

可选的，所述检测电容包括检测电极和公共电极，所述检测电极和所述公共电极之间具有供待移动物质移动的通道，所述检测电极连接所述检测点。

可选的，所述输出子电路包括第二晶体管、第三晶体管以及电流源；所述第二晶体管的栅极连接所述检测点，第一极连接第四电压端，第二极连接所述第三晶体管的第一极；所述第三晶体管的栅极连接第二信号端，第二极连接所述电流源的正极；所述电流源的负极连接第五电压端；所述信号输出端连接所述第三晶体管的第一极或第二极。

可选的，所述检测子电路还包括连接在所述检测电容和所述参考电容之间的第四晶体管；所述第四晶体管的栅极连接第三信号端，第一极连接所述检测电容，第二极连接所述参考电容；所述检测点连接所述第四晶体管的第一极或第二极；其中，所述第四晶体管位于所述检测点与所述第二电压端之间。

第二方面，提供一种微流控结构，包括相对设置的第一基板和第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的通道；还包括第一方面所述的检测电路以及控制单元；所述控制单元用于发出驱动控制信号，以使待移动物质在所述通道内移动。

可选的，所述控制单元连接第一信号端以及驱动器，用于向所述第一信号端发出开启或截止信号并控制所述驱动器发出驱动信号或初始化信号；其中，所述驱动器还连接第三电压端，检测电极复用为驱动电极。

可选的，所述控制单元连接所述检测电路的信号输出端，用于根据所述信号输出端输出的信号，向所述第一信号端发出开启或截止信号并控制所述驱动器发出驱动信号或初始化信号。

可选的，所述检测电路呈阵列排布。

可选的，微控制结构还包括与所述检测电路对应设置的驱动电路和驱动电极；所述驱动电路包括第五晶体管，所述第五晶体管的栅极连接所述控制单元，第一极连接驱动器，第二极连接所述驱动电极，用于在所述控制单元的控制下，将所述驱动器发出的驱动信号传输至所述驱动电极；所述控制单元，连接信号输出端，用于根据所述信号输出端输出的信号向所述第五晶体管的栅极发出开启或截止信号。

可选的，所述检测电路呈阵列排布，检测电极和所述驱动电极相互绝缘、同层设置且交替排布。

可选的，同一列所述检测电路连接同一信号输出端。

第三方面，提供一种微流控结构的驱动方法，所述驱动方法包括：检测阶段：向第二电压端输入第一信号，并通过输入子电路向检测点输入初始化信号，对所述检测点的电位进行初始化；向所述第二电压端输入第二信号，使得所述检测点在检测电容和参考电容之间分压，检测子电路将检测结果传输至所述检测点；向所述第二电压端持续输入所述第二信号，输出子电路将所述检测点的信号传输至所述信号输出端；驱动阶段：向所述第二电压端输入所述第一信号，控制单元发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动。

可选的，所述控制单元连接第一信号端以及驱动器；所述向第二电压端输入第一信号，并通过输入子电路向检测点输入初始化信号，对所述检测点的电位进行初始化，具体包括：向所述第二电压端输入所述第一信号，所述控制单元向所述第一信号端输入导通信号，并控制所述驱动器向第三电压端输入初始化信号，对所述检测点的电位进行初始化。

可选的，所述向所述第二电压端输入所述第一信号，控制单元发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动，具体包括：根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的检测电路，向该检测电路的第二电压端输入所述第一信号，所述控制单元向该检测电路的第一信号端输入导通信号，并控制所述驱动器向该检测电路的第三电压端输入驱动信号，以使检测电极和公共电极形成电势差，控制待移动物质移动。

可选的，微流控结构还包括与检测电路对应设置的驱动电路和驱动电极；所述向所述第二电压端输入所述第一信号，控制单元发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动，具体包括：向所述第二电压端输入第一信号，所述控制单元检测到所述检测电路的信号输出端输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路输入开启信号，将驱动器发出的驱动信号传输至所述驱动电极，以使驱动电极和公共电极形成电势差，控制待移动物质移动。

可选的，公共电极连接第一电压端；所述控制单元检测到某一所述检测电路的信号输出端输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路输入开启信号，使该驱动电路进入驱动阶段，同时微流控结构中的多个所述检测电路进入检测阶段。

本发明的实施例提供一种检测电路、微流控结构及其驱动方法，基于电容值随着介电常数的变化而变化的原理，采用包括串联的检测电容和参考电容的检测子电路对液滴的位置进行检测，有液滴的位置处检测电容的电容值会发生变化，无液滴的位置处检测电容的电容值不会发生变化，通过计算电容值就可以确定液滴的位置和大小。这种通过检测电容值来判断液滴的位置和大小的方式受干扰较小，检测结果准确。

此外，构成检测电容的两个电极在制作过程中可以与驱动液滴移动的两个电极同步形成或分时复用，大大简化了制备工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种检测电路的结构示意图；

图2为图1中各模块的具体结构示意图一；

图3为图1中各模块的具体结构示意图二；

图4为图1中各模块的具体结构示意图三；

图5为本发明实施例提供的一种微控制结构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种微控制结构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的微控制结构中的电路的示意图一；

图8为本发明实施例提供的微控制结构中的电路的示意图二；

图9为本发明实施例提供的微控制结构中的电路的示意图三；

图10为本发明实施例提供的微控制结构中的电路的示意图四；

图11为本发明实施例提供的检测电路与信号输出端的连接关系示意图；

图12为本发明实施例提供的微控制结构的驱动方法的流程图。

附图标记

10-输入子电路；20-检测子电路；30-输出子电路；A-检测点；B-参考点；C1-检测电容；C2-参考电容；driver-驱动器；Readout-信号输出端；01-第一基板；02-第二基板；03-驱动电极；04-公共电极；05-检测电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种检测电路，如图1所示，包括输入子电路10、检测子电路20和输出子电路30。

输入子电路10，连接检测点A，用于向检测点A输入信号。

其中，不对输入子电路10的具体结构进行限定，现有技术中的能够向某一点输入信号的结构均适用于本发明。

检测子电路20，包括串联在第一电压端V1和第二电压端V2之间的电容值可变的检测电容C1和电容值固定的参考电容C2，检测点A连接在检测电容C1和参考电容C2之间，用于对待移动物质进行检测并将表征有无待检测物质的检测结果传输至检测点A。

其中，检测电容C1和参考电容C2串联在第一电压端V1和第二电压端V2之间，可以是如图1所示的检测电容C1靠近第一电压端V1设置，参考电容C2靠近第二电压端V2设置；也可以是参考电容C2靠近第一电压端V1设置，检测电容C1靠近第二电压端V2设置。

此外，本领域技术人员应该明白，对于电容来讲，电容值C＝ε*S/d，ε为两个极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离，在电容制备完成后，极板面积S和极板间的距离d就为固定值，当介电常数ε变化时，电容值C随之变化。因此，本发明中电容值不变的参考电容C2其介电常数ε₂不会改变，电容值可变的检测电容C1其介电常数ε₁可能发生改变，当介电常数ε₁发生改变时，检测电容C1的电容值C₁发生变化，当介电常数ε₁不发生改变时，检测电容C1的电容值C₁不发生变化，而检测电容C1的介电常数ε₁是在待移动物质进入检测电容C1的两个极板间时发生改变。

检测电容C1包括公共电极和检测电极，要想待移动物质能够进入检测电容C1的两个极板间，检测电极和公共电极之间具有供待移动物质移动的通道，也就是说检测电极和公共电极设置在通道的相对两侧，并且检测电极与检测点A电连接。而参考电容C2包括的两个极板之间必然不具备通道，两个极板可以设置在通道的同一测，或者其他设置方式。

如图1所示，根据电容串联的原理，串联在第一电压端V1和第二电压端V2之间的检测电容C1和参考电容C2上的电荷量相等，检测点A的电位在检测电容C1和参考电容C2之间分压，检测点A的电位通过信号输出端Readout输出后，即可得到检测点A和第二电压端V2之间的压差U₂以及检测电和第一电压端V1之间的压差U₁，由于参考电容C2的电容值C₂为固定值，根据公式Q₂＝C₂*U₂，可计算出参考电容C2上的电荷量Q₂。由于检测电容C1上的电荷量Q₁与参考电容C2上的电荷量Q₂相等，可得到检测电容C1的电容值C₁＝Q₁/U₁。由于有待移动物质(例如液滴)的位置处介电常数ε₁会改变，导致电容值C₁改变；无待移动物质的位置处介电常数ε₁不会改变，导致电容值C₁也不会改变。因此，通过判断电容值C₁有没有发生改变即可判断出待移动物质的位置和大小。

此处的电容值可变的检测电容C1是指电容值不是固定不变的，而是有可能会发生变化。

输出子电路30，连接检测点A以及信号输出端Readout，用于将检测点A的信号传输至信号输出端Readout。

其中，不对输出子电路30的具体结构进行限定，起到一个信号传输的作用，能够将检测点A的信号传输至信号输出端Readout即可。当然，此处可以是将检测点A的信号原封不动的传输至信号输出端Readout，也可以是对检测点A的信号进行放大或缩小或其他处理后传输至信号输出端Readout。

不对待移动物质进行限定，本发明以下实施例以带移动物质为液滴进行示意。

本发明实施例提供的检测电路，基于电容值C随着介电常数ε的变化而变化的原理，采用包括串联的检测电容C1和参考电容C2的检测子电路20对液滴的位置进行检测，有液滴的位置处检测电容C1的电容值C₁会发生变化，无液滴的位置处检测电容C1的电容值C₁不会发生变化，通过计算电容值C₁就可以确定液滴的位置和大小。这种通过检测电容C1值来判断液滴的位置和大小的方式受干扰较小，检测结果准确。

此外，构成检测电容C1的两个电极在制作过程中可以与驱动液滴移动的两个电极同步形成，或分时复用，大大简化了制备工艺。

具体的，如图2所示，输入子电路10包括第一晶体管T1；第一晶体管T1的栅极连接第一信号端S1，第一极连接第三电压端V3，第二极连接检测点A。

如图2所示，输出子电路30包括第二晶体管T2、第三晶体管T3以及电流源。

第二晶体管T2的栅极连接检测点A，第一极连接第四电压端V4，第二极连接第三晶体管T3的第一极。

第三晶体管T3的栅极连接第二信号端S2，第二极连接电流源的正极。

电流源的负极连接第五电压端V5。

信号输出端Readout连接第三晶体管T3的第二极。

当然，信号输出端Readout也可以连接在第三晶体管T3的第一极。

在检测过程中，如图2所示的检测电路的第一电压端V1始终保持接地状态(也可以为固定低电压)。

第二电压端V2先输入低电平信号(第二电压端V2可以与检测电容C1连接，也可以与参考电容C2连接)，第一信号端S1输入开启信号控制第一晶体管T1开启，将第三电压端V3的初始化信号传输至检测点A，对检测点A进行初始化。此时第二信号端S2输入截止信号控制第三晶体管T3截止。

第二电压端V2再输入高电平信号，第一信号端S1输入截止信号控制第一晶体管T1截止，第二信号端S2输入截止信号控制第三晶体管T3截止。由于第二电压端V2的电位升高，使得检测点A的电位在检测电容C1和存储电容之间分压，检测点A的电位改变。

然后，第二电压端V2持续输入高电平信号，第一信号端S1输入截止信号控制第一晶体管T1截止。第二信号端S2输入开启信号控制第三晶体管T3开启，将检测点A(第二晶体管T2的栅极)的电位经第三晶体管T3传输至信号输出端Readout，信号输出端Readout将采集到的信号传递至后续电路。

以上高电平信号和低电平信号是相对而言的。

进一步可选的，如图3所示，检测子电路20还包括连接在检测电容C1和参考电容C2之间的第四晶体管T4。

第四晶体管T4的栅极连接第三信号端S3，第一极连接检测电容C1，第二极连接参考电容C2。

检测点A连接第四晶体管T4的第一极。

其中，第四晶体管T4位于检测点A与第二电压端V2之间。

进一步可选的，如图4所示，检测子电路20还包括连接在检测电容C1和参考电容C2之间的第四晶体管T4。

第四晶体管T4的栅极连接第三信号端S3，第一极连接检测电容C1，第二极连接参考电容C2。

检测点A连接第四晶体管T4的第二极。

其中，第四晶体管T4位于检测点A与第二电压端V2之间。

在检测过程中，如图3和图4所示的检测电路的第一电压端V1始终保持接地状态(也可以为固定低电压)。

第二电压端V2先输入低电平信号(第二电压端V2可以与检测电容C1连接，也可以与参考电容C2连接)，第一信号端S1输入开启信号控制第一晶体管T1开启，第三信号端S3输入开启信号控制第四晶体管T4开启，将第三电压端V3的初始化信号传输至检测点A，对检测点A进行初始化。此时第二信号端S2输入截止信号控制第三晶体管T3截止。

第二电压端V2输入高电平信号，第一信号端S1输入截止信号控制第一晶体管T1截止，第三信号端S3输入截止信号控制第四晶体管T4截止，第二信号端S2输入截止信号控制第三晶体管T3截止。由于第二电压端V2的电位升高，使得检测点A的电位在检测电容C1和存储电容之间分压，检测点A的电位改变。

然后，第二电压端V2持续输入高电平信号，第一信号端S1输入截止信号控制第一晶体管T1截止，第三信号端S3输入开启信号控制第四晶体管T4开启，第二信号端S2输入开启信号控制第三晶体管T3开启，将检测点A(第二晶体管T2的栅极)的电位经第三晶体管T3传输至信号输出端Readout，信号输出端Readout将采集到的信号传递至后续电路。

本发明实施例还提供一种微流控结构，如图5和图6所示，包括相对设置的第一基板01和第二基板02以及位于第一基板01和第二基板02之间的通道；还包括上述检测电路以及控制单元；控制单元用于发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动。

其中，以待移动物体为液体为例，如图5和图6所示，通道两侧分别设置有疏水层，设置有薄膜晶体管的基板上还可以设置介电层。由于视角原因，图5和图6中仅示意出了检测电路中的部分部件。

此处，控制单元例如可以是微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)或者上位机等。

本发明实施例提供的微流控结构，其检测液滴的位置和大小是基于电容值C随着介电常数ε的变化而变化的原理，采用包括串联的检测电容C1和参考电容C2的检测子电路20对液滴的位置进行检测，有液滴的位置处检测电容C1的电容值C₁会发生变化，无液滴的位置处检测电容C1的电容值C₁不会发生变化，通过计算电容值C₁就可以确定液滴的位置和大小。这种通过检测电容C1值来判断液滴的位置和大小的方式受干扰较小，检测结果准确。

此外，构成检测电容C1的两个电极在制作过程中可以与驱动液滴移动的两个电极同步形成或分时复用，大大简化了制备工艺。

一种具体情况，如图5、图7和图8所示，微流控结构还包括与检测电路对应设置的驱动电路40和驱动电极03。驱动电路40包括第五晶体管T5，第五晶体管T5的栅极连接控制单元，第一极连接驱动器driver，第二极连接驱动电极03，用于在控制单元的控制下，将驱动器driver发出的驱动信号传输至驱动电极03。

控制单元，连接信号输出端Readout，用于根据信号输出端Readout输出的信号向第五晶体管T5的栅极发出开启或截止信号。

优选的，如图5所示，检测电路呈阵列排布，检测电极05和驱动电极03相互绝缘、同层设置且交替排布。

其中，检测电路程阵列排布，驱动电路也呈阵列排布，检测电极05和驱动电极03通过同一次构图工艺形成。

当有液滴时，检测电极05和公共电极03之间，由于介电常数发生变化，因此检测电容C1会发生变化，我们通过检测电路即可检测到有液滴和无液滴时的检测电容C1大小，无液滴的位置检测电容C1不会变化，由此可以区分出液滴的位置和大小。

将检测电路采集到的信号传递至后续电路，经过处理之后传递至MCU或者上位机，MCU或上位机依据此信息，对比液滴设计的轨迹路线，确定所需控制的驱动电路，再向第五晶体管T5的栅极发出开启信号，通过第五晶体管T5给驱动电极03施加电压，驱动电极03与公共电极04形成电势差，从而影响液滴收缩角，使液滴表面张力发生变化，从而实现液滴的移动，达到控制液滴运动轨迹的目的。

本发明中的微控制结构，将检测电极05和公共电极04作为检测电容C1的两个电极，同时将驱动电极03和检测电极05同层设置，并且使用玻璃基的制作工艺，将检测电路和驱动电路中的薄膜晶体管同层制作，降低工艺复杂度，提高效率。

另一种具体情况，如图6、图9和图10所示，控制单元连接第一信号端S1以及驱动器driver，用于向第一信号端S1发出开启或截止信号并控制驱动器driver发出驱动信号或初始化信号；其中，驱动器driver还连接第三电压端V3，检测电极05复用为驱动电极03。

此处，驱动器driver连接第三电压端V3，当控制单元控制驱动器driver向第三电压端V3发出初始化信号或驱动信号时，控制单元向第一信号端S1发出开启信号，反之，控制单元向第一信号端S1发出截止信号。控制单元控制驱动器driver向第三电压端V3发出初始化信号，检测电极05用于检测液滴的位置，控制单元控制驱动器driver向第三电压端V3发出驱动信号，检测电极05复用为驱动电极03，用于驱动液滴的移动。

此结构与前一实施例不同的是减少了晶体管的数量，将第一晶体管T1分时复用为与驱动电极03连接的驱动晶体管和与检测电极05连接的检测晶体管，同时检测电极05分时复用为驱动电极03，减少器件制作数量，可进一步提升每英寸拥有的检测电路的数量，节约成本。

进一步优选的，控制单元连接检测电路的信号输出端Readout，用于根据信号输出端Readout输出的信号，向第一信号端S1发出开启或截止信号并控制驱动器driver发出驱动信号或初始化信号。

由信号输出端Readout输出的信号来控制控制单元向第一信号端S1发出的信号，可以降低对控制单元程序设计的要求。

以上，驱动器driver例如可以是由简单数字逻辑电路组成。

进一步优选的，检测电路呈阵列排布。

优选的，如图11所示，同一列检测电路连接同一信号输出端Readout。这样一来，可以减少走线的数量和占用面积。

本发明实施例还提供一种微流控结构的驱动方法，如图12所示，该驱动方法包括：

检测阶段：

S10、向第二电压端V2输入第一信号，并通过输入子电路10向检测点A输入初始化信号，对检测点A的电位进行初始化。

对于此处，第二电压端V2可以是与检测电容C1电连接的电压端，也可以是与参考电容C2电连接的电压端，第一信号为低电平固定信号，信号值小于初始化信号，也可以是接地。

S20、向第二电压端V2输入第二信号，使得检测点A在检测电容C1和参考电容C2之间分压，检测子电路20将检测结果传输至检测点A。

此处的第二信号为高电平固定信号，信号值大于初始化信号。

S30、向第二电压端V2持续输入第二信号，输出子电路30将检测点A的信号传输至信号输出端Readout。

通过读取信号输出端Readout的信号，我们可以得出分压后检测点A的电压值，再根据检测电容C1和参考电容C2，可以通过分压原则计算出检测电容C1的电容值，最终可以通过控制单元的计算得出是否存在液滴。

当检测液滴的大小和位置时，位于同一行的检测电路可以逐个进行检测阶段，也可以同时进行检测阶段。

驱动阶段：

S40、向第二电压端V2输入第一信号，控制单元发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动。

控制单元通过液滴位置信号的对比液滴设计的轨迹路线，确定所需控制的对象，并向其发出驱动控制信号，以使液滴在通道内移动。

本发明实施例提供的微流控结构的驱动方法的有益效果与微控制结构的有益效果相同，此处不再赘述。

如图7所示的微控制结构的第一种具体驱动方法：

S100、将第二电压端V2接地，并向第一信号端S1输入开启信号，控制第一晶体管T1开启，第三电压端V3输入初始化信号，对检测点A的电位进行初始化。

此时，第三晶体管T3和第五晶体管T5截止。

S200、向第二电压端V2输入高电平信号，使得检测点A在检测电容C1和参考电容C2之间分压，检测子电路20将检测结果传输至检测点A。

此时，第一晶体管T1、第三晶体管T3和第五晶体管T5截止。

S300、向第二电压端V2持续输入高电平信号，第二信号端S2输入开启信号，控制第三晶体管T3开启，将检测点A(第二晶体管T2的栅极)的信号传输至信号输出端Readout。

此时，第一晶体管T1和第五晶体管T5截止，第四电压端V4输入高电平电源信号，第五电压端V5接地。

S400、将第二电压端V2接地，控制单元检测到检测电路的信号输出端Readout输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路输入开启信号，将驱动器driver发出的驱动信号传输至驱动电极03，以使驱动电极03和公共电极04形成电势差，控制待移动物质移动。

具体的，将第二电压端V2接地，控制单元检测到检测电路的信号输出端Readout输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路中第五晶体管T5的栅极输入开启信号，将驱动器driver发出的驱动信号传输至驱动电极03，以使驱动电极03和公共电极04形成电势差，控制待移动物质移动。

S500、依次循环S100-S400。

对于图7所示的微流控结构，当检测电容C1连接第二电压端V2，参考电容C2连接第一电压端V1，其他部件的连接关系不变时，仍适用于第一种驱动方法。

如图7所示的微控制结构的第二种具体驱动方法：

检测阶段包括步骤S100-S300，与第一种驱动方法的步骤相同。

驱动阶段S400′、控制单元检测到某一检测电路的信号输出端Readout输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路输入开启信号，使该驱动电路进入驱动阶段，同时微流控结构中的多个检测电路进入检测阶段。

也就是说，驱动阶段和检测阶段同时进行。

S500′、循环S400′。

对于图7所示的微流控结构，当检测电容C1连接第二电压端V2，参考电容C2连接第一电压端V1，其他部件的连接关系不变时，不适用于第二种驱动方法。

如图8所示的微控制结构的第一种具体驱动方法：

S110、将第二电压端V2接地，并向第一信号端S1输入开启信号，控制第一晶体管T1开启，向第三信号端S3输入开启信号，控制第四晶体管T4开启，第三电压端V3输入初始化信号，对检测点A和参考点B的电位进行初始化。

此时，第三晶体管T3和第五晶体管T5截止。

S210、向第二电压端V2输入高电平信号，先向第三信号端S3输入截止信号，控制第四晶体管T4截止，使参考点B的电位变化，然后向第三信号端S3输入开启信号，控制第四晶体管T4开启，第四晶体管T4的第一极和第二极存在电位差，经过一段时间第一极和第二极电荷重新分配，最终达到同一个电位，检测子电路20将检测结果传输至检测点A。

此时，第一晶体管T1、第三晶体管T3和第五晶体管T5截止。

S310、向第二电压端V2持续输入高电平信号，第二信号端S2输入开启信号，控制第三晶体管T3开启，将检测点A的信号传输至信号输出端Readout。

此时，第一晶体管T1、第四晶体管T4和第五晶体管T5截止，第四电压端V4输入高电平电源信号，第五电压端V5接地。

S410、将第二电压端V2接地，控制单元检测到检测电路的信号输出端Readout输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路中第五晶体管T5的栅极输入开启信号，将驱动器driver发出的驱动信号传输至驱动电极03，以使驱动电极03和公共电极04形成电势差，控制待移动物质移动。

S510、依次循环S110-S410。

对于图8所示的微流控结构，当检测电容C1连接第二电压端V2，参考电容C2连接第一电压端V1，第四晶体管T4连接在检测电容C1和检测点A之间，其他部件的连接关系不变时，仍适用于第一种驱动方法。

通过读取信号输出端Readout的信号，我们可以得到检测点A的电位，再根据检测电容C1和参考电容C2，我们可以通过电荷分配原则求得检测电容C1的大小，最终可以通过MCU的计算得出是否存在液滴。该方案的好处在于检测阶段，通过增加第四晶体管T4，可以减小由于第二电压端V2的高低电平转换产生的噪声对第二晶体管T2有影响，一定程度上提升信噪比。

如图8所示的微控制结构的第二种具体驱动方法：

检测阶段包括步骤S110-S310，与第一种驱动方法的步骤相同。

驱动阶段S410′、控制单元检测到某一检测电路的信号输出端Readout输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路输入开启信号，使该驱动电路进入驱动阶段，同时微流控结构中的多个检测电路进入检测阶段。

也就是说，驱动阶段和检测阶段同时进行。

S510′、循环S410′。

对于图8所示的微流控结构，当检测电容C1连接第二电压端V2，参考电容C2连接第一电压端V1，其他部件的连接关系不变时，不适用于第二种驱动方法。

如图9所示的微控制结构的一种具体驱动方法：

S1000、向第二电压端V2输入低电平信号，控制单元向第一信号端S1输入导通信号控制第一晶体管T1开启，并控制驱动器driver向第三电压端V3输入初始化信号，对检测点A的电位进行初始化。

此时，第三晶体管T3截止。

S2000、向第二电压端V2输入高电平信号，使得检测点A在检测电容C1和参考电容C2之间分压，检测子电路20将检测结果传输至检测点A。

此时，第一晶体管T1和第三晶体管T3截止。

S3000、向第二电压端V2持续输入高电平信号，第二信号端S2输入开启信号，控制第三晶体管T3开启，将检测点A的信号传输至信号输出端Readout。

此时，第一晶体管T1截止，第四电压端V4输入高电平电源信号，第五电压端V5接地。

S4000、将第二电压端V2接地，控制单元检测到检测电路的信号输出端Readout输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的检测电路，向第一晶体管T1的栅极输入开启信号，将驱动器driver发出的驱动信号传输至驱动电极03(检测电极05)，以使驱动电极03和公共电极04形成电势差，控制待移动物质移动。

S5000、依次循环S1000-S4000。

对于图9所示的微流控结构，当检测电容C1连接第二电压端V2，参考电容C2连接第一电压端V1，其他部件的连接关系不变时，仍适用于上述驱动方法。

如图10所示的微控制结构的一种具体驱动方法：

S1100、将第二电压端V2接地，控制单元向第一信号端S1输入导通信号控制第一晶体管T1开启，并控制驱动器driver向第三电压端V3输入初始化信号，对检测点A和参考点B的电位进行初始化。

此时，第三晶体管T3截止。

S2100、向第二电压端V2输入高电平信号，先向第三信号端S3输入截止信号，控制第四晶体管T4截止，使参考点B的电位变化，然后向第三信号端S3输入开启信号，控制第四晶体管T4开启，第四晶体管T4的第一极和第二极存在电位差，经过一段时间第一极和第二极电荷重新分配，最终达到同一个电位，检测子电路20将检测结果传输至检测点A。

此时，第一晶体管T1和第三晶体管T3截止。

S3100、向第二电压端V2持续输入高电平信号，第二信号端S2输入开启信号，控制第三晶体管T3开启，将检测点A的信号传输至信号输出端Readout。

此时，第一晶体管T1和第四晶体管T4截止，第四电压端V4输入高电平电源信号，第五电压端V5接地。

S4100、将第二电压端V2接地，控制单元检测到检测电路的信号输出端Readout输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的检测电路，向第一晶体管T1的栅极输入开启信号，将驱动器driver发出的驱动信号传输至驱动电极03(检测电极05)，以使驱动电极03和公共电极04形成电势差，控制待移动物质移动。

S5100、依次循环S1100-S4100。

对于图10所示的微流控结构，当检测电容C1连接第二电压端V2，参考电容C2连接第一电压端V1，第四晶体管T4连接在检测电容C1和检测点A之间，其他部件的连接关系不变时，不适用于上述驱动方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种检测电路，其特征在于，包括输入子电路、检测子电路和输出子电路；

所述输入子电路，连接检测点，用于向所述检测点输入信号；

所述检测子电路，包括串联在第一电压端和第二电压端之间的电容值可变的检测电容和电容值固定的参考电容，用于对待移动物质进行检测并将表征有无待检测物质的检测结果传输至所述检测点，所述检测点连接在所述检测电容和所述参考电容之间；

所述输出子电路，连接所述检测点以及信号输出端，用于将所述检测点的信号传输至所述信号输出端。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述输入子电路包括第一晶体管；所述第一晶体管的栅极连接第一信号端，第一极连接第三电压端，第二极连接所述检测点；

和/或，

所述检测电容包括检测电极和公共电极，所述检测电极和所述公共电极之间具有供待移动物质移动的通道，所述检测电极连接所述检测点；

和/或，

所述输出子电路包括第二晶体管、第三晶体管以及电流源；

所述第二晶体管的栅极连接所述检测点，第一极连接第四电压端，第二极连接所述第三晶体管的第一极；

所述第三晶体管的栅极连接第二信号端，第二极连接所述电流源的一极；

所述电流源的另一极连接第五电压端；

所述信号输出端连接所述第三晶体管的第一极或第二极。

3.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测子电路还包括连接在所述检测电容和所述参考电容之间的第四晶体管；

所述第四晶体管的栅极连接第三信号端，第一极连接所述检测电容，第二极连接所述参考电容；

所述第四晶体管位于所述检测点与所述第二电压端之间。

4.一种微流控结构，包括相对设置的第一基板和第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的通道；其特征在于，还包括如权利要求1-3任一项所述的检测电路以及控制单元；

所述控制单元用于发出驱动控制信号，以使待移动物质在所述通道内移动。

5.根据权利要求4所述的微流控结构，其特征在于，所述控制单元连接第一信号端以及驱动器，用于向所述第一信号端发出开启或截止信号并控制所述驱动器发出驱动信号或初始化信号；

其中，所述驱动器还连接第三电压端，检测电极复用为驱动电极。

6.根据权利要求5所述的微流控结构，其特征在于，所述控制单元连接所述检测电路的信号输出端，用于根据所述信号输出端输出的信号，向所述第一信号端发出开启或截止信号并控制所述驱动器发出驱动信号或初始化信号；

和/或，

所述检测电路呈阵列排布。

7.根据权利要求4所述的微流控结构，其特征在于，还包括与所述检测电路对应设置的驱动电路和驱动电极；

所述驱动电路包括第五晶体管，所述第五晶体管的栅极连接所述控制单元，第一极连接驱动器，第二极连接驱动电极，用于在所述控制单元的控制下，将所述驱动器发出的驱动信号传输至所述驱动电极；

所述控制单元，连接信号输出端，用于根据所述信号输出端输出的信号向所述第五晶体管的栅极发出开启或截止信号。

8.根据权利要求7所述的微流控结构，其特征在于，所述检测电路呈阵列排布，检测电极和所述驱动电极相互绝缘、同层设置且交替排布。

9.根据权利要求6或8所述的微流控结构，其特征在于，同一列所述检测电路连接同一信号输出端。

10.一种微流控结构的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：

检测阶段：

向第二电压端输入第一信号，并通过输入子电路向检测点输入初始化信号，对所述检测点的电位进行初始化；

向所述第二电压端输入第二信号，使所述检测点在检测电容和参考电容之间分压，检测子电路将检测结果传输至所述检测点；

向所述第二电压端持续输入所述第二信号，输出子电路将所述检测点的信号传输至信号输出端；

驱动阶段：

向所述第二电压端输入所述第一信号，控制单元发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动。

11.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，所述控制单元连接第一信号端以及驱动器；

所述向第二电压端输入第一信号，并通过输入子电路向检测点输入初始化信号，对所述检测点的电位进行初始化，具体包括：

向所述第二电压端输入所述第一信号，所述控制单元向所述第一信号端输入导通信号，并控制所述驱动器向第三电压端输入初始化信号，对所述检测点的电位进行初始化；

和/或，

所述向所述第二电压端输入所述第一信号，控制单元发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动，具体包括：

根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的检测电路，向该检测电路的第二电压端输入所述第一信号，所述控制单元向该检测电路的第一信号端输入导通信号，并控制所述驱动器向该检测电路的第三电压端输入驱动信号，以使检测电极和公共电极形成电势差，控制待移动物质移动。

12.根据权利要求10所述的驱动方法，其特征在于，微流控结构还包括与检测电路对应设置的驱动电路和驱动电极；

所述向所述第二电压端输入所述第一信号，控制单元发出驱动控制信号，以使待移动物质在通道内移动，具体包括：

向所述第二电压端输入第一信号，所述控制单元检测到所述检测电路的信号输出端输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路输入开启信号，将驱动器发出的驱动信号传输至所述驱动电极，以使驱动电极和公共电极形成电势差，控制待移动物质移动。

13.根据权利要求12所述的驱动方法，其特征在于，公共电极连接第一电压端；

所述控制单元检测到某一所述检测电路的信号输出端输出表征有待移动物质的信号后，根据待移动物质的预设轨迹确定所需控制的驱动电路，向该驱动电路输入开启信号，使该驱动电路进入驱动阶段，同时微流控结构中的多个所述检测电路进入检测阶段。