CN111323462A - 针对电化学气体传感器的电子电路 - Google Patents

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CN111323462A CN201811531733.2A CN201811531733A CN111323462A CN 111323462 A CN111323462 A CN 111323462A CN 201811531733 A CN201811531733 A CN 201811531733A CN 111323462 A CN111323462 A CN 111323462A
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Abstract

各种实施例公开了针对电化学气体传感器的电子电路。电子电路包括第一开关元件，其电耦合到电化学气体传感器的参考端子和接地电压端子。此外，电子电路包括第二开关元件，其电耦合到电化学气体传感器的感测端子和接地电压端子。在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一开关元件和第二开关元件被配置成将参考端子和感测端子电耦合到接地电压端子，使得当感测电极和目标气体在电化学气体传感器断电的同时起反应时生成的电流流向接地电压端子并且参考端子和感测端子的电势保持相等。

Description

针对电化学气体传感器的电子电路
技术领域
本公开的实施例一般地涉及电化学气体传感器，并且更特别地涉及针对电化学气体传感器的电子电路。
背景技术
常规的电化学气体传感器通常包括与电解液接触的参考电极和感测电极。在操作中，感测电极可以与控制和测量电路以及电压源（例如，电池）耦合，所述电压源可以被配置成相对于参考电极向感测电极施加预定义的偏置电压。当感测电极接触要检测的气体时，例如，当该气体在电化学气体传感器中扩散时，该气体与感测电极起反应，其在感测电极处生成电流。生成的电流的大小可以指示由电化学气体传感器检测到的气体浓度。
申请人已经标识与针对电化学气体传感器的常规电子电路相关联的多个缺陷和问题。通过所应用的努力、独创性和创新，已经通过开发本公开的实施例中包括的解决方案解决了这些已标识的问题中的许多，其中许多示例被在本文中详细描述。
发明内容
本文中图示的各种实施例公开了一种针对电化学气体传感器的电子电路，其包括电耦合到电化学气体传感器的参考端子的第一开关元件。电子电路还可以包括电耦合到电化学气体传感器的感测端子的第二开关元件。在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一开关元件和第二开关元件可以被配置成将参考端子和感测端子电耦合到相同电势。
本文中图示的各种实施例公开了一种感测系统，其包括电化学气体传感器，所述电化学气体传感器包括参考电极和感测电极。在一些实施例中，电化学气体传感器电耦合到电压源。此外，在一些实施例中，感测系统可以包括第一晶体管，所述第一晶体管包括电耦合到参考电极的第一端子、电耦合到接地电压端子的第二端子、以及电耦合到接地电压端子并到电压源的栅极端子。在一些实施例中，感测系统可以包括第二晶体管，所述第二晶体管包括电耦合到感测电极的第一端子、电耦合到接地电压端子的第二端子、以及电耦合到接地电压端子并到电压源的栅极端子。在一些实施例中，在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一晶体管和第二晶体管的栅极端子可以接地，引起电化学气体传感器的参考电极和感测电极分别通过第一晶体管和第二晶体管连接到接地电压端子。
在一些实施例中，第一晶体管的第一端子可以称为“第一端子”，第一晶体管的第二端子可以称为“第二端子”，第一晶体管的栅极端子可以称为“第一栅极端子”，第二晶体管的第一端子可以称为“第三端子”，第二晶体管的第二端子可以称为“第四端子”，并且第二晶体管的栅极端子可以称为“第二栅极端子”。
因此，在一些实施例中，电子电路可以被配置成操作电化学气体传感器的功能中的至少一部分。在一些实施例中，电化学气体传感器可以包括参考电极和感测电极，感测电极被配置成与目标气体起反应以生成电流。在一些实施例中，电子电路可以至少包括第一开关元件和第二开关元件。在一些实施例中，第一开关元件可以电耦合到电化学气体传感器的参考端子和接地电压端子。在一些实施例中，第二开关元件可以电耦合到电化学气体传感器的感测端子和接地电压端子。在一些实施例中，第一开关元件和第二开关元件可以被配置成在其中电化学气体传感器断电的实例中将参考端子和感测端子电耦合到接地电压端子，使得当感测电极和目标气体在电化学气体传感器断电的同时起反应时生成的电流流向接地电压端子并且参考端子处的电势和感测端子处的电势保持相等。
在一些实施例中，第一开关元件和第二开关元件可以被配置成在其中电化学气体传感器断电的实例中经由参考端子和感测端子分别使电化学气体传感器的参考电极和感测电极接地到接地电压端子。在一些实施例中，第一开关元件对应于第一晶体管，并且第二开关元件对应于第二晶体管。在一些实施例中，第一晶体管可以包括电耦合到接地电压端子的第一端子，以及电耦合到电化学气体传感器的参考端子的第二端子。在一些实施例中，第二晶体管可以包括电耦合到接地电压端子的第三端子，以及电耦合到电化学气体传感器的感测端子的第四端子。
在一些实施例中，第一端子和第三端子可以对应于漏极端子，并且第二端子和第四端子可以对应于源极端子。在一些实施例中，第一端子和第三端子可以对应于源极端子，并且第二端子和第四端子可以对应于漏极端子。在一些实施例中，第一晶体管可以包括第一栅极端子，并且第二晶体管可以包括第二栅极端子。在一些实施例中，第一栅极端子可以电耦合到第二栅极端子、电压源和接地电压端子。在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以接地，引起第一端子和第三端子分别与第二端子和第四端子短接。在其中电化学气体传感器通电的实例中，可以引起电压源向第一栅极端子和第二栅极端子至少施加截止电压，引起第一端子和第三端子分别从第二端子和第四端子断开。
在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过二极管电耦合到电压源，该二极管被配置成引起第一栅极端子和第二栅极端子到电压源的电耦合的延迟，以防止在电化学气体传感器通电时对电化学气体传感器的损坏。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电阻元件与电压源电耦合。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电容元件与接地电压端子电耦合。在一些实施例中，第一端子和第三端子还可以耦合到电压源，使得在其中电化学气体传感器通电的实例中，电压源在第一端子和第三端子处施加偏置电压以分别防止漏电流在电化学气体传感器通电时流过第一晶体管和第二晶体管，并且在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一端子和第三端子接地。在一些实施例中，电化学气体传感器的感测端子可以电耦合到电化学气体传感器中的感测电极，并且电化学气体传感器的参考端子可以电耦合到电化学气体传感器中的参考电极。
根据一些实施例，用于感测目标气体的装置可以包括电化学气体传感器和电路。在一些实施例中，电化学气体传感器可以包括参考电极和感测电极，感测电极被配置成响应于目标气体而生成电流。在一些实施例中，电路可以包括第一晶体管，所述第一晶体管包括电耦合到参考电极的第一端子、电耦合到接地电压端子的第二端子、以及电耦合到接地电压端子并通过电容元件到电压源的第一栅极端子。电路还可以包括第二晶体管，所述第二晶体管包括电耦合到感测电极的第三端子、电耦合到接地电压端子的第四端子、以及电耦合到接地电压端子并通过电容元件到电压源的第二栅极端子。在一些实施例中，在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以电耦合到接地电压端子，引起参考电极和感测电极分别通过第一晶体管和第二晶体管电耦合到接地电压端子。在一些实施例中，电容元件可以引起参考电极和感测电极到电压源的电耦合的延迟，以防止在装置通电时对装置的损坏。
在一些实施例中，电路可以被配置成使得在其中第一栅极端子和第二栅极端子接地的实例中使第一端子和第三端子分别与第二端子和第四端子短接，从而引起参考电极和感测电极连接到接地电压端子。在一些实施例中，电路可以被配置成使得在其中电化学气体传感器通电的实例中电压源在第一栅极端子和第二栅极端子处至少施加截止电压，从而引起第一端子和第三端子分别从第二端子和第四端子断开。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过二极管电耦合到电压源。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电阻元件电耦合到电压源。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电容元件电耦合到接地电压端子。在一些实施例中，第一端子和第三端子可以电耦合到电压源，使得在其中电化学气体传感器通电的实例中，电压源可以向第一端子和第三端子施加偏置电压，以防止漏电流在电化学气体传感器通电时流过第一晶体管和第二晶体管。感测系统还可以被配置成使得在其中电化学气体传感器断电的实例中使第一端子和第三端子接地。
可以使用本文中描述的设备、电路、传感器、装置、系统或部件中的任何一个来执行本文中描述的方法。在一些实施例中，方法可以是操作针对电化学气体传感器的电子电路的方法。在一些实施例中，电子电路可以包括第一晶体管，所述第一晶体管包括被配置成电耦合到接地电压端子的第一端子和被电耦合到电化学气体传感器的参考端子的第二端子。在一些实施例中，电子电路还可以包括第二晶体管，所述第二晶体管包括被配置成电耦合到接地电压端子的第三端子和被电耦合到电化学气体传感器的感测端子的第四端子。在一些实施例中，电路还可以包括电容元件，所述电容元件被配置成延迟第一晶体管和第二晶体管中的至少一个到接地电压端子的电耦合。在任何情况下，用于操作针对电化学气体传感器的这样的电路的方法可以包括，在其中电化学气体传感器通电的实例中，使参考端子和感测端子从接地电压端子断开。在一些实施例中，用于操作针对电化学气体传感器的这样的电路的方法还可以包括，在其中电化学气体传感器断电的实例中，分别通过第一端子和第三端子使参考端子和感测端子电耦合到接地电压端子以使得参考端子的电势和感测端子的电势相等。
本文中图示的各种实施例公开了一种操作针对电化学气体传感器的电子电路的方法。电子电路可以包括第一晶体管，所述第一晶体管具有电耦合到接地电压端子的第一端子，以及电耦合到电化学气体传感器的参考端子的第二端子。在一些实施例中，电子电路可以包括第二晶体管，所述第二晶体管具有电耦合到接地电压端子的第一端子，以及电耦合到电化学气体传感器的感测端子的第二端子。该方法可以包括，在其中电化学气体传感器通电的实例中，使参考端子和感测端子与接地电压端子断开。此外，该方法可以包括，在其中电化学气体传感器断电的实例中，将参考端子和感测端子连接到接地电压端子以使得参考端子和感测端子在类似或相同的电压下。
附图说明
可以结合附图来阅读对说明性实施例的描述。将领会的是，为了说明的简单和清楚，各图中图示的元件不一定按比例绘制。例如，元件中的一些的尺寸被相对于其他元件扩大。关于本文中呈现的各图来示出并描述结合本公开的教导的实施例，在附图中：
图1图示了针对电化学气体传感器的常规电子电路；
图2A和2B图示了根据本文中描述的一个或多个实施例的感测系统的示意图；
图3A-3D图示了依照本文中描述的实施例中的至少一些的针对电化学气体传感器的电子电路的各种示意图；以及
图4图示了根据本文中描述的一个或多个实施例的用于在感测系统中操作电化学气体传感器的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图来更充分地描述本公开的一些实施例，所述附图中示出了本公开的一些但非全部实施例。实际上，这些公开内容可以以许多不同的形式具体实施，并且不应当被解释为被限制到本文中阐述的实施例；更确切地说，这些实施例被提供以使得使本公开将满足适用的法律要求。相似的数字自始至终指的是相似的元件。本专利中使用的术语并不旨在是限制性的，只要本文中描述的设备或其各部分可被附连或在其他定向上利用。
术语“包含”意味着包括但不限于，并且应当以其在专利上下文中通常使用的方式进行解释。应当将对诸如“包括”、“包含”和“具有”之类的更宽泛术语的使用理解成为诸如“由……组成”、“基本上由……组成”和“基本上由……构成”之类的较窄术语提供支持。
短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”、“在一些实施例中”、“在一些示例中”、“在一些实例中”、“在那方面”、“在一些配置中”、“在一些实现中”等一般意味着该短语之后的特定特征、结构或特性可以被包括在本公开的至少一个实施例中，或者可以被包括在本公开的多于一个实施例中（重要的是，这样的短语不一定指的是同一实施例）。
在本文中使用词 “示例性”来意味着“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实现不一定被解释为相比于其他实现是优选的或有利的。
如果本说明书声明部件或特征“可能”、“可以”、“能够”、“应当”、“将”、“优选地”、“或许”、“通常”、“可选地”、“例如”、“常常”或“也许”（或其他这样的语言）被包括或具有特性，则不要求该特定部件或特征被包括或具有所述特性。在一些实施例中可以可选地包括这样的部件或特征，或者可以排除它。
如本文中使用的术语“开关元件”对应于被配置成维持或打断两个电部件和/或电子部件之间的电路径的开关。在一些示例中，开关元件可以包括但不限于继电器、晶体管、簧片开关、拨动开关等等。在一些实施例中，开关元件可以对应于常闭（NC）型开关元件或常开（NO）型开关元件。NC型开关元件可以被配置成当开关元件未连接到电源时在闭合（CLOSED）状态下操作，并且可以被配置成当开关元件连接到电源时在断开（OPEN）状态下操作。此外，NO型开关元件可以被配置成当开关元件连接到电源时在闭合状态下操作，并且可以被配置成当开关元件未连接到电源时在断开状态下操作。在一些实施例中，在闭合状态下，开关元件可以被配置成维持两个电/电子部件之间的电路径。此外，在一些实施例中，在断开状态下，开关元件可以被配置成打断两个电/电子部件之间的电路径。
常规的电化学气体传感器常常包括参考电极和感测电极，感测电极被配置成在与要检测的气体（也称为“目标气体”）接触时（例如，当目标气体在电化学气体传感器中扩散时）生成电流。为了使得能实现对目标气体的检测，如上面所讨论的，相对于参考电极向感测电极施加偏置电压。在一些示例中，偏置电压可以是零，例如，感测电极处的电压可以等于参考电极上的电压。
在其中电化学气体传感器断电的实例中，在感测电极处施加的相对于参考电极的偏置电压被移除。通常，对于常规的电化学气体传感器，当感测电极和参考电极之间的偏置电压被移除时，感测电极和参考电极保持浮置（即，感测电极和参考电极不连接到任何其他部件或任何电压端子）。因此，当使用常规的电化学气体传感器时，电化学气体传感器周围的目标气体可以继续扩散到电化学气体传感器中并在电化学气体传感器断电时与感测电极起反应。电化学气体传感器断电时的气体和感测电极之间的这样的反应可导致电解液中生成可能干扰参考电极的背景电流，并且因此是不合期望的。
用于避免常规电化学气体传感器中的这样的干扰的常规方法包括通过开关元件（例如，耗尽模式P-JFET，诸如J177型）使参考电极和感测电极短接，如图1中进一步描述的。
图1图示了针对电化学气体传感器102的常规电子电路100。电化学气体传感器102包括参考端子104、感测端子106和对（counter）端子108。参考端子104、感测端子和对端子108分别耦合到电化学气体传感器102中的参考电极、感测电极和对电极。参考端子104、感测端子106和对端子108电耦合到测量和控制电路110。更特别地，参考端子耦合到测量和控制电路110的第一输入端子112，而对端子108耦合到测量和控制电路110的第一输出端子114。此外，测量和控制电路110的第二输入端子116耦合到第一电压源118。第一电压源118被配置成在测量和控制电路110的第二输入端子116处施加参考电压。测量和控制电路110被配置成通过改变对端子108处的电压来维持参考端子104处的参考电压。
感测端子106电耦合到测量和控制电路110的第三输入端子122。测量和控制电路110的第四输入端子124耦合到第二电压源126。第二电压源126被配置成在测量和控制电路110的第四输入端子124处供应感测电压。此外，测量和控制电路110包括第二输出端子127，通过所述第二输出端子127测量感测端子106处的电压。感测电压和参考电压之间的差异对应于感测端子106和参考端子104之间的偏置电压。在一些示例中，偏置电压为零，例如，第一电压源118和第二电压源126分别供应与参考端子104和感测端子106相同或类似大小的电压。
另外，参考端子104和感测端子106通过开关元件128耦合。开关元件128可以是常闭“NC”型开关元件，使得当功率（电荷流，诸如电流）被施加到开关元件128时，开关元件在断开状态下操作，从而使参考端子104和感测端子106电解耦。当功率被移除时，开关元件128在闭合状态下操作，从而使参考端子104和感测端子106短接。
NC型开关元件128的示例可以包括P-JFET晶体管130。在晶体管130被用作开关元件128的情况下，参考端子104耦合到晶体管130的第一端子132，并且感测端子106耦合到晶体管130的第二端子134。晶体管130的第一端子132对应于晶体管130的漏极端子，并且晶体管130的第二端子134对应于晶体管130的源极端子。此外，晶体管130包括耦合到第三电压源138的栅极端子136。第三电压源138被配置成向栅极端子136供应截止电压。当电化学气体传感器102断电时，电化学气体传感器102与测量和控制电路110断开。此外，当电化学气体传感器102断电时，晶体管130与第三电压源138断开。因此，晶体管130在导通（ON）状态下操作（因为晶体管130是P-JFET），引起第二端子134变得与第一端子132电耦合，从而使参考端子104与感测端子106短接。
另一方面，当电化学气体传感器102通电时，第三电压源138向晶体管130的栅极端子136施加截止电压。因此，晶体管130在关闭（OFF）状态下操作，引起第二端子134与第一端子132电解耦。这还引起感测端子106与参考端子104解耦。此外，当电化学气体传感器102通电时，参考端子104和感测端子106连接到测量和控制电路110。
在电化学气体传感器102的操作期间，可以可选地调制由第一电压源118和第二电压源126提供的电压的大小，以便改进电化学气体传感器102的灵敏度，或者以便在主感测电极或对电极上执行诊断功能。此外，可以改变偏置电压以电化学地修改感测电极表面，例如从电极清除污染物。这样的电压调制可以引起晶体管130的第一端子132和/或第二端子134处的电压变化，这还可以引起晶体管130切换到导通状态。如所讨论的，在导通状态下，第一端子132变得与第二端子134电耦合，从而在电化学气体传感器102通电时使参考端子与感测端子短接。这样的场景是不合期望的。因此，工业上长期以来需要一种不会导致这些不合期望的情况的针对电化学气体传感器的改进的电子电路。
工业上长期以来还需要电化学气体传感器的持续小型化，这部分地意味着期望在较低电压下操作电化学气体传感器。虽然一些电化学气体传感器和运算放大器能够在较低电压下操作，但是诸如晶体管130之类的常规晶体管不能在较低电压下操作。例如，J177晶体管的栅极-源极截止电压可高达2.5伏特。
依照本公开的实施例，下文公开了一种针对电化学气体传感器的电子电路。在一些实施例中，电子电路包括第一开关元件和第二开关元件。在一些实施例中，第一开关元件和第二开关元件可以对应于NC型开关元件，所述NC型开关元件被配置成当未在开关元件上施加功率时在闭合或导通状态下操作。此外，当向NC型开关元件施加功率时，开关元件在断开或关闭状态下操作。开关元件的一些示例可以包括但不限于晶体管。
在一些实施例中，第一开关元件和第二开关元件分别电耦合到电化学气体传感器的参考端子和感测端子。此外，第一开关元件和第二开关元件可以耦合到电压端子。在一些实施例中，电压端子可以对应于被维持在预定义的电压或电势下的电端子。例如，在一些实施例中，电压端子可以被维持在接地电压下。
当要操作电化学气体传感器时，可以在参考端子和感测端子之间维持偏置电压。此外，当要操作电化学气体传感器时，可以在第一开关元件和第二开关元件处施加截止电压，引起第一开关元件和第二开关元件在关闭状态下操作。不希望被任何特定理论束缚，因为参考端子和感测端子连接到不同的开关元件，所以参考端子和/或感测端子处的电压变化可能仅影响相应的开关元件。因此，避免了在电化学气体传感器通电时参考端子与感测端子的短接。
在一些实施例中，当电化学气体传感器断电时，截止电压被从第一开关元件和第二开关元件移除，引起第一开关元件和第二开关元件在导通状态下操作。当第一开关元件和第二开关元件在导通状态下操作时，第一开关元件和第二开关元件分别可以将电化学气体传感器的参考端子和感测端子连接到电压端子。因此，在一些实施例中，当电化学气体传感器断电时，感测端子和参考端子在类似或相同的电压下。在一些实施例中，在预定义的电压电势对应于接地电压的情况下，当电化学气体传感器断电时，电化学气体传感器的参考端子和感测端子接地。不希望被任何特定理论束缚，通过使参考端子和感测端子接地，任何生成的背景电流在电化学气体传感器断电时接地。这避免了在电化学气体传感器的端子（例如，感测端子）处生成电势。
此外，在一些实施例中，感测系统可以包括第一晶体管，所述第一晶体管包括电耦合到参考电极的第一端子、电耦合到接地电压端子的第二端子、以及电耦合到接地电压端子和电压源的栅极端子。在一些实施例中，感测系统可以包括第二晶体管，所述第二晶体管包括电耦合到感测电极的第一端子、电耦合到接地电压端子的第二端子、以及电耦合到接地电压端子并到电压源的栅极端子。在一些实施例中，在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一晶体管和第二晶体管的栅极端子可以接地，引起电化学气体传感器的参考电极和感测电极分别通过第一晶体管和第二晶体管连接到接地电压端子。
在一些实施例中，第一晶体管的第一端子可以称为“第一端子”，第一晶体管的第二端子可以称为“第二端子”，第一晶体管的栅极端子可以称为“第一栅极端子”，第二晶体管的第一端子可以称为“第三端子”，第二晶体管的第二端子可以称为“第四端子”，并且第二晶体管的栅极端子可以称为“第二栅极端子”。
因此，在一些实施例中，电子电路可以被配置成操作电化学气体传感器的功能中的至少一部分。在一些实施例中，电化学气体传感器可以包括参考电极和感测电极，感测电极被配置成与目标气体起反应以生成电流。在一些实施例中，电子电路可以至少包括第一开关元件和第二开关元件。在一些实施例中，第一开关元件可以电耦合到电化学气体传感器的参考端子和接地电压端子。在一些实施例中，第二开关元件可以电耦合到电化学气体传感器的感测端子和接地电压端子。在一些实施例中，第一开关元件和第二开关元件可以被配置成在其中电化学气体传感器断电的实例中将参考端子和感测端子电耦合到接地电压端子，使得当感测电极和目标气体在电化学气体传感器断电的同时起反应时生成的电流流向接地电压端子并且参考端子处的电势和感测端子处的电势保持相等。
在一些实施例中，第一开关元件和第二开关元件可以被配置成在其中电化学气体传感器断电的实例中经由参考端子和感测端子分别使电化学气体传感器的参考电极和感测电极接地到接地电压端子。在一些实施例中，第一开关元件对应于第一晶体管，并且第二开关元件对应于第二晶体管。在一些实施例中，第一晶体管可以包括电耦合到接地电压端子的第一端子，以及电耦合到电化学气体传感器的参考端子的第二端子。在一些实施例中，第二晶体管可以包括电耦合到接地电压端子的第三端子，以及电耦合到电化学气体传感器的感测端子的第四端子。
在一些实施例中，第一端子和第三端子可以对应于漏极端子，并且第二端子和第四端子可以对应于源极端子。在一些实施例中，第一端子和第三端子可以对应于源极端子，并且第二端子和第四端子可以对应于漏极端子。在一些实施例中，第一晶体管可以包括第一栅极端子，并且第二晶体管可以包括第二栅极端子。在一些实施例中，第一栅极端子可以电耦合到第二栅极端子、电压源和接地电压端子。在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以接地，引起第一端子和第三端子分别与第二端子和第四端子短接。在其中电化学气体传感器通电的实例中，可以引起电压源向第一栅极端子和第二栅极端子至少施加截止电压，引起第一端子和第三端子分别与第二端子和第四端子断开。
在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过二极管电耦合到电压源，该二极管被配置成引起第一栅极端子和第二栅极端子到电压源的电耦合的延迟以防止在电化学气体传感器通电时对电化学气体传感器的损坏。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电阻元件与电压源电耦合。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电容元件与接地电压端子电耦合。在一些实施例中，第一端子和第三端子还可以耦合到电压源，使得在其中电化学气体传感器通电的实例中，电压源在第一端子和第三端子处施加偏置电压以分别防止漏电流在电化学气体传感器通电时流过第一晶体管和第二晶体管，并且在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一端子和第三端子接地。在一些实施例中，电化学气体传感器的感测端子可以电耦合到电化学气体传感器中的感测电极，并且电化学气体传感器的参考端子可以电耦合到电化学气体传感器中的参考电极。
根据一些实施例，用于感测目标气体的装置可以包括电化学气体传感器和电路。在一些实施例中，电化学气体传感器可以包括参考电极和感测电极，感测电极被配置成响应于目标气体而生成电流。在一些实施例中，电路可以包括第一晶体管，所述第一晶体管包括电耦合到参考电极的第一端子、电耦合到接地电压端子的第二端子、以及电耦合到接地电压端子并通过电容元件到电压源的第一栅极端子。电路还可以包括第二晶体管，所述第二晶体管包括电耦合到感测电极的第三端子、电耦合到接地电压端子的第四端子、以及电耦合到接地电压端子并通过电容元件到电压源的第二栅极端子。在一些实施例中，在其中电化学气体传感器断电的实例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以电耦合到接地电压端子，引起参考电极和感测电极分别通过第一晶体管和第二晶体管电耦合到接地电压端子。在一些实施例中，电容元件可以引起参考电极和感测电极到电压源的电耦合的延迟以防止在装置通电时对装置的损坏。
在一些实施例中，电路可以被配置成使得在其中第一栅极端子和第二栅极端子接地的实例中，使第一端子和第三端子分别与第二端子和第四端子短接，从而引起参考电极和感测电极连接到接地电压端子。在一些实施例中，电路可以被配置成使得在其中电化学气体传感器通电的实例中，电压源在第一栅极端子和第二栅极端子处至少施加截止电压，从而引起第一端子和第三端子分别与第二端子和第四端子断开。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过二极管电耦合到电压源。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电阻元件电耦合到电压源。在一些实施例中，第一栅极端子和第二栅极端子可以通过电容元件电耦合到接地电压端子。在一些实施例中，第一端子和第三端子可以电耦合到电压源，使得在其中电化学气体传感器通电的实例中，电压源可以向第一端子和第三端子施加偏置电压，以防止漏电流在电化学气体传感器通电时流过第一晶体管和第二晶体管。感测系统还可以被配置成使得在其中电化学气体传感器断电的实例中使第一端子和第三端子接地。
可以使用本文中描述的设备、电路、传感器、装置、系统或部件中的任何一个来执行本文中描述的方法。在一些实施例中，方法可以是操作针对电化学气体传感器的电子电路的方法。在一些实施例中，电子电路可以包括第一晶体管，所述第一晶体管包括被配置成电耦合到接地电压端子的第一端子和被电耦合到电化学气体传感器的参考端子的第二端子。在一些实施例中，电子电路还可以包括第二晶体管，所述第二晶体管包括被配置成电耦合到接地电压端子的第三端子和被电耦合到电化学气体传感器的感测端子的第四端子。在一些实施例中，电路还可以包括电容元件，所述电容元件被配置成延迟第一晶体管和第二晶体管中的至少一个到接地电压端子的电耦合。在任何情况下，用于操作针对电化学气体传感器的这样的电路的方法可以包括，在其中电化学气体传感器通电的实例中，使参考端子和感测端子与接地电压端子断开。在一些实施例中，用于操作针对电化学气体传感器的这样的电路的方法还可以包括，在其中电化学气体传感器断电的实例中，分别通过第一端子和第三端子使参考端子和感测端子电耦合到接地电压端子以使得参考端子的电势和感测端子的电势相等。
图2A和2B图示了根据本文中描述的一些实施例的感测系统200的示意图。如所示，感测系统200包括电化学气体传感器202、电子电路203、以及测量和控制电路208。电子电路203可以包括第一开关元件204和第二开关元件206。电化学气体传感器202可以包括感测端子210和参考端子212。在一些实施例中，并且电化学气体传感器202还可以包括对端子214。在一些实施例中，感测端子210可以耦合到电化学气体传感器202中的感测电极（未示出）。类似地，在一些实施例中，参考端子212和对端子214可以耦合到电化学气体传感器202的外壳中的参考电极和对电极。
在一些实施例中，参考端子212、感测端子210和/或对端子214可以连接到测量和控制电路208。在一些实施例中，参考端子212、感测端子210和对端子214可以分别通过一个或多个开关207a、207b和207c耦合到测量和控制电路208。所述一个或多个开关207a、207b和207c可以对应于被配置成使电化学气体传感器202通电或断电的固态开关。例如，为了使电化学气体传感器202通电，所述一个或多个开关207a、207b和207c可以被配置成在闭合状态下操作，如图2A中所图示的那样。此外，为了使电化学气体传感器202断电，所述一个或多个开关207a、207b和207c可以被配置成处于断开状态中，如图2B中所图示的那样。
在一些实施例中，测量和控制电路208可以被配置成当感测系统200通电时分别向参考端子212和感测端子210供应参考电压和感测电压。在一些实施例中，测量和控制电路208可以包括第一放大器216和第二放大器218。在一些实施例中，可以使用运算放大器（OP-AMP）来实现第一放大器216和第二放大器218。然而，本公开的范围不限于使用OP-AMP来实现第一放大器216和第二放大器218。在一些实施例中，已知的晶体管电路可以被用作第一放大器216和第二放大器218，而不脱离本公开的范围。
在一些实施例中，第一放大器216和第二放大器218可以分别包括第一输入端子220a和220b、第二输入端子222a和222b、以及输出端子224a和224b。第一放大器216的第一输入端子220a可以例如通过开关207b耦合到电化学气体传感器202的参考端子212。第一放大器216的第二输入端子222a可以耦合到第一电压源226。在一些实施例中，第一电压源226可以被配置成向第二输入端子222a施加参考电压。此外，第一放大器216的输出端子224a可以例如通过开关207c耦合到电化学气体传感器202的对端子214。
第二放大器218的第一输入端子220b可以例如通过开关207a耦合到电化学气体传感器202的感测端子210。第二放大器218的第二输入端子222b可以耦合到第二电压源228。在一些实施例中，第二电压源228可以被配置成向第二放大器218的第二输入端子222b施加感测电压。此外，第二放大器218的输出端子224b可以例如通过电阻元件230耦合到第一输入端子220a。
在一些实施例中，如果使用op-amp来实现第一放大器216和第二放大器218，则第一放大器216和第二放大器218的第一输入端子220a和220b处的电压可以分别类似于、基本上等于或等于分别在第一放大器216和第二放大器218的第二输入端子222a和222b处的电压。因此，第一放大器216的第一输入端子220a处的电压可以类似于、基本上等于或等于参考电压。此外，第二放大器218的第一输入端子220b处的电压可以类似于、基本上等于或等于感测电压。在一些实施例中，如果电化学气体传感器202的感测端子210和参考端子212分别耦合到第一输入端子220a和第一输入端子220b，则感测电压和参考电压可以被分别施加到感测端子210和参考端子212。
另外，在一些实施例中，参考端子212和感测端子210可以分别电耦合到第一开关元件204和第二开关元件206。在一些实施例中，第一开关元件204和第二开关元件206还可以耦合到接地电压端子232。在一些实施例中，接地电压端子232可以对应于电端子，例如，被维持在预定义的电压下的电端子。例如，接地电压端子232可以被维持在接地电压下，如结合图3a-3d进一步描述的。在一些实施例中，第一开关元件204和第二开关元件206还可以电耦合到第三电压源234。第三电压源234可以被配置成向第一开关元件204和第二开关元件206供应截止电压。在一些实施例中，第一开关元件204和第二开关元件206可以被配置成例如当第一开关元件204和第二开关元件206在闭合状态下操作时将参考端子212和感测端子210连接到接地电压端子232。此外，在一些实施例中，第一开关元件204和/或第二开关元件206可以被配置成例如当第一开关元件204和/或第二开关元件206在断开状态下操作时使参考端子212和/或感测端子210与接地电压端子232断开。在一些实施例中，当第一开关元件204和第二开关元件206从第一电压源226接收截止电压时，第一开关元件204和第二开关元件206可在断开状态下操作。在一些实施例中，当感测系统200通电时，第一开关元件204和第二开关元件206可接收截止电压。此外，在一些实施例中，当第一开关元件204和第二开关元件206没有从第一电压源118接收截止电压时，第一开关元件204和第二开关元件206可以在闭合状态下操作。在一些实施例中，当感测系统200断电时，第一开关元件204和第二开关元件206没有接收截止电压。
在一些实施例中，第一电压源226、第二电压源228和第三电压源234可以对应于被配置成供应参考电压、感测电压和接地电压端子232的单电压源。单电压源的一些示例可以包括但不限于电池、开关模式电源（SMPS）等等。
在操作中，当感测系统200（例如，响应于电化学气体传感器202的用户按压电源按钮（未示出），响应于接收到指示通电的命令的信号，响应于来自传感器或来自电路本身的反馈等）通电时，所述一个或多个开关207a、207b和207c可以在闭合状态下操作。因此，在一些实施例中，第一电压源226、第二电压源228和第三电压源234可以分别将参考电压供应到参考端子212，将感测电压供应到感测端子210，并且将截止电压供应到第一开关元件204和第二开关元件206。根据一些实施例，在其中截止电压被施加到第一开关元件204和第二开关元件206的实例中，第一开关元件204和第二开关元件206可以在断开状态下操作。此外，如所讨论的，在断开状态下，第一开关元件204和第二开关元件206可以分别使参考端子212和感测端子210与接地电压端子232解耦。因此，在一些实施例中，参考端子212可以从第一放大器216接收参考电压。另外地或替代地，在一些实施例中，感测端子210可以从第二放大器218接收感测电压。在一些实施例中，参考电压和感测电压之间的差异可以部分地或全部地对应于参考端子212和感测端子210之间的偏置电压。
当气体在电化学气体传感器202中扩散时，气体与耦合到感测端子210的感测电极起反应以生成电流。在一些实施例中，所生成的电流引起第二放大器218的第二输出端子224b处的电压中的变化，例如电压摆动。电压摆动的大小可以指示由感测电极检测到的气体浓度（根据一些实施例，感测电极耦合到感测端子210）。
在一些实施例中，在其中感测系统200断电的实例中，所述一个或多个开关207a、207b和207c在断开状态下操作，如图2B中所图示的那样。因此，在这样的实施例中，第一电压源226、第二电压源228和第三电压源234可以与电化学气体传感器202断开。因此，第一开关元件204和第二开关元件206没有接收截止电压。如所讨论的，当第一开关元件204和第二开关元件206没有接收截止电压时，第一开关元件204和第二开关元件206可以在闭合状态下操作，从而将参考端子212和感测端子210连接到接地电压端子232。因为参考端子212和感测端子210两者连接到接地电压端子232（即，参考端子212和感测端子210处于相同电势），所以任何背景电流（例如，由于感测电极和扩散的气体之间的反应而生成的电流）能够流过电化学气体传感器202到电压端子。这避免了感测电极210处的电势中的偏移。
在一些实施例中，第一开关元件204和/或第二开关元件206可以是、包括或包含诸如P-JFET之类的晶体管，如图3A-3D中所图示的那样。然而，本公开的范围不限于其中第一开关元件204和/或第二开关元件206是、包括或包含P-JFET晶体管的实施例。例如，在一些实施例中，第一开关元件204和/或第二开关元件206可以是、包括或包含p型金属氧化物半导体场效应晶体管（P-MOSFET）。在其他实施例中，第一开关元件204和/或第二开关元件206可以是、包括或包含任何其他合适的开关，例如，许多类型的NC型开关。在替代实施例中，可以使用n型晶体管来实现第一开关元件204和/或第二开关元件206，而不脱离本公开的范围。
在一些示例中，本公开的范围不限于感测系统200的前述电路。在替代实施例中，感测系统200可以包括另外的电/电子部件（例如，另外的电阻元件、另外的电容元件等等）。
图3A-3D图示了依照本文中描述的一个或多个实施例的针对电化学气体传感器202的电子电路203的各种示意图。
参考图3A，电子电路203包括第一晶体管302和第二晶体管304。第一晶体管302可以具有第一端子306a、第二端子308a和栅极端子310a。类似地，在一些实施例中，第二晶体管304可以包括第一端子306b、第二端子308b和栅极端子310b。在一些实施例中，第一晶体管302和/或第二晶体管304的第一端子306a和/或第一端子306b可以分别对应于第一晶体管302和/或第二晶体管304的漏极端子。此外，在一些实施例中，第一晶体管302和/或第二晶体管304的第二端子308a和/或第二端子308b分别对应于第一晶体管302和/或第二晶体管304的源极端子。在一些实施例中，第一晶体管302和/或第二晶体管304的第一端子306a和/或第一端子306b以及第二端子308a和/或第二端子308b分别地是可互换的。在下文中，第一晶体管302的第一端子306a和第二晶体管304的第一端子306b分别称为第一晶体管302和第二晶体管304的漏极端子。同样地，在下文中，第一晶体管302的第二端子308a和第二晶体管304的第二端子308b已分别称为第一晶体管302和第二晶体管304的源极端子。然而，本文中描述的任何实施例中的这样的引用并不有意限制任何晶体管的任何端子的功能。
在一些实施例中，第一晶体管302的第一端子306a可以称为“第一端子306a”，第一晶体管302的第二端子308a可以称为“第二端子308a”，第一晶体管302的栅极端子310a可以称为“第一栅极端子310a”，第二晶体管304的第一端子306b可以称为“第三端子306b”，第二晶体管304的第二端子308b可以称为“第四端子308b”，并且第二晶体管304的栅极端子310b可以称为“第二栅极端子310b”。
在一些实施例中，第一晶体管302的漏极端子306a可以耦合到电化学气体传感器202的参考端子212。此外，在一些实施例中，第一晶体管302的源极端子308a可以耦合到接地电压端子312。接地电压端子可以被维持在接地电压下或接近接地电压。此外，第一晶体管302的栅极端子310a可以例如通过电阻元件314和/或二极管316耦合到第三电压源234。在一些实施例中，二极管316和/或电阻元件314可以以任何合适的配置耦合在一起，所述配置例如是并联配置，其中二极管316的正端子318耦合到第三电压源234并且二极管316的负端子320耦合到第一晶体管302的栅极端子310a。此外，在一些实施例中，第一晶体管302的栅极端子310a可以例如通过电容元件322耦合到接地电压端子312。另外，第一晶体管302的栅极端子310a可以例如经由第二晶体管304的栅极端子310b耦合到第二晶体管304。第二晶体管304的漏极端子306b可以耦合到电化学气体传感器202的感测端子210。此外，第二晶体管304的源极端子308b可以耦合到接地电压端子312。
为了简洁，未在图3A-3D中图示测量和控制电路208。然而，电化学气体传感器202的参考端子212、感测端子210和/或对端子214可以分别通过一个或多个开关（例如，经由开关207a、207b和207c）耦合到测量和控制电路208。
在操作中，当感测系统200通电时，第三电压源234可以被配置成向第一晶体管302的栅极端子310a和/或第二晶体管304的栅极端子310b供应截止电压。在其中第一晶体管302和/或第二晶体管304是P-JFET的一些实施例中，当在相应栅极端子（310a和310b）上施加截止电压时，第一晶体管302和第二晶体管304可被配置成在关闭状态下操作。在一些实施例中，在关闭状态下，第一晶体管302和/或第二晶体管304可以分别将漏极端子（308a、308b）和源极端子（306a、306b）电解耦。因此，在一些实施例中，可以引起第一晶体管302将参考端子212解耦，并且可以引起第二晶体管304将感测端子210解耦。在一些实施例中，第一晶体管302和第二晶体管304中的一个或两者可以被配置成将参考端子212和/或感测端子210从接地电压端子312解耦。在一些实施例中，将电化学气体传感器202从接地电压端子312解耦可以允许电化学气体传感器202与测量和控制电路208耦合（因为所述一个或多个开关207a、207b和207c可以被配置成当感测系统200通电时在闭合状态下操作）。例如，在一些实施例中，在将电化学气体传感器202与测量和控制电路208耦合时，测量和控制电路208可以在感测端子210处相对于参考端子212施加偏置电压。换言之，参考电压和感测电压之间的差异可以由测量和控制电路208供应。此后，电化学气体传感器202可以如上面关于图2A-2B描述的那样操作。例如，当气体在电化学气体传感器202中扩散时，气体可以与感测电极（例如，耦合到感测端子210的感测电极）起反应以生成电流。生成的电流可以引起（测量和控制电路208中的）第二放大器218的输出端子224b处的电压改变，例如电压摆动。电压摆动的大小可以指示由（耦合到感测端子210的）感测电极检测到的气体浓度。在一些实施例中，电化学气体传感器202可以包括用于测量电压并将电压变化解释为目标气体浓度的措施。在一些实施例中，电化学气体传感器202可以包括处理器（未示出），其被配置成测量电压变化（例如，电压摆动）并确定由感测电极检测到的气体的浓度。
在一些实施例中，在电化学气体传感器202的操作期间，可以改变感测端子210处的相对于参考端子212的偏置电压，例如用来改进电化学气体传感器202的灵敏度。在一些实施例中，可以通过改变感测电压和/或参考电压来获得偏置电压中的变化。在一些实施例中，可以利用处理器来改变参考电压和/或感测电压以改变感测端子210与参考端子212之间的偏置电压。不希望被任何特定理论束缚，在一些场景中改变偏置电压可以引起第一晶体管302和/或第二晶体管304的漏极端子306a、306b处的电压改变。然而，因为第一晶体管302的源极端子306a和第二晶体管304的源极端子306b接地，所以第一晶体管302和第二晶体管304从未在感测系统200通电时切换到导通状态。因此，对于一些实施例，在感测系统200通电时，参考端子212和感测端子210可能不会由于参考端子212和感测端子210之间的偏置电压中的变化而短接。
当感测系统200断电时，至少在一些实施例中，第一晶体管302和第二晶体管304的栅极端子310a和310b可以分别耦合到接地电压端子312（因为第三电压源234与电子电路203断开）。在其中第一晶体管302和第二晶体管304是P-JFET的一些实施例中，当第一晶体管302和第二晶体管304的栅极端子310a和310b分别耦合或被耦合到接地电压端子312时，第一晶体管302和第二晶体管304可以在导通状态下操作。另外，如关于一些实施例所讨论的，当第一晶体管302和第二晶体管304在导通状态下操作时，第一晶体管302和第二晶体管304的源极端子308a和308b可以分别连接到漏极端子306a和306b。因此，参考端子212可以连接到接地电压端子312。类似地，感测端子210也可以耦合到接地电压端子312。因此，当感测系统200断电时，允许（由于感测电极和气体之间的化学反应所致的）任何背景电流流到接地电压端子312而不会引起在两个电极之间生成电压，并且避免了其负面后果。
在一些实施例中，当感测系统200断电时，电子电路203和电化学气体传感器202可具有一些瞬态电压和瞬态电流。对于一些实施例，如果感测系统200一断电，电化学气体传感器202的参考端子212和感测端子210就被连接到接地电压端子312，则瞬态电压和瞬态电流可能损坏电化学气体传感器202。在一些实施例中，电子电路203中的二极管316和/或电容元件322可以延迟第一晶体管302和第二晶体管304到导通状态的切换，从而延迟参考端子212和感测端子210与接地电压端子312的耦合。因此，对于这样的实施例，电化学气体传感器202不受瞬态电压和瞬态电流干扰。
在一些实施例中，电子电路203可以不包括电阻元件314，如图3b中所图示的那样。然而，本公开的范围不限于其中第一晶体管302和第二晶体管304的源极端子308a和308b被连接到接地电压端子312的实施例。参考图3c，在一些替代实施例中，第一晶体管302和第二晶体管304的源极端子308a和308b可以通过第二电阻元件324连接到接地电压端子312。另外，第一晶体管302和第二晶体管304的源极端子308a和308b可以分别通过第三电阻元件328连接到第四电压源326。在一些实施例中，第四电压源326可以被配置成分别向第一晶体管302和第二晶体管304的源极端子308a和308b供应偏置电压。在一些实施例中，由第四电压源326供应的偏置电压的大小可以与由测量和控制电路208在电化学气体传感器202的感测端子210和参考端子212处施加的偏置电压的大小相同或类似。
在操作中，当根据一些实施例的感测系统200通电时，第一晶体管302和第二晶体管304的源极端子308a和308b可以从第四电压源326接收偏置电压。在对于其而言在源极端子308a和308b处施加的偏置电压的大小与在电化学气体传感器202的参考端子212和感测端子210处的偏置电压的大小相同或类似的一些实施例中，可以减少漏电流从电化学气体传感器202通过第一晶体管302和第二晶体管304的流动。
此外，当一些实施例的感测系统200断电时，源极端子308a和308b可以连接到接地电压端子312。此后，这样的实施例的电子电路203可以以与如上面结合图3A描述的电子电路203类似的方式操作。例如，当感测系统200断电时，第一晶体管302和第二晶体管304可以在导通状态下操作，这可以引起漏极端子306a和306b分别连接到源极端子308a和308b。因此，这样的实施例的感测端子210和参考端子212可以连接到接地电压端子312（即，接地）。
然而，本公开的范围不限于对于其而言栅极端子310a和310b通过二极管连接到第三电压源234的实施例。在一些替代实施例中，栅极端子310a和310b可以通过第五电阻元件330连接到第三电压源234，例如，如图3D中所图示的那样。在一些示例中，第五电阻元件330是可选的，并且栅极端子310a和310b可以直接耦合到第三电压源234。
图4图示了根据本文中描述的一些实施例的用于在感测系统200中操作电化学气体传感器202的方法的流程图400。
在步骤402处，感测系统200可以包括用于在其中感测系统200通电的实例中将电化学气体传感器202的参考端子212和感测端子210与接地电压端子232解耦的措施。在一些实施例中，用于如在步骤402中的解耦的措施可以包括诸如电子电路203、第一开关元件204、第二开关元件206、第一晶体管302、第二晶体管304等等的装置。如先前所讨论的，第一开关元件204和第二开关元件206可以是NC型开关元件。因此，当根据一些实施例的第一开关元件204和第二开关元件206接收功率（例如，从第三电压源234接收功率）时，第一开关元件204和第二开关元件206可在断开状态下操作，这可以引起电化学气体传感器202的参考端子212和感测端子210与接地电压端子232的解耦。
在步骤404处，感测系统200可以包括用于在其中感测系统200断电的实例中将电化学气体传感器202的参考端子212和感测端子210耦合到接地电压端子232的措施。在一些实施例中，用于如在步骤404中的耦合的措施可以包括诸如电子电路203-300d、第一开关元件204、第二开关元件206、第一晶体管302、第二晶体管304等等的装置。如先前所讨论的，根据一些实施例的第一开关元件204和第二开关元件206可以是NC型开关元件。根据这样的实施例，当第一开关元件204和第二开关元件206没有从第三电压源234接收功率时，第一开关元件204和第二开关元件206可能在闭合状态下操作，这可引起参考端子212和感测端子210到接地电压端子232的耦合。
在一些实施例中，可以如下面描述的那样修改或进一步扩大本文中描述的操作、步骤或过程中的一个或多个。此外，在一些实施例中，还可以例如在流程图400的方法中包括另外的可选操作。应当领会到，本文中描述的修改、可选添加和/或扩大中的每个可以被单独地或与来自本文中描述的特征当中的任何其他的组合地包括有在本文中先前描述的操作。
所提供的方法描述、图示和过程流程图仅被提供作为说明性示例，并且不意图要求或暗示各种实施例的步骤必须每个或全部按呈现或描述的顺序来执行和/或应当按呈现或描述的顺序来执行。如本领域技术人员将领会的，所描述的实施例中的一些或全部中的该顺序的步骤可以以任何顺序执行。诸如“此后”、“然后”、“接下来”等的词并不意图限制步骤的顺序；这些词只是用来引导读者通过对方法的描述。此外，不要将例如使用冠词“一”、“一个”或“该”对采用单数的权利要求元素的任何引用解释为将该元素限制成单数。
受益于先前述描述和相关联的附图中呈现的教导的在这些发明所属领域中的技术人员将想到本文中所阐述的发明的许多修改和其他实施例。尽管附图仅示出了本文中描述的装置和系统的某些部件，但是要理解，可以结合系统使用各种其他部件。因此，要理解，发明不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例意图被包括在所附权利要求的范围内。此外，上面描述的方法中的步骤可能不一定以附图中描绘的顺序发生，并且在一些情况下，所描绘的步骤中的一个或多个可以基本上同时地发生，或者可涉及另外的步骤。尽管本文中采用了特定术语，但是它们仅用在一般和描述性意义上并且不用于限制的目的。

Claims (22)

1.一种针对电化学气体传感器的电子电路，所述电化学气体传感器包括参考电极和感测电极，所述感测电极被配置成与目标气体起反应以生成电流，所述电子电路包括：
第一开关元件，其电耦合到所述电化学气体传感器的参考端子和接地电压端子；以及
第二开关元件，其电耦合到所述电化学气体传感器的感测端子和所述接地电压端子，
其中，在其中所述电化学气体传感器断电的实例中，所述第一开关元件和所述第二开关元件被配置成将所述参考端子和所述感测端子电耦合到所述接地电压端子，使得当所述感测电极和所述目标气体在所述电化学气体传感器断电的同时起反应时生成的电流流向所述接地电压端子并且所述参考端子处的电势和所述感测端子处的电势保持相等。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中在其中所述电化学气体传感器断电的实例中，所述第一开关元件和所述第二开关元件被配置成分别使所述电化学气体传感器的所述参考电极和所述感测电极经由所述参考端子和所述感测端子接地到所述接地电压端子。
3.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述第一开关元件对应于第一晶体管，并且所述第二开关元件对应于第二晶体管。
4.根据权利要求3所述的电子电路，
其中所述第一晶体管包括电耦合到所述接地电压端子的第一端子，以及电耦合到所述电化学气体传感器的参考端子的第二端子，以及
其中所述第二晶体管包括电耦合到所述接地电压端子的第三端子，以及电耦合到所述电化学气体传感器的感测端子的第四端子。
5.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述第一端子和所述第三端子对应于漏极端子，并且所述第二端子和所述第四端子对应于源极端子。
6.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述第一端子和所述第三端子对应于源极端子，并且所述第二端子和所述第四端子对应于漏极端子。
7.根据权利要求4所述的电子电路，其中所述第一晶体管包括第一栅极端子，并且所述第二晶体管包括第二栅极端子。
8.根据权利要求7所述的电子电路，其中
所述第一栅极端子电耦合到所述第二栅极端子、电压源和所述接地电压端子，
在其中所述电化学气体传感器断电的实例中，所述第一栅极端子和所述第二栅极端子接地，引起所述第一端子和所述第三端子分别与所述第二端子和所述第四端子短接，并且
在其中所述电化学气体传感器通电的实例中，所述电压源在所述第一栅极端子和所述第二栅极端子处至少施加截止电压，引起所述第一端子和所述第三端子分别与所述第二端子和所述第四端子断开。
9.根据权利要求7所述的电子电路，其中所述第一栅极端子和所述第二栅极端子通过二极管电耦合到电压源，所述二极管被配置成引起所述第一栅极端子和所述第二栅极端子到所述电压源的电耦合的延迟，以防止在所述电化学气体传感器通电时对所述电化学气体传感器的损坏。
10.根据权利要求7所述的电子电路，其中所述第一栅极端子和所述第二栅极端子通过电阻元件与电压源电耦合。
11.根据权利要求7所述的电子电路，其中所述第一栅极端子和所述第二栅极端子通过电容元件与所述接地电压端子电耦合。
12.根据权利要求4所述的电子电路，其中
所述第一端子和所述第三端子进一步耦合到电压源，并且
在其中所述电化学气体传感器通电的实例中，所述电压源在所述第一端子和所述第三端子处施加偏置电压，以防止漏电流在所述电化学气体传感器通电时分别流过所述第一晶体管和所述第二晶体管，并且
在其中所述电化学气体传感器断电的实例中，所述第一端子和所述第三端子接地。
13.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述电化学气体传感器的所述感测端子电耦合到所述电化学气体传感器中的感测电极，并且所述电化学气体传感器的所述参考端子电耦合到电化学气体传感器中的参考电极。
14.一种用于感测目标气体的装置，所述装置包括：
电化学气体传感器，其包括参考电极和感测电极，所述感测电极被配置成响应于目标气体而生成电流；
第一晶体管，其包括电耦合到所述参考电极的第一端子、电耦合到接地电压端子的第二端子、以及电耦合到所述接地电压端子并且通过电容元件到电压源的第一栅极端子；以及
第二晶体管，其包括电耦合到所述感测电极的第三端子、电耦合到所述接地电压端子的第四端子、以及电耦合到所述接地电压端子并且通过所述电容元件到所述电压源的第二栅极端子，
其中，在其中所述电化学气体传感器断电的实例中，所述第一栅极端子和所述第二栅极端子电耦合到所述接地电压端子，引起所述参考电极和所述感测电极分别通过所述第一晶体管和所述第二晶体管电耦合到所述接地电压端子，并且
其中所述电容元件引起所述参考电极和所述感测电极到所述电压源的电耦合的延迟，以防止在所述装置通电时对所述装置的损坏。
15.根据权利要求14所述的感测系统，其中在其中所述第一栅极端子和所述第二栅极端子接地的实例中，所述第一端子和所述第三端子分别与所述第二端子和所述第四端子短接，引起所述参考电极和所述感测电极连接到所述接地电压端子。
16.根据权利要求14所述的感测系统，其中在其中所述电化学气体传感器通电的实例中，所述电压源在所述第一栅极端子和所述第二栅极端子处至少施加截止电压，引起所述第一端子和所述第三端子分别从所述第二端子和所述第四端子断开。
17.根据权利要求14所述的感测系统，其中所述第一栅极端子和所述第二栅极端子通过二极管电耦合到所述电压源。
18.根据权利要求14所述的感测系统，其中所述第一栅极端子和所述第二栅极端子通过电阻元件电耦合到所述电压源。
19.根据权利要求14所述的感测系统，其中所述第一栅极端子和所述第二栅极端子通过电容元件电耦合到所述接地电压端子。
20.根据权利要求14所述的感测系统，其中所述第一端子和所述第三端子电耦合到所述电压源，并且其中，在其中所述电化学气体传感器通电的实例中，所述电压源在所述第一端子和所述第三端子处施加偏置电压，以防止漏电流在所述电化学气体传感器通电时流过所述第一晶体管和所述第二晶体管。
21.根据权利要求14所述的感测系统，其中在其中所述电化学气体传感器断电的实例中，所述第一端子和所述第三端子接地。
22.一种操作针对电化学气体传感器的电子电路的方法，所述电子电路包括：
第一晶体管，其包括被配置成电耦合到接地电压端子的第一端子和被电耦合到所述电化学气体传感器的参考端子的第二端子；
第二晶体管，其包括被配置成电耦合到所述接地电压端子的第三端子和被电耦合到所述电化学气体传感器的感测端子的第四端子；以及
电容元件，其被配置成延迟所述第一晶体管和所述第二晶体管中的至少一个到所述接地电压端子的电耦合，
所述方法包括：
在其中所述电化学气体传感器通电的实例中，将所述参考端子和所述感测端子从所述接地电压端子断开；以及
在其中所述电化学气体传感器断电的实例中，分别通过所述第一端子和所述第三端子使所述参考端子和所述感测端子电耦合到所述接地电压端子，以使得所述参考端子的电势和所述感测端子的电势相等。
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