CN118067817A - 一种检测装置和一种检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种检测装置及检测方法,检测装置包括:检测阵列、行扫描电路、多条扫描信号线、列检测电路、多条第一信号线、多条第二信号线、基准电压电路和基准电压信号线,其中,检测阵列包括多个检测单元和至少一个基准单元,基准电压信号线和基准单元的第二控制端电连接,这样基准单元就可以接收基准电压电路提供的基准电压信号,并且可以利用基准单元实现将检测单元调整至最佳工作电压范围,从而降低不能进行生化指标检测的概率,此外,可以利用对比信号和第二检测信号确定检测单元的电性参数变化,根据检测单元的电性参数变化可对该检测单元所在位点的样本进行检测,实现了对液体等样本的多位点批量检测,提高了检测效率。
Description
技术领域
本申请涉及样本检测技术领域,特别涉及一种检测装置和一种检测方法。
背景技术
在生命科学研究、生物医学工程、医疗保健、食品加工、环境监测等领域,生化指标检测装置有着广阔的应用前景。
当前的生化指标检测装置多使用双栅离子敏场效应晶体管(Ion-Sensitive-Field-Effect-Transistor,ISFET),双栅离子敏场效应晶体管包括悬浮栅,悬浮栅包括离子敏感膜和参比电极,向参比电极提供基准电压信号以将双栅离子敏场效应晶体管调整至最佳工作电压范围,离子敏感膜可直接与待测溶液中离子接触产生反应,进而检测待测溶液的多项生化指标。
但是悬浮栅受外界影响因素较多,若向参比电极提供的基准电压信号不准确,则不能将双栅离子敏场效应晶体管调整至最佳工作电压范围,若双栅离子敏场效应晶体管不处于最佳工作电压范围,可能无法进行生化指标检测。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供一种检测装置和一种检测方法,能够向基准单元提供准确的基准电压信号,并且利用基准单元实现将双栅离子敏场效应晶体管调整至最佳工作电压范围,从而降低不能进行生化指标检测的概率,提高检测效率。
本申请提供了一种检测装置,所述检测装置包括:
检测阵列,所述检测阵列包括多个检测单元和至少一个基准单元;
行扫描电路和多条扫描信号线,一条所述扫描信号线用于电连接位于同一行的所述检测单元的控制端,一条所述扫描信号线用于电连接所述基准单元的第一控制端,所述行扫描电路用于给多个所述扫描信号线分时提供扫描信号;
列检测电路、多条第一信号线和多条第二信号线,一条所述第一信号线电连接位于同一列的所述检测单元的第一端,一条所述第一信号线电连接所述基准单元的第一端,一条所述第二信号线电连接位于同一列的所述检测单元的第二端,一条所述第二信号线电连接所述基准单元的第二端,所述列检测电路用于给多条所述第一信号线提供第一检测信号,且通过多个所述第二信号线同时获得位于同一行的多个所述检测单元的第二检测信号以及所述基准单元的对比信号;
基准电压电路和基准电压信号线,所述基准电压信号线用于电连接所述基准单元的第二控制端,所述基准电压电路用于给所述基准电压信号线提供基准电压信号。
本申请提供了一种检测方法,其特征在于,利用上述所述的检测装置,所述方法包括:
所述行扫描电路逐行给多条所述扫描信号线提供扫描信号,且所述列检测电路给多条所述第一信号线提供第一检测信号;所述列检测电路通过多个所述第二信号线同时获得位于同一行的多个所述检测单元的第二检测信号以及所述基准单元的对比信号;
在检测阶段,在相同的第一检测信号下,根据所述检测单元的第二检测信号和所述基准单元的对比信号,计算所述检测单元的电压变化量。
本申请提供一种检测装置,检测装置包括:检测阵列、行扫描电路、多条扫描信号线、列检测电路、多条第一信号线、多条第二信号线、基准电压电路和基准电压信号线,其中,检测阵列包括多个检测单元和至少一个基准单元,基准电压信号线和基准单元的第二控制端电连接,这样基准单元就可以接收基准电压电路提供的基准电压信号,并且可以利用基准单元实现将检测单元调整至最佳工作电压范围,从而降低不能进行生化指标检测的概率,实现更精准更快捷的检测,最终提高检测效率。
行扫描电路通过多条扫描信号线控制多行检测单元分时扫描,在一行检测单元的检测阶段,行扫描电路通过扫描信号线给该行检测单元提供有效扫描信号以使其同时导通,行扫描电路还通过扫描信号线给基准单元提供有效扫描信号以使其同时导通。列检测电路通过多条第一信号线给一行中多个检测单元的第一端提供第一检测信号,再通过多个第二信号线同时获得一行中多个检测单元第二端的第二检测信号,相应地,列检测电路通过第一信号线给基准单元的第一端提供第一检测信号,再通过第二信号线获得基准单元的第二端的对比信号,这样后续就可以利用对比信号和第二检测信号确定检测单元的电性参数变化,根据检测单元的电性参数变化可对该检测单元所在位点的样本进行检测,实现了对液体等样本的多位点批量检测,提高了检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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它的附图。
图1是本申请实施例提供的一种检测装置的示意图;
图2是本申请实施例提供的另一种检测装置的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种检测单元的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种基准单元的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的信号示意图;
图6是本申请实施例提供的又一种检测装置的示意图;
图7为本申请实施例提供的另一种信号示意图;
图8为本申请实施例提供的又一种信号示意图;
图9是本申请实施例提供的又一种检测装置的示意图;
图10是本申请实施例提供的又一种检测装置的示意图;
图11是本申请实施例提供的又一种检测装置的示意图;
图12是本申请实施例提供的又一种检测装置的示意图;
图13-图16是本申请实施例提供的多种检测方法的示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,本申请结合示意图进行详细描述,在详述本申请实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本申请保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
当前的生化指标检测包括溶液的酸碱(pH)值检测。pH值检测可以使用双栅离子敏场效应晶体管(Ion-Sensitive-Field-Effect-Transistor,ISFET),双栅离子敏场效应晶体管包括悬浮栅,悬浮栅包括离子敏感膜和参比电极,向参比电极提供基准电压信号以将双栅离子敏场效应晶体管调整至最佳工作电压范围。当双栅离子敏场效应晶体管浸没在待测溶液中时,根据离子的浓度不同,离子敏感膜表面电荷量发生变化,从而影响双栅离子敏场效应晶体管的阈值电压,通过测试双栅离子敏场效应晶体管的阈值电压或输出信号的变化可以测定待测溶液的pH值。
但是悬浮栅受温度或光照等外界影响因素较多,导致向参比电极提供的基准电压信号不准确,若向参比电极提供的基准电压信号不准确,则不能将双栅离子敏场效应晶体管调整至最佳工作电压范围,若双栅离子敏场效应晶体管不处于最佳工作电压范围,可能无法进行生化指标检测。这是由于不同的基准电压信号,双栅离子敏场效应晶体管的特性曲线变化情况不同,若调整基准电压信号,双栅离子敏场效应晶体管的特性曲线变化较小,则此时双栅离子敏场效应晶体管不处于最佳工作电压范围。此外,当双栅离子敏场效应晶体管处于不同离子浓度的待测溶液时,双栅离子敏场效应晶体管的最佳工作电压范围也不相同,进一步降低了生化指标检测的效率。
基于此,本申请提供一种检测装置,检测装置包括:检测阵列、行扫描电路、多条扫描信号线、列检测电路、多条第一信号线、多条第二信号线、基准电压电路和基准电压信号线,其中,检测阵列包括多个检测单元和至少一个基准单元,基准电压信号线和基准单元的第二控制端电连接,这样基准单元就可以接收基准电压电路提供的基准电压信号,并且可以利用基准单元实现将检测单元调整至最佳工作电压范围,从而降低不能进行生化指标检测的概率,实现更精准更快捷的检测,最终提高检测效率。
行扫描电路通过多条扫描信号线控制多行检测单元分时扫描,在一行检测单元的检测阶段,行扫描电路通过扫描信号线给该行检测单元提供有效扫描信号以使其同时导通,行扫描电路还通过扫描信号线给基准单元提供有效扫描信号以使其同时导通。列检测电路通过多条第一信号线给一行中多个检测单元的第一端提供第一检测信号,再通过多个第二信号线同时获得一行中多个检测单元第二端的第二检测信号,相应地,列检测电路通过第一信号线给基准单元的第一端提供第一检测信号,再通过第二信号线获得基准单元的第二端的对比信号,这样后续就可以利用对比信号和第二检测信号确定检测单元的电性参数变化,根据检测单元的电性参数变化可对该检测单元所在位点的样本进行检测,实现了对液体等样本的多位点批量检测,提高了检测效率。
为了更好地理解本申请的技术方案和技术效果,以下将结合附图对具体的实施例进行详细的描述。
参考图1所示,为本申请实施例提供的一种检测装置的结构示意图。本申请实施例提供的检测装置包括:检测阵列10、行扫描电路20、列检测电路30和基准电压电路40。检测阵列10包括多个检测单元11,例如m×n个检测单元11。检测阵列10还包括至少一个基准单元12,基准单元12接收基准电压信号,输出对比信号,从而利用对比信号辅助后续检测。
检测装置还包括扫描信号线21、多条第一信号线31和多条第二信号线32以及基准电压信号线41。
其中,扫描信号线21的条数大于或等于检测阵列10的行数目,例如检测阵列10的行数目为m,则具有m条扫描信号线21。一条扫描信号线21电连接位于同一行的检测单元11的控制端c,行扫描电路20用于给多条扫描信号线21分时提供扫描信号。为实现利用基准单元12输出辅助检测的对比信号,因此可以利用一条扫描信号线21电连接基准单元12的第一控制端d,从而实现为基准单元12提供扫描信号。
作为一种可能的实现方式,电连接基准单元12的扫描信号线21和电连接检测单元11的扫描信号线21可以进行复用,即电连接基准单元12的扫描信号线21和电连接检测单元11的扫描信号线21为同一条扫描信号线21,从而减小布线的面积。
第一信号线31和第二信号线32的条数相同,第一信号线31的条数等于检测阵列10的列数目,例如检测阵列10的列数目为n,则具有n条第一信号线31或n条第二信号线32。一条第一信号线31电连接位于同一列的检测单元11的第一端a,一条第二信号线32电连接位于同一列的检测单元11的第二端b,列检测电路30用于给n条第一信号线31提供第一检测信号,且通过多个第二信号线32同时获得位于同一行多个检测单元11的第二检测信号。为实现利用基准单元12输出辅助检测的对比信号,因此一条第一信号线31电连接基准单元12的第一端a,一条第二信号线32电连接基准单元12的第二端b,这样列检测电路30就可以通过第一信号线31向基准单元12提供第一检测信号,通过第二信号线32检测基准单元12输出的对比信号。
作为一种可能的实现方式,电连接基准单元12的第一信号线31和电连接检测单元11的第一信号线31可以进行复用,电连接基准单元12的第二信号线32和电连接检测单元11的第二信号线32可以进行复用,即电连接基准单元12的第一信号线31和电连接检测单元11的第一信号线31为同一条第一信号线31,电连接基准单元12的第二信号线32和电连接检测单元11的第二信号线32为同一条第二信号线32,从而减小布线的面积。
基准电压信号线41的条数小于或等于基准单元12的数目。基准电压信号线41电连接基准单元12的第二控制端e,基准电压电路40通过基准电压信号线41向基准单元12提供基准电压信号。
作为一种可能的实现方式,基准电压信号线41的条数可以为一条,即利用一条基准电压信号线41连接一个或多个基准单元12,从而减小布线的面积。
本申请的实施例中,检测装置可沉浸在待测溶液中,那么检测阵列10可用于对待测溶液中不同位点进行批量检测。或者,检测装置上可滴入多个液滴,那么检测阵列10可用于对不同液滴进行批量检测。可以理解,检测装置可应用在各种样品检测中,以此实现多位点检测。由于基准单元12受外界环境影响因素较小,尤其受待测溶液的pH值或离子浓度的影响较小,即基准单元12输出的对比信号不随着待测溶液变化,这样基准电压电路40向基准单元12或参比电极提供的基准电压信号较为稳定和准确,就可以利用基准单元12实现将检测单元11调整至最佳工作电压范围,从而降低不能进行生化指标检测的概率,实现更精准更快捷的检测,最终提高检测效率。
作为一种示例,检测装置包括m行n列,m和n均为正整数,且m×n大于或等于2。检测单元11包括控制端c、第一端a和第二端b。扫描信号线21电连接检测单元11的控制端c,若扫描信号线21输出有效扫描信号,则扫描信号线21通过检测单元11的控制端c控制检测单元11的第一端a和第二端b导通,若扫描信号线21输出无效扫描信号,则扫描信号线21通过检测单元11的控制端c控制检测单元11的第一端a和第二端b断开。一条扫描信号线21与位于同一行的检测单元11的控制端c电连接,用于控制该行中各检测单元11同时导通或同时关断。行扫描电路20用于给m条扫描信号线21分时提供扫描信号,可选行扫描电路20逐行给m条扫描信号线21分时提供扫描信号,例如按照图1所示从上到下的顺序逐行进行扫描,可以理解,行扫描电路的扫描方式可以是逐行扫描也可以是隔行扫描,不进行具体限定。
第一信号线31电连接位于同一列的检测单元11中各检测单元11的第一端a,第二信号线32电连接位于同一列的检测单元11中各检测单元11的第二端b,列检测电路30用于给n条第一信号线31提供第一检测信号,且通过多个第二信号线32同时获得一行多个检测单元11的第二检测信号。显然,扫描信号线21控制检测单元11的第一端a和第二端b导通时,列检测电路30通过第一信号线31给检测单元11的第一端a提供第一检测信号,列检测电路30通过第二信号线32获取检测单元11的第二端b提供的第二检测信号。
参考图2所示,为本申请实施例提供的另一种检测装置的示意图。列检测电路30包括1个第一检测信号端Sa和多个第二检测信号端Sb。第一检测信号端Sa电连接多条第一信号线31,用于同时给多条第一信号线31提供第一检测信号。也就是说,一个第一检测信号端Sa同时给多条第一信号线31提供第一检测信号,显著减少了列检测电路30中提供第一检测信号的端口数量,可以降低列检测电路30的成本。一个第二检测信号端Sb电连接一条第二信号线32,用于采集第二信号线32的第二检测信号或采集第二信号线32的对比信号,也就是说,一个第二检测信号端Sb对应电连接一条第二信号线32,用于采集对应的一条第二信号线32的第二检测信号或对比信号。
在一行检测单元11的检测阶段,行扫描电路20通过扫描信号线21给该行检测单元11的控制端c或基准单元12的第一控制端d提供有效扫描信号,则该行中任一检测单元11或基准单元12的第一端a和第二端b导通,其他行检测单元11或基准单元12保持关断。列检测电路30通过第一检测信号端Sa同时给多条第一信号线31提供第一检测信号,然后列检测电路30通过多条第二信号线32可获取导通的一行中各个检测单元11或基准单元13的第二端b提供的第二检测信号或对比信号。列检测电路30根据该行中任一检测单元11接收的扫描信号、第一检测信号和输出的第二检测信号以及根据基准单元12接收的扫描信号、第一检测信号、基准电压信号和输出的对比信号,可计算得到该检测单元11的电压变化量,以此实现在多个位点的批量检测。
基准单元12包括第一控制端d、第二控制端e、第一端a和第二端b。扫描信号线21电连接基准单元12的第一控制端d,若扫描信号线21输出有效扫描信号,则扫描信号线21通过基准单元12的第一控制端d控制基准单元12的第一端a和第二端b导通,若扫描信号线21输出无效扫描信号,则扫描信号线21通过基准单元12的第一控制端d控制基准单元12的第一端a和第二端b断开。扫描信号线21控制基准单元12的第一端a和第二端b导通时,列检测电路30通过第一信号线31给基准单元12的第一端a提供第一检测信号,列检测电路30通过第二信号线32获取基准单元12的第二端b提供的对比信号。
在本申请的实施例中,检测单元11所在位置的待测溶液等样本影响检测单元11的电性参数,检测单元11的电性参数至少包括第一阈值电压V′TH。基准单元12所在位置的待测溶液等样本不影响基准单元12的电性参数,基准单元12的电性参数也包括对比阈值电压VTH,这样基准单元12的对比阈值电压VTH就可以作为对比电压或校准电压,从而实现快速有效的待测溶液检测。检测单元11所在位置的待测溶液会影响其第一阈值电压V′TH,检测单元11在接收相同第一检测信号的情况下,随着扫描信号的变化,其第二端b生成与扫描信号相关的第二检测信号,基准单元12所在位置的待测溶液不会影响其对比阈值电压VTH,基准单元12在接收和检测单元11相同的第一检测信号的情况下,随着扫描信号的变化,其第二端b生成与扫描信号相关的对比信号。列检测电路30用于通过多条第一信号线31给位于同一行中多个检测单元11的第一端a同时提供第一检测信号,然后通过多条第二信号线32获取位于同一行中多个检测单元11的第二端b的第二检测信号,以及列检测电路30用于通过第一信号线31给基准单元12的第一端a同时提供第一检测信号,而后通过第二信号线32获取位于同一行中多个检测单元11的第二端b的对比信号,以对比信号为基准确定检测单元11的第二检测信号的变化,可以计算得到检测单元11的电压变化量,进而根据检测单元11的电压变化量可对该检测单元11所在位点的样本进行检测,实现了对待测溶液等样本的多位点批量检测,提高了检测效率。
具体的,检测单元11的第一端a和基准单元12的第一端a接收第一信号线31提供的恒定电压信号,基准单元12的对比阈值电压VTH不受待测溶液的影响,检测单元11的第一阈值电压V′TH受液体影响发生变化,那么随着扫描信号的变化,检测单元11的第二端b会生成与扫描信号相关联的第二检测信号,基准单元12的第二端b会生成与扫描信号相关联的对比信号,基于此,根据第二检测信号可以确定检查单元11的第一阈值电压V′TH,根据对比信号可以确定基准单元13的对比阈值电压VTH,以此可以计算出检测单元11的电压变化量,进而根据电压变化量计算位点的液体参数,这样就可以利用基准单元12实现多个位点的批量检测,大幅提高检测效率。
在一些实施例中,检测单元11为双栅离子敏场效应晶体管,基准单元12可以为双栅薄膜晶体管,双栅离子敏场效应晶体管的离子敏感层对应为双栅薄膜晶体管的顶部绝缘层和顶部栅极,也就是说,双栅薄膜晶体管和双栅离子敏场效应晶体管的结构相似,即检测单元11和基准单元12的结构相似,这样就可以实现利用基准单元12确定检测单元11的最佳工作电压范围以及利用基准单元12输出的对比信号作为检测基准。
双栅离子敏感场效应晶体管包括控制端、输入端和输出端,双栅离子敏感场效应晶体管的控制端电连接扫描信号线21,双栅离子敏感场效应晶体管的输入端电连接第一信号线31,且双栅离子敏感场效应晶体管的输出端电连接第二信号线32。
双栅薄膜晶体管包括第一控制端、第二控制端、输入端和输出端,双栅薄膜晶体管的第一控制端电连接扫描信号线21,双栅薄膜晶体管的第二控制端电连接基准电压信号线41,双栅薄膜晶体管的输入端电连接第一信号线31,且双栅薄膜晶体管的输出端电连接第二信号线32。
在一个实施例中,双栅离子敏感场效应晶体管的控制端和双栅薄膜晶体管的第一控制端可以电连接同一个扫描信号线21,双栅离子敏感场效应晶体管的输入端和双栅薄膜晶体管的输入端可以电连接同一个第一信号线31,双栅离子敏感场效应晶体管的输出端和双栅薄膜晶体管的输出端可以电连接同一个第二信号线32,这样可以节约布线面积。
参考图3所示,为本申请实施例提供的一种检测单元的结构示意图。双栅离子敏感场效应晶体管包括依次层叠设置的第一衬底111、第一底部栅极112、第一底部绝缘层113、第一有源层114、第一源极115或第一漏极116、离子敏感层117。第一有源层114的材料可以是铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide,IGZO),此时第一有源层114上方还可以额外设置一层绝缘层,绝缘层的材料可以是氧化硅。第一有源层114的材料也可以是多晶硅。检测单元11浸没在待测溶液中,待测溶液为电解质溶液118,待测溶液中还设置有接地的参比电极119。待测溶液中不同位点的氢离子(H+)浓度可能不同或发生变化,则检测过程中,检测单元11的离子敏感层117的表面电荷量根据位点位置处待测溶液中离子浓度不同而发生变化,如此会影响检测单元11的第一有源层114,使得检测单元11的第一阈值电压V′TH发生变化。由此根据检测单元11的第二端b的对比信号可计算出检测单元11的电压变化量,根据电压变化量可确定其所在位点溶液的pH值。
参考图4所示,为本申请实施例提供的一种基准单元的结构示意图。双栅薄膜晶体管包括依次层叠设置的第二衬底210、第二底部栅极220、第二底部绝缘层230、第二有源层240、第二源极250或第二漏极260、顶部绝缘层270和顶部栅极280。其中,第二衬底210、第二底部栅极220、第二底部绝缘层230、第二有源层240、第二源极250以及第二漏极260的材料分别和第一衬底111、第一底部栅极112、第一底部绝缘层113、第一有源层114、第一源极115以及第一漏极116的材料相同,顶部栅极280的材料可以是氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)。由于此时不具有离子敏感层117,而是具有顶部绝缘层270和顶部栅极280,顶部绝缘层270和顶部栅极280可以屏蔽待测溶液中离子浓度的变化对双栅薄膜晶体管的影响,因此当基准单元12浸没在待测溶液中时,在检测过程中,基准单元12的对比阈值电压VTH不会发生变化,由此可以以基准单元12的第二端b的对比信号为基准,计算出检测单元11的电压变化量,根据电压变化量可确定检测单元11所在位点溶液的pH值。
在实际应用中,双栅离子敏场效应晶体管还可包括参比电极,离子敏感层117、待测溶液和参比电极构成双栅离子敏场效应晶体管的悬浮栅。
在一些实施例中,双栅薄膜晶体管和双栅离子敏场效应晶体管可以同时形成,以便节省制造工艺步骤,进而降低成本。这样,第一衬底111和第二衬底210可以利用同一工艺形成,第一底部栅极112和第二底部栅极220利用同一工艺形成,第一底部绝缘层113和第二底部绝缘层230利用同一工艺形成,第一有源层114和第二有源层240利用同一工艺形成,第一源极115和第二源极250利用同一工艺形成,第一漏极116和第二漏极260利用同一工艺形成。在形成离子敏感层117之前,可以先形成顶部绝缘层270和顶部栅极280,从而制造得到双栅薄膜晶体管,而后形成离子敏感层117,制造得到双栅离子敏场效应晶体管。
由于双栅薄膜晶体管和双栅离子敏场效应晶体管的结构仅在于顶部设置为顶部绝缘层270和顶部栅极280或离子敏感层117,因此双栅薄膜晶体管可以作为确定双栅离子敏场效应晶体管的最佳工作电压范围的器件,即可以通过双栅薄膜晶体管快速确定双栅离子敏场效应晶体管处于不同离子浓度的待测溶液的最佳工作电压范围,实现双栅离子敏场效应晶体管在最佳工作电压范围进行检测,提高检测精准度。
具体的,在进行检测之前,可以对双栅薄膜晶体管进行单独测试,从而得到基准电压信号的范围,进而将基准电压信号控制在该范围内,最终实现双栅离子敏场效应晶体管处于最佳工作电压范围。由于双栅薄膜晶体管和双栅离子敏场效应晶体管的结构相似,因此双栅离子敏场效应晶体管处于最佳工作电压范围就相当于双栅薄膜晶体管也处于最佳工作电压范围。当双栅薄膜晶体管也处于最佳工作电压范围则代表双栅薄膜晶体管的特性曲线变化较为明显,或双栅薄膜晶体管的特性曲线分辨率最佳。当双栅薄膜晶体管的输出端电压和时间的比值最大时,双栅薄膜晶体管的特性曲线分辨率最佳,也就是说,当双栅薄膜晶体管的输出端电压变化最大时,双栅薄膜晶体管的特性曲线分辨率最佳。参考图7所示,双栅薄膜晶体管的特性曲线为S1,该S1为经过筛选后曲线分辨率最佳的特征曲线,S1中斜率最大值对应的输出端电压变化最大。此时可以确定S1中斜率最大值对应的第一电平值,利用该输出端电压确定双栅薄膜晶体管此时的第二控制端的电压范围,该电压范围即为基准电压信号的范围。
在一个实施例中,列检测电路30提供给第一信号线31的第一检测信号为恒定直流信号VD,行扫描电路20提供给扫描信号线21的扫描信号为锯齿波信号G(i),锯齿波信号G(i)从VGL升至VGH,其中,VGL小于或等于0V,且VGH大于对比阈值电压VTH。行扫描电路20逐行给m条扫描信号线21提供扫描信号,图1所示从上至下m条扫描信号线21依次接收的扫描信号标记为G(1)、G(2)、…、G(m),均为锯齿波信号。基准电压电路40提供给基准电压信号线41的基准电压信号为不同电压值的固定电压信号VTG,参考图5所示。
这样确定基准电压信号的范围的过程可以为利用第一信号线31向基准单元12提供恒定直流信号VD,利用扫描信号线21向基准单元12提供锯齿波信号G(i),利用基准电压信号线41向基准单元12提供不同电压值的固定电压信号VTG,当固定电压信号VTG为某一固定电压值时,根据锯齿波信号G(i)实现将双栅薄膜晶体管从截止区进入线性区最后进入饱和区,根据此时基准单元12在第二端b的输出信号绘制特性曲线。不同的固定电压信号VTG得到的特性曲线不同,在多个特性曲线中确定输出端电压和时间的比值最大的特性曲线为曲线分辨率最佳的特征曲线,将该特性曲线的斜率最大值对应的输出端电压确定为双栅薄膜晶体管此时的第二控制端的电压范围,该电压范围即为基准电压信号的范围。
当基准单元12的第一控制端d接收的锯齿波信号从VGL升至VGH时,双栅薄膜晶体管从截止区经过线性区进入饱和区。那么列检测电路30根据基准单元12输出的对比信号,从中确定基准单元12从截止区经过线性区进入饱和区时所对应的斜率最大值对应的第一电平值,该第一电平值所对应的扫描信号电压值即为基准单元12的对比阈值电压VTH。也就是说,在对基准单元12进行测试得到基准电压信号的范围的过程中,还可以确定基准单元12的对比阈值电压VTH。
在一些实施例中,可以将基准电压信号的范围内的任意一个电压值作为基准单元12的第二控制端e的输入。例如可以将基准电压信号的范围内的中间电压值VTGm作为基准单元12的第二控制端e的输入。
也就是说,在进行检测之前,可以通过对基准单元12的第一控制端d输入锯齿波信号G(i)、对基准单元12的第二控制端e输入不同电压值的固定电压信号VTG,对基准单元12的第一端a输入恒定直流信号VD,通过基准单元12输出的特性曲线确定基准电压信号的范围,从而实现快速确定处于不同离子浓度的待测溶液时的检测单元11的最佳工作电压范围,从而降低不能进行检测的概率,实现更精准更快捷的检测,最终提高检测效率。
在本申请的实施例中,当检测装置浸没在待测溶液中时,检测单元11的离子敏感层117表面电荷量根据位点位置处溶液的离子浓度不同而发生变化,如此会影响检测单元11的第一阈值电压V′TH,那么检测单元11从截止区进入饱和区的临界点即第一阈值电压V′TH发生了变化,但是基准单元12由于不具有离子敏感层117,因此基准单元12的对比阈值电压VTH不会改变。基于此,可以计算检测单元11的第一阈值电压V′TH,已知影响检测单元11的第一阈值电压V′TH的因素为其位点位置处溶液的离子浓度或pH值,那么根据第二信号线32输出有关检测单元11的第一阈值电压V′TH变化情况的第二检测信号以及第二信号线32输出有关基准单元12的对比阈值电压VTH的对比信号,可计算得到检测单元11位点位置处溶液的离子浓度或pH值。也就是说,由于基准单元12受待测溶液影响较小,因此基准单元12输出的对比信号在检测阶段可以作为基准,并且该基准可以是在检测阶段和检测单元11的第二检测信号同时输出,无需在检测之前提前确定检测基准,大大降低了检测时间,从而提高检测效率。
结合图6-图8所示,基准单元12位于检测阵列10的第一行第一列。检测单元11包括的参比电极119的一端插入待测溶液中,参比电极119的另一端和基准电压信号线41电连接,这样检测单元11的参比电极119和基准单元12的第二控制端e的输入电压相同,都为基准电压信号。第一行检测单元11的检测阶段,行扫描电路20通过第一条扫描信号线21给第一行各检测单元11的控制端c提供扫描信号G(1),G(1)为从VGL升至VGH的锯齿波信号,行扫描电路20通过第一条扫描信号线21给基准单元12的第一控制端d提供扫描信号G(1),列检测电路30给n条第一信号线31提供第一检测信号VD。基于此,基准单元12最初处于截止区,随着G(1)的电压上升,基准单元12会从截止区经过线性区进入饱和区,那么基准单元12的对比信号构成一随扫描电压变化的第一电压曲线,如图7所示,也称为特性曲线,S1为基准单元12的第一电压曲线,可以确定输出信号曲线中斜率最大值对应的第一电平值,根据该斜率最大值对应的第一电平值所对应的扫描信号电压值确定为基准单元12的对比阈值电压VTH,该对比阈值电压VTH可以作为pH值或离子浓度检测的对比基础。相应地,检测单元11最初处于截止区,随着G(1)的电压上升,检测单元11会从截止区经过线性区进入饱和区,那么检测单元11的第二检测信号构成一随扫描电压变化的第二电压曲线,如图8所示,也称为特性曲线,S2为第一行中第一个检测单元11的第二电压曲线。检测单元11从截止区进入饱和区时,可以确定输出信号曲线中斜率最大值对应的第二检测信号值,或第二检测信号值为第二电平值,根据该斜率最大值对应的第二检测信号值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元11的第一阈值电压V′TH。检测单元11的第一阈值电压V′TH与基准单元12的对比阈值电压VTH的差值为检测单元11的电压变化量,根据该检测单元11的电压变化量,可以计算检测单元11的位点位置处的pH值和/或离子浓度。
以此类推,检测装置可以利用基准单元12实现批量获得多个检测单元11的电压变化量,实现对待测溶液的多位点批量检测。
在一些实施例中,检测阵列10包括的基准单元12的数量会影响布线难度以及检测精度,下面进行具体介绍:
作为一种可能的实现方式,检测阵列10可以只包括一个基准单元12,这样形成基准单元12的工艺较为简单,且布线难度较低,仅需要额外为该基准单元12设置连接至第二控制端e的基准电压信号线41即可。基准单元12可以设置在检测阵列10的任意位置。参考图6所示,基准单元12可以设置在检测阵列10的第一行第一列。
虽然基准单元12受外界环境因素影响较小,但是为了避免由于基准单元12自身受外界环境因素影响导致的阈值电压漂移,可以对基准单元12进行多轮扫描测试,即进行多次测试,得到多个第一电压曲线,从而得到多个对比阈值电压VTH。相应地,为了避免由于检测单元12自身受外界环境因素影响导致的阈值电压漂移,可以对检测单元12也进行多轮扫描测试,得到多个第二电压曲线,从而得到多个第一阈值电压V′TH,之后可以分别计算得到多个对比阈值电压VTH的平均值和多个第一阈值电压V′TH的平均值,即分别计算得到对比平均电压和第一平均电压/>将对比平均电压/>和第一平均电压/>的差值确定为检测单元12的电压变化量,这样就可以得到仅因为离子浓度或pH值的变化引起的检测单元12的第一阈值电压V′TH的变化,从而得到更为精准的离子浓度或pH值,这样不仅能够有效避免基准单元12的特性差异及环境因素影响,还可以避免基准单元12受待测溶液的影响而产生差异。
作为另一种可能的实现方式,检测阵列10可以包括多个基准单元12,这样可以通过多个基准单元12的对比阈值电压VTH的平均值得到更为准确的对比平均电压进而提高检测准确性。
多个基准单元12可以设置于检测阵列10的任意位置,可以通过调整基准单元12的设置位置从而满足多种应用场景的检测。
在一个实施例中,多个基准单元12可以沿着检测阵列10的对角线设置,这样每行每列都具有基准单元12,这样基准单元12设置在待测溶液的不同深度且多个基准单元12在水平面上的投影不交叠。
在另一个实施例中,多个基准单元12可以围绕检测单元10设置,即多个基准单元12设置在多个检测单元10的外围,例如多个基准单元12设置在检测阵列10的第一行、最后一行、第一列和最后一列,构成回字形结构。
在又一个实施例中,多个基准单元12可以位于同一行或同一列,参考图9或图10所示,当多个基准单元12位于同一行时,可以检测待测溶液相同水平面不同位点处的离子浓度。当多个基准单元12位于同一列时,可以检测待测不同深度的离子浓度。
在本申请的实施例中,当基准单元12的数量较多时,可以获取得到每个基准单元12的第一电压曲线,从而得到每个对比阈值电压VTH,根据每个对比阈值电压VTH计算得到多个对比阈值电压VTH的平均值,即分别计算得到对比平均电压将对比平均电压/>和第一阈值电压V′TH的差值确定为检测单元12的电压变化量。
当多个基准单元12位于同一行时,可以分别对每一列的检测单元11进行校准或对比,也就是说,可以生成不同列的基准单元12的第一电压曲线,将第一电压曲线的斜率最大值对应的扫描信号电压值确定为对比阈值电压VTH,将和该基准单元12处于同一列的检测单元11的第一阈值电压V′TH与对比阈值电压VTH的差值确定为检测单元11的电压变化量。
当多个基准单元12位于同一列时,可以分别对每一行的检测单元11进行校准或对比,也就是说,可以生成不同行的基准单元12的第一电压曲线,将第一电压曲线的斜率最大值对应的扫描信号电压值确定为对比阈值电压VTH,将和该基准单元12处于同一行的检测单元11的第一阈值电压V′TH与对比阈值电压VTH的差值确定为检测单元11的电压变化量。
在本申请的实施例中,多个基准单元12可以电连接同一个基准电压信号线41,尤其是多个基准单元12位于同一行或同一列时,这样可以极大的减少基准电压信号线41的布线面积。
参考图11所示,为本申请实施例提供的又一种检测装置的示意图。检测装置还可以包括:多个电参数采集单元33,电参数采集单元33用于通过一条第二信号线32电连接列检测电路30。列检测电路30用于通过电参数采集单元33获得对应第二信号线32的第二检测信号以及基准单元12的对比信号。电参数采集单元33的数量和检测阵列10的列数相同。
本申请实施例中,电参数采集单元33通过一条第二信号线32电连接列检测电路30,那么列检测电路30通过电参数采集单元33获得对应第二信号线32的第二检测信号以及基准单元12的对比信号。列检测电路30根据检测单元11的扫描信号、第二检测信号和第一检测信号确定检测单元11的第一阈值电压V′TH,根据基准单元12的扫描信号、基准电压信号、对比信号和第一检测信号确定基准单元12的对比阈值电压VTH,,进而计算得出检测单元11的电压变化量,根据检测单元11的电压变化量,可以计算检测单元11所在位点的待测溶液或液滴的pH值或离子浓度。
参考图12所示,为本申请实施例提供的又一种检测装置的示意图。电参数采集单元33可以为电阻34,电阻34的另一端接地。在其他实施例中,电参数采集单元33还可以为电流传感器。
本申请实施例中,电阻34通过一条第二信号线32电连接列检测电路30,电阻33的另一端接地。随着扫描信号的变化,当检测单元11或基准单元12从截止区进入饱和区的过程中,检测单元11或基准单元12的第二端的输出电流发生变化,检测单元11或基准单元12的第二端的输出电流流经电阻34,则会使电阻34的分压随之变化,那么列检测电路30通过第二信号线32可获得第二检测信号或对比信号,该第二检测信号或对比信号为第二电压曲线或第一电压曲线。也就是说,电路中设置电阻34,则列检测电路30获得的第二检测信号为第二电压曲线或第一电压曲线,可以理解,电阻34仅是一种示例,实际电路中列检测电路30获得的第二检测信号为第二电压曲线或对比信号为第一电压曲线时所搭建的电路包括但不限于电阻34,还包括其他辅助器件,在此不具体示例。
基于上述实施例提供的检测装置,本发明实施例还提供了一种利用检测装置进行检测的检测方法,该检测装置为上述任一实施例所述的检测装置,该检测方法可通过行扫描电路和列检测电路配合实现检测。参考图13所示,为本申请实施例提供的一种检测方法的流程示意图。
参考图13所示,该检测方法包括如下步骤:
S101,行扫描电路逐行给多条扫描信号线提供扫描信号,且列检测电路给多条第一信号线提供第一检测信号,列检测电路通过多个第二信号线同时获得位于同一行的多个检测单元的第二检测信号以及基准单元的对比信号。
S102,在检测阶段,在相同的第一检测信号下,根据检测单元的第二检测信号和基准单元的对比信号,计算检测单元的电压变化量。
在本申请的实施例中,在进行检测时,可以获取S帧数据采集页,S大于或等于1。在一帧数据采集页中,行扫描电路分时给多条扫描信号线提供扫描信号,列检测电路给多条第一信号线提供第一检测信号,并通过每条第二信号线获得每个检测单元的第二检测信号或基准单元的对比信号。行扫描电路在一帧数据采集页的扫描方式可以是逐行扫描,例如图1所示的从上至下的逐行扫描,也可以是从下至上的逐行扫描。在其他实施例中,行扫描电路在一帧数据采集页的扫描方式还可以是隔行扫描,例如先各奇数行扫描完成后,再执行各偶数行扫描,直至多条扫描信号线扫描完成。在其他实施例中,行扫描电路在一帧数据采集页的扫描方式还可以是指定行扫描。可以理解,行扫描电路的扫描方式不仅限于逐行扫描和隔行扫描,还可根据产品所需合理设计行扫描电路的扫描方式。
对于一帧数据采集页中任一行,行扫描电路给该条扫描信号线提供扫描信号,且列检测电路给多条第一信号线中多条第一信号线提供第一检测信号,列检测电路再通过多条第二信号线获得一行中多个检测单元的第二检测信号。实现了一行多位点的批量数据采集,还能够实现一行中任一位点的单独数据采集。
采集完成后,列检测电路对采集得到的数据进行检测。检测阶段包括至少一帧数据采集页,在检测阶段,在相同的第一检测信号下,根据检测单元第二检测信号和基准单元的对比信号,计算检测单元的电压变化量。
检测阶段可以包括多帧数据采集页,那么对于一个检测单元,可以获得其在每帧数据采集页的电压变化量,进而得到电压变化量的平均值,根据检测单元的电压变化量的平均值计算检测单元所在位点的pH值或离子浓度,能够提高检测精度。
作为一种可能的实施方式,参考图14所示,在检测阶段,扫描信号为锯齿波信号,且第一检测信号为恒定直流信号,此时计算检测单元的电压变化量的步骤可以为:
S1021,在检测阶段,根据基准单元的对比信号,生成基准单元的第一电压曲线,根据检测单元的第二检测信号,生成检测单元的第二电压曲线。
S1022,确定第一电压曲线在斜率最大位置时的第一电平值,将第一电平值对应的扫描信号电压值确定为基准单元的对比阈值电压。
S1023,获取第二电压曲线在斜率最大位置时的第二电平值,将第二电平值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元的第一阈值电压。
S1024,将第一阈值电压与对比阈值电压的差值确定为检测单元的电压变化量。
在本申请的实施例中,由于基准单元受待测溶液影响较小,因此基准单元输出的对比信号在检测阶段可以作为基准,并且该基准可以是在检测阶段和检测单元的第二检测信号同时输出,无需在检测之前提前确定检测基准,大大降低了检测时间,从而提高检测效率。
在检测阶段,可以根据基准单元的对比信号,生成基准单元的第一电压曲线。可以根据检测单元的第二检测信号,生成检测单元的第二电压曲线。而后确定第一电压曲线在斜率最大位置时的第一电平值,将第一电平值对应的扫描信号电压值确定为基准单元的对比阈值电压。获取第二电压曲线在斜率最大位置时的第二电平值,将第二电平值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元的第一阈值电压。将第一阈值电压与对比阈值电压的差值确定为检测单元的电压变化量。
作为一种示例,基准单元位于检测阵列的第一行第一列。检测单元包括的参比电极的一端插入待测溶液中,参比电极的另一端和基准电压信号线电连接,这样检测单元的参比电极和基准单元的第二控制端的输入电压相同,都为基准电压信号。第一行检测单元的检测阶段,行扫描电路通过第一条扫描信号线给第一行各检测单元的控制端提供扫描信号G(1),G(1)为从VGL升至VGH的锯齿波信号,行扫描电路通过第一条扫描信号线给基准单元的第一控制端提供扫描信号G(1),列检测电路给多条第一信号线提供第一检测信号VD。基于此,基准单元最初处于截止区,随着G(1)的电压上升,基准单元会从截止区经过线性区进入饱和区,那么基准单元的对比信号构成一随扫描电压变化的第一电压曲线,如图7所示,也称为特性曲线,S1为基准单元的第一电压曲线,可以确定第一电压曲线在斜率最大位置时的第一电平值,根据该斜率最大值对应的第一电平值所对应的扫描信号电压值确定为基准单元的对比阈值电压,该对比阈值电压可以作为pH值或离子浓度检测的对比基础。相应地,检测单元最初处于截止区,随着G(1)的电压上升,检测单元会从截止区经过线性区进入饱和区,那么检测单元的第二检测信号构成一随扫描电压变化的第二电压曲线,如图8所示,也称为特性曲线,S2为第一行中第一个检测单元的第二电压曲线。检测单元从截止区进入饱和区时,可以确定第二电压曲线在斜率最大位置时的第二电平值,根据该斜率最大值对应的第二电平值所对应的扫描信号电压值确定为检测单元的第一阈值电压。检测单元的第一阈值电压与基准单元的对比阈值电压的差值为检测单元的电压变化量,根据该检测单元的电压变化量,可以计算检测单元的位点位置处的pH值和/或离子浓度。
在一些实施例中,检测阵列包括的基准单元的数量会影响布线难度以及检测精度,下面进行具体介绍:
作为一种可能的实现方式,参考图15所示,检测阵列可以只包括一个基准单元,基准单元可以设置在检测阵列的任意位置。参考图6所示,基准单元可以设置在检测阵列的第一行第一列,此时计算检测单元的电压变化量的步骤可以为:
S201,在检测阶段,进行多次检测,生成多条第一电压曲线和多条第二电压曲线。
S202,根据多条第一电压曲线和多条第二电压曲线分别确定多个对比阈值电压和多个第一阈值电压。
S203,分别对多个对比阈值电压和多个第一阈值电压求平均值,分别得到对比平均电压和第一平均电压。
S204,将对比平均电压和第一平均电压的差值确定为检测单元的电压变化量。
虽然基准单元受外界环境因素影响较小,但是为了避免由于基准单元自身受外界环境因素影响导致的阈值电压漂移,可以对基准单元进行多轮扫描测试,即进行多次测试,得到多个第一电压曲线,从而得到多个对比阈值电压。相应地,为了避免由于检测单元自身受外界环境因素影响导致的阈值电压漂移,可以对检测单元也进行多轮扫描测试,得到多个第二电压曲线,从而得到多个第一阈值电压,之后可以分别计算得到多个对比阈值电压的平均值和多个第一阈值电压的平均值,即分别计算得到对比平均电压和第一平均电压。将对比平均电压和第一平均电压的差值确定为检测单元的电压变化量,这样就可以得到仅因为离子浓度或pH值的变化引起的检测单元的第一阈值电压的变化,从而得到更为精准的离子浓度或pH值,这样不仅能够有效避免基准单元的特性差异及环境因素影响,还可以避免基准单元受待测溶液的影响而产生差异。
作为另一种可能的实现方式,参考图16所示,检测阵列可以包括多个基准单元,这样可以通过多个基准单元的对比阈值电压的平均值得到更为准确的对比平均电压,进而提高检测准确性,此时计算检测单元的电压变化量的步骤可以为:
S301,在检测阶段,生成不同列或不同行的基准单元的第一电压曲线。
S302,确定不同列或不同行的基准单元的对比阈值电压。
S303,将和基准单元处于同一列或同一行的检测单元的第一阈值电压与基准单元的对比阈值电压的差值确定为检测单元的电压变化量。
多个基准单元可以设置于检测阵列的任意位置,可以通过调整基准单元的设置位置从而满足多种应用场景的检测。
在一个实施例中,多个基准单元可以位于同一行或同一列,参考图9或图10所示,当多个基准单元位于同一行时,可以检测待测溶液相同水平面不同位点处的离子浓度。当多个基准单元位于同一列时,可以检测待测不同深度的离子浓度。
在本申请的实施例中,当基准单元的数量较多时,可以获取得到每个基准单元的第一电压曲线,从而得到每个对比阈值电压,根据每个对比阈值电压计算得到多个对比阈值电压的平均值,即分别计算得到对比平均电压,将对比平均电压和第一阈值电压的差值确定为检测单元的电压变化量。
当多个基准单元位于同一行时,可以分别对每一列的检测单元进行校准或对比,也就是说,可以生成不同列的基准单元的第一电压曲线,将第一电压曲线的斜率最大值对应的扫描信号电压值确定为对比阈值电压,将和该基准单元处于同一列的检测单元的第一阈值电压与对比阈值电压的差值确定为检测单元的电压变化量。
当多个基准单元位于同一列时,可以分别对每一行的检测单元进行校准或对比,也就是说,可以生成不同行的基准单元的第一电压曲线,将第一电压曲线的斜率最大值对应的扫描信号电压值确定为对比阈值电压,将和该基准单元处于同一行的检测单元的第一阈值电压与对比阈值电压的差值确定为检测单元的电压变化量。
在本申请的实施例中,可以将整个检测阵列浸入待测溶液内,根据检测单元的电压变化量,计算检测单元所在位点的pH值或离子浓度。
由此可见,本申请实施例中,可以使用简单的阵列式检测单元和基准单元的结构实现多位点批量检测,提高了检测效率,并且提高了检测精度。该检测方法可用于单一样本的多位点批量检测,例如检测装置的检测阵列浸入同一液体中,计算不同的多个检测单元的电压变化量,以此计算同一液体在多个检测单元所在液体位点的pH值或离子浓度。该检测方法还可用于多样本的批量检测,例如检测装置的检测阵列中不同位点滴入不同液体样本,计算不同的多个检测单元的电压变化量,以此计算多个样本的PH值或离子浓度。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,虽然本申请已以较佳实施例披露如上,然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本申请技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本申请技术方案保护的范围内。
Claims (16)
1.一种检测装置,其特征在于,所述检测装置包括:
检测阵列,所述检测阵列包括多个检测单元和至少一个基准单元;
行扫描电路和多条扫描信号线,一条所述扫描信号线用于电连接位于同一行的所述检测单元的控制端,一条所述扫描信号线用于电连接所述基准单元的第一控制端,所述行扫描电路用于给多个所述扫描信号线分时提供扫描信号;
列检测电路、多条第一信号线和多条第二信号线,一条所述第一信号线电连接位于同一列的所述检测单元的第一端,一条所述第一信号线电连接所述基准单元的第一端,一条所述第二信号线电连接位于同一列的所述检测单元的第二端,一条所述第二信号线电连接所述基准单元的第二端,所述列检测电路用于给多条所述第一信号线提供第一检测信号,且通过多个所述第二信号线同时获得位于同一行的多个所述检测单元的第二检测信号以及所述基准单元的对比信号;
基准电压电路和基准电压信号线,所述基准电压信号线用于电连接所述基准单元的第二控制端,所述基准电压电路用于给所述基准电压信号线提供基准电压信号。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述检测阵列包括一个基准单元。
3.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述检测阵列包括多个基准单元,多个所述基准单元位于同一行或同一列。
4.根据权利要求3所述的检测装置,其特征在于,多个所述基准单元电连接同一个所述基准电压信号线。
5.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述检测单元包括双栅离子敏感场效应晶体管;所述基准单元包括双栅薄膜晶体管;
所述双栅离子敏感场效应晶体管包括控制端、输入端和输出端,所述双栅薄膜晶体管包括第一控制端、第二控制端、输入端和输出端;
所述双栅离子敏感场效应晶体管的控制端和所述双栅薄膜晶体管的第一控制端电连接所述扫描信号线,所述双栅离子敏感场效应晶体管的输入端和所述双栅薄膜晶体管的输入端电连接所述第一信号线,所述双栅离子敏感场效应晶体管的输出端和所述双栅薄膜晶体管的输出端电连接所述第二信号线,所述双栅薄膜晶体管的第二控制端电连接所述基准电压信号线。
6.根据权利要求4所述的检测装置,其特征在于,所述双栅离子敏感场效应晶体管包括依次层叠设置的第一衬底、第一底部栅极、第一底部绝缘层、第一有源层、第一源极或第一漏极、离子敏感层,所述双栅薄膜晶体管包括依次层叠设置的第二衬底、第二底部栅极、第二底部绝缘层、第二有源层、第二源极或第二漏极、顶部绝缘层和顶部栅极;
所述第一衬底和所述第二衬底利用同一工艺形成,所述第一底部栅极和所述第二底部栅极利用同一工艺形成,所述第一底部绝缘层和所述第二底部绝缘层利用同一工艺形成,所述第一有源层和所述第二有源层利用同一工艺形成,所述第一源极和所述第二源极利用同一工艺形成,所述第一漏极和所述第二漏极利用同一工艺形成。
7.根据权利要求4所述的检测装置,其特征在于,所述基准电压信号的范围为所述双栅薄膜晶体管的输出端电压和时间的比值最大时对应的第二控制端的电压范围。
8.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,还包括:多个电参数采集单元,所述电参数采集单元用于通过一条所述第二信号线电连接所述列检测电路;
所述列检测电路用于通过所述电参数采集单元获得对应所述第二信号线的第二检测信号以及所述基准单元的对比信号。
9.根据权利要求8所述的检测装置,其特征在于,所述电参数采集单元为电阻,所述电阻的另一端接地;或者,所述电参数采集单元为电流传感器。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的检测装置,其特征在于,所述列检测电路包括1个第一检测信号端和多个第二检测信号端;
所述第一检测信号端电连接多条所述第一信号线,用于同时给多条所述第一信号线提供所述第一检测信号;
一个所述第二检测信号端电连接一条所述第二信号线,用于采集所述第二信号线的第二检测信号或对比信号。
11.根据权利要求1-9任意一项所述的检测装置,其特征在于,所述列检测电路提供给所述第一信号线的第一检测信号为恒定直流信号,述行扫描电路提供给所述扫描信号线的扫描信号为锯齿波信号。
12.一种检测方法,其特征在于,利用权利要求1-11任意一项所述的检测装置,所述方法包括:
所述行扫描电路逐行给多条所述扫描信号线提供扫描信号,且所述列检测电路给多条所述第一信号线提供第一检测信号;所述列检测电路通过多个所述第二信号线同时获得位于同一行的多个所述检测单元的第二检测信号以及所述基准单元的对比信号;
在检测阶段,在相同的第一检测信号下,根据所述检测单元的第二检测信号和所述基准单元的对比信号,计算所述检测单元的电压变化量。
13.根据权利要求12所述的检测方法,其特征在于,所述在检测阶段,在相同的第一检测信号下,根据所述检测单元的第二检测信号和所述基准单元的对比信号,计算所述检测单元的电压变化量包括:
在检测阶段,根据所述基准单元的对比信号,生成所述基准单元的第一电压曲线,根据所述检测单元的第二检测信号,生成所述检测单元的第二电压曲线;
确定所述第一电压曲线在斜率最大位置时的第一电平值,将所述第一电平值对应的扫描信号电压值确定为所述基准单元的对比阈值电压;
获取所述第二电压曲线在斜率最大位置时的第二电平值,将所述第二电平值所对应的扫描信号电压值确定为所述检测单元的第一阈值电压;
将所述第一阈值电压与所述对比阈值电压的差值确定为所述检测单元的电压变化量。
14.根据权利要求13所述的检测方法,其特征在于,所述检测阵列包括一个基准单元;所述方法还包括:
在检测阶段,进行多次检测,生成多条所述第一电压曲线和多条所述第二电压曲线;
根据多条所述第一电压曲线和多条所述第二电压曲线分别确定多个所述对比阈值电压和多个所述第一阈值电压;
分别对多个所述对比阈值电压和多个所述第一阈值电压求平均值,分别得到对比平均电压和第一平均电压;
将所述对比平均电压和所述第一平均电压的差值确定为所述检测单元的电压变化量。
15.根据权利要求13所述的检测方法,其特征在于,所述检测阵列包括多个基准单元,多个所述基准单元位于同一行或同一列;所述方法还包括:
在检测阶段,生成不同列或不同行的所述基准单元的第一电压曲线;
确定不同列或不同行的基准单元的对比阈值电压;
将和所述基准单元处于同一列或同一行的检测单元的所述第一阈值电压与所述基准单元的所述对比阈值电压的差值确定为所述检测单元的电压变化量。
16.根据权利要求13-15所述的检测方法,其特征在于,还包括:所述检测阵列浸入待测溶液内,根据所述检测单元的电压变化量,计算所述检测单元所在位点的pH值或离子浓度。
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