TWI639825B - 導電度的量測電路 - Google Patents

導電度的量測電路 Download PDF

Info

Publication number
TWI639825B
TWI639825B TW107107327A TW107107327A TWI639825B TW I639825 B TWI639825 B TW I639825B TW 107107327 A TW107107327 A TW 107107327A TW 107107327 A TW107107327 A TW 107107327A TW I639825 B TWI639825 B TW I639825B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
terminal
current
output
transistor
voltage
Prior art date
Application number
TW107107327A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201939029A (zh
Inventor
鍾岳霖
陳新
Original Assignee
國立清華大學
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 國立清華大學 filed Critical 國立清華大學
Priority to TW107107327A priority Critical patent/TWI639825B/zh
Priority to US16/001,922 priority patent/US20190277800A1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI639825B publication Critical patent/TWI639825B/zh
Publication of TW201939029A publication Critical patent/TW201939029A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
    • G01N27/4148—Integrated circuits therefor, e.g. fabricated by CMOS processing
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45475—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/414—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS
    • G01N27/4145—Ion-sensitive or chemical field-effect transistors, i.e. ISFETS or CHEMFETS specially adapted for biomolecules, e.g. gate electrode with immobilised receptors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
    • H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
    • H03F3/347—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45179—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using MOSFET transistors as the active amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/261—Amplifier which being suitable for instrumentation applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

導電度的量測電路包括運算放大器、偏流電流源、補償電流源以及輸出級電路。運算放大器的第一輸入端接收參考電壓，第二輸入端耦接至受測體，其輸出端產生補償電壓。偏流電流源提供偏流電流至偏壓端點。補償電流源依據補償電壓以由偏壓端點汲取補償電流。輸出級電路提供轉導值及輸出端等效電阻，依據補償電壓以產生輸出電流，並依據輸出電流以及轉導值以產生輸出信號。

Description

導電度的量測電路
本發明是有關於一種導電度的量測電路，且特別是有關於一種量測導電度變化的量測電路。
在生物科技的技術領域中，進行偵測水溶液中化學物質之有無時，常透過利用離子感測場效電晶體 （Ion-Sensing-Field-Effect-Transistor, ISFET）以及奈米線（NanoWire）等元件來形成感測電路。其中，做為感測元件的奈米線，可用來使化學物質依附。並在化學物質被固定於感測元件上時，感測元件之導電性的改變，可藉由後端的感測電路來進行感測元件之電性變化的偵測，即可獲知水溶液中化學物質之變化狀態。
在習知的技術領域中，常利用電壓回授機制，透過將感測元件操作於固定電壓及固定電流（Constant-Voltage-Constant-Current, CVCC）的環境下，透過電晶體元件的源極，來量測化學物質所造成的閘極上電位之變化。習知技術中，透過固定奈米線導電度，並使電晶體的閘極電壓反映到源極電壓上，完成化學物質的量測動作。然而，由於化學物質對於晶體元件的閘極上的電位之影響極小，導致其信號不易被檢測。同時，在習知的技術領域中，提供固定電流的電流源之輸出阻抗如沒有遠大於感測元件阻抗時，亦會造成所提供的電流的變化，使固定電壓及固定電流的條件無法有效的被達成而造成感測上的誤差。
本發明提供一種導電度的量測電路，用以偵測受測體的導電度的變化量。
本發明的導電度的量測電路包括運算放大器、偏流電流源、補償電流源以及輸出級電路。運算放大器的第一輸入端接收參考電壓，第二輸入端透過偏壓端點耦接至受測體，其輸出端產生補償電壓。偏流電流源耦接至偏壓端點，並提供偏流電流至偏壓端點。補償電流源耦接至偏壓端點以及運算放大器，依據補償電壓以由偏壓端點汲取補償電流。輸出級電路耦接至運算放大器，提供一轉導值及輸出端等效電阻，依據補償電壓以產生輸出信號。
在本發明的一實施例中，上述的輸出級電路並依據該補償電壓及轉導值以產生輸出電流，並且依據輸出電流以及輸出端等效電阻以產生輸出電壓。
在本發明的一實施例中，上述的輸出信號為輸出電壓或輸出電流，其中輸出電壓或輸出電流的變化量用以表示受測體的導電度變化。
在本發明的一實施例中，上述的導電度變化與參考電壓的乘積，等於輸出電流的電流值的變化量。
基於上述，本發明利用補償電流來調整受測體上的跨壓，在固定受測體上的跨壓等於參考電壓的前提下，透過輸出級電路所提供的轉導，來產生可提供高解析度的輸出電流，以做為待測元件的導電度變化的偵測依據。
本所建議透過上位化的方示，來陳述本案「依據待測元件的偏壓的變化，來產生補償電流。並依據補償電流的電流變化，來獲知待測元件的導電度變化量
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的導電度的量測電路的示意圖。量測電路100包括運算放大器OP1、偏流電流源IBS、補償電流源ICS以及輸出級電路110。運算放大器OP1的第一輸入端接收參考電壓Vref，運算放大器OP1的第二輸入端透過偏壓端點BE耦接至受測體DUT，運算放大器OP1的輸出端產生補償電壓VCMP。偏流電流源IBS接收第一參考電源VS1，耦接至偏壓端點BE，並提供偏流電流IB至偏壓端點BE。補償電流源ICS耦接至偏壓端點BE以及運算放大器OP。補償電流源ICS接收運算放大器OP1的輸出端所產生補償電壓VCMP，並依據補償電壓VCMP以由偏壓端點BE汲取補償電流ICMP。其中，補償電流源ICS可串接在偏壓端點BE以及第二參考電源VS2間，且補償電流源ICS所產生的補償電流ICMP可由偏壓端點BE流至第二參考電源VS2。
輸出級電路110則耦接至運算放大器OP1以接收補償電壓VCMP。輸出級電路110依據補償電壓VCMP來產生輸出電流IOUT。並且，輸出級電路110提供一轉導值，並依據轉導值來產生輸出電流IOUT。其中，輸出級電路110耦接至第二參考電源VS2，並用以產生流向第二參考電源VS2的輸出電流IOUT。
在整體動作方面，當受測體DUT的導電度發生變化時，在運算放大器OP1的兩輸入端上的電壓（參考電壓Vref以及偏壓端點BE上的電壓VD）的電壓值相同的前提下，流通受測體DUT的電流IA將產生變化。如此一來，由於偏流電流IB固定不變，因此，依據補償電壓VCMP所產生的補償電流ICMP將因應電流IA的變化而生變化。
在另一方面，輸出級電路110依據補償電壓VCMP來產生輸出電流IOUT。其中，輸出級電路110可以依據補償電壓VCMP來產生與補償電流相同電流值的輸出電流IOUT。並且，輸出級電路110可提供一轉導值，透過轉導值，以將補償電壓VCMP轉換成輸出電流IOUT。並且，透過增加轉導值，可以線性放大補償電流訊號的變化以成為輸出電流IOUT的變化，輸出級電路110可依據輸出端提供的輸出端等效電阻，再將輸出電流IOUT線性轉換以產生輸出電壓VOUT。其中，當補償電流ICMP因受測體DUT的導電度發生變化而生改變時，輸出電流IOUT可反應於受測體DUT的導電度發生變化而生改變，並且，透過轉導值所產生補償電壓VCMP與輸出電流IOUT間的轉換動作，並據以產生的輸出電壓VOUT，可更明顯的反映出受測體DUT的導電度的變化狀態。
在本發明實施例中，輸出級電路110也可透過提供輸出電流IOUT以做為輸入信號，沒有特定的限制。
在此假設受測體DUT的導電度為G device，則可寫是數學式(1)如下所示： G device× Vref = IB – ICMP (1)
由於輸出電流IOUT以及補償電流ICMP分別由輸出級電路110以及補償電流源ICS依據補償電壓VCMP來產生，在輸出級電路110以及補償電流源ICS分別產生輸出電流IOUT以及補償電流ICMP的機制相同的條件下，補償電流ICMP可以等於輸出電流IOUT。如此，數學式(1)可改寫為數學式(2)： G device× Vref = IB – IOUT (2)
依據數學式(2)則可獲得如下所示的數學式(3)： DG device× Vref = –DIOUT = –DVOUT / R out(3)
其中，DG device為受測體DUT的導電度變化，DIOUT為輸出電流IOUT的變化量，DVOUT為輸出電壓VOUT的變化量，R out則為輸出級電路110輸出端所提供的輸出端等效電阻。
由數學式(3)可以得知，輸出電壓VOUT的變化量可用以表示受測體DUT的導電度變化DG device。
值得一提的，在本實施例中，第一參考電源VS1可以為操作電壓，而第二參考電源VS2可以為接地電壓，或者，在其他實施例中，第一參考電源VS1可以為接地電壓，而第二參考電源VS2可以為操作電壓。另外，受測體DUT可以為奈米線，並可設置在化學溶液中，以偵測化學溶液中的化學物質。
以下請參照圖2，圖2繪示本發明另一實施例的量測電路的示意圖。量測電路200包括運算放大器OP1、偏流電流源210、補償電流源220以及輸出級電路230。運算放大器OP1的一輸入端接收參考電壓Vref，運算放大器OP1的另一輸入端耦接至偏壓端點BE，運算放大器OP1的輸出端則產生偏壓電壓VCMP。受測體DUT耦接在偏壓端點BE以及接地電壓GND間。
偏流電流源210包括電流鏡電路，電流鏡電路由電晶體M21以及M22所構成，其中，電晶體M21的第一端接收做為參考電源的操作電壓VDD，電晶體M21的控制端與其第二端相互耦接，電晶體M21的控制端與其第二端並共同接收輸入電壓VIN。電晶體M22的第一端接收做為第一參考電源的操作電壓VDD，電晶體M22的第二端耦接至偏壓端點BE，電晶體M22的控制端則與電晶體M21的控制端相耦接。
在偏流電流源210的動作方面，電晶體M21的接收輸入電壓VIN並產生輸入電流IIN，而電晶體M22透過鏡射輸入電流IIN來產生偏流電流IB，並透過電晶體M22的第二端以提供偏流電流IB至偏壓端點BE。
補償電流源220則耦接至偏壓端點BE，並依據補償電壓VCMP以產生補償電流ICMP。其中，補償電流源220由偏壓端點BE汲取補償電流ICMP。
在本實施例中，補償電流源220包括電晶體M23，電晶體M23的第一端接至偏壓端點BE，電晶體M23的控制端接收補償電壓VCMP，電晶體M23的第二端則耦接至做為第二參考電源的接地電壓GND。
輸出級電路230則包括電晶體M24，電晶體M24的控制端接收補償電壓VCMP，電晶體M24並依據補償電壓VCMP產生輸出電流IOUT，並在電晶體M24的第二端上，依據輸出電流IOUT產生輸出電壓VOUT。電晶體M24的第二端耦接至接地電壓GND。
關於本實施例的動作方面，其中，偏流電流IB等於受測體DUT上的電流IA以及補償電流ICMP的和，且偏壓端點BE上的電壓VD實質上與參考電壓Vref相等，受測體DUT的導電度G device可寫成如下示的數學式(4)： G device= IA / V DS= IA / (VD – GND) (4)
其中，V DS為受測體DUT的兩端間的電壓差，而在本實施例中，受測體DUT的一端接收電壓VD，另一端接收接地電壓GND，因此，V DS =VD – GND。
在補償電流ICMP與輸出電流IOUT相等的條件下，依據數學式(4)，可推算出如下所示的數學式(5)： DVout = DG device×V DS× R load(5)
其中，DVout是輸出電壓VOUT的變化量，DG device為受測體DUT的導電度G device的變化量，R load為輸出級電路230的輸出端等效電阻。
依據電晶體電流公式可以得知，電晶體M24上的電流變化，與其閘極-源極間的電壓差的平方成正比，因此，依據補償電壓VCMP所產生的輸出電流IOUT可以放大補償電壓VCMP的電壓變化，有效提升量測電路200的感測解析度。
以下請參照圖3A及圖3B，圖3A及圖3B繪示本發明另一實施例的量測電路的多種實施方式的示意圖。在圖3A中，量測電路301包括運算放大器OP1、偏流電流源310、補償電流源320以及輸出級電路330。與前述圖2實施例不相同的，量測電路301中的偏流電流源310、補償電流源320以及輸出級電路330均包括較多數量的電晶體。其中，偏流電流源310包括電晶體M31-M34所建構的電流鏡電路。電晶體M31的第一端接收操作電壓VDD，電晶體M31的第二端耦接至電晶體M33的第一端，電晶體M31的控制端則耦接至電晶體M33的第二端以接收輸入電壓VIN。電晶體M32的第一端接收操作電壓VDD，電晶體M32的控制端耦接至電晶體M31的控制端，電晶體M32的第二端接至電晶體M34的第一端，電晶體M34的控制端耦接至電晶體M33的控制端，電晶體M34的第二端耦接至偏壓端點BE並提供偏流電流IB。
補償電流源320包括電晶體M35及M36，電晶體M35及M36依序串接在偏壓端點BE以及接地電壓GND間。其中，電晶體M36的控制端接收補償電壓VCMP。輸出級電路330包括電晶體M37以及電晶體M38。電晶體M37以及電晶體M38依序串接，其中，電晶體M37的第一端產生輸出電壓VOUT，電晶體M37的控制端耦接至電晶體M35的控制端，電晶體M37的第二端耦接至電晶體M38的第一端。電晶體M38的控制端接收補償電壓VCMP，電晶體M38的第二端則耦接至接地電壓GND。
關於圖3A的量測電路301的動作方式與圖2繪示的量測電路200的動作方式相同，在此不多贅述。附帶一提的，在本實施例中，電晶體M31-M34為P型電晶體，電晶體M35、M36、M37、M38為N型電晶體。
在另一方面，圖3B中的繪示的量測電路302為圖3A的量測電路301的互補形態的實施例。在圖3B中，量測電路302包括運算放大器OP1、偏流電流源311、補償電流源321以及輸出級電路331。在本實施例中，偏流電流源311由N型的電晶體M39、M310、M311、M312來建構，補償電流源321則由P型的電晶體M313、M314來建構，而輸出級電路331則由P型的電晶體M315、M316來建構。
值得注意的，本發明實施例的量測電路301、302為利用電流鏡的電路架構，以進行電流補償以及產生輸出電壓。其中的輸出電壓的線性區域不受其中的電晶體的操作區域之限制，不論電晶體操作於飽和區或是次臨界區，皆可維持量測電路之線性度。並且，本發明實施例的量測電路301、302，可忽略其中的個別電路元件之起始參數的變異，而透過量測受測體的導電度變化量大小，來推算化學物質之多寡。
以下請參照圖4，圖4繪示本發明再一實施例的量測電路的示意圖。量測電路400包括運算放大器OP1、偏流電流源410、補償電流源420以及輸出級電路430。此外，受測體DUT耦接再偏壓端點BE以及接地電壓GND間。運算放大器OP1的二輸入端分別接收參考電壓Vref以及偏壓端點BE上的電壓VD，並產生補償電壓VCMP。偏流電流源410接收控制信號CTR1，並提供偏壓電流IB至偏壓端點BE。其中，偏流電流源410可依據控制信號CTR1調整偏壓電流IB的電流值。
補償電流源420耦接在偏壓端點BE以及接地電壓GND間，補償電流源420依據補償電壓VCMP以產生補償電流ICMP。輸出級電路430接收補償電壓VCMP，並依據補償電壓VCMP來產生出輸出電流IOUT。在本實施例中，輸出級電路430並接收電流調整信號TS2，並依據電流調整信號TS2來調整輸出電流IOUT的大小。此外，輸出級電路430還包括可變電阻VR。可變電阻VR接收電阻調整信號TS1，並依據電阻調整信號TS1來決定可變電阻VR的電阻值。透過上述輸出電流IOUT以及可變電阻VR的調整機制，以提高量測電路400的量測機制的靈敏度。
在本實施例中，可變電阻VR包括多個開關以及多個電阻，其中的每一開關與每一電阻串連，並形成電阻開關串。各開關並接收電阻調整信號TS1以導通或斷開。開關被導通的電阻開關串可用以接收輸出電流IOUT，並藉以產生輸出電壓VOUT。
上述可變電阻VR的實施方式僅只是一個範例，本領域具通常知識者所熟知的可變電阻的實施方式接可應用於本發明，沒有特別的限制。
請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的量測電路產生的輸出電壓與受測體的導電度變化的關係圖。曲線510繪示利用100k歐姆的受測體進行量測，並使輸出級電路提供100k歐姆的電阻以產生輸出電壓；曲線520繪示利用100k歐姆的受測體進行量測，並使輸出級電路提供200k歐姆的電阻以產生輸出電壓；曲線530繪示利用200k歐姆的受測體進行量測，並使輸出級電路提供100k歐姆的電阻以產生輸出電壓；曲線540繪示利用200k歐姆的受測體進行量測，並使輸出級電路提供200k歐姆的電阻以產生輸出電壓。可以發現，本發明實施例中的量測電路可以偵測到受測體之導電度變化量，並可藉由輸出級電路提供的電阻（負載電阻）轉換以產生輸出電壓的電壓信號之變化。於本發明實施例中，量測電路之輸出線性範圍為1V~3.3V，其所產生的輸出電壓可得到有效的放大，同時可藉由調整負載電阻之阻值來改變量測電路之解析度，提升量測電路的效能。
綜上所述，本發明利用使受測體的兩端的跨壓維持為固定電壓的條件下，透過電流補償的方式來產生輸出電壓。如此一來，受測體的導電度的變化，可以透過輸出電壓的變化來獲得。此外，本發明並透過提供轉導值，透過轉換補償電壓為補償電流，並將補償電流的變化放大以產生輸出電壓。有效提升導電度的量測的解析度以及靈敏度，提升量測電路的表現度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、200、301、302、400‧‧‧量測電路
110、230、330、331、430‧‧‧輸出級電路
OP1‧‧‧運算放大器
IBS、210、310、311、410‧‧‧偏流電流源
ICS、220、320、321、420‧‧‧補償電流源
Vref‧‧‧參考電壓
DUT‧‧‧受測體
BE‧‧‧偏壓端點
VCMP‧‧‧補償電壓
ICMP‧‧‧補償電流
IB‧‧‧偏流電流
VS1‧‧‧第一參考電源
VS2‧‧‧第二參考電源
IOUT‧‧‧輸出電流
VOUT‧‧‧輸出電壓
IA‧‧‧電流
GND‧‧‧接地電壓
M21-M24、M31-M316‧‧‧電晶體
VDD‧‧‧操作電壓
VIN‧‧‧輸入電壓
IIN‧‧‧輸入電流
VD‧‧‧電壓
CTR1‧‧‧控制信號
TS1‧‧‧電阻調整信號
TS2‧‧‧電流調整信號
VR‧‧‧可變電阻
510、520、530、540‧‧‧曲線
圖1繪示本發明一實施例的導電度的量測電路的示意圖。 圖2繪示本發明另一實施例的量測電路的示意圖。 圖3A及圖3B繪示本發明另一實施例的量測電路的多種實施方式的示意圖。 圖4繪示本發明再一實施例的量測電路的示意圖。 圖5繪示本發明實施例的量測電路產生的輸出電壓與受測體的導電度變化的關係圖。

Claims (16)

  1. 一種導電度的量測電路，包括：一運算放大器，其第一輸入端接收一參考電壓，其第二輸入端透過一偏壓端點耦接至一受測體，其輸出端產生一補償電壓；一偏流電流源，耦接至該偏壓端點，並提供一偏流電流至該偏壓端點；一補償電流源，耦接至該偏壓端點以及該運算放大器，依據該補償電壓以由該偏壓端點汲取一補償電流；以及一輸出級電路，耦接至該運算放大器，提供一轉導值以及一輸出端等效電阻，依據該補償電壓以產生一輸出信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的量測電路，其中該輸出級電路並依據該補償電壓及該轉導值以產生一輸出電流，並且依據該輸出電流以及該輸出端等效電阻以產生一輸出電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的量測電路，其中該輸出信號為一輸出電壓或一輸出電流，其中該輸出電壓或該輸出電流的變化量用以表示該受測體的該導電度變化。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的量測電路，其中該導電度變化與該參考電壓的乘積，等於該輸出電流的電流值的變化量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的量測電路，其中該偏流電流源包括：一電流鏡電路，接收一輸入電壓，依據該輸入電壓產生一輸入電流，並鏡射該輸入電流以產生該偏流電流。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的量測電路，其中該電流鏡電路包括：一第一電晶體，其第一端耦接至一第一參考電源，該第一電晶體的控制端與第二端耦接，並共同接收該輸入電壓；以及一第二電晶體，其第一端耦接至該第一參考電源，該第二電晶體的控制端耦接至該第一電晶體的控制端，該第二電晶體的第二端產生該偏流電流。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的量測電路，其中該電流鏡電路更包括：一第三電晶體，耦接在該第一電晶體接收該輸入電壓的路徑間；以及一第四電晶體，耦接在該第二電晶體耦接該偏壓端點的耦接路徑間，該第四電晶體的控制端耦接至該第三第晶體的控制端。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的量測電路，其中該補償電流源包括：一第三電晶體，其第一端耦接至該偏壓端點，其第二端接至一第二參考電源，其控制端接收該補償電壓。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的量測電路，其中該輸出級電路包括：一第四電晶體，其控制端接收該補償電壓，其第一端提供該輸出電流，其第二端接收該第二參考電源，其中該第四電晶體提供該轉導值。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的量測電路，其中該第一參考電源為操作電壓，該第二參考電源為接地電壓，或者，該第一參考電源為接地電壓，該第二參考電源為操作電壓。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的量測電路，其中該補償電流源更包括一第五電晶體，串接在該第三電晶體耦接該偏壓端點的耦接路徑間，該輸出級電路更包括一第六電晶體，與該第四電晶體串聯耦接，該第六電晶體的控制端耦接至該第五電晶體的控制端。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的量測電路，其中該偏流電流源接收一控制信號，並依據該控制信號以調整該偏流電流的大小。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的量測電路，其中該輸出級電路接收一電流調整信號，並依據該電流調整信號以調整該輸出電流的大小。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的量測電路，其中該輸出級電路包括一可變電阻，其中，該輸出級電路依據一電阻調整信號以調整該可變電阻的電阻值，並使該輸出電流流通該可變電阻以產生該輸出電壓。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的量測電路，其中該可變電阻包括：多數個開關，各該開關受控於該電阻調整信號以被導通或斷開；以及多數個電阻，分別與該些開關串連形成多個電阻開關串，該些電阻開關串接收該輸出電流以產生該輸出電壓。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的量測電路，其中該受測體為奈米線。
TW107107327A 2018-03-06 2018-03-06 導電度的量測電路 TWI639825B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107107327A TWI639825B (zh) 2018-03-06 2018-03-06 導電度的量測電路
US16/001,922 US20190277800A1 (en) 2018-03-06 2018-06-06 Conductance measurement circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107107327A TWI639825B (zh) 2018-03-06 2018-03-06 導電度的量測電路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI639825B true TWI639825B (zh) 2018-11-01
TW201939029A TW201939029A (zh) 2019-10-01

Family

ID=65034282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107107327A TWI639825B (zh) 2018-03-06 2018-03-06 導電度的量測電路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20190277800A1 (zh)
TW (1) TWI639825B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230083084A1 (en) * 2021-09-03 2023-03-16 Apple Inc. Low-voltage Power Supply Reference Generator Circuit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100039126A1 (en) * 2006-11-17 2010-02-18 Trustees Of Boston University Nanochannel-based sensor system for use in detecting chemical or biological species
CN102186414B (zh) * 2008-10-16 2013-09-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 阻抗测量电路和方法
CN103472096B (zh) * 2013-09-06 2015-05-06 武汉凯特复兴科技有限责任公司 一种用于电阻式水份测量传感器的电路的测量方法
CN103797359B (zh) * 2011-07-20 2016-06-01 奥普特克－丹奴拉特有限责任公司 用于测量液体介质的电导率的装置
CN106198643A (zh) * 2015-12-28 2016-12-07 美敦力迷你迈德公司 用于连续葡萄糖监测的传感器系统、设备和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100039126A1 (en) * 2006-11-17 2010-02-18 Trustees Of Boston University Nanochannel-based sensor system for use in detecting chemical or biological species
CN102186414B (zh) * 2008-10-16 2013-09-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 阻抗测量电路和方法
CN103797359B (zh) * 2011-07-20 2016-06-01 奥普特克－丹奴拉特有限责任公司 用于测量液体介质的电导率的装置
CN103472096B (zh) * 2013-09-06 2015-05-06 武汉凯特复兴科技有限责任公司 一种用于电阻式水份测量传感器的电路的测量方法
CN106198643A (zh) * 2015-12-28 2016-12-07 美敦力迷你迈德公司 用于连续葡萄糖监测的传感器系统、设备和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190277800A1 (en) 2019-09-12
TW201939029A (zh) 2019-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021179212A1 (zh) 温度传感器、电子设备和温度检测系统
JP5827759B2 (ja) 増幅回路及び増幅回路ｉｃチップ
JP5930252B2 (ja) 擬似抵抗回路及び電荷検出回路
CN109388173B (zh) 电流补偿电路
TWI639825B (zh) 導電度的量測電路
JPWO2021085475A5 (zh)
JP6270002B2 (ja) 擬似抵抗回路及び電荷検出回路
JP2013140133A (ja) 磁気ホールセンサ
JP2014089087A (ja) オフセットキャンセル回路
KR101276947B1 (ko) 저전력, 고정밀, 넓은 온도범위의 온도 센서
JP2010175572A (ja) 光検出回路及び自動調光回路
TWI458992B (zh) 整合式電流感測裝置
TWI418804B (zh) 具最小共模誤差的電壓感測測量單元
Hébrard et al. A chopper stabilized biasing circuit suitable for cascaded wheatstone-bridge-like sensors
CN211928462U (zh) 用于感测共模反馈电流的设备和mems系统
JP6506592B2 (ja) センサ装置
US6750665B2 (en) Semiconductor pressure detecting device
JP2010145373A (ja) 抵抗測定装置
JP6357182B2 (ja) センサ装置
JP2015177205A (ja) オフセットキャンセル回路
JP2009147800A (ja) バイアス回路
JP4216286B2 (ja) 電流計測回路及びその集積回路素子
JP2016011864A (ja) 集積回路
JP4154414B2 (ja) 電流計測回路
JP4967652B2 (ja) 電流電圧増幅回路および半導体試験装置