离子敏场效应晶体管

离子敏场效应晶体管（Ion Sensitive Field Effect Transistor，简称 ISFET）是一种利用半导体场效应原理测量离子浓度的敏感器件。它采用金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）作为传感器，通过特殊的灵敏膜将被测液体中的离子浓度转换成复合的表面电荷密度变化，进而控制晶体管的导通电流或阻断电流，从而实现对离子浓度的测量。

1.离子敏场效应晶体管是什么

离子敏场效应晶体管是一种基于场效应原理的离子浓度测量传感器，其核心部分是一个MOSFET晶体管。与普通的MOSFET不同的是，在ISFET中引入了灵敏膜，该膜具有选择性地响应于特定离子，并将其浓度转换成表面电荷变化，进而影响晶体管的通断状态，由此实现对离子浓度的测量。

2.离子敏场效应晶体管组成结构

离子敏场效应晶体管由四部分组成：灵敏膜、引线、MOSFET晶体管以及基板。其中，灵敏膜被涂覆在MOSFET上，用于响应特定离子，并将其浓度转化为表面电荷密度变化。引线连接MOSFET与外部电路，传递电荷信息。晶体管本身由控制栅、源和漏极三部分组成，通常采用硅材料基底，控制栅和源漏极之间被氧化物隔开。

3.离子敏场效应晶体管分类

根据灵敏膜的不同选择性，离子敏场效应晶体管可分为氢离子敏感场效应晶体管（pH-ISFET）、钾离子敏感场效应晶体管（K-ISFET）等。此外，在工业生产应用中，还可以将ISFET与流动注入分析法（FIA）相结合，构建出一种自动快速分析系统，以实现对离子浓度等参数的在线监测。

4.离子敏场效应晶体管的应用

离子敏场效应晶体管可以广泛应用于生物医学、环境监测、食品卫生等领域。例如在生物医学中，通过对血液pH值、药物治疗浓度等参数的监测，能够实现对各种疾病的诊断和治疗；在环境监测中，则可用于检测水质污染、土壤污染等；同时，在食品行业中，ISFET也可以被用于酸碱度检测和添加剂浓度检测。