為簡單起見,圖6.21中僅給出了兩個支路(信號產生和收集)示意圖中的一個。對于芯片本身,互補電路也用于另一個支路。傳感器電極的電壓通過一個運算放大器和源跟隨晶體管的調節回路進行控制。A-D轉換是通過傳感器輸出 圖621 用于氧化還原類型傳感器芯片電流直接模-數轉換的像素電路電流對一個集成電容Cim進行充電實現的。當達到比較器的開關閾值時會生成一個復位脈沖,電容器通過晶體管Mres進行放電。這個電路將電流轉換為傳感器的頻率,其與傳感器電流基本成正比,和開關閾值電壓與電容值Ci"成反比。例如,使用一個閾值1Ⅴ和Ci"=140fF,電流范圍從10丬2~107A的情況,得到頻率范圍從7Hz~TO0kHz。

LL101C

   氧化還原方法得到的電流提供的是一個準直流的信號,在給定時間窗口內,復位脈沖的數量由傳感器內置z位計數器統計計數c對于讀出電路,計數器電路通過一個控制信號轉換成一個移位寄存器和A-D轉換結果提供給芯片的 輸出。

   這種轉換原理以及這種原理的延伸已經成功地應用在生物芯片陣列領域的進一步工作中。一種更進一步的方法是在一個包含貿6個傳感器和zzI條輸出通道的芯片直接進行A-D轉換,讀出方式采用無標記循環伏安法,遵循圖6.2[33]所示的原理。所制造的芯片

采用通道式的一階∑-Δ型ADC,將傳感器監測點電極作為積分電容。由于電化學信號本質上非常緩慢,因此,可以達到非常高的過采樣率基于CMOs微陣列芯片無標記循環伏安法讀出原理,采用工作電極作為集成電極的一階delta-葫胛a調制器示意圖[33]處所應用的三角形電壓頻率為1Hz,這樣可以達到約11的有效比特數)。