离子敏感场效应晶体管(IS~FET),可用于测量液体的酸度(PH)。精确的测量,要求ISFET的偏置条件(ID和VDS)保持恒定,同时栅极直接接触被测流体,这样流体的酸度可以改变通道宽度,从而可产生一个与流体的PH值成正比例的栅极一源极电压VGS。下图所示电路是一种简单、精确的实现方法。电压VA通过IC1设定漏极电流ID,而电压VB设定01的漏极一源极电压VDS。
两个AD8821型高精度测量放大器IC1和IC2,均配置得等于1的增益。IC3是AD8627型精密JFET输入放大器,它缓冲Q1漏极电压VD,确保流经R1的电流全都流经Q1。
为了控制01的漏极电流ID,放大器IC1迫使其输出端和参考输入端之间的差分电压,等于其差分输入电压VA。由于检测到的差分电压等于R1两端的电压,因此ID=VA/R1。在R1设定为20kΩ时,ID可按50mA/V增减。同样,放大器IC2迫使其输出端和参考输入端之间的差分电压,等于其差分输入电压VB,从而迫使VDS等于VB。注意:如果设计时不需要单独调节VDS和ID,则电路可以根据一个控制电压来工作。把VA和VB连在一起,并用所要求的电压VDS来驱动它。于是R1等于VDS/ID。由于电压VGS介于IC2的栅极电压和输出电压之间,该电路有一个特点,即电流源是浮动的,从而使栅极电压,能连接到电路的共模范围内的任何电压。该电路的VC范围是(VA+2-VEE)<VG《VCC+2一VA)。
该电路连接到AD7790型差分输入∑-AADC时,具有浮动栅极的优点。下图中Ql的栅极电压可直接连接到ADC参考引脚。VS(或VG)端和ADC输入端之间所需的唯一信号调节电路,就是一个简单的RC滤波器。在电流大于1mA时,下图中电阻器R1的0.1%误差,在电流源误差中占据主导地位,因此,在漏极电流高达250mA时.R1的0.1%误差就小于250mA。
VDS的误差是由IC3的增益误差以及IC2和IC3的输入偏移电压产生的。漏极一源极电压高达2V时,漏极一源极电压的误差小于450mV。
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