为简单起见,图6.21中仅给出了两个支路(信号产生和收集)示意图中的一个。对于芯片本身,互补电路也用于另一个支路。传感器电极的电压通过一个运算放大器和源跟随晶体管的调节回路进行控制。A-D转换是通过传感器输出 图621 用于氧化还原类型传感器芯片电流直接模-数转换的像素电路电流对一个集成电容Cim进行充电实现的。当达到比较器的开关阈值时会生成一个复位脉冲,电容器通过晶体管Mres进行放电。这个电路将电流转换为传感器的频率,其与传感器电流基本成正比,和开关阈值电压与电容值Ci"成反比。例如,使用一个阈值1Ⅴ和Ci"=140fF,电流范围从10丬2~107A的情况,得到频率范围从7Hz~TO0kHz。

LL101C

   氧化还原方法得到的电流提供的是一个准直流的信号,在给定时间窗口内,复位脉冲的数量由传感器内置z位计数器统计计数c对于读出电路,计数器电路通过一个控制信号转换成一个移位寄存器和A-D转换结果提供给芯片的 输出。

   这种转换原理以及这种原理的延伸已经成功地应用在生物芯片阵列领域的进一步工作中。一种更进一步的方法是在一个包含贸6个传感器和zzI条输出通道的芯片直接进行A-D转换,读出方式采用无标记循环伏安法,遵循图6.2[33]所示的原理。所制造的芯片

采用通道式的一阶∑-Δ型ADC,将传感器监测点电极作为积分电容。由于电化学信号本质上非常缓慢,因此,可以达到非常高的过采样率基于CMOs微阵列芯片无标记循环伏安法读出原理,采用工作电极作为集成电极的一阶delta-葫胛a调制器示意图[33]处所应用的三角形电压频率为1Hz,这样可以达到约11的有效比特数)。