Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання
Solid-state ion selective transducers, as an alternative to the traditional liquid electrolyte-filled glass electrodes, are known for over four decades now, and find their use in various areas of industry and applied science, such as in vivo analysis of the ions activity in biological and medical re...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.36 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
Репозитарії
Technology and design in electronic equipment| id |
oai:tkea.com.ua:article-76 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
oai:tkea.com.ua:article-762025-11-06T20:02:59Z Quasi-synchronous thermocompensation for ISFET-based ionometric devices. Part 1: Theory and simulation Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання Pavluchenko, Alexey Kukla, Aleksandr іon-selective field-effect transistor (ISFET) ionometry compensation of temperature dependence temperature sensor measuring transducer CdTe нітрид молібдену гетероперехід тонка плівка механізми струмопереносу Solid-state ion selective transducers, as an alternative to the traditional liquid electrolyte-filled glass electrodes, are known for over four decades now, and find their use in various areas of industry and applied science, such as in vivo analysis of the ions activity in biological and medical research, monitoring of toxic and aggressive environments, and biosensors design. However, along with potential advantages — short response time, small size, chemical inertness and durability — solid-state devices also possess certain inherent drawbacks — namely intrinsic noise, drift and instability of sensing properties, and cross-sensitivity to various interfering environmental conditions — that inhibit their widespread acceptance. Further improvement of the fabrication technology and methodology of application of these devices is thus still an important practical task even today.This paper is a first part of the two-part work dedicated to the problem of compensating the temperature dependence of a solid-state ion selective transducer output. Specifically, presented work considers the possibility of using ion-selective field-effect transistors (ISFET) that serve as primary transducers in an ionometric device, as temperature sensors. This allows compensating the temperature dependence of ionometric signal without substantial complication of the ionometer structure, and eliminates the need to include a separate thermometric channel as part of the instrument. Ionometric and thermometric channels are combined into a unified measuring path, with the sensor functions separated in time.The ISFET operation modes are switched by changing polarity of the bias voltage, and thus direction of the current flowing through the sensor. The authors propose a corresponding secondary transducer structure and simplified schematic illustrating the implementation of its key components. The concept’s applicability is supported by the circuit simulation results. Some aspects of the practical implementation of the proposed concept will be presented further in the upcoming second part of the paper. Наведено першу частину роботи, що складається з двох частин, в якій пропонується варіант реалізації активної термокомпенсації температурної складової похибки результатів вимірювання pX без ускладнення конструкції первинного вимірювального перетворювача. Описано структуру вимірювального перетворювача, який реалізує пропоновану концепцію, та представлено результати чисельного моделювання відповідної електричної схеми. Розглянуто можливість застосування як датчиків температури іонселективних польових транзисторів, які є первинними вимірювальними перетворювачами у складі іонометричного пристрою. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2021-09-07 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.36 10.15222/TKEA2021.3-4.36 Technology and design in electronic equipment; No. 3–4 (2021): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 36-44 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 3–4 (2021): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 36-44 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2021.3-4 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.36/69 Copyright (c) 2021 Pavluchenko O. S., Kukla О. L. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| institution |
Technology and design in electronic equipment |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-11-06T20:02:59Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
CdTe нітрид молібдену гетероперехід тонка плівка механізми струмопереносу |
| spellingShingle |
CdTe нітрид молібдену гетероперехід тонка плівка механізми струмопереносу Pavluchenko, Alexey Kukla, Aleksandr Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання |
| topic_facet |
іon-selective field-effect transistor (ISFET) ionometry compensation of temperature dependence temperature sensor measuring transducer CdTe нітрид молібдену гетероперехід тонка плівка механізми струмопереносу |
| format |
Article |
| author |
Pavluchenko, Alexey Kukla, Aleksandr |
| author_facet |
Pavluchenko, Alexey Kukla, Aleksandr |
| author_sort |
Pavluchenko, Alexey |
| title |
Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання |
| title_short |
Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання |
| title_full |
Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання |
| title_fullStr |
Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання |
| title_full_unstemmed |
Квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням ІСПТ. Частина 1. Теорія та моделювання |
| title_sort |
квазісинхронна термокомпенсація в іонометрії із застосуванням іспт. частина 1. теорія та моделювання |
| title_alt |
Quasi-synchronous thermocompensation for ISFET-based ionometric devices. Part 1: Theory and simulation |
| description |
Solid-state ion selective transducers, as an alternative to the traditional liquid electrolyte-filled glass electrodes, are known for over four decades now, and find their use in various areas of industry and applied science, such as in vivo analysis of the ions activity in biological and medical research, monitoring of toxic and aggressive environments, and biosensors design. However, along with potential advantages — short response time, small size, chemical inertness and durability — solid-state devices also possess certain inherent drawbacks — namely intrinsic noise, drift and instability of sensing properties, and cross-sensitivity to various interfering environmental conditions — that inhibit their widespread acceptance. Further improvement of the fabrication technology and methodology of application of these devices is thus still an important practical task even today.This paper is a first part of the two-part work dedicated to the problem of compensating the temperature dependence of a solid-state ion selective transducer output. Specifically, presented work considers the possibility of using ion-selective field-effect transistors (ISFET) that serve as primary transducers in an ionometric device, as temperature sensors. This allows compensating the temperature dependence of ionometric signal without substantial complication of the ionometer structure, and eliminates the need to include a separate thermometric channel as part of the instrument. Ionometric and thermometric channels are combined into a unified measuring path, with the sensor functions separated in time.The ISFET operation modes are switched by changing polarity of the bias voltage, and thus direction of the current flowing through the sensor. The authors propose a corresponding secondary transducer structure and simplified schematic illustrating the implementation of its key components. The concept’s applicability is supported by the circuit simulation results. Some aspects of the practical implementation of the proposed concept will be presented further in the upcoming second part of the paper. |
| publisher |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2021.3-4.36 |
| work_keys_str_mv |
AT pavluchenkoalexey quasisynchronousthermocompensationforisfetbasedionometricdevicespart1theoryandsimulation AT kuklaaleksandr quasisynchronousthermocompensationforisfetbasedionometricdevicespart1theoryandsimulation AT pavluchenkoalexey kvazísinhronnatermokompensacíâvíonometrííízzastosuvannâmísptčastina1teoríâtamodelûvannâ AT kuklaaleksandr kvazísinhronnatermokompensacíâvíonometrííízzastosuvannâmísptčastina1teoríâtamodelûvannâ |
| first_indexed |
2025-09-24T17:30:21Z |
| last_indexed |
2025-11-07T03:05:40Z |
| _version_ |
1848099199186370560 |