Techniklexikon

ISFET

Engl für ion sensitive field effect tran-sistor, ionenempfindlicher Feldeffekttransistor. Chemischer Sensor (Sensor, chemischer), der die lonenkonzentration bestimmter Ele mente aus Elektrolyten erfaßt und in eine elek Irische Größe wandelt. I. ist ein • MOSFET, dessen metallischer Gateanschluß durch eine dielektrische Schicht, die direkten Kontakt zum Elektrolyten (Meßlösung) hat, ersetzt ist. Die Zusammensetzung dieser Schicht ist abhängig von der im Elektrolyten dissoziierten Ionenart. Für das Erfassen von H-Ionen zur pH-Wert-Bestimmung kann der Gateisolator selbst, wenn er aus Si02, SiN4 oder Ta203 besteht, als sensitive Schicht genutzt werden. Für die K- oder Ca-Ionenbestimmung haben sich bestimmte organische Schichten bewährt. Wird die sensitive Schicht vom Elektrolyten benetzt, findet an ihrer Oberfläche ein Ionenaustausch in Abhängigkeit von der Ionenkonzentration des Elektrolyten und damit eine Potentialerhöhung am Gate statt. Diese Potentialerhöhung beeinflußt den Source-Drain-Strom des FET, der somit zur Auswertung der Ionenkonzentrationsmessung herangezogen werden kann. Zur Einstellung einer Gatevorspannung ist eine ebenfalls in den Elektrolyten eingetauchte Referenzelektrode erforderlich. Mit dem I. kann auch die Auswerteelektronik auf dem Siliciumchip (Chip) integriert werden. I. lassen sich z. B. in der Medizintechnik zur Untersuchung von Körperflüssigkeiten, im Umweltschutz zur Überwachung von Gewässern und in der Konsumgüterindustrie für Wasch- und Spülmaschinen vorteilhaft einsetzen.