光寻址电位传感器的噪声特性研究

研究光寻址电位传感器(LAPS)的器件噪声特性 。通过对LAPS半导体场效应器件的结构分析,建 立LAPS的理论模型,并进一步分析LAPS器件噪声信号的来源、种类及特性。以 pH缓冲液中H离子 浓度为检测对象,搭建基于NI采集卡和Labview环境的LAPS测试系统,对影响LAPS信号噪声 特性的光源 波长、光源调制频率、光源强度和Si衬底厚度等因素进行了仿真和实验研究。结果表明,增 大光源波长和光源强度 是提高输出信号幅值和信噪比(SNR)的最有效方法。     

微结构光寻址电位传感器阵列芯片的研制

详细介绍了采用MEMS技术研制的三维微结构LAPS阵列芯片,芯片表面划分成5×7个敏感单元,其中每个敏感区表面设置40×40个硅尖阵列,芯片背面对应地形成光耦合阵列窗口.一个5×7矩阵的红外LED作为光源控制的耦合到芯片背面的阵列窗口.给出了LAPS阵列芯片的扫描电镜照片和多种生化参数的光寻址测试结果,分析讨论了芯片厚度、LAPS曲线线性度对系统性能的影响.     

EIS并列型光寻址半导体体液分析传感器研究

本文以光寻址电位传感器为基础,研究具有EIS结构并列型半导体体液分析传感器。重点研究了背面照射时,偏置电压、光调制频率和光功率等对传感器光电压的影响,并给出优化条件。该传感器在优化测试条件下,对样品液中的pH(1～10pH范围)、pO2(0.9～10ppm范围)和葡萄浓度(10-5～10-2M范围)具有灵敏响应特性。     

微结构光寻址电位传感器阵列芯片的研制

详细介绍了采用MEMS技术研制的三维微结构LAPS阵列芯片 ,芯片表面划分成 5× 7个敏感单元 ,其中每个敏感区表面设置 4 0× 4 0个硅尖阵列 ,芯片背面对应地形成光耦合阵列窗口。一个 5× 7矩阵的红外LED作为光源控制的耦合到芯片背面的阵列窗口。给出了LAPS阵列芯片的扫描电镜照片和多种生化参数的光寻址测试结果 ,分析讨论了芯片厚度、LAPS曲线线性度对系统性能的影响     

光寻址电位传感器系统光源选定与设计

针对光寻址电位传感器光源的要求，在理论上从半导体的光学特性出发对光源进行了分析，讨论了照射光源的要求和中心波长及器件的确定，设计了寻址光源驱动电路及光路，经过实际使用，实现了激发光束的照射．     

一种新型的光寻址电位传感器研究

依据光寻址电位传感器(LAPS)工作原理和光生载流子在硅片中扩散理论,提出了一种正面光照的LAPS新结构设计,在正面光照方式的测量池、插件式芯片和硅尖阵列芯片等方面具有创新性.新型LAPS的光电流信号比背面照射的提高了4倍;在检测标准缓冲溶液pH4.00、pH6.86、pH9.18的pH值时,线性相关系数0.9999,灵敏度为50.1mV/pH.重复检测pH9.18标准缓冲溶液四次的标准偏差和变异系数分别为0.57mV、0.048%.最后,分析讨论了三电极测量方法和新型LAPS结构特色、以及LAPS电解质电导对光电流的影响等.     

基于支持向量机的光寻址电位传感器温度补偿研究

针对光寻址电位传感器(LAPS,light addressable potentiometric sensor)测量精度易受温度 影响的问题,提出一种基于支持向量机(SVM)的LAPS温度补偿方法。根据在多温度条件下LAP S传感 器对缓冲液pH的实测数据,利用SVM建立LAPS温度补偿模型,通 过核函数把LAPS输出饱和光电流与温度间的非线性关系映射到高维特征空间,在高维空间中 用线性回归实 现该映射的非线性处理,对LAPS的温度特性进行非线性逼近,补偿温度对LAPS输出的影响。 实验结果表 明,在(20±1)、(20±2)和(20±5) ℃温度变化情况下,经过温度补偿后LAPS系统输出 pH的标准偏差 分别为补偿前的1/3、1/4和1/6,均小于0.05pH,LAPS 温度补偿算法可以明显补偿温度影响,提高LAPS的测量精度。     

基于小波变换的光寻址电位传感器信号去噪研究

基于(LAPS)(光寻址电位传感器)技术的生化传感器中的光生电流是一种微弱的非平稳信号,信噪比(SNR)低。为了提取清晰的LAPS信号,且鉴于传统的傅里叶方法去噪后信号失真严重,本文采用小波变换的方法对LAPS信号进行去噪处理。通过小波变换将信号分解为3层,得到各层的小波系数以及阈值。根据每一层系数特点,按阈值进行分别处理,得到新的小波系数。最后根据新的小波系数,重构信号。对去噪后的信号进行频谱分析发现,信号频谱为有效的LAPS信号谱段。将傅里叶去噪和小波去噪方法进行对比发现,小波去噪得到信号的SNR和平滑度(SR)要高于傅里叶去噪,表明小波变换是LAPS信号去噪的有效方法。     

微阵列光寻址生化传感器系统性能研究

该文介绍一种基于电解质溶液-绝缘层-半导体(EIS)结构的光、机、电一体化的微阵列光寻址电位传感器系统(LAPS)。文中研讨了LAPS的基本原理和微阵列光寻址电位传感器系统的制造。通过实验证明了芯片厚度、调制频率、曲线线性度对系统性能的影响,获得多种生化参数的光寻址测试结果。     

基于多种敏感膜的多参数细胞微生理计研究

基于对多种离子敏感膜的研究，结合微透镜阵列，设计了一种基于光寻址电位传感器（LAPS）的新型多参数微生理计，实现同时并行检测H^＋，Na^＋，K^＋，Ca^2＋等多种不同离子。已经测得H^＋，K^＋，Ca^2＋ -敏LAPS的灵敏度分别达到50mV/pH，43mV/pK以及25mV/pCa，线性度良好。     

基于多种敏感膜的多参数细胞微生理计研究

基于对多种离子敏感膜的研究,结合微透镜阵列,设计了一种基于光寻址电位传感器(LAPS)的新型多参数微生理计,实现同时并行检测H+,Na+,K+,Ca2+等多种不同离子。已经测得H+,K+,Ca2+-敏LAPS的灵敏度分别达到50mV/pH,43mV/pK以及25mV/pCa,线性度良好。     

半导体传感器在生物分析科学中的应用(英文)

回顾了半导体生化传感器 (ISFET 和 LA PS)在医学监测、免疫检测、免疫分析、D N A 杂交以及细胞培养等方面应用的进展。为使半导体器件适用于生化检测,对其中所采用的检测手段和取得的研究结果进行了分析。展望了通过与微流体网络相结合,基于半导体传感器的实验室芯片化的可行性。     

低功耗内容寻址存储器的设计

分析了传统内容寻址存储器(CAM)结构,提出其功耗模型。根据功耗模型,设计了一种适用于以太网MAC地址识别的新型低功耗CAM单元结构及其预充电路。基于SMIC 0.18μm/1.8V工艺库,利用HSPICE平台对电路进行仿真,仿真频率为100MHz。结果表明,64×64的新型CAM阵列平均查找时间为0.8955ns,写入功耗和查找功耗分别为22.61μW/b和4.186μW/b,仅为传统CAM结构的12.58%和37.9%。     

基于数字照度传感器的光源跟随系统研究

为了让物联网传感节点在户外长期工作,研究了一个光源自动跟随系统,放置在上下、左右四个数字照度传感器进行光照强度检测,单片机对水平和垂直方向的光强度差值做出控制,使双轴电机运动直至水平或垂直方向上的两个传感器输出基本一致,达到自动跟踪光源的效果。本设计的控制系统测量精度较高,实现提供物联网传感节点持续可靠运行。     

基于PIC单片机的无线可寻址音频接收机的设计

提出了一种无线寻址的音频接收方案,可避免为传送音频信号而进行破土埋设管线的大规模基建投入;采用PIC解码手段,为最多256个接收机提供独立的地址,可根据需要对每个具有独立地址的接收机进行开关操作;为防止意外断电,设立了储存单元,在通电恢复后,继续保持接收的原有工作状态.该系统可作为校园、大型企事业单位、农村住宅区等,需...