隨著生物/醫藥
、半導體、電子和納米科學領域的諸多技術進步，生物電子技術有可能改變個人健康、加強安全係統
、有利於保護環境
、食物和水

、改進生活方式。通過半導體和納米技術，非侵入式物理生物傳感器

、芯片實驗室工具、假肢/植入物和遠程醫療信息係統的進步是有可能實現的。

 

生物傳感器是一種分析器件，通常用於分析物(比如感興趣的物質，或化學成分)的探測。利用生物傳感器
，可以將生物響應轉化為電信號，從而了解生物組合、結構和功能。

 

生成電子輸出信號的許多生物傳感器/換(huan)能(neng)器(qi)技(ji)術(shu)在(zai)探(tan)測(ce)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)方(fang)麵(mian)具(ju)有(you)巨(ju)大(da)諸(zhu)多(duo)優(you)勢(shi)，可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)速(su)度(du)和(he)易(yi)用(yong)性(xing)標(biao)準(zhun)。通(tong)過(guo)正(zheng)確(que)的(de)測(ce)試(shi)和(he)校(xiao)準(zhun)
，電(dian)子(zi)生(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)，同(tong)時(shi)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)結(jie)果(guo)
，把(ba)虛(xu)假(jia)的(de)正(zheng)負(fu)指(zhi)示(shi)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)。

 

生物傳感器/換能器裝置簡稱生物傳感器，可以定義為履行以下一個或多個行為的器件：

 

1.探測


、記錄、轉換、處理和傳輸與生理變化或過程有關的信息。

2.利用生物材料監測物質(分析物)中各種化學成分的存在。

3.將電接口(換能器)與生物敏感或選擇元件相結合。

 

更geng具ju體ti地di說shuo
，生sheng物wu傳chuan感gan器qi包bao括kuo生sheng物wu識shi別bie元yuan件jian
，由you它ta來lai識shi別bie目mu標biao分fen析xi物wu。生sheng物wu傳chuan感gan器qi的de換huan能neng器qi將jiang識shi別bie事shi件jian轉zhuan換huan為wei與yu感gan興xing趣qu的de化hua學xue或huo生sheng物wu目mu標biao的de數shu量liang或huo存cun在zai相xiang關guan的de可ke測ce量liang信xin號hao。圖tu1給出常見的生物傳感器模型。

 

 

圖1：常見生物傳感器示意圖

 

 

1. 速度和便於非技術人員使用(測試/校準/維護)。

2. 對目標分析物的選擇性。為了獲得正確的結果


，必須使化學物質的幹擾降到最低。

3. 靈敏度/分辨率。

4. 線性度(傳感器校準曲線的最大線性值。對於高底物濃度檢測，傳感器線性度必須較高)。

5. 精度/可重複性。

6. 動態範圍。分析物的高濃度不能降低傳感器的可用性。

7. 環境魯棒性(對溫度
、電噪聲、物理衝擊、振動等相對不敏感)。

8. 可用壽命/適應性。

9. 安全性/完整性(對人員
、設備和分析物)。

 

weileshixiankuaisujianceyijikedudianzishuchu，yanjiurenyuanzhengzaikaifajiangshengwuchuanganqishibieyuanjiangongnenghebandaotiqijianjiehezaiyiqideshengwuchuanganqi，takezuoweibianxieshebeiyongyujiatingyiliaojiankongxitongdenglingyu。leisidi
，keyuzhiruyiliaoxitongyiqishiyongdeshengwuchuanganqiyezhengchuyuyanjiuzhizhong。

 

 

生物傳感器的設計方法有很多種。一種設計使用寡核苷酸傳感器和核酸反應來表明病原體的存在。另一種設計采用表麵等離子體共振(SPR)來檢測生物分子，如蛋白質和DNA。基於SPR的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)對(dui)分(fen)子(zi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)提(ti)供(gong)實(shi)時(shi)無(wu)標(biao)記(ji)研(yan)究(jiu)，其(qi)傳(chuan)感(gan)器(qi)芯(xin)片(pian)接(jie)口(kou)便(bian)於(yu)特(te)定(ding)配(pei)體(ti)與(yu)換(huan)能(neng)器(qi)表(biao)麵(mian)的(de)吸(xi)附(fu)，並(bing)提(ti)供(gong)表(biao)麵(mian)濃(nong)度(du)的(de)高(gao)靈(ling)敏(min)測(ce)量(liang)。

 

基(ji)於(yu)組(zu)織(zhi)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)之(zhi)中(zhong)。它(ta)們(men)利(li)用(yong)芯(xin)片(pian)上(shang)的(de)活(huo)細(xi)胞(bao)，芯(xin)片(pian)可(ke)以(yi)對(dui)生(sheng)物(wu)和(he)化(hua)學(xue)威(wei)脅(xie)試(shi)劑(ji)的(de)出(chu)現(xian)做(zuo)出(chu)機(ji)能(neng)性(xing)響(xiang)應(ying)。由(you)於(yu)其(qi)設(she)計(ji)是(shi)模(mo)擬(ni)多(duo)細(xi)胞(bao)人(ren)體(ti)組(zu)織(zhi)的(de)功(gong)能(neng)
，因(yin)此(ci)，這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)當(dang)對(dui)已(yi)知(zhi)和(he)未(wei)知(zhi)試(shi)劑(ji)做(zuo)出(chu)響(xiang)應(ying)。換(huan)能(neng)器(qi)將(jiang)檢(jian)測(ce)活(huo)細(xi)胞(bao)表(biao)麵(mian)電(dian)荷(he)的(de)微(wei)小(xiao)變(bian)化(hua)。

電化學生物傳感器正在用於許多應用。通常，電化學生物傳感器基於產生或消耗電子響應的酶(這種酶稱作氧化還原酶)促作用。該傳感器基底可能包括3個電極：參考電極、工作電極和反電極。目標分析物涉及在活躍電極表麵發生的反應，這個反應可能引起跨越雙層的電子傳輸(產生電流)，還有可能貢獻雙層電勢(產生電壓)。既可以在固定電勢下對電流進行測量(電子流速與分析物濃度成正比)，也可以在零電流情況下對電勢進行測量(這給出了對數響應[1])。

 

又如，電位型電化學生物傳感器(在零電流產生的電勢)的de對dui數shu響xiang應ying具ju有you較jiao寬kuan的de動dong態tai範fan圍wei。這zhe類lei生sheng物wu傳chuan感gan器qi往wang往wang是shi通tong過guo在zai塑su料liao基ji底di上shang對dui電dian極ji圖tu案an進jin行xing絲si網wang印yin刷shua而er製zhi作zuo，其qi基ji底di覆fu蓋gai一yi層ceng導dao電dian聚ju合he物wu，然ran後hou粘zhan附fu一yi些xie蛋dan白bai(酶或抗體)。這些傳感器隻有兩個電極，而且靈敏度和魯棒性非常高。

 

suoyoudeshengwuchuanganqitongchangdoushejizuixiaodeyangpinzhibei
，yinweishengwuminganyuanjianduiyusuoshejidefenxiwujuyougaoduxuanzexing。youyuchuanganqibiaomianfashengbianhua，zhishidaodianjuhewucengneidedianhuaxuehuowulibianhuachanshengxinhao。zhezhongbianhuakeyiguiyinyuliziqiangdu

、PH值
、水化反應和氧化還原反應
，後者源自基底上的酶標記翻轉。場效應晶體管(FET)，其柵區被酶或抗體更改，也可以檢測濃度非常低的各種分析物
，因為分析物與FET柵區的結合將引起漏-源電流的變化[1]。

 

近日

，在納米科學領域，通過使用石墨烯，生物傳感器有許多進步。石墨烯是2004年發現的，因其特有的物理化學、高靈敏度和優異的力學、rexuehedianxuetexingerbeishouguanzhu。jiyushimoxideshengwuchuanganqikenengjuyougenggaodelingmindu，yinweishimoxishishimodeerweidanyuanziceng，kenengshixianbiaomianchanzajihexifuwuzhijianxianghuzuoyongdezuidahua。tongyongyushengwujianceyingyongtannamiguanxiangbi
，shimoxijuyougengdideyuehanxunzaosheng。yuehanxunzaoshengshidianhezailiuzireyundongeryinqidedianzucailiaozhongdezaosheng。yinci
，shimoxishengwuchuanganqizhongzailiuzinongdudeweixiaobianhuakenengyinqidaicediandaolvdexianzhubianhua。

 

根據分析物和生物傳感器識別元件的不同，生物傳感器的換能器可能利用以下機製之一：

 

安培計：安培計器件檢測電流變化。它們對生物係統與電極之間交換電子而產生的電流進行測量。

 

電位計：某些反應將引起待測電極之間電壓(在恒定電流的電勢)變化。

 

電導：電導測量器件對兩個電極之間電導率的變化進行檢測。

 

電阻：電阻率是電導率的倒數，可以通過類似方法進行測量。

 

電容：當生物識別反應導致生物傳感器識別元件附近介質中介電常數發生變化時，其電容測量方法可以用作換能器。

 

壓電：在zai壓ya電dian材cai料liao中zhong存cun在zai著zhe力li學xue和he電dian學xue特te性xing之zhi間jian的de耦ou合he。利li用yong這zhe種zhong耦ou合he可ke以yi創chuang建jian一yi個ge電dian振zhen蕩dang器qi
，其qi頻pin率lv是shi變bian化hua的de
，而er且qie可ke以yi通tong過guo施shi加jia其qi表biao麵mian質zhi量liang的de變bian化hua進jin行xing測ce量liang。在zai生sheng物wu傳chuan感gan器qi情qing況kuang下xia
，質zhi量liang是shi可ke以yi變bian化hua的de
，因yin為wei在zai其qi表biao麵mian發fa生sheng了le反fan應ying。

 

熱：這些器件對溫度變化進行測量。

 

光：光學生物傳感器將濃度、質量或分子數量變化與光特性變化進行相關。要想使這種方法有效，生物識別反應的反應物或生成物之一必須與比色、熒光或發光指標關聯。有時候，利用光纖可以將光信號從光源引導至檢測器。

 

 

研發項目的目標是克服生物傳感器係統設計局限性。例如，生物傳感器設計的一個問題是實現生物親合元件和無機換能器元件之間穩定、kezhongfudejiekou。chuyushouchibianxiexingdekaolv，xiwangshengwuchuanganqixiaoxinghua，qiejuyouzugoulingmindu
，zhejianggeishengwufenziyuhuannengqijiemiandeouhedailaijishutiaozhan。yinci，wulunshizaiyanfashiyanshihaishizaishengchanzhong，duishengwuchuanganqijinxingkuaisuerzhunquedetexingfenxi
，shijianyanshengwuchuanganqi/換能器接口是否合格以及生物檢測係統的最終運行的重要手段。

 

dianxingceshichengxurenwushikaifahuoyanzhengshengwuchuanganqixingnengduliangzhibiao。youyuduishijihuofanyingzhongxibaohezuzhixinhaodetiqufeichangfuza，tongchangxiwangduishengwuchuanganqidezhuyaobujianjinxingzhijiededianliu-電壓(I-V)特性分析。I-V特性分析的時間隻占大多數類型功能測試時間的很小一部分，但卻是其正式運行的重要預示。例如，I-V數據可以用來研究異常

、定位曲線的最大或最小斜率，以及進行可靠性分析。根據設計細節，I-V特性分析往往適合基於電流計、電位計、電導率、電阻和熱原理的傳感器。

 

通常，I-V測試為待測器件(DUT)施(shi)加(jia)電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流(liu)
，然(ran)後(hou)測(ce)試(shi)其(qi)對(dui)激(ji)勵(li)做(zuo)出(chu)的(de)響(xiang)應(ying)。還(hai)可(ke)能(neng)采(cai)用(yong)溫(wen)度(du)測(ce)量(liang)。測(ce)試(shi)程(cheng)序(xu)可(ke)能(neng)涉(she)及(ji)為(wei)某(mou)個(ge)連(lian)接(jie)焊(han)盤(pan)施(shi)加(jia)激(ji)勵(li)，探(tan)測(ce)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)
，並(bing)測(ce)量(liang)DUT響應。根據DUT的不同

，信號電平可能相當低，需要高靈敏度源和測量儀器及測試技術，最大限度地減少誤差的外部來源。

 

利用源測量單元(SMU)儀器對生物傳感器性能進行特性分析

 

在很多情況下，生物傳感器將由醫生

、軍人
、公(gong)共(gong)安(an)全(quan)部(bu)隊(dui)用(yong)於(yu)便(bian)攜(xie)係(xi)統(tong)，還(hai)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)家(jia)庭(ting)健(jian)康(kang)監(jian)控(kong)。這(zhe)將(jiang)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)使(shi)用(yong)功(gong)率(lv)需(xu)求(qiu)提(ti)出(chu)限(xian)製(zhi)
，而(er)且(qie)可(ke)能(neng)限(xian)定(ding)提(ti)供(gong)給(gei)測(ce)量(liang)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)電(dian)平(ping)。在(zai)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)係(xi)統(tong)中(zhong)，傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)範(fan)圍(wei)是(shi)納(na)安(an)到(dao)毫(hao)安(an)

，輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)是(shi)納(na)伏(fu)到(dao)伏(fu)。對(dui)於(yu)這(zhe)麼(me)寬(kuan)的(de)範(fan)圍(wei)
，不(bu)同(tong)的(de)級(ji)別(bie)需(xu)要(yao)不(bu)同(tong)的(de)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)和(he)工(gong)具(ju)。

實施I-V特性分析的最佳工具之一是源測量單元(SMU)或數字源表SMU儀器。在I-V特性分析中，由於複雜的觸發問題，直流電源和測量儀器的集成可能是有問題的。簡言之
，SMU儀器在一部儀器內實現了精確電源(PPS)能力與高性能數字多用表(DMM)的集成。例如，SMU儀器在測量電流時可同時起到源或降電壓作用，在測量電壓時可起到源或降電流的作用。圖2給出SMU儀器作為恒流源和伏特計的配置，它用於測量DUT的響應。

 

 

圖2：SMU儀器作為恒流源和伏特計的配置
，用於測量DUT的響應

 

SMU儀器還可用作獨立的恒壓源或恒流源、伏特計


、安培計和歐姆表，還可用作精密電子負載。其高性能架構還允許將其用作脈衝發生器、波形發生器和自動I-V特性分析係統。

這些儀器的雙極電壓和電流源是由微處理器控製的
，這使得I-V特性分析更加高效，並簡化儀器建立。使用SMU儀器時，可以在其程序內存中存儲許多不同測試序列，並通過簡單的觸發信號予以執行。測試數據可以存儲在緩存中，直到I-V掃描完成
，然後下載至計算機進行處理和分析。

 

由於在生物
、化學、材cai料liao和he電dian化hua學xue等deng諸zhu多duo領ling域yu，致zhi力li於yu生sheng物wu傳chuan感gan器qi和he其qi他ta生sheng物wu電dian子zi技ji術shu的de研yan究jiu人ren員yuan數shu量liang眾zhong多duo
，因yin此ci，測ce試shi儀yi器qi的de易yi用yong性xing和he低di學xue習xi曲qu線xian非fei常chang重zhong要yao。這zhe些xie研yan究jiu人ren員yuan可ke能neng不bu熟shu悉xi電dian氣qi特te性xing分fen析xi工gong具ju，如ruSMU儀器，但需要在實驗室對其器件進行I-V特性分析。

 

觸(chu)摸(mo)屏(ping)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)以(yi)及(ji)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)和(he)平(ping)板(ban)電(dian)腦(nao)的(de)廣(guang)泛(fan)普(pu)及(ji)推(tui)動(dong)了(le)直(zhi)觀(guan)操(cao)作(zuo)的(de)發(fa)展(zhan)
，台(tai)式(shi)儀(yi)器(qi)的(de)圖(tu)形(xing)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)可(ke)能(neng)大(da)大(da)簡(jian)化(hua)學(xue)習(xi)曲(qu)線(xian)和(he)整(zheng)機(ji)易(yi)用(yong)性(xing)。采(cai)用(yong)觸(chu)摸(mo)屏(ping)方(fang)法(fa)

，用(yong)戶(hu)感(gan)覺(jiao)很(hen)舒(shu)適(shi)，不(bu)容(rong)易(yi)出(chu)錯(cuo);他們可以直觀了解怎樣使用接口。觸摸屏係統使每個人第一次接觸儀器時就成為“專家用戶”


，無論他是儀器的新用戶還是行家裏手。同傳統培訓方法相比
，使用觸摸屏可以大大縮短培訓時間、提高操作精度，並提高整體使用效率。

 

 

圖3：吉時利2450型數字源表SMU儀器采用高級電容觸摸屏圖形用戶界麵

 

吉時利2450型交互式數字源表SMU儀器簡化了非傳統用戶的學習曲線，使之從使用多層菜單結構和多功能按鈕配置功能的繁瑣工作中解脫出來。2450xingyiqishiyongjiyutubiaodepingmiancaidanxitong
，jiuxiangzaizhinengxiaofeidianzichanpinzhongshiyongdecaidanxitongyiyangjiandan
，rupingbandiannaohuozhinengshoujishangxianshideyingyongtubiaopailie。

 

 

圖4：2450型儀器屏幕菜單

 

 

如前所述，利用FET和生物材料可以製作生物傳感器。FET利用電場控製半導體材料中載流子溝道形狀和傳導率。生物場效應晶體管組成包括：半導體換能器、介質層
、生物功能表麵、分析物及參考電極(場效應晶體管的柵極)，如圖5所示。

 

BioFET半導體換能器的製作過程如下。介質層是氧化物，如二氧化矽，它有兩項任務。第一項任務是將FET溝道與液體進行隔離
，第二項任務是將表麵電荷靜電耦合至溝道。在介質層上麵是生物功能層， 它(ta)起(qi)到(dao)固(gu)定(ding)生(sheng)物(wu)分(fen)子(zi)接(jie)受(shou)器(qi)的(de)作(zuo)用(yong)，能(neng)夠(gou)結(jie)合(he)期(qi)望(wang)的(de)分(fen)子(zi)。分(fen)析(xi)物(wu)是(shi)包(bao)含(han)溶(rong)解(jie)的(de)樣(yang)本(ben)分(fen)子(zi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。參(can)考(kao)電(dian)極(ji)允(yun)許(xu)調(tiao)整(zheng)器(qi)件(jian)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)其(qi)靈(ling)敏(min)度(du)最(zui)大(da)化(hua)。如(ru)果(guo)目(mu)標(biao)分(fen)子(zi)與(yu)接(jie)受(shou)器(qi)結(jie)合(he)，那(na)麼(me)表(biao)麵(mian)電(dian)荷(he)密(mi)度(du)將(jiang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)將(jiang)改(gai)變(bian)半(ban)導(dao)體(ti)電(dian)勢(shi)以(yi)及(ji)FET溝道連通性[2]。

 

 

圖5：生物場效應晶體管(BioFET)概念圖

 

利用兩個2450型數字源表SMU儀器可以對BioFET進行特性分析，從而對傳感器進行I-V特性分析。確定BioFET的I-V參數有助於確保其在預期應用中恰當地發揮作用，並滿足性能要求。利用2450型儀器可以進行多種I-V測試
，包括柵極泄漏、擊穿電壓、閾值電壓、傳輸特性以及漏電流。進行測試所需的2450型SMU儀器數量取決於需要偏置和測量的FET端口數。

 

這個應用實例說明怎樣繪製三端口FET漏電流係列(VDS-ID)曲線。該技術有可能用於BioFET器件。

 

 

● 兩部2450型交互式數字源表SMU儀器

● 4根三軸電纜(吉時利7078-TRX-10型號)

● 金屬屏蔽測試夾具或探針台
，以及母三軸連接器

● 三軸三通接頭(吉時利237-TRX-T型號)

● 外部硬件觸發器電纜不同，具體取決於所用指令：

● 對於SCPI指令：1根DB-9公-母9針電纜，實現2450型器後部數字I/O端口彼此連接。

● 對於TSP指令：1根TSP-Link交叉網線(吉時利CA-180-3A型網線，在2450型儀器中已包含)，實現TSP-Link端口彼此連接。

● 2450型儀器與計算機連接電纜不同
，具體取決於所用指令集：

● 對於SCPI指令：2根GPIB電纜、2根USB電纜或2根以太網電纜

● 對於TSP指令：1根GPIB電纜
、1根USB電纜或1根以太網電纜

 

 

這個應用可以通過儀器支持的任何通信接口(GPIB、USB或以太網)運行。

 

程控通信接口後麵板連接位置如下圖所示。

 

 

圖6：2450型儀器程控接口連接

 

 

為了支持兩部2450型源測量單元(SMU)儀器步進掃描電壓之間的同步，將其外部觸發器彼此相連。所用電纜取決於用於控製測試的2450型儀器編程指令集。

 

 

如果您使用SCPI指令集，請利用DB-9母-母電纜連接儀器後麵板的數字I/O插孔，如下圖所示。

 

 

圖7：SCPI編程實例中GPIB和DB-9電纜連接

 

上圖還給出利用GPIB程控通信接口實現的通信連接。利用GPIB電纜(#1)實現計算機(控製器)GPIB端口與2450型儀器(#1)後麵板IEEE-488插孔的連接。利用GPIB電纜(#2)實現兩部2450型儀器IEEE-488插孔之間的連接。

 

當利用USB電纜連接計算機和2450型SMU儀器時，每部儀器必須利用獨立USB電纜與計算機相連。

 

當使用以太網電纜連接計算機和2450型SMU儀器時
，儀器和計算機必須使用以太網開關或集線器連接。

 

 

當測試腳本處理器(TSP)指令集用於遠程編程時，利用CA-180-3A型交叉電纜(2450型儀器中包含該電纜)實現2450儀器後麵板TSP-Link端口的互連(參見下圖)。

 

 

圖8：TSP指令集連接

 

對於計算機與2450型儀器的GPIB通信，隻需要1根電纜，實現GPIB接口與2450型儀器IEEE-488接口的連接(圖8中2450型#1)。將2450型#1的TSP-Link節點設為節點1，將2450型#2的TSP-Link節點設為節點2。

 

通過前麵板改變2450型TSP-Link節點：

 

1.按壓主屏左上角的通信狀態指示器，先後選擇改變設置，係統通信窗口打開。

2.在TSP-Link選項下，選擇節點旁的按鈕
，然後進入期望的節點號。

3.選擇初始化。

4.按壓菜單按鈕，返回主屏。

對於TSP-Link網絡中的所有2450型SMU儀器，重複這個指令。

 

 

為了測試漏係列曲線
，對兩部2450型SMU儀器進行配置，使之源電壓並測量電流。在這個電路中，2450型#2的Force HI端與BioFET的柵極相連，2450型#1的Force HI端與與其漏極相連。BioFET的電源端與兩部2450型SMU儀器的Force LO端相連。當對所有三端進行源和測量時，還需要第三部2450型儀器。利用兩部2450型SMU儀器可對BioFET進行I-V測試配置，參見圖9。

 

 

圖9：BioFET三端I-V測試配置

 

 

圖10給出從兩部2450型SMU儀器後部麵板端子到BioFET的連接方式。

 

 

圖10：測試三端BioFET時兩部2450型儀器配置

 

在這個例子中，使用4根三軸電纜(7078-TRX-10型)，實現2450型儀器後麵板母三軸插孔與BioFET器件的互連，它被安裝在一個金屬屏蔽的測試夾具內
，與母三軸插孔連接。利用三軸三通(237-TRX-T型)實現兩部2450型儀器的Force LO端與BioFET源端連接。

對於測試FET的SCPI或TSP編程序列
，請參照2450型儀器用戶手冊第7部分：FETI-V特性測量。圖11給出典型FET係列曲線。其結果可能因BioFET及使用生物功能材料類型的不同而發生變化。

 

 

圖11：兩部2450型儀器生成的典型FET漏係列曲線

 

 

無論使用什麼樣的儀器，其與DUT之間的連接都是測量係統的重要組成部分。了解和管理這些連接的局限性對於準確測量至關重要。噪聲源
、電纜長度和電纜電容都可能影響測量質量;信xin號hao電dian平ping越yue低di，這zhe些xie問wen題ti就jiu越yue重zhong要yao。為wei了le把ba問wen題ti影ying響xiang降jiang到dao最zui小xiao
，測ce量liang電dian路lu與yu電dian纜lan及ji連lian接jie器qi應ying當dang與yu測ce試shi信xin號hao匹pi配pei。此ci外wai，電dian纜lan和he測ce試shi引yin線xian應ying當dang認ren真zhen傳chuan遞di和he安an裝zhuang。

 

 

● 測試環境中的電氣噪聲有多大? 噪聲被定義為在感興趣信號上疊加的任何不需要的信號。電磁噪聲源包括交流電源線、電機和發電機
、變壓器、熒光燈
、CRT顯示器、計算機、無線發射機等。根據信號和噪聲惡性

，一旦儀器輸入端采集到信號
，就不可能將二者分離。 要yao盡jin可ke能neng使shi用yong最zui短duan的de傳chuan輸shu電dian纜lan和he測ce試shi引yin線xian，從cong而er把ba其qi對dui噪zao聲sheng源yuan的de暴bao露lu降jiang到dao最zui低di。然ran後hou，使shi其qi牢lao固gu地di就jiu位wei
，無wu法fa移yi動dong，不bu會hui在zai電dian磁ci場chang中zhong產chan生sheng雜za散san電dian磁ci場chang。

 

● 信號源與測量係統終端之間的距離是多少?電線具有電阻，這取決於其組成、長chang度du和he直zhi徑jing。電dian阻zu隨sui著zhe電dian線xian長chang度du的de增zeng加jia而er增zeng加jia，隨sui著zhe電dian線xian直zhi徑jing的de增zeng加jia而er降jiang低di。電dian阻zu是shi電dian纜lan整zheng體ti效xiao應ying的de一yi部bu分fen，該gai效xiao應ying是shi測ce量liang電dian路lu模mo擬ni輸shu入ru的de一yi部bu分fen。高gao電dian纜lan電dian阻zu與yu低di模mo數shu入ru電dian阻zu的de共gong同tong作zuo用yong可ke能neng導dao致zhi通tong過guo互hu連lian電dian纜lan的de較jiao大da電dian壓ya降jiang
，從cong而er帶dai來lai測ce量liang誤wu差cha。

 

導體 zaipingbihefeipingbidianlanzhongshiyongdedaotikenengshishixinxianhuojiaohexian。shixinxianxinhaoshuaijianzuixiao，danjiaohexiangenglinghuo，erqiekenenggengrongyichuandiheanzhuang。daotikenengshiluotongxian、鍍銀或鍍錫。連接器和導體材料應當匹配，從而使電阻最小

，並減少熱生電磁場。

 

weileshixianzuigaodexinhaowanzhengxing，yingshiyongpingbidaotidianlan。pingbikeyijiangdixinhaoyinxianshiqudediancizaosheng，haiyouzhuyujiangdilaizixiedaigaopinxinhaodaotidediancifushe。liyongbutongleixingdejinshusibianzhicenghuojinshusibianzhicengyulvbozuhe，doukeyishixianpingbi。tongdancengpingbixiangbi
，duocenghuoduotongbopingbicengzaiweiruoxinhaoshiquhefushefangmiangengyouxiao。buguo，zhewangwangshidianlangengjiangyinghegengnanchuandiheanzhuang。

 

 

● 頻率噪聲越高就越難衰減，需要更複雜的屏蔽。

● 簡單的螺旋絲纏繞箔是最低效的類型屏蔽。

● 緊密編織、雙編織或編織加鋁箔將提供更有效的屏蔽。

● 苛刻的大氣
、濕(shi)度(du)等(deng)可(ke)能(neng)降(jiang)低(di)屏(ping)蔽(bi)的(de)有(you)效(xiao)性(xing)。在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，這(zhe)些(xie)汙(wu)染(ran)物(wu)可(ke)能(neng)會(hui)滲(shen)入(ru)電(dian)纜(lan)並(bing)降(jiang)低(di)外(wai)絕(jue)緣(yuan)套(tao)下(xia)的(de)屏(ping)蔽(bi)。如(ru)果(guo)可(ke)能(neng)，應(ying)避(bi)免(mian)在(zai)這(zhe)種(zhong)環(huan)境(jing)下(xia)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)。

 

電容 對(dui)於(yu)許(xu)多(duo)生(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)說(shuo)
，輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)可(ke)能(neng)比(bi)作(zuo)帶(dai)有(you)電(dian)阻(zu)的(de)串(chuan)行(xing)電(dian)壓(ya)源(yuan)。類(lei)似(si)地(di)，模(mo)擬(ni)儀(yi)器(qi)輸(shu)入(ru)端(duan)可(ke)以(yi)比(bi)作(zuo)帶(dai)有(you)輸(shu)入(ru)電(dian)阻(zu)的(de)並(bing)行(xing)儀(yi)表(biao)。在(zai)測(ce)試(shi)期(qi)間(jian)，儀(yi)器(qi)輸(shu)入(ru)端(duan)吸(xi)入(ru)少(shao)量(liang)電(dian)源(yuan)必(bi)須(xu)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)流(liu)。互(hu)連(lian)電(dian)纜(lan)時(shi)這(zhe)個(ge)電(dian)路(lu)的(de)重(zhong)要(yao)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen)，而(er)且(qie)可(ke)能(neng)引(yin)入(ru)電(dian)阻(zu)
、電容和電感效應
，具體取決於長度、容量
、成分、路由和物理環境。

 

對於高速
、kuaisubianhuadexinhao，dianludianganhedianrongkenengshiceliangsududeyanzhongzuai，jishixinhaoyuanheyiqizukangwanquanpipei。tongchang，jishengdianrongbidianganweihaigengda。laizigaozukangyuandexinhaoxuyaogengchangdeshijiancainengzaiyiqishuruduanwendingzai
，yinweixinhaodianliudianpingyouxian，xuyaogengduodeshijianweidianlandianrongchongdian。zaizhezhongqingkuangxia，yingzaixinhaowendingzhiqian
，jinxingceliang，bimiancuowudushu。

 

 

在開發早期階段，利用I-V特性分析技術
，可以簡化用於生物檢測係統和分析儀器的傳感器合格驗證。在很多情況下，這些技術可以用於傳感器生產測試中。