有机场效应晶体管气敏传感器、气味测量电路以及方法技术

本发明专利技术属于食品生物胺检测技术领域，公开了一种有机场效应晶体管气敏传感器、气味测量电路以及方法。本发明专利技术通过根据有机场效应晶体管与气味检测电路感知到食品生物胺，使有机场效应晶体管中内部特性发生变化从而导致电路电压信号变化，根据示波器所显示的电压信号对反馈电路的电压增益进行调节，使得示波器所显示的电压与源极电压相等，实现移动终端对电压增益实现调节，并根据源极电压与电压增益之间的关系来确定出电荷载流子迁移率与阈值电压的变化情况，从而根据对电荷载流子迁移率或阈值电压的变化情况来得到食品生物胺的检测结果，实现了能够在现场进行快速检测的目的。实现了能够在现场进行快速检测的目的。实现了能够在现场进行快速检测的目的。

【技术实现步骤摘要】
有机场效应晶体管气敏传感器、气味测量电路以及方法


[0001]本专利技术涉及食品生物胺检测
，尤其涉及一种有机场效应晶体管气敏传感器、气味测量电路以及方法。

技术介绍

[0002]生物胺是一类含氮的低分子有机碱，主要由氨基酸脱羧作用形成，广泛存在于富含氨基酸、蛋白质的肉制品、水产品和发酵制品中，当摄入的生物胺过量会对人体造成不良反应。
[0003]目前的生物胺检测方法包括常规理化分析法、基于气敏传感器列阵和模式识别的电子鼻识别方法与传统的有机场效应晶体管气敏传感器，传统的有机场效应晶体管气敏传感器能够解决常规理化分析法与基于气敏传感器列阵和模式识别的电子鼻识别方法的检测前需提前对样本处理、工作温度高、选择性差等缺点，但目前依然存在着需要在实验室利用半导体参数分析仪或类似仪器进行测量，无法在气味传感器传感现场进行快速测量。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种有机场效应晶体管气敏传感器、气味测量电路以及方法，旨在解决现有技术无法在气味传感器传感现场进行快速测量的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种有机场效应晶体管气敏传感器，所述有机场效应晶体管气敏传感器包括：衬底，所述衬底上方设置源极和漏极，所述源极与漏极上方设置有机半导体层，所述有机半导体层上方设置生物胺敏感层，所述生物胺敏感层上方设置水滴，所述水滴上方设置栅极。
[0007]此外，为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种气味测量电路，所述气味测量电路包括：依次连接的电压输入电路、耦合电路、如上文所述的有机场效应晶体管气味传感器、分压电路、反馈电路以及显示电路，所述反馈电路还与移动终端连接；
[0008]所述耦合电路，用于将电压输入电路的输入电压与所述有机场效应晶体管气味传感器进行耦合，使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与所述输入电压相等；
[0009]所述分压电路，用于使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与源漏极电压相等；
[0010]所述显示电路，用于显示所述有机场效应晶体管气味传感器的漏极电压；
[0011]所述反馈电路，用于对所述漏极电压进行放大，并通过所述移动终端进行电阻调节，直至放大的漏极电压与所述源极电压相等。
[0012]可选地，所述耦合电路包括第一运算放大器；
[0013]所述电压输入电路的输出端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输
出端与所述有机场效应晶体管气味传感器的源极连接。
[0014]可选地，所述反馈电路包括第二运算放大器、固定电阻以及可调电阻；
[0015]所述第二运算放大器的同相输入端与所述有机场效应晶体管气味传感器的漏极连接，所述第二运算放大器的输出端与所述固定电阻的第一端连接，所述固定电阻的第二端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述显示电路的第一端连接，所述显示电路的第二端接地，所述固定电阻的第二端与所述可调电阻的第一端连接，所述可调电阻的可调端与所述移动终端连接，所述可调电阻的第二端接地，所述有机场效应晶体管气味传感器的栅极接地。
[0016]为实现上述目的，本专利技术还提供了一种气味测量方法，所述气味测量方法应用于如上文所示的气味测量电路，所述气味测量电路包括：依次连接的电压输入电路、耦合电路、有机场效应晶体管气味传感器、分压电路、反馈电路以及显示电路，所述反馈电路还与移动终端连接，所述方法包括以下步骤：
[0017]所述耦合电路将电压输入电路的输入电压与所述有机场效应晶体管气味传感器进行耦合，使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与所述输入电压相等；
[0018]所述分压电路使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与源漏极电压相等；
[0019]所述显示电路显示所述有机场效应晶体管气味传感器的漏极电压；
[0020]所述反馈电路对所述漏极电压进行放大，并通过所述移动终端进行电阻调节，直至放大的漏极电压与所述源极电压相等；
[0021]根据所述源极电压与所述漏极电压确定电压增益；
[0022]根据所述源极电压与所述电压增益确定电荷载流子迁移率与阈值电压；
[0023]对所述源极电压进行多次调整，得到所述电荷载流子迁移率的变化与所述阈值电压的变化；
[0024]根据所述电荷载流子迁移率变化或阈值电压的变化得到生物胺气味测量结果。
[0025]可选地，所述根据所述源极电压与所述电压增益确定电荷载流子迁移率与阈值电压，包括：
[0026]根据所述源极电压与所述电压增益得到与饱和电流的第一对应关系；
[0027]根据所述电荷载流子迁移率、所述阈值电压与所述源极电压得到与饱和电流的第二对应关系；
[0028]根据所述第一对应关系与所述第二对应关系得到所述源极电压与所述有机场效应晶体气味传感器的电压增益的对应关系；
[0029]根据所述源极电压与所述有机场效应晶体气味传感器的电压增益的对应关系得到电荷载流子迁移率与阈值电压。
[0030]可选地，所述根据所述源极电压与所述有机场效应晶体气味传感器的电压增益的对应关系得到电荷载流子迁移率与阈值电压，包括：
[0031]根据所述源极电压与所述有机场效应晶体气味传感器的电压增益的对应关系得到关系曲线图；
[0032]根据所述关系曲线图中曲线的截距得到阈值电压；
[0033]根据所述关系曲线图的斜率得到电荷载流子迁移率。
[0034]可选地，所述根据所述源极电压与电压增益得到饱和电流，包括：
[0035]根据所述源极电压、所述电压增益与所述漏极电压的对应关系，确定所述饱和电流与第一电阻、漏极电压之间的对应关系；
[0036]根据所述漏极电压与所述第一电阻得到饱和电流。
[0037]可选地，所述根据所述源极电压与所述漏极电压确定电压增益，包括：
[0038]根据所述源极电压与所述漏极电压确定所述源极电压与所述漏极电压之间的差量；
[0039]获取所述移动终端根据所述差量发出的电阻调节指令；
[0040]根据所述电阻调节指令将所述可调电阻调整至目标阻值；
[0041]根据所述目标阻值与固定电阻阻值确定电压增益。
[0042]可选地，所述对所述源极电压进行多次调整，得到所述电荷载流子迁移率的变化与所述阈值电压的变化，包括：
[0043]对所述源极电压进行多次调整，得到多个所述关系曲线图；
[0044]根据所述多个关系曲线图得到多个所述电荷载流子迁移率与多个所述阈值电压；
[0045]根据所述多个所述电荷载流子迁移率与多个所述阈值电压得到所述电荷载流子迁移率的变化与所述阈值电压的变化。
[0046]本专利技术通过有机场效应晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机场效应晶体管气敏传感器，其特征在于，所述有机场效应晶体管气敏传感器包括：衬底，所述衬底上方设置源极和漏极，所述源极与漏极上方设置有机半导体层，所述有机半导体层上方设置生物胺敏感层，所述生物胺敏感层上方设置水滴，所述水滴上方设置栅极。2.一种气味测量电路，其特征在于，所述气味测量电路包括：依次连接的电压输入电路、耦合电路、如权利要求1所述的有机场效应晶体管气味传感器、分压电路、反馈电路以及显示电路，所述反馈电路还与移动终端连接；所述耦合电路，用于将电压输入电路的输入电压与所述有机场效应晶体管气味传感器进行耦合，使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与所述输入电压相等；所述分压电路，用于使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与源漏极电压相等；所述显示电路，用于显示所述有机场效应晶体管气味传感器的漏极电压；所述反馈电路，用于对所述漏极电压进行放大，并通过所述移动终端进行电阻调节，直至放大的漏极电压与所述源极电压相等。3.如权利要求2所述的气味测量电路，其特征在于，所述耦合电路包括第一运算放大器；所述电压输入电路的输出端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述有机场效应晶体管气味传感器的源极连接。4.如权利要求2所述的气味测量电路，其特征在于，所述反馈电路包括第二运算放大器、固定电阻以及可调电阻；所述第二运算放大器的同相输入端与所述有机场效应晶体管气味传感器的漏极连接，所述第二运算放大器的输出端与所述固定电阻的第一端连接，所述固定电阻的第二端与所述第二运算放大器的反向输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述显示电路的第一端连接，所述显示电路的第二端接地，所述固定电阻的第二端与所述可调电阻的第一端连接，所述可调电阻的可调端与所述移动终端连接，所述可调电阻的第二端接地，所述有机场效应晶体管气味传感器的栅极接地。5.一种气味测量方法，其特征在于，所述气味测量方法应用于如权利要求2至4中任一项所述的气味测量电路，所述气味测量电路包括：依次连接的电压输入电路、耦合电路、有机场效应晶体管气味传感器、分压电路、反馈电路以及显示电路，所述反馈电路还与移动终端连接，所述气味测量方法，包括以下步骤：所述耦合电路将电压输入电路的输入电压与所述有机场效应晶体管气味传感器进行耦合，使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与所述输入电压相等；所述分压电路使所述有机场效应晶体管气味传感器的源极电压与源漏极电压相等；所述显示电路显示所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李捷，曾武，陈达畅，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：