Sistema de medida baseado em ISFETs (Ion Sensitive Field Effect Transistor) para determinação de acidos e bases em soluções aquosas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Chavez Porras, Fernando
Data de Publicação: 1996
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1583807
Resumo: Orientadores: Jacobus W. Swart, Edgar Charry Rodriguez
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spelling Sistema de medida baseado em ISFETs (Ion Sensitive Field Effect Transistor) para determinação de acidos e bases em soluções aquosasCoulometriaMicroeletrônicaSistemas eletrônicos analógicosCircuitos integradosEletroanáliseOrientadores: Jacobus W. Swart, Edgar Charry RodriguezDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia EletricaResumo: Neste trabalho é primeiro apresentada uma nova classificação dos sensores eletroquímicos, objetivando fazer um paralelo entre os sensores eletroquímicos convencionais e a crescente geração de sensores eletroquímicos microeletrônicos, ou aqueles fabricados com técnicas de fabricação de circuitos integrados. Em seguida, são apresentados alguns resultados práticos relacionados com o desenvolvimento de um sensor coulométrico baseado em ISFETs. Assim, é proposto um esquema de medida conformado por: dois sensores coulométricos conectados em forma diferencial, e por um circuito eletrônico simples que realiza o cálculo do tempo de titulação a partir da segunda derivada da sua respectiva curva de titulação. O desenvolvimento do sistema inclui: a) o projeto e fabricação dos sensores coulométricos, b) o projeto e implementação com circuitos discretos de : um circuito eletrônico para o processamento do sinal de saída dos ISFETs e uma fonte de corrente simples e sua lógica de controle necessária para gerar pulsos de corrente entre 0-15 JlA. O sistema proposto é testado realizando titulações coulométricas de ácido acético, e serve para determinar concentrações de até 0.007 moles/litro usando pulsos de corrente entre 0-15 JlA. Também é apresentado um modelo simples que nos permite comprovar os resultados das medidas. Após é feita uma discussão relacionada com o mecanismo de operação do dispositivo. Finalmente é apresentado o processo de fabricação dos sensores coulométricos, o qual é baseado em um processo de fabricação de ISFETs padrãoAbstract: Firstly, in this work, is showed a new classification of the electrochemical sensors intending to make a paralell between conventional electrochemical sensors and the new generation of electrochemical microelectronic sensors, or that, fabricated with integrated circuits technology. Next, it is showed some practical results related with developing a based on ISFET coulometric sensor. Therefore, it is proposed a measurement set-up conformed by: two coulometric sensors connected in a diferencial way, and an electronic circuit able to compute the titration time from its second derivative of the respective titulation curve. This work involves: a) the design and fabrication of the coulometric sensors, b) the design and implementation with discret circuits of: an electronic circuit for processing the ISFETs output signal and a simple current source and its necessary controllogic able to supply current pulses of 0-15 J.1A. The proposed system is tested doing coulometric titrationof acetic acid, and is able to determine concentrations until 0.007moles/literusing coulometricpulses of 0-15 J.1A. It is also showna simpie model, which corroborate the measurements, and then is given a discussion related with the mechanism of operation of this device. Finally, it is also shown the fabrication process of the coulometric sensors, which is based on a standãrd ISFET fabrication processMestradoMestre em Engenharia Elétrica[s.n.]Swart, Jacobus Willibrordus, 1950-Rodriguez, Edgar CharryUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia ElétricaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASChavez Porras, Fernando19961996-04-08T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf137 f. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1583807CHAVEZ PORRAS, Fernando. Sistema de medida baseado em ISFETs (Ion Sensitive Field Effect Transistor) para determinação de acidos e bases em soluções aquosas. 1996. 137 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1583807. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/108978porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-05-03T15:01:05Zoai::108978Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-05-03T15:01:05Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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