28、电化学传感器电路与生物医学ADC电路解析

电化学传感器电路与生物医学ADC电路解析

电化学传感器电路相关内容

在电化学传感器的应用中，恒电位仪的稳定性至关重要。若恒电位仪失去稳定性，不仅无法提供准确测量结果，还可能损坏电化学传感器。为了合理设计恒电位仪电路，全面理解电化学电池的等效电路模型是必不可少的。

电流模式带隙电路产生电压参考

有利用电流模式带隙电路来产生任意定义的电压参考的方法。若电阻R1到R5完全匹配，VBG1将是一个正参考电压，其值可通过改变R4进行调整；VBG2是低于VDD的参考电压，其值可通过改变R5来调整。并且，第二个电路在功耗和电路正常运行所需的最小电源电压方面具有优势。

电化学电池的等效电路建模

• 数学电路建模
  • 理想可极化电极 ：理想可极化电极的阻抗由双层电容Cdl与溶液电阻RS串联组成。双层电容是一种非线性电容，其值取决于施加电位、温度、离子浓度、离子类型、氧化层、电极粗糙度、杂质吸附等诸多参数。可近似用公式 (C_{dl}=K_{dl}A) 计算，其中A是电极面积，(K_{dl}) 通常在10 - 100 mF/cm²范围内，对于某些材料（如氧化铱）可能会高几个数量级。溶液电阻对电化学电池的阻抗有很大影响，其值取决于离子浓度、离子类型、温度以及电流传导区域的几何形状。假设均匀电流流过面积为A、长度为l的溶液，电阻可通过公式 (R_{S}=\frac{\rho l}{A}) 计算，其中(\rho) 是溶液电阻率。但在大多数电化学电池中，由于电流分布不均匀，很难计算电流路径和溶液几何形状，因此溶液电阻也难以计算。
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