Dispositivos eletrônicos voltados para aplicações em instrumentação eletrônica e pesquisas
em química analítica despertam grande interesse devido à sua ampla aplicabilidade, tanto em
pesquisas aplicadas quanto no ambiente industrial. Esses dispositivos, que são compostos por
sensores eletroquímicos de alta sensibilidade e seletividade, possibilitam análises precisas na
detecção de diversos compostos químicos e biológicos, como oxigênio, glicose, metais
tóxicos para o meio ambiente, além de moléculas antioxidantes, bioquímicas e DNA. Tais
aplicações são particularmente relevantes para o monitoramento ambiental e áreas
biomédicas. As técnicas eletroquímicas empregadas nesses sensores apresentam vantagens
significativas em comparação a outros métodos de detecção, como elevada sensibilidade, boa
seletividade, ampla aplicabilidade e baixo custo no desenvolvimento e implementação física
do dispositivo. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um novo circuito compacto
projetado para um potenciostato CMOS, aplicado a uma célula eletroquímica de três
eletrodos. A topologia proposta atua como uma interface de circuito, controlando a
polarização de sinais de tensão nos eletrodos do sensor, além de facilitar a medição de
corrente durante o processo de oxidação-redução da solução analisada. O potenciostato foi
desenvolvido utilizando tecnologia CMOS e é composto por um amplificador de dois
estágios, dois blocos de espelho de corrente acoplados ao amplificador, além um estágio de
saída push-pull inverter CMOS. O método eletroquímico de voltametria cíclica foi
empregado, operando em uma faixa de tensão de ±0,8 V e taxas de varredura de 10 mV/s, 25
mV/s, 100 mV/s e 250 mV/s. O circuito é capaz de medir correntes que variam de 10 μA a
500 μA. Os resultados experimentais foram obtidos utilizando uma solução redox de
ferricianeto de potássio K3[Fe(CN)6] com concentrações de 10, 15 e 20 mmol/L, cujos
voltamogramas correspondentes foram avaliados. Os resultados demonstraram que a
topologia do potenciostato proposto apresenta desempenho consistente com equipamento
comercial. Além disso, sua implementação com componentes discretos fabricados através de
processos em tecnologia CMOS permite a integração em sistemas mais compactos e
eficientes, reduzindo tanto o tamanho quanto o custo de dispositivos eletroquímicos, sem
comprometer a precisão e a confiabilidade das análises.
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