В данных структурах используется явление, изменения характеристик области повторного объёмного заряда полупроводника. При замене металла затвора проводящим раствором, изолирующая область покрывается ион-селективной мембраной и подвергается воздействию ионов. Для создания химических сенсоров используется два вида мембран чувствительных к ионам:
1) Образующие форадеев переход (неполяризуемый).
2) Образующие нефорадеевский переход (поляризуемый)