| 講演名 | 2019-08-09 二重SQUIDを採用したRSFQ分布型出力アンプの設計と動作実証 樋口 孔明(電通大), 島田 宏(電通大), 水柿 義直(電通大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 単一磁束量子(Single Flux Quantum: SFQ)回路と室温機器を結ぶ様々な Rapid Single-Flux-Quantum (RSFQ)出力増幅回路が現在までに提案されてきた。我々はその中でも超伝導分布型アンプに着目した。超伝導分布型アンプは，RFフリップフロップと読み出しSQUIDからなる基本セルの直列接続構造をしている。この回路は先行研究において10 Gbpsでの高速動作を達成しているが，その出力電圧振幅は1.75 mVにとどまっていた。本研究では，従来の分布型アンプを改良し，各段（各セル）のSQUIDを2個に増やした二重SQUID構造分布型アンプを提案する。この改良により，出力振幅が2倍になることが期待される。数値計算では1.0 Gbpsの入力において4段二重SQUID構造分布型アンプの最大出力振幅は3.54 mVとなり，従来の単一SQUID構造分布型アンプの場合と比較して2.07倍に増加した。%また，最大動作周波数は9.5 Gbpsであった。動作実証では入力信号周波数1 kHzでの低速測定を行った。4段二重SQUID構造分布型アンプの最大出力振幅は2.93 mVに達し，バイアス電流に対する出力振幅依存性が数値計算の結果とよく一致した。また，段数を増やした12段と24段の二重SQUID構造分布型アンプの動作実証も行い，バイアス電流に対する動作領域が数値計算結果より狭くなったものの，それぞれ8.23 mVと14.4 mVの最大出力振幅を得た。 |
| 抄録(英) | Recently, many groups have been proposed Rapid Single-Flux-Quantum (RSFQ) output amplifiers which are designed to connect RSFQ circuitry to room temperature electronics. We focus on a superconducting distributed amplifier (DA) comprising cascaded fundamental cells each of which comprises of an RS flip-flop and a read-out SQUID. In the previous report, a 12-stage RSFQ DA was demonstrated, in which the output voltage swing was 1.75 mV for 10 Gbps data link. Enhancement of the output voltage swing is important to realize connections with wider bandwidths from low temperature to room temperature environment. In this report, we propose a DA in which a single-SQUID is replaced with a double-SQUID. By introducing double-SQUIDs, the output voltage swing is expected to be two-fold. In simulation, the maximum output voltage swing of a 4-stage double-SQUID DA was 3.54 mV, which was 2.07 times larger than that of a single-SQUID DA. We fabricated a 4-stage double-DA using a Nb integration technology. The maximum output voltage swing of 2.93 mV was demonstrated and its operation conditions were in good agreement with the numerical results. We also designed and fabricated a 12-stage and 24-stage double-DA, each of which the maximum output voltage swings were 8.23 and 14.4 mV, respectively. |
| キーワード(和) | 単一磁束量子 / SQUID / 出力増幅回路 / 超伝導集積回路 |
| キーワード(英) | single-flux-quantum / SQUID / output amplifier / superconducting integrated circuits |
| 資料番号 | SCE2019-16 |
| 発行日 | 2019-08-02 (SCE) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
|---|---|
| 開催期間 | 2019/8/9(から1日開催) |
| 開催地（和） | 産業技術総合研究所 |
| 開催地（英） | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
| テーマ（和） | デバイス関係、薄膜、一般 |
| テーマ（英） | Device, think film, etc. |
| 委員長氏名（和） | 神代 暁(産総研) |
| 委員長氏名（英） | Satoshi Kohjiro(AIST) |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | 竹内 尚輝(横浜国大) / 三木 茂人(NICT) |
| 幹事氏名（英） | Naoki Takeuchi(Yokohama National Univ.) / Shigehito Miki(NICT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 赤池 宏之(大同大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Hiroyuki Akaike(Daido Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Superconductive Electronics |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 二重SQUIDを採用したRSFQ分布型出力アンプの設計と動作実証 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Design and Operation of RSFQ Distributed Output Amplifier Equipped with double-stack SQUIDs |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 単一磁束量子 / single-flux-quantum |
| キーワード(2)（和/英） | SQUID / SQUID |
| キーワード(3)（和/英） | 出力増幅回路 / output amplifier |
| キーワード(4)（和/英） | 超伝導集積回路 / superconducting integrated circuits |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 樋口 孔明 / Komei Higuchi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC Tokyo) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 島田 宏 / Hiroshi Shimada |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC Tokyo) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 水柿 義直 / Yoshinao Mizugaki |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 電気通信大学(略称：電通大) The University of Electro-Communications(略称：UEC Tokyo) |
| 発表年月日 | 2019-08-09 |
| 資料番号 | SCE2019-16 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | SCE-164 |
| ページ範囲 | pp.43-48(SCE), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-08-02 (SCE) |