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| 講演名 | 2012-07-19 10:20 断熱型QFP回路用直流駆動交流電源の設計と動作実証 ○向山隆志・山梨裕希・吉川信行（横浜国大）  SCE2012-9 |
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| 抄録 | （和） | 断熱型磁束量子パラメトロン (adiabatic quantum-flux-parametron: AQFP) 回路は，断熱的に動作させることで消費電力を極限的に低減させることが可能な超低消費電力論理回路として期待されている．AQFP回路は周期的に電流を供給し回収する交流電流源が必要である．しかしながら，数GHzから数十 GHzの高速動作時に，交流バイアスを外部供給すると，チップ内の受動線路の大規模化が課題となる上，高周波電流の損失の観点からも望ましくない．そこで本研究では，直流電源によって駆動するAQFP回路用交流電源の提案を行う．提案するAQFP回路用直流駆動交流電源は，直流電流を交流電流に変換する弛張発振器と，交流電流を正弦波状電流へ変換する共振器を磁気的に結合させることで構成され，AQFP回路は共振器の後段に接続される．シミュレーションによって，本回路はAQFP回路用として十分な1 - 8 mAの振幅可変性と数$mu$Wの消費電力で動作可能なことが確認された．ISTEC 2.5 kA/cm2 標準プロセスを用いて作製した回路は，4.4 GHzでの動作が実証され，シミュレーションと同様の振幅可変性も確認した．これらの結果から，本電源回路を用いたAQFP回路の外部直流電源駆動の実現が期待される． |
| （英） | Abstract Adiabatic quantum-flux-parametron (AQFP) circuits are a promising technology as ultra-low-power logic because their energy consumption is reduced considerably by operating them adiabatically. The AQFP circuits are driven by an AC current source that periodically applies and removes their bias current. However, if external sources are used for supplying the AC bias at high-frequency, on-chip passive network will be larger and the AC bias dissipation at the interconnection becomes higher. In this study, we propose on-chip AC power sources operated by DC power sources. The proposed AC power source is composed of a superconducting resonator and a DC-powered Josephson relaxation oscillator which is coupled to the resonator. It converts DC current into AC current and supplies the AC current magnetically to AQFP circuits coupled to the resonator. We designed and implemented the AC power source, whose target frequency is 4.8 GHz, by using the ISTEC Nb standard process. Simulation results show that its power consumption is a few $mu$W and its correct operation was experimentally demonstrated, where the AC output current amplitude can be varied from 1 mA to 8 mA by its DC input current. These results indicate that AQFP circuits can be driven by external DC power sources using the on-chip AC power sources. | |
| キーワード | （和） | 超伝導 / 交流電源 / 直流駆動 / 弛張発振器 / QFP / / / |
| （英） | superconducting circuits / Josephson integrated circuits / AC source / relaxation oscillator / QFP / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 112, no. 138, SCE2012-9, pp. 1-6, 2012年7月. | |
| 資料番号 | SCE2012-9 | |
| 発行日 | 2012-07-12 (SCE) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SCE2012-9 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
| 開催期間 | 2012-07-19 - 2012-07-19 |
| 開催地（和） | 機械振興会館地下3階1号室 |
| 開催地（英） | Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. |
| テーマ（和） | 信号処理基盤技術及びその応用、一般 |
| テーマ（英） | Signal processing technologies and their applications, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SCE |
| 会議コード | 2012-07-SCE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 断熱型QFP回路用直流駆動交流電源の設計と動作実証 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Design and Demonstrate of DC-Powered On-Chip AC Power Sources for Adiabatic Quantum-Flux-Parametron |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導 / superconducting circuits |
| キーワード(2)（和/英） | 交流電源 / Josephson integrated circuits |
| キーワード(3)（和/英） | 直流駆動 / AC source |
| キーワード(4)（和/英） | 弛張発振器 / relaxation oscillator |
| キーワード(5)（和/英） | QFP / QFP |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 向山 隆志 / Takashi Mukaiyama / ムカイヤマ タカシ |
| 第1著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 (略称： 横浜国大) Yokohama National University (略称： Yokohama National Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 山梨 裕希 / Yuki Yamanashi / ヤマナシ ユウキ |
| 第2著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 (略称： 横浜国大) Yokohama National University (略称： Yokohama National Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 吉川 信行 / Nobuyuki Yoshikawa / ヨシカワ ノブユキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 横浜国立大学 (略称： 横浜国大) Yokohama National University (略称： Yokohama National Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2012-07-19 10:20:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SCE |
| 資料番号 | SCE2012-9 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | no.138 |
| ページ範囲 | pp.1-6 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2012-07-12 (SCE) |
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