digitális technika szupravezető eszközökkel

Digitális technika Digitális technika szupravezető eszközökkel.szupravezető eszközökkel.

Balázs ZoltánBalázs ZoltánFőiskolai adjunktusFőiskolai adjunktus

BMF. Mikroelektronika IntézetBMF. Mikroelektronika Intézet

Szupravezetők műszaki alkalmazásai IISzupravezetők műszaki alkalmazásai II

d1. ábrad1. ábraAz YBCO eszközök jellemzői:Az YBCO eszközök jellemzői:- kis ellenállás,- kis ellenállás,- alacsony teljesítmény felvétel, nagy működési sebesség- alacsony teljesítmény felvétel, nagy működési sebesség- igen nagy pontosság: feszültség standard, DAC, ADC- igen nagy pontosság: feszültség standard, DAC, ADC- alacsony működési zaj- alacsony működési zaj


d2. ábra d2. ábra A Josephson átmenet működésének magyarázata az A Josephson átmenet működésének magyarázata az alagúthatás segítségével. A képen a Cooper párok alagúthatás segítségével. A képen a Cooper párok hullámfüggvénye látható.hullámfüggvénye látható.


d3. ábra d3. ábra A Josephson átmenet áram-feszültség karakterisztikája.A Josephson átmenet áram-feszültség karakterisztikája.


d4. ábra d4. ábra A Josephson átmenet a szupravezető digitális áramkörök A Josephson átmenet a szupravezető digitális áramkörök alapvető építő eleme.alapvető építő eleme.


d5. ábra d5. ábra A digitális áramköri elemek alapkapcsolása:A digitális áramköri elemek alapkapcsolása:a.) a.) az alapelem kapcsolási vázlataaz alapelem kapcsolási vázlatab.)b.) a reteszelt logikai elem (latching logic) I-U hiszterézises görbéjea reteszelt logikai elem (latching logic) I-U hiszterézises görbéjec.)c.) az RSFQ (rapid single flux quantum logic) logikai elem I-U görbéjeaz RSFQ (rapid single flux quantum logic) logikai elem I-U görbéjed.)d.) az RSFQ elem SFQ kimeneti jele és fázisugrása. az RSFQ elem SFQ kimeneti jele és fázisugrása.


d6. ábra d6. ábra Niobium Niobium alapanyagú, LTS, alapanyagú, LTS, alacsony alacsony hőmérsékletű hőmérsékletű szupravezetőből szupravezetőből kialakított Josephson kialakított Josephson átmenet.átmenet.

A gát anyaga A gát anyaga alumíniumoxid.alumíniumoxid.

SIS szerkezetSIS szerkezet


d6. ábra d6. ábra HTS, magas HTS, magas hőmérsékletű hőmérsékletű szupravezetőből szupravezetőből kialakított kialakított Josephson Josephson átmenetek.átmenetek.

A gát anyaga A gát anyaga normál állapotú normál állapotú fém.fém.

SNS szerkezet.SNS szerkezet.


d7. ábra d7. ábra Edge S-N-S mikroszkopikus képe és áram- feszültség Edge S-N-S mikroszkopikus képe és áram- feszültség görbéje.görbéje.


d8. ábra d8. ábra Josephson Josephson átmenet, átmenet, edge S-N-S edge S-N-S kialakításának kialakításának technológiai technológiai lépései egy lépései egy integrált integrált áramkörben.áramkörben.


d9. ábrad9. ábra

Az RFSQ áramkörök alapelemei:Az RFSQ áramkörök alapelemei:- Josephson transmission line JTL: jelátviteli egység- Josephson transmission line JTL: jelátviteli egység


d9. ábrad9. ábra

Az RFSQ áramkörök alapelemei:Az RFSQ áramkörök alapelemei:- Josephson transmission line JTL: jelalakok- Josephson transmission line JTL: jelalakok


d9. ábrad9. ábra

Az RFSQ áramkörök alapelemei:Az RFSQ áramkörök alapelemei:- jelátviteli egység- jelátviteli egység- egy egyszerű tároló egység- egy egyszerű tároló egység


d10. ábrad10. ábra

Az RFSQ áramkörök alapelemei:Az RFSQ áramkörök alapelemei:- D flip-flop alapkapcsolása- D flip-flop alapkapcsolása



Az RFSQ áramkörök alapelemei:Az RFSQ áramkörök alapelemei:- R-S flip-flop alapkapcsolása- R-S flip-flop alapkapcsolása



Az R-S flip-flop jelfolyamataAz R-S flip-flop jelfolyamata



Az RFSQ áramkörök alapelemei:Az RFSQ áramkörök alapelemei:- R-S flip-flop alapkapcsolása- R-S flip-flop alapkapcsolása SFQ/DC átalakítóvalSFQ/DC átalakítóval


d20. ábra T flip-flop d20. ábra T flip-flop


d20. ábra d20. ábra T flip-flop T flip-flop


d20. ábra d20. ábra Frekvencia osztóFrekvencia osztó

http://xena.physics.sunysb.edu/tutorial/tbi2/sch3.ps


d20. ábra d20. ábra T flip-flop-okból felépített frekvencia osztó jelfolyamata T flip-flop-okból felépített frekvencia osztó jelfolyamata


d11. ábra d11. ábra RFSQ elemi cella és a jelek időbeli sorrendje.RFSQ elemi cella és a jelek időbeli sorrendje.


d12. ábra d12. ábra SFQ logikai bit energia tartalma.SFQ logikai bit energia tartalma.


d13. ábra d13. ábra Josephson – CMOS hibrid memória felépítése.Josephson – CMOS hibrid memória felépítése.


d14. ábra d14. ábra Egy RSFQ logikai kapu fizikai elrendezése az integrált Egy RSFQ logikai kapu fizikai elrendezése az integrált áramkörben.áramkörben.


d15. ábra d15. ábra Nagy sebességű RSFQ áramkörökkel elért működési Nagy sebességű RSFQ áramkörökkel elért működési frekvenciák és gyártó cégük.frekvenciák és gyártó cégük.


d16. ábra d16. ábra SQUID-Superconducting QUantum Interference Device-SQUID-Superconducting QUantum Interference Device-szupravezető kvantum interferencia berendezés működésének szupravezető kvantum interferencia berendezés működésének alapelve.alapelve.


d17. ábra d17. ábra A SQUID kritikus áramának függése a mágneses tér A SQUID kritikus áramának függése a mágneses tér indukciójától.indukciójától.


d18. ábra d18. ábra A mágneses tér csatolása a SQUID érzékelőhöz A mágneses tér csatolása a SQUID érzékelőhöz


d19. ábra d19. ábra Különböző orvosi műszerek érzékelési tartományaKülönböző orvosi műszerek érzékelési tartománya


d20. ábra d20. ábra 151 csatornás magnetoencefalográf 151 csatornás magnetoencefalográf


d21. ábra d21. ábra Magnetoencefalográf működés közbenMagnetoencefalográf működés közben

digitális technika szupravezető eszközökkel

Documents