超高速连续时间 Delta-Sigma 转换器中的超导量子放大器-积分器
信号处理
2021-07-27 v1
摘要
当前半导体研究日益聚焦于更高速度、更高线性度或二者兼而有之。其应用涵盖消费、工业、医疗与军事领域。此类电路通常采用当今低压 CMOS 工艺以硅制造，少数情况结合 BJT-CMOS，如砷化镓或磷化铟。这些技术节点面临大量问题，如失配、失真、噪声、因过大电流导致的热与电迁移问题等造成的电路动态范围缩减。使这些问题更复杂的是放大器可实现的较低增益，常受此类技术节点中较低电源电压的限制。渐渐地，斩波、共源共栅、级联与校准等电路技术正逼近其极限。本文提出一种截然不同的方法，针对常规模拟设计构建模块使用宏观量子效应，此前该效应未受设计界青睐。我们将仅关注超导效应及其宏观现象在放大器、积分器与比较器中的采用。利用交错超导体，我们可实现仅依赖于物理量子常数且不受工艺、温度、电源、干扰等影响的增益。放大器增益的这种鲁棒性对获得更高线性度大有裨益。该比较器可分辨最小 2.07 fT 磁通，但当嵌入 Delta-Sigma 环路中时通常可达到小 100 倍的分辨率，从而拓展感知的边界。
引用
@article{arxiv.2107.11964,
title = {Superconducting Quantum Amplifier-Integrator in Ultra-High Speed Continuous-time Delta-Sigma Converter},
author = {Debopam Banerjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11964},
year = {2021}
}