npsm 새물리 New Physics : Sae Mulli

pISSN 0374-4914 eISSN 2289-0041
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Article

Research Paper

New Physics: Sae Mulli 2005; 50: 238-243

Published online April 1, 2005

Copyright © New Physics: Sae Mulli.

Switching Errors of Josephson Junctions in Single Flux Quantum Devices

단자속양자 소자에 있어서의 조셉슨 접합의 스위칭 오류

S. H. KIM1, J. Y. KIM1 and J. H. KANG1,* K. R. JUNG2, H. R. LIM2, J. H. PARK2 and T. S. HAHN2

1Department of Physics, University of Incheon, Incheon 402-749
2Korea Photonics Technology Institute, Gwangju 500-210

Correspondence to:jhkang@incheon.ac.kr

Abstract

In rapid single flux quantum (RSFQ) digital devices, the Josephson junctions are current biased and subject to thermally induced switching errors. In this research, we studied the switching errors of the Josephson junctions by measuring the bit error rate of an RSFQ switch. We prepared two identical circuits and placed them in parallel. The circuits had 10 Josephson transmission lines (JTLs) connected in series with an RSFQ switch placed in the middle of the 10 JTLs. We used a splitter to feed the same input signal to both circuits. The outputs of the two circuits were compared with an RSFQ XOR to measure the bit error rate. By using a computerized bit error rate test setup, we measured a bit error rate of 2.18  $\times$ 10$^{-12}$ when the bias to the RSFQ switch was 0.398 mA, which was quite off from the optimum bias of 0.6 mA.

Keywords: Superconductivity, Josephson, Error, Single flux quantum

단자속양자 디지털소자에서는 조셉슨 접합들이 전류 바이어스에 의해 작동되어 열적 원인에 의한 스위칭 오류를 일으킨다. 본 연구에서는 단자속양자 스위치의 오류율을 측정함으로써 조셉슨 접합의 스위칭 오류에 대한 조사를 하였다. 단자속양자 스위치의 오류율을 측정하기 위하여 두 개의 동일한 회로를 병렬로 연결하였으며, 각 회로는 10개의 조셉슨 트랜스미션라인과 그 중간에 놓인 단자속양자 스위치로 구성하였다. 두 회로에 동일한 입력 신호를 주기 위하여 분배기를 사용하였다. 두 회로의 출력을 단자속양자 XOR로 비교함으로써, 단자속양자 스위치의 비트 오류율을 측정하였다. 자동화된 비트 오류율 측정 장치를 사용하여, 단자속양자 스위치에 인가된 바이어스 전류를 최적의 바이어스인 0.6 mA에서 상당히 떨어진 0.398 mA이었을 때 단자속양자 스위치의 비트 오류율이 2.18 $\times$ 10$^{-12}$이 됨을 얻었다.

Keywords: 초전도, 조셉슨, 오류, 단자속양자

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