Leiter der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Dr. Dr. Jens Simon
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Die sehr schnelle Datenübertragung von Flussquantenimpulsen der Supraleiterelektronik zur Halbleiterelektronik im GHz-Frequenzbereich ist in komplexeren Schaltungen mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. An der Schnittstelle zur Halbleiterelektronik werden auf Seiten der Supraleiterelektronik üblicherweise SFQ/DC-Konverter eingesetzt, deren Funktion es ist, die den SFQ-Pulsen (SFQ: Single Flux Quantum) inhärente digitale Information in analoge Spannungspulse zu konvertieren. Bei den in der PTB hergestellten SFQ-Schaltungen fallen am Ausgang dieser Konverter Spannungspulse mit Amplituden von ca. 100 μV an, die für die weitere Signalverarbeitung genutzt werden müssen. Konventionelle Halbleiterelektronik ist jedoch zur Weiterverarbeitung dieser kleinen Signale mit Bandbreiten im GHz-Bereich in der Praxis nicht einsetzbar. Um den Datentransfer zwischen beiden Elektronikgattungen zu erleichtern, wurde ein Spannungstreiber in Rapid Single Flux Quantum (RSFQ)-Impulslogik entwickelt und hergestellt. Er besteht aus einem 4-stufigen SQUID-Stack, das im SFQ-Pulssteuerungsmodus betrieben wird und mit dem die Spannung der Pulse am Ausgang der Konverter auf ca. 400 μV verstärkt werden kann. Zur Untersuchung des Treibers wurde eine spezielle Testschaltung mit zusätzlich integrierten DC/SFQ- und SFQ/DC-Konvertern entwickelt und hergestellt, in der die einzelnen RSFQ-Baugruppen durch kurze Segmente aktiver Josephson-Transmissionsleitungen voneinander entkoppelt sind. Der Verstärker wurde erfolgreich getestet. Er liefert eine Spannungsverstärkung um den Faktor 3,8. Die Arbeiten wurden im Rahmen des BMBF-Verbundvorhabens "Quanten-Synthesizer“ (13N8412) durchgeführt.
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