JP3298637B2 - Ab効果素子を用いたa/d変換器 - Google Patents
Ab効果素子を用いたa/d変換器Info
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Description
化が可能なAB効果素子を用いたA/D変換器に関する。
やスイッチング時間の短縮化が可能なゾーン折り返し効
果や共鳴トンネル効果等の新機能性が見出されている。
この様な高い周波数動作やスイッチング時間の短縮化が
可能な素子の一つとしてアハロノフ・ボーム効果(以下
AB効果という)素子が知られている
る。これらの図において、n+コンダクト層1−1間に量
子井戸からなるチャネル2があるとする。ここで、電子
波がAの地点で分割され、経路b,cを通りDの地点で再
び1つの電子波となる場合を考える。
係数をt2とすればA点からD点への全透過係数Tは |T|2=|t1+t2|2 =2|t2|2(1+cosφ) …(1) 但し|t1|=|t2|=|t|
相差をφとし,電子は散乱されることなくバリスティッ
クに伝導するものとする。 (1)式からb,cの位相を変化させられればコンダクタ
ンスを変調することが可能である。位相差は紙面に直角
方向に磁場Byを印加することで制御可能であり、位相差
φは φ=qBy・(L・d)/h q=荷電粒子 L・d=形状によって決まる数値 h=プランク定数(6.63×10-34J・S) で与えられる。これをアハロノフ・ボーム効果(Aharon
ov−Bohm effect…AB効果)という。
エピタキシャル成長させて形成していた。
は平均自由工程が小さいため所望のスイッチング時間や
動作周波数を得るためには100Åオーダの超微小加工を
必要とするという問題があった。
たもので,微小真空管と磁界発生手段を用いて複数のAB
効果素子を形成し、磁界発生手段に発生する磁界の強さ
を所定の倍率に制御することにより超微小加工が比較的
簡単なAB効果素子を用いたA/D変換器を提供することを
目的とする。
ては、 真空中に配置されたカソード及びアノードと、これら
カソードとアノードの間に配置されカソードから出射す
る電子の流れを2分する分留手段と、該分流手段とアノ
ードの間に配置された磁界発生手段を有するAB効果素子
からなり、 前記AB効果素子を複数個形成し、前記AB効果素子を構
成する磁界発生手段のそれぞれに発生する磁界の強さを
所定の倍率に制御したことを特徴としている。
いたA/D変換器において、 磁界発生手段の一つに発生する磁界の強さを1とした
ときに他の磁界発生手段に発生する磁界の強さをそれぞ
れ2a(a=1,2,3…)倍の磁界となるようにしたことを
特徴としている。
とると2倍,4倍,8倍の周期を持った波形が得られる。こ
れをビットに対応させる。
する。図3はp型lnSb基板11上にi型InSb薄膜12をMBE
(Molecular Beam Epitaxy)装置により、0.5μm程
度の厚さに成長させ、更にInAlSb薄膜13を0.2μm程度
成長させたAB効果素子の一部を構成する薄膜の断面図で
ある。
のでInSb薄膜12とInAlSb薄膜13との境界に2DEG(2次元
電子ガス)が形成される。 一般にInSbの平均自由行程は大きく(〜2μm)電子
の波動性は他のAB効果素子に比べ比較的大きなスケール
で現れる。そのため,超微小サイズを用いることなく量
子干渉効果を得ることができる。
で、14はInSb基板上に形成した例えばAuからなる電極で
あり,その電極14,14間に図7に示す構成のバリスティ
ック導電体が形成されている。
波はAの地点で分割され,経路b,cを通りDの地点で、
再び1つの電子波となるので先に示した図7と同様のAB
効果を得ることができる。
で形成し,電気抵抗が0となる温度に冷却して使用すれ
ば微小加工を必要としないAB効果素子を得ることができ
る。
を示すもので、(1)〜(4)は基板上に形成されたAB
効果素子である。15a〜15dはAB効果素子の上方のそれぞ
れに直列に接続されたソレノイドコイルで,入力電流に
よりその磁界の強さが1:2:4:8の比になるように形成さ
れている。
流しておき,ソレノイドコイル15a〜15dに入力電流をあ
たえた場合のそれぞれのAB効果素子の出力電流の変化を
示すもので、各AB効果素子(1)〜(4)の波形は横軸
にコイルに流れる電流をとると磁場の強さの逆数に比例
した周期1/8,1/4,1/2,1で変動する。
ことにより4bitのA/D変換器を実現することができる。
なお,ソレノイドコイルは経路b,cの上に絶縁膜を形成
し,導電体と絶縁膜を交互に積層し、絶縁膜の一部に孔
を開け絶縁膜に挟まれた導電体の一部を接続して形成す
ることができ,これは公知の半導体手法を用いて行な
う。
で,これを利用することにより超高速なA/D変換が可能
となる。
用いたA/D変換器の構成を示すものである。 始めに図2を用いた横型真空管について簡単に説明す
る。図2において20はカソード、21はアノードであり、
これらは所定の距離を隔てて対向して配置されている。
22はカソード20とアノード21の間に形成されたグリッド
であり、これらは例えば石英基板上に形成され、真空中
に配置されている。
/グリッド間に電圧を印加することによりカソードから
出射する電子をゲートにより制御することができる。
20の前方に電子の流れを2分するスリット23が配置され
ている。 15a〜15dは図6と同様のソレノイドコイルであり,対
向するそれぞれのカソード20とアノード21の中間付近の
基板上に形成されている。
し絶縁膜の一部に孔を開け,絶縁膜に挟まれた導電体を
接続することにより図6のものと同様公知の半導体手法
を用いて形成する。
とする電圧を印加すると,カソード20から出射した電子
はカソード20の前方に配置されたスリット23で、それぞ
れ2方向に分割されソレノイドコイル15a〜15dの上方を
進んでアノードに達するが,ソレノイド5a〜5dは入力電
流iによりその磁界の強さが1:2:4:8の比になるように
形成されている。
に比例した周期1/8,1/4,1/2,1で変動する。 従ってこの変動をそれぞれ0,2,4,8のbitに対応させる
ことにより4bitのA/D変換を実現することができる。
れば,AB効果素子を複数個形成し、前記AB効果素子を構
成する磁界発生手段のそれぞれに発生する磁界の強さを
所定の倍率に制御したので、超高速A/D変換器を実現す
ることができる。
例を示す図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】真空中に配置されたカソード及びアノード
と、これらカソードとアノードの間に配置されカソード
から出射する電子の流れを2分する分流手段と、該分流
手段とアノードの間に配置された磁界発生手段を有する
AB効果素子からなり、 前記AB効果素子を複数個形成し、前記AB効果素子を構成
する磁界発生手段のそれぞれに発生する磁界の強さを所
定の倍率に制御したことを特徴とするAB効果素子を用い
たA/D変換器。 - 【請求項2】磁界発生手段の一つに発生する磁界の強さ
を1としたときに他の磁界発生手段に発生する磁界の強
さをそれぞれ2a(a=1,2,3…)倍の磁界となるように
したことを特徴とする請求項1記載のAB効果素子を用い
たA/D変換器。
Priority Applications (1)
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JP33439290A JP3298637B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Ab効果素子を用いたa/d変換器 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04206662A JPH04206662A (ja) | 1992-07-28 |
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Family
ID=18276857
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3298637B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2362506A (en) * | 2000-05-19 | 2001-11-21 | Secr Defence | Field effect transistor with an InSb quantum well and minority carrier extraction |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP33439290A patent/JP3298637B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
V.Chandrasekher et.al.,Physical Review Letters,米国,1985年10月7日,vol.55,no.15,1610−1613 |
Y.イムリー,R.A.ウェッブ,サイエンス,1989年6月1日,1989年6月号,28−36 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04206662A (ja) | 1992-07-28 |
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