全結合および最近接結合単電子リングオシレータの解析

摘要

Ring oscillators constructed with single-electron transistor have large phase noise because of probabilistic electron tunneling sigularity. In this paper, we investigate whether coupling ring oscillators can reduce their phase noise. We estimated the phase noise, the oscillation frequency and the phase difference between oscillators by theoretical analysis and circuit simulation for all-coupled and nearest-neighbor-coupled single-electron ring oscillators. As a result, we confirmed that all-coupled ring oscillators can be reduced the phase noise by the coupling. Nearest-neighbor-coupled ring oscillators have not the tendency, but we gained the knowledge that they take symmetrical oscillation mode such that theirconsumption energy is minimized.%単電子トランジスタを用いてリングオシレータを構成したとき，単独ではトンネリングが確率的であるため位相雑音が非常に大きいと考えられる．本稿では，結合により位相雑音を低減するかを調べたので報告する．全結合型と最近接結合型の2種類のリングオシレータを構成し，理論解析と回路シミュレーションにより位相雑書および発振周波数，オシレータ間位相差を推定した．その結果，全結合型オシレータは結合数増に伴って位相雑音の低減を確認した．最近接結合型オシレ一夕にはその傾向はないが，消費エネルギーを最小化する対称発振モードが発現するという知見を得た．