A Single-Electron Bandpass Digital Wave Filter

摘要

This paper presents a sigma-delta domain bandpass digital filter built by using single-electron tunnel ing (SET) devices. The filter is a spatiotemporally discretized and binary quantized model of analog distributed parameter filters. The discretized and quantized model naturally has local connection structure and fault tolerance of transient device errors. Thus the filter architecture is suitable for nanoelectronic circuit implementation. We confirmed the frequency response characteristics and evaluated the fault tolerance by numerical simulation and with SET circuit simulator SIMON. The fault tolerance performance is that the filter keeps output SNR over 30 dB at the device error rate lower than 10~(-4) when oversampling ratio is 2~(10).%本稿では単電子トンネリング・デバイスを用いた帯域通過ディジタル・フィルタの構成法を述べる.従来より筆者らが提案しているディジタル・フィルタは結合線路から成るアナログ分布定数フィルタを空間的に離散化したモデルである.よって回路セル間の配線の大部分は局所的である.また信号形態は2備に量子化されたデルタ・シグマ変調信号であり，重み付けのない1ビットパルス列はデバイスの誤動作に耐性を持つ.本稿において提案するディジタル・フィルタは従来型に比べ回路構成の簡易さに劣るが，アナログ分布定数フィルタの設計手法を利用できる利点を持つ.設計したディジタル・フィルタが所望の特性を持つことを，回路シミュレーションにより確認した.