Measuring an unknown voltage by using a single-electron transistor-based voltmeter

• Опубліковано в: : Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
• Дата: 2021
• Автор: Biswas, A.K.
• Формат: Стаття
• Мова: Англійська
• Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2021
• Теми: Physics of microelectronic devices
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/216228
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Measuring an unknown voltage by using a single-electron transistor-based voltmeter / A.K. Biswas // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2021. — Т. 24, № 3. — С. 277-287. — Бібліогр.: 19 назв. — англ.

In engineering and science, high operating speed, low power consumption, and high integration density equipment are financially indispensable. A single-electron device (SED) is one such piece of equipment. SEDs are capable of controlling the transport of only one electron through the tunneling transistor. It is a single electron that is sufficient to store information in SED. Power consumed in the single-electron circuit is very low in comparison with CMOS circuits. The processing speed of a single electron transistor (SET) based device will be nearly close to electronic speed. SET attracts the researchers, scientists, or technologists to design and implement large-scale circuits for the sake of the consumption of ultra-low power consumption and their small size. All the incidents for the case of a SET-based circuit happen when only a single electron tunnels through the transistors under the proper applied bias voltage and a small gate voltage or multiple gate voltages. For implementing a single-electron transistor-based voltmeter circuit, SET would be the best candidate to fulfil the requirements of it. Ultra-low noise is generated during tunneling SEDs. A D Flip-Flop is implemented and based on this, two kinds of registers, like sequence register and сode register, are made. У науці та техніці висока робоча швидкість, низьке споживання енергії та обладнання з високою щільністю інтеграції є фінансово необхідними. Одноелектронний пристрій – приклад такого обладнання. Одноелектронні пристрої здатні контролювати перенесення лише одного електрона крізь тунельний транзистор. Саме одного електрона вистачить для зберігання інформації в одноелектронному пристрої. Потужність, яка споживається в єдиному електронному ланцюзі, є дуже низькою у порівнянні зі схемами CMOS. Швидкість обробки пристрою на основі одноелектронного транзистора буде майже наближена до швидкості електрона. Використання одноелектронного транзистора залучає дослідників, вчених або технологів до проєктування та реалізації великомасштабних схем задля споживання наднизької потужності та її малих розмірів. Усі процеси у схемі на основі одноелектронного транзистора відбуваються, коли тільки один електрон тунелює крізь транзистор під належною напругою зміщення та малою напругою затвора або підвищеною напругою затвора. Для реалізації єдиної схеми вольтметра на основі одноелектронного транзистора, одноелектронний транзистор буде найкращим кандидатом для виконання таких вимог. Під час тунелювання в одноелектронному пристрої генерується наднизький рівень шуму. Реалізовано D-flip-flop, і на основі цього створюються два типи регістрів, такі як регістр послідовностей та регістр коду.