플럭스 양자화 조셉슨 접합 회로의 모델링 및 시뮬레이션 방법

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자속을 고려한 초전도 회로 모델

자속 양자화 초전도 회로를 모델링하려면 기존의 회로 전압 및 전류 외에도 자속과 조셉슨 위상을 표현해야 합니다. 자속을 고려한 조지프슨 접합 및 인덕터 모델은 보조 자속 노드를 제공하여 회로가 위상과 자속의 관계를 직접 표현할 수 있게 합니다. 이러한 소자들을 조합하여 초전도 루프를 구성하고, 외부에서 가해진 자속으로 바이어스를 적용함으로써 고주파 초전도 양자 간섭 소자(rf-SQUID) 및 직류 SQUID와 같은 소자를 모델링할 수 있습니다.

시뮬레이션에서는 회로의 시간적 변화 과정에서 자속 양자화가 자연스럽게 발생하는 경우 과도 해석을 사용할 수 있으며, 보조 자속 회로를 통해 직류(DC), S-파라미터, 교류(AC) 및 고조파 균형 해석에 대한 양자화 제약 조건을 부과할 수도 있습니다. 이를 통해 개별 SQUID는 물론, 보다 복잡한 다중 접합 회로 및 어레이에 대해 자속 의존적 위상, 순환 전류, 인덕턴스, 전송, 이득, 압축 및 상호 변조 거동을 평가할 수 있습니다.

플럭스 양자화 조셉슨 회로 모델링 솔루션

플럭스를 고려한 조셉슨 접합 및 인덕턴스 소자를 연결하여, 각 소자의 플럭스 합이 요구되는 플럭스 양자화 조건을 충족하도록 초전도 루프를 모델링합니다. 키사이트 어드밴스드 디자인 시스템(ADS)은 보조 위상/플럭스 단자를 갖춘 조셉슨 접합 모델과, 기존의 전기적 거동을 회로의 정규화된 플럭스와 연결하는 플럭스를 고려한 인덕터 및 상호 인덕턴스 모델을 제공합니다. 설계자는 과도 시뮬레이션을 사용하거나 주파수 영역 분석을 위해 보조 자속 루프를 명시적으로 구성할 수 있습니다. 이 접근 방식은 DC, S-파라미터 및 고조파 균형 분석을 지원하며, rf-SQUID, dc-SQUID, SNAIL 비선형 소자, 스네이크 어레이 및 조셉슨 파라메트릭 증폭기에 적용된 사례가 제시됩니다.
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양자 회로 시뮬레이션에서 RF SQUID의 플럭스 양자화 모델링

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플럭스 양자화 조셉슨 회로 모델링을 위한 추가 자료

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