Экспериментальное исследование пассивных электронных компонентов криогенной электроники
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , government-funded project, FSUN-2023-0007
Вольхин Д.И.
1, Новиков И.Л.
1, Вострецов А.Г.
11Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия

Email: d.i.volkhin@mail.ru, novikov@corp.nstu.ru, ag_vost@mail.ru
Поступила в редакцию: 5 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 5 мая 2025 г.
Принята к печати: 5 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 21 августа 2025 г.
Представлены результаты измерений параметров коммерчески доступных пассивных электронных компонентов поверхностного монтажа: конденсаторов и индуктивностей в типоразмерах 0402 и 0201 при температурах 300, 77 и 4 K. Проведены измерения частотных зависимостей номинальных значений и параметров матрицы рассеяния. Значения электрической емкости конденсаторов поверхностного монтажа типа NPO, изготовленных по тонкопленочной технологии, при температурах 77 и 4 K показали отклонения менее 4 % от значения, измеренного при 300 K. Матрицы рассеяния данных типов конденсаторов при 77 и 4 K не имели существенных отклонений от значений, предоставленных производителем. Показано отклонение значения емкости конденсатора 120 pF поверхностного монтажа типа X7R более 30 %. Результаты измерений индуктивностей поверхностного монтажа, изготовленных по тонкопленочной технологии, при температурах 77 и 4 K показали изменение индуктивности на величину порядка 10 % при 77 K. Использованный авторами метод компенсации влияния измерительного тракта на величину индуктивности и параметры матрицы рассеяния при охлаждении до 4 K не позволил достоверно определить параметры индуктивностей при данной температуре, что требует проведения дальнейших исследований с использованием методов прецизионной калибровки. Ключевые слова: конденсаторы, индуктивности, пассивные электронные компоненты, криогенная электроника, матрица рассеяния конденсатора, матрица рассеяния индуктивности.
- M. Schmidt, M. von Helversen, M. Lopez, F. Gericke, E. Schlottmann, T. Heindel, S. Kuck, S. Reitzenstein, J. Beyer. J. Low Temp. Phys., 193, 1243 (2018). DOI: 10.1007/s10909-018-1932-1
- N. Oukhanski, M. Grajcar, E. Il'ichev, H.-G. Meyer. Rev. Sci. Instrum., 74, 1145 (2003). DOI: 10.1063/1.1532539
- N. Wadefalk, A. Mellberg, I. Angelov, M.E. Barsky, S. Bui, E. Choumas, R.W. Grundbacher, E.L. Kollberg, R. Lai, N. Rorsman, P. Starski, J. Stenarson, D.C. Streit, H. Zirath. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 51 (6), 1705 (2003). DOI: 10.1109/TMTT.2003.812570
- A.V. Gordeeva, V.O. Zbrozhek, A.L. Pankratov, L.S. Revin, V.A. Shamporov, A.A. Gunbina, L.S. Kuzmin. Appl. Phys. Lett., 110, 162603 (2017). DOI: 10.1063/1.4982031
- S. Weinreb, J. Bardin, H. Mani, G. Jones. Rev. Sci. Instrum., 80, 044702 (2009). DOI: 10.1063/1.3103939
- J. Clarke, F.K. Wilhelm. Nature, 453, 1031 (2008). DOI: 10.1038/nature07128
- G. Wendin. Rep. Prog. Phys., 80, 106001 (2017). DOI: 10.1088/1361-6633/aa7e1a
- Б.И. Иванов, M. Grajcar, И.Л. Новиков, А.Г. Вострецов, Е. Ильичев. Письма в ЖТФ, 42 (7), 90 (2016). [B.I. Ivanov, M. Grajcar, I.L. Novikov, A.G. Vostretsov, E. Il'ichev Tech. Phys. Lett., 42 (4), 380 (2016). DOI: 10.1134/S1063785016040076]
- M.J. Gong, U. Alakusu, S. Bonen, M. Dadash, L. Lucci, H. Jia, L. Gutierrez, W. Chen, D. Daughton, G.C. Adam, S. Iordanescu, M. Pasteanu, N. Messaoudi, D. Harame, A. Muller, R. Mansour, S. Voinigescu. In: IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC, Boston, MA, USA, 111, 2019), DOI: 10.1109/RFIC.2019.8701847
- B. Patra, M. Mehrpoo, A. Ruffino, F. Sebastiano, E. Charbon, M. Babaie. IEEE J. Electron Devices Society, 8, 448 (2020). DOI: 10.1109/jeds.2020.2986722
- F. Teyssandier, D. Pr\^ele. In: Ninth International Workshop on Low Temperature Electronics --- WOLTE9 (Jun 2010, Guaruja, Brazil, 2010)
- H. Homulle, S. Visser, B. Patra, E. Charbon. Rev. Sci. Instrum., 89, 014703 (2018). DOI: 10.1063/1.5004484
- I.L. Novikov, D.I. Volkhin, A.G. Vostretso In: IEEE 3rd International Conference on Problems of Informatics, Electronics and Radio Engineering (PIERE) (Novosibirsk, Russian Federation, 300, 2024), DOI: 10.1109/PIERE62470.2024.10804918
- AVX capacitors ACCU-P series. Datasheet. URL: https://datasheets.kyocera-avx.com/Accu-P.pdf
- Kemet capacitors CBR series. Datasheet. URL: https://content.kemet.com/datasheets/KEM_C1030_ CBR_SMD.pdf
- Murata capacitors GJM series. Datasheet. URL: https://www.murata.com/en-us/products/capacitor/ ceramiccapacitor/overview/lineup/smd/gjm\#anchor-2
- Murata capacitors GRM series. Datasheet. URL: https://www.murata.com/en-global/products/capacitor/ ceramiccapacitor/overview/lineup/smd/grm
- Murata inductors. Chip coil (chip inductor) for Consumer equipment \& Industrial equipment LQP03TN02 Reference specification. URL: https://search.murata.co.jp/Ceramy/image/img/P02/ JELF243C-0015.pdf
- Murata inductors Chip coil (chip inductor) for Consumer equipment \& Industrial equipment LQP03HQ02 Reference specification. URL: https://search.murata.co.jp/Ceramy/image/img/P02/ JELF243C-0021.pdf
- B.I. Ivanov, D.I. Volkhin, I.L. Novikov, D.K. Pitsun, D.O. Moskalev, I.A. Rodionov, E. Il'ichev, A.G. Vostretsov. Beilstein J. Nanotechnol., 11, 1484 (2020). DOI: 10.3762/bjnano.11.131
- D.I. Volkhin, I.L. Novikov, A.G. Vostretsov In: IEEE 24th International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM) (Novosibirsk, Russian Federation, 800, 2023), DOI: 10.1109/EDM58354.2023.10225128