A Hybrid Random Number Generator Using Single Electron Tunneling Junctions and MOS Transistors  

一种基于单电子隧穿结和MOS晶体管的混合随机数发生器(英文)

作　　者：张万成[1] 吴南健[1] 

机构地区：[1]中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室,北京100083

出　　处：《Journal of Semiconductors》2008年第4期693-700,共8页半导体学报（英文版）

基　　金：国家自然科学基金(批准号:90607007);国家重点基础研究发展规划(批准号:2006CB921201)资助项目~~

摘　　要：This paper proposes a novel single electron random number generator （RNG）. The generator consists of multiple tunneling junctions （MTJ） and a hybrid single electron transistor （SET）/MOS output circuit. It is an oscillator-based RNG. MTJ is used to implement a high-frequency oscillator, which uses the inherent physical randomness in tunneling events of the MTJ to achieve large frequency drift. The hybrid SET and MOS output circuit is used to amplify and buffer the output signal of the MTJ oscillator. The RNG circuit generates high-quality random digital sequences with a simple structure. The operation speed of this circuit is as high as 1GHz. The circuit also has good driven capability and low power dissipation. This novel random number generator is a promising device for future cryptographic systems and communication applications.提出了一种新颖的单电子随机数发生器(RNG).该随机数发生器由多个单电子隧穿结(MTJ)以及单电子晶体管(SET)/MOS管混合输出电路组成.MTJ被用于实现一个高频率的振荡器.它利用了电子隧穿的物理随机性得到了很大的振荡频率漂移.SET/MOS管输出电路放大并输出MTJ振荡器的输出信号.该信号经过一个低频信号采样后,产生随机数序列.所提出的随机数发生器使用简单的电路结构产生了高质量的随机数序列.它具有简单的结构,输出随机数的速度可以高达1GHz.同时,该电路还具有带负载能力以及很低的功耗.这种新颖的随机数发生器对未来的密码和通讯系统具有一定的应用前景.

关 键 词：random number generator single electron transistor multiple tunneling junction OSCILLATOR 

分 类 号：TN389[电子电信—物理电子学]