近年来,随着超导技术的发展,超导量子计算机为高性能处理器设计提供新的思路并展现出巨大的潜力。量子计算机不仅需要有快速的信号处理能力,同时应该有大容量数据存储能力。然而,由于超导的低集成密度和低驱动能力,大容量超导存储器成为了限制其发展的瓶颈。与现有超导存储电路相比,基于成熟CMOS工艺的静态随机存储电路（SRAM）在面积和驱动能力上均具有巨大的优势。因此,超导-CMOS混合架构为快速单磁通量子电路（Rapid single flux quantum,RSFQ）的大规模集成提供了一种较好的解决方案。超导电路由约瑟夫森结构成,在4.2 K温度环境下产生RSFQ信号,其输出信号具有低摆幅、低占空比、非归零码的特点。而CMOS SRAM电路通常要求输入信号为满摆幅的归零码,显然,RSFQ电路与CMOS电路之间无法直接进行信号传输。因此,在超导-CMOS存储器之间建立一个极低温接口电路,具有重要的理论和实际应用价值。本文首先通过仿真研究了RSFQ逻辑电路的工作原理,分析了CMOS器件的低温特性和低温SPICE模型,基于55 nm CMOS工艺设计了一款极低温超导-CMOS接口电路,最后通过流片测试进行验证。本文的主要内容和创新点如下:1、本文提出两款4.2 K环境温度下的放大电路-源极跟随放大电路和高速静态比较放大电路,都能对1 GHz、20 m V信号进行低延时放大。源极跟随放大电路其输入级为源级跟随器,对信号进行搬迁。高速静态比较放大电路采用交叉耦合的静态比较器作为增益级,源极跟随放大电路具有1 V-1.4 V电源电压区间,其还具有低的传输延迟和功耗。高速静态比较放大电路具有高增益,1 GHz时的增益达到了35d B,还具有高PSRR的特点。2、本文提出了一款RZ-NRZ转换器,提取数据的相位并与CLK相位进行判别,然后对数据或CLK进行处理,使两者相位对齐,最后使用处理后的信号进行采样输出,同时其支持所有的相位差。其具有两种模式,分别为同步模式和异步模式,两种模式对应的延迟时间不同,可根据不同的要求选择不同的模式。3、本文提出了一款快速瞬态响应的LDO,当负载电流以20 m A/100 ns阶跃变化时,下冲和过冲分别为0.16 m V和0.33 m V,瞬态响应时间为116μs。本文所设计的超导接口电路设计有8个并行通道,电路面积为2300μm×800μm,在后仿真验证中,输入信号频率为1 GHz,信号传输延迟为700 ps,整体电路功耗为13 m A。通过55 nm CMOS工艺后在4.2 K环境中成功测试。