JPH0220079A - Superconductor circuit - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
超伝導回路、特に、複数のジョセフソン接合素子を多層
構造で組み合わせることによって所定の論理を実現する
ようにした超伝導回路の構成に関し、
多相電源の対応する相の電流によって駆動されるそれぞ
れのゲートの間の電源位相のずれを極小にし、超伝導接
地面の電圧レベルの時間的な変動を抑制することを目的
とし、
超伝導接地面と該超伝導接地面に対して複数のジョセフ
ソン接合素子が組み合わされて構成された少なくとも1
つのゲートを備えた層構造の回路がチップ上で複数層重
ねられた構造を有し、各層の超伝導接地面はそれぞれ共
通の電位を有するように互いにコンタクト部を介して接
続され、各層のゲートは、前記チップ上に形成された電
源入力部からの配線長がほぼ同じとなるような対応する
位置に配置され、かつ、該電源入力部を介して供給され
る所定の位相差だけ互いにずれた多相平衡電源の対応す
る相の電流によって駆動されるように構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a superconducting circuit, particularly a superconducting circuit configuration in which a predetermined logic is realized by combining a plurality of Josephson junction elements in a multilayer structure. The purpose is to minimize the power phase shift between each gate driven by the current of the corresponding phase and to suppress temporal fluctuations in the voltage level of the superconducting ground plane. at least one comprising a combination of a plurality of Josephson junction elements to a conductive ground plane;
A layered circuit with two gates has a structure in which multiple layers are stacked on a chip, and the superconducting ground planes of each layer are connected to each other via contact portions so that they have a common potential, and the gates of each layer are are arranged at corresponding positions such that the wiring lengths from the power input section formed on the chip are approximately the same, and are shifted from each other by a predetermined phase difference supplied via the power input section. It is configured to be driven by currents of corresponding phases of a multiphase balanced power supply.
〔産業上の利用分野]
本発明は、超伝導回路に関し、特に、複数のジョセフソ
ン接合素子を多層構造で組み合わせることによって所定
の論理を実現するようにした超伝導回路の構成に関する
。[Industrial Field of Application] The present invention relates to a superconducting circuit, and particularly to the configuration of a superconducting circuit in which a predetermined logic is realized by combining a plurality of Josephson junction elements in a multilayer structure.
近年、ジョセフソン素子としてニオブ・酸化アルミニウ
ム・ニオブ(Nb/alo、 /Nb)接合を用いた集
積回路の高速動作が数多(報告されている。これらの回
路においては、Nb/AIO,/Nb接合の他、二酸化
珪素(SiO□)の層間絶縁膜、モリブデン(Mo)の
抵抗等が用いられているが、更に、バイアススパッタ法
によるSiO□膜を眉間絶縁膜に用いた平坦化技術も進
歩し、多層構造のジョセフソン接合の作製も可能となっ
てきた。In recent years, there have been many reports of high-speed operation of integrated circuits using niobium-aluminum oxide-niobium (Nb/alo, /Nb) junctions as Josephson elements. In addition to bonding, interlayer insulating films made of silicon dioxide (SiO□) and resistors made of molybdenum (Mo) are used, and progress has also been made in planarization technology that uses bias sputtering to use SiO□ films as insulating films between the eyebrows. However, it has become possible to fabricate Josephson junctions with multilayer structures.
〔従来の技術]
ジョセフソン接合素子を用いた論理回路においては、該
素子を多相電源(多くの場合、オフセット付正弦波の3
相電源)で駆動する方式が用いられている。以下、3相
電源駆動力式を用いる必要性について第3図を参照しな
がら説明する。[Prior Art] In a logic circuit using a Josephson junction element, the element is connected to a multiphase power supply (in many cases, a three-phase sine wave with an offset).
A method of driving using phase power (phase power) is used. The necessity of using the three-phase power supply driving force type will be explained below with reference to FIG.
同図(a)は磁界結合形ジョセフソン接合素子の構造を
斜視的に表したもので、31はシリコン(Si)基板、
32はNbの接地面(グランドプレーン)、33ハNb
のベース電極、34はAIO,のトンネル絶縁膜、35
はNbの対向電極、36はNbの入力信号線、1.1は
バイアス電流、ICはジョセフソン接合(図中、破線で
示されるJの部分)に磁界を与えるための入力電流、を
それぞれ示す。なお、グランドプレーンとベース電極の
間等、超伝導膜間の絶縁層は省略して描かれている。第
3図(b)および(c)はジョセフソン接合素子を等価
的に表したもので、図中、×印で示されている部分がジ
ョセフソン接合Jに対応する。また、37は負荷抵抗で
あって、同図(a)には図示されていないが、次段に接
続されるべきジョセフソン接合素子の接合部に磁界を与
えるための入力電流を流すために用いられる。Figure (a) is a perspective view of the structure of a magnetically coupled Josephson junction element, in which 31 is a silicon (Si) substrate;
32 is the ground plane of Nb, 33 is Nb
34 is a tunnel insulating film of AIO, 35 is a base electrode of
36 is the Nb counter electrode, 36 is the Nb input signal line, 1.1 is the bias current, and IC is the input current for applying a magnetic field to the Josephson junction (the part J indicated by the broken line in the figure). . Note that insulating layers between superconducting films, such as between a ground plane and a base electrode, are omitted from the illustration. FIGS. 3(b) and 3(c) are equivalent representations of a Josephson junction element, and the portion marked with an x in the figure corresponds to the Josephson junction J. Further, 37 is a load resistor, which is not shown in the figure (a), but is used to flow an input current to apply a magnetic field to the junction of the Josephson junction element to be connected in the next stage. It will be done.
同図(b)に示されるように入力電流■。がOの時は、
ジョセフソン接合Jにおける臨界電流が変化しないので
、ジョセフソン接合素子は「ゼロ電圧状態」となる。こ
の状態ではバイアス電流■。As shown in the same figure (b), the input current ■. When is O,
Since the critical current in the Josephson junction J does not change, the Josephson junction element is in a "zero voltage state". In this state, the bias current is ■.
は実質的に該接合のみに−流れ(Il= Ill )
、負荷抵抗37には電流は流れない。一方、同図(c)
に示されるように入力信号線36に所定の入力電流1c
を流すと、ジョセフソン接合Jに磁界が与えられて該接
合の臨界電流が変化し、ジョセフソン接合素子は「電圧
状態」にスイッチする。これによって、該接合にはバイ
アス電流I、のうちごくわずかの電流■1が流れ、大部
分の電流■、 () I+)は負荷抵抗37の方に分流
する。この分流した電流I2は、次段に接続されている
ジョセフソン接合素子の接合J°に磁界を与えるための
入力電流として用いられる。is substantially only at this junction - flow (Il=Ill)
, no current flows through the load resistor 37. On the other hand, the same figure (c)
A predetermined input current 1c is applied to the input signal line 36 as shown in FIG.
, a magnetic field is applied to the Josephson junction J, changing the critical current of the junction and switching the Josephson junction element to a "voltage state". As a result, a very small amount of the current (1) of the bias current I flows through the junction, and most of the current (2) () I+) is shunted to the load resistor 37. This shunted current I2 is used as an input current for applying a magnetic field to the junction J° of the Josephson junction element connected to the next stage.
ジョセフソン接合素子は、「ゼロ電圧状態」から「電圧
状態」に移行させる場合には入力信号線36に所定の入
力電流■。を流すだけでよいが、逆に「電圧状態」から
「ゼロ電圧状態」に移行させる場合には、単に入力電流
I、を0にするだけでは駄目で、バイアス電流In自体
を所定■以下に減少させる必要がある。しかしながら、
バイアス電流が減少すると、そのバイアス電流の供給を
受けていたジョセフソン接合に保持されているデータが
喪失されるという不都合が生じる。これに対処するため
には、そのデータを保持するラッチ回路等のデータ保持
回路をチップ上に設ける必要がある。ところがそのよう
な回路は、チップ上の全体の回路構成を複雑にするばか
りが、チップ上に占めるスペースの増大にもつながるの
で、好ましいとは言えない。The Josephson junction element applies a predetermined input current to the input signal line 36 when transitioning from the "zero voltage state" to the "voltage state". However, when transitioning from a "voltage state" to a "zero voltage state," it is not enough to simply set the input current I to 0; the bias current In itself must be reduced to a predetermined value or less. It is necessary to do so. however,
When the bias current decreases, data held in the Josephson junction to which the bias current was supplied is inconveniently lost. To deal with this, it is necessary to provide a data holding circuit such as a latch circuit on the chip to hold the data. However, such a circuit is not desirable because it not only complicates the overall circuit configuration on the chip but also increases the space occupied on the chip.
このような事情に鑑み、上述した3相電源駆動力式が採
用されている。これは、第4図に示されるように、互い
に位相的に120°ずっずれた直流オフセット付き3相
平衡正弦波電流φ1、φ2、φ3によって複数のジョセ
フソン接合素子(以下、複数のジョセフソン接合素子が
組み合わされて構成された機能ブロック単位をゲートと
称する)を駆動する方式である。In view of these circumstances, the above-mentioned three-phase power supply driving force type is adopted. As illustrated in FIG. This is a method for driving a functional block unit (a functional block unit formed by combining elements is called a gate).
例えば、第5図に従来形の一例として示されるように、
連鎖状に接続されたゲート51.52.53.54にそ
れぞれ順次、バイアス電流として正弦波電流φ1、φ2
、φ3、φ1、・・・・・・、を供給する。For example, as shown in FIG. 5 as an example of the conventional type,
Sine wave currents φ1, φ2 are applied as bias currents to the gates 51, 52, 53, and 54 connected in a chain, respectively.
, φ3, φ1, . . . are supplied.
第4閏を参照すると、バイアス電流φ、が減少し、その
バイアス電流の供給を受けていたゲート51に保持され
ているデータがtlの時点で喪失されようとすると、次
段のゲート52に供給されているバイアス電流φ2が所
定量以上に増大しているので、ゲート51の出力、すな
わち喪失されようとするデータはゲート52にシフトさ
れ、保持される。同様に、む2の時点ではゲート52か
らゲート53にデータがシフトされ、保持される。さら
にt3の時点では、ゲート53から、バイアス電流φ1
の供給を受けているゲート54にデータがシフトされ、
保持される。以降同様にして、当初のデータが順次ゲー
ト内をシフトしていく。Referring to the fourth leap, when the bias current φ decreases and the data held in the gate 51 receiving the bias current is about to be lost at time tl, the data is supplied to the gate 52 of the next stage. Since the current bias current φ2 has increased beyond a predetermined amount, the output of the gate 51, that is, the data that is about to be lost, is shifted to the gate 52 and held. Similarly, at point 2, data is shifted from gate 52 to gate 53 and held. Furthermore, at the time t3, the bias current φ1 is applied from the gate 53.
The data is shifted to gate 54 which is supplied with
Retained. Thereafter, the original data is sequentially shifted within the gate in the same manner.
従って、ジョセフソン接合素子(ゲート)を3相電源で
駆動することにより、ゲート間にラッチ回路を設ける必
要が無くなる。また、各ゲートに供給されるバイアス電
流φ、〜φ、の総量は一定で、時間的に変動しないので
、各ゲートが形成されたグランドプレーンに流れ込む電
流の総量も一定となり、該グランドプレーンの電圧レベ
ルも一定で安定する。Therefore, by driving the Josephson junction element (gate) with a three-phase power supply, there is no need to provide a latch circuit between the gates. Furthermore, since the total amount of bias current φ, ~φ, supplied to each gate is constant and does not vary over time, the total amount of current flowing into the ground plane where each gate is formed is also constant, and the voltage of the ground plane The level remains constant and stable.
〔発明が解決しようとする課題]
上述した従来形の3相電源駆動力式においては、グラン
ドプレーンに流れ込む電流の総量を一定にし、グランド
プレーンの電圧レベルを安定化させるためには、3相の
バイアス電流φ1〜φ3の位相がチップ上で正確に12
0°ずつずれていることが絶対必要である。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional three-phase power supply driving force type described above, in order to keep the total amount of current flowing into the ground plane constant and stabilize the voltage level of the ground plane, it is necessary to The phase of bias currents φ1 to φ3 is exactly 12 on the chip.
It is absolutely necessary that they are shifted by 0°.
第6図に示されるように、チップ上に形成された超伝導
回路は、低温(例えば−4,2K)の液体ヘリウム中に
保持され、ゲートの試験・測定等を行う場合に室温中に
置かれた電源から3相電流の供給を受けるようになって
いる。従来は、室温側に置かれた電源装置の出力部にお
いて各相°の位相を調整するか、液体ヘリウム中に置か
れたチップのグランド電位の変動が最小となるように電
源側で位相を調整していた。ところがこの調整は、あく
まで、チップ上に形成された電源人力部(パッド)の位
置における位相調整である。また、チップは冷凍器によ
って冷やされることもある。As shown in Figure 6, the superconducting circuit formed on the chip is kept in liquid helium at a low temperature (e.g. -4.2K) and placed at room temperature when performing gate tests and measurements. It is designed to receive three-phase current from the connected power supply. Conventionally, the phase of each phase was adjusted at the output of the power supply placed at room temperature, or the phase was adjusted on the power supply side to minimize fluctuations in the ground potential of the chip placed in liquid helium. Was. However, this adjustment is only a phase adjustment at the position of the power source input section (pad) formed on the chip. Chips may also be cooled using a refrigerator.
従って、第7図に一例として示されるように、チップ5
0内において各バッドP1〜P、からそれぞれ対応のゲ
ート51〜53までの電源線の長さが互いに異なってい
るような場合には、チップ内で各電流波形に位相遅れが
生じるので、本当の意味での位相合わせをチップの外部
から行うことは不可能となる。つまり、各ゲートからグ
ランドプレーンを介してグランドパッドP0に流れ込む
電流の総量が時間的に変動する可能性があり、それによ
って、グランドプレーンの電圧レベルが不安定になると
いう不都合が生じる。これは、グランドプレーン上に形
成された超伝導回路に時として誤動作をひきおこす要因
となり得るので、好ましいとは言えない。Therefore, as shown by way of example in FIG.
If the lengths of the power supply lines from each pad P1 to P to the corresponding gate 51 to 53 are different within the chip, a phase delay will occur in each current waveform within the chip, so the true It becomes impossible to perform phase matching from outside the chip. In other words, the total amount of current flowing from each gate to the ground pad P0 via the ground plane may vary over time, which causes the problem that the voltage level of the ground plane becomes unstable. This is not desirable because it can sometimes cause malfunctions in the superconducting circuit formed on the ground plane.
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作され
たもので、多相電源の対応する相の電流によって駆動さ
れるそれぞれのゲートの間の電源位相のずれを極小にし
、超伝導接地面(グランドプレーン)の電圧レベルの時
間的な変動を抑制することができる超伝導回路を提供す
ることを目的としている。The present invention was created in view of the problems in the prior art, and minimizes the power supply phase shift between each gate driven by the current of the corresponding phase of a multiphase power supply, and superconducting ground plane (ground). The purpose of the present invention is to provide a superconducting circuit that can suppress temporal fluctuations in the voltage level of the plane.
[課題を解決するための手段]
上述した従来技術における課題を解決するために、本発
明による超伝導回路は、超伝導接地面と該超伝導接地面
に対して複数のジョセフソン接合素子が組み合わされて
構成された少なくとも1つのゲートを備えた層構造の回
路がチップ上で複数層重ねられた構造を有′し、各層の
超伝導接地面はそれぞれ共通の電位を有するように互い
にコンタクト部を介して接続され、各層のゲートは、前
記チップ上に形成された電源入力部からの配線長がほぼ
同じとなるような対応する位置に配置され、かつ、該電
源入力部を介して供給される所定の位相差だけ互いにず
れた多相平衡電源の対応する相の電流によって駆動され
るようになっている。[Means for Solving the Problems] In order to solve the problems in the prior art described above, a superconducting circuit according to the present invention includes a superconducting ground plane and a plurality of Josephson junction elements combined with the superconducting ground plane. A circuit with a layered structure including at least one gate configured as a multilayer circuit has a structure in which multiple layers are stacked on a chip, and the superconducting ground planes of each layer have contact portions with each other so that they have a common potential. The gates of each layer are arranged at corresponding positions such that the wiring lengths from the power input section formed on the chip are approximately the same, and the gates are connected through the power input section. They are driven by currents of corresponding phases of a multiphase balanced power supply that are mutually shifted by a predetermined phase difference.
〔作 用]
チップ上に重ねられて構成された各層のゲートは、チッ
プ上の電源入力部からの配線長がほぼ同じとなるような
対応する位置にそれぞれ配置されているので、各ゲート
に供給されるそれぞれの駆動電流の間に生じる位相ずれ
を極小にすることができる。それによって、各層のゲー
トに対応する多相平衡電源の電流の総和はほぼ一定とな
り、超伝導接地面の電圧レベルの時間的な変動は抑制さ
れ得る。これは、超伝導接地面上に形成された超伝導回
路の動作の信幀性を高めるのに寄与するものである。[Function] The gates of each layer stacked on the chip are placed at corresponding positions so that the wiring lengths from the power input section on the chip are approximately the same, so that the power supply to each gate is The phase shift that occurs between the respective drive currents can be minimized. As a result, the sum of the currents of the multiphase balanced power supplies corresponding to the gates of each layer becomes approximately constant, and temporal fluctuations in the voltage level of the superconducting ground plane can be suppressed. This contributes to increasing the reliability of the operation of the superconducting circuit formed on the superconducting ground plane.
(実施例〕
第1図には本発明の一実施例の超伝導回路を構成するゲ
ートの配置形態が分解した形態で斜視的に示される。(Embodiment) FIG. 1 is an exploded perspective view of the arrangement of gates constituting a superconducting circuit according to an embodiment of the present invention.
本実施例の回路は、超伝導接地面(グランドプレーン)
を有する層構造のジョセフソン回路がチップ上で3層に
重ねられた構造を有しており、接合には、第3図に示さ
れるようなNb/Al0X/Nbジョセフソン接合を用
い、バイアススパッタ法による5i(h膜を層間絶縁膜
に用いることにより、3層のジョセフソン回路を実現し
ている。各層のジョセフソン回路は複数のゲートが組み
合わされて構成され、さらに各ゲートは、複数のジョセ
フソン接合素子が組み合わされて構成されている。The circuit of this example uses a superconducting ground plane (ground plane)
A Josephson circuit with a layer structure having three layers is stacked on a chip, and a Nb/Al0X/Nb Josephson junction as shown in Fig. 3 is used for the junction, and bias sputtering is used to A three-layer Josephson circuit is realized by using a 5i (h film) as an interlayer insulating film.The Josephson circuit in each layer is composed of a combination of multiple gates, and each gate is composed of multiple gates. It is constructed by combining Josephson junction elements.
第1図において、SはSi基板すなわちチップを示し、
該チップの周辺には電源パッドp、−p、およびグラン
ドパッドP0が形成されている。電源パッドP1〜P、
にはそれぞれ、第4図に示されるような互いに位相的に
120°ずつずれた直流オフセント付き3相平衡電源の
正弦波電流φ1〜φ3が供給されるようになっている。In FIG. 1, S indicates a Si substrate, that is, a chip;
Power supply pads p, -p, and ground pad P0 are formed around the chip. Power pads P1-P,
are supplied with sinusoidal currents φ1 to φ3 of a three-phase balanced power supply with DC offset, which are phase-shifted by 120° from each other as shown in FIG. 4, respectively.
CP、−GP、lはそれぞれNbのグランドプレーンを
示し、Gll〜Gffl はそれぞれ対応のグランドプ
レーンに対して形成された、各層のジョセフソン回路の
一部を構成するゲートを示す。また、C3〜C3は各層
のグランドプレーンを互いに接続するためのコンタクト
部を示し、各層のグランドプレーンGPI 〜GP、は
該コンタクト部を介してチップ上のグランドパッドP0
に接続されている。なお、第1図の例示では説明の簡単
化のため、ゲートを構成するジョセフソン接合素子のベ
ース電極と各グランドプレーンとの間等、超伝導膜間の
絶縁層は省略して描かれている。CP, -GP, and l each represent a Nb ground plane, and Gll to Gffl each represent a gate forming a part of the Josephson circuit of each layer, which is formed for the corresponding ground plane. Further, C3 to C3 indicate contact portions for connecting the ground planes of each layer to each other, and the ground planes GPI to GP of each layer are connected to the ground pads P0 on the chip via the contact portions.
It is connected to the. In the example shown in Figure 1, insulating layers between superconducting films, such as between the base electrode of the Josephson junction element constituting the gate and each ground plane, are omitted to simplify the explanation. .
第2図には第1図におけるゲートの接続形態が模式的に
示される。FIG. 2 schematically shows the gate connection form in FIG. 1.
同図に示されるように、グランドプレーンGP。As shown in the figure, the ground plane GP.
〜GP3に対してそれぞれ形成されたゲー)Gz〜G3
1 は、それぞれ対応の電源パッドP、〜P3から所定
の配線長L−J!、だけ隔たった位置に配置され、互い
に位相の異なる3相平衡圧弦波電流φ1〜φ、の供給を
受けている。各ゲートG11−G31の配置に際しては
、各配線長I!1〜13が同じになるように留意する必
要がある。信号の流れとしては、電源φ、の供給を受け
ているゲートGzの出力は電源φ2の供給を受けている
ゲートG2.に入力され、また、ゲートGz+の出力は
電源φ、の供給を受けているゲート島、に入力され、さ
らに、ゲートGz+ の出力は電源φlの供給を受けて
いるゲー1−G、□に入力されている。以降同様にして
、電源の位相の順序φ、→φ2→φ3→φ1→・・・・
・・に応じてゲートが連鎖状に接続されている。~Games formed respectively for GP3) Gz~G3
1 are the predetermined wiring lengths L-J! from the corresponding power supply pads P, ~P3, respectively. , and are supplied with three-phase balanced pressure sinusoidal currents φ1 to φ having mutually different phases. When arranging each gate G11 to G31, each wiring length I! Care must be taken to ensure that 1 to 13 are the same. As for the signal flow, the output of the gate Gz, which is supplied with the power supply φ, is output from the gate G2, which is supplied with the power supply φ2. Furthermore, the output of the gate Gz+ is input to the gate island, which is supplied with the power supply φ, and the output of the gate Gz+ is input to the gate island, □, which is supplied with the power supply φl. has been done. Thereafter, in the same way, the power supply phase order φ, → φ2 → φ3 → φ1 →...
The gates are connected in a chain according to...
このように本実施例では、第3図に示されるような構造
を有するジョセフソン接合素子を適宜組み合わせて構成
された少な(とも1つのゲートと該ゲートに対応するグ
ランドプレーンからなる層構造のジョセフソン回路を、
バイアススパッタ法によるSiO□膜を層間絶縁膜に用
いた平坦化技術を利用して3層に重ね合わせ、かつ、各
層のゲートを、チップ上に形成された電源バッドからの
配線長がほぼ同じとなるよ′うに配置すると共に、各ゲ
ートを3相平衡電源によって駆動しているので、チップ
内において各ゲートに供給されるそれぞれの電流の間に
生じる位相ずれを極小にすることができる。その結果、
各グランドプレーンに流れ込む電流の総和は時間に対し
てほぼ一定となる。つまり、グランドプレーン上の電圧
レベルの時間的な変動を最小限に抑制することができる
ので、回路誤動作の防止に寄与させることができる。As described above, in this embodiment, a Josephson junction device with a layered structure consisting of one gate and a ground plane corresponding to the gate is constructed by appropriately combining Josephson junction elements having the structure shown in FIG. Son circuit,
The SiO□ film produced by bias sputtering is used as an interlayer insulating film to form three layers using planarization technology, and the gates of each layer are connected to each other so that the wiring length from the power supply pad formed on the chip is approximately the same. In addition, since each gate is driven by a three-phase balanced power supply, it is possible to minimize the phase shift that occurs between the respective currents supplied to each gate within the chip. the result,
The total sum of currents flowing into each ground plane remains approximately constant over time. In other words, temporal fluctuations in the voltage level on the ground plane can be suppressed to a minimum, which can contribute to preventing circuit malfunctions.
なお、上述した実施例では各ゲートを3相平衡電源によ
って駆動した場合について説明したが、本発明は、それ
に限定されず、3相以外の多相電源駆動方式に対しても
適用可能である。Although the above-mentioned embodiment describes the case where each gate is driven by a three-phase balanced power supply, the present invention is not limited thereto, and is also applicable to multiphase power supply driving systems other than three-phase.
以上説明したように本発明によれば、多相電源の対応す
る相の電流によって駆動されるそれぞれのゲートの間の
電源位相のずれを極小にし、グランドプレーンの電圧レ
ベルの時間的な変動を抑制することができる。これは、
グランドプレーン上に形成された回路が誤動作すること
なく安定して動作することに寄与する。As explained above, according to the present invention, the power supply phase shift between the respective gates driven by the currents of corresponding phases of the multiphase power supply is minimized, and temporal fluctuations in the voltage level of the ground plane are suppressed. can do. this is,
This contributes to stable operation of the circuit formed on the ground plane without malfunction.
第1図は本発明の一実施例の超伝導回路を構成するゲー
トの配置形態を示す分解斜視図、第2図は第1図におけ
るゲートの接続形態を模式的に示した図、
第3図(a)〜(c)はジョセフソン接合素子の作用を
説明するための図、
第4図はゲート駆動用3相電源の波形図、第5図は従来
形におけるゲートの接続形態を模式的に示した図、
第6図はゲート駆動用電源の供給形態を示す図、第7図
は第5図におけるゲートの配置形態の一例を示す平面図
、
である。
(符号の説明)
GIl+G!I+G31 ・・・ゲート、GP+ 、
Gh、 GPi・・・超伝導接地面(グランドプレー
ン)、
S・・・チップ、
CI+C!+C1・・・(超伝導接地面の)コンタクト
部、Pl、Pz、P3・・・(チップ上の)電源入力部
、!8,2□、2.・・・配線長、
φ1.φ2.φ3・・・多相平衡電源の各相の電流。
第1図
門+ P1+ P2 、P3・・ バッド第1図におけ
るゲートの接続形態を模式的に示した図第2図
第4図
従来形におけるゲ
トの接続形態を模式的に示した図
第5図
ゲート駆動用電源の供給形態を示す因
業
図FIG. 1 is an exploded perspective view showing the arrangement of gates constituting a superconducting circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing the connection form of the gates in FIG. 1, and FIG. (a) to (c) are diagrams for explaining the action of the Josephson junction element, Figure 4 is a waveform diagram of the three-phase power supply for driving the gate, and Figure 5 is a schematic diagram of the gate connection form in the conventional type. FIG. 6 is a diagram showing a form of supply of gate driving power, and FIG. 7 is a plan view showing an example of the arrangement form of gates in FIG. 5. (Explanation of symbols) GIl+G! I+G31...Gate, GP+,
Gh, GPi...superconducting ground plane, S...chip, CI+C! +C1...Contact part (on superconducting ground plane), Pl, Pz, P3...Power input part (on chip),! 8, 2□, 2. ...Wiring length, φ1. φ2. φ3...Current of each phase of multiphase balanced power supply. Figure 1 Gate + P1 + P2, P3... Bad Figure 2 A diagram schematically showing the connection form of gates in Figure 1 Figure 4 A diagram schematically showing the connection form of gates in the conventional type Figure 5 Power diagram showing the supply form of gate drive power supply
Claims (1)
伝導接地面に対して複数のジョセフソン接合素子が組み
合わされて構成された少なくとも1つのゲート(G_1
_1、G_2_1、G_3_1)を備えた層構造の回路
がチップ(S)上で複数層重ねられた構造を有し、 各層の超伝導接地面はそれぞれ共通の電位を有するよう
に互いにコンタクト部(C_1、C_2、C_3)を介
して接続され、 各層のゲートは、前記チップ上に、形成された電源入力
部(P_1、P_2、P_3)からの配線長(l_1、
l_2、l_3)がほぼ同じとなるような対応する位置
に配置され、かつ、該電源入力部を介して供給される所
定の位相差だけ互いにずれた多相平衡電源の対応する相
の電流(φ_1、φ_2、φ_3)によって駆動される
ことを特徴とする超伝導回路。[Claims] A superconducting ground plane (GP_1, GP_2, GP_3) and at least one gate (G_1) configured by combining a plurality of Josephson junction elements with respect to the superconducting ground plane.
It has a structure in which a plurality of layered circuits (C_1, G_2_1, G_3_1) are stacked on the chip (S), and the superconducting ground planes of each layer are connected to each other at contact portions (C_1) so that they have a common potential. , C_2, C_3), and the gate of each layer has a wiring length (l_1,
Currents of corresponding phases (φ_1 , φ_2, φ_3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168668A JPH0220079A (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Superconductor circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168668A JPH0220079A (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Superconductor circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0220079A true JPH0220079A (en) | 1990-01-23 |
Family
ID=15872285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63168668A Pending JPH0220079A (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Superconductor circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0220079A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005259812A (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Fujitsu Ltd | Superconducting SFQ circuit |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63168668A patent/JPH0220079A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005259812A (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Fujitsu Ltd | Superconducting SFQ circuit |
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