JPH0334155B2 - - Google Patents
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- JPH0334155B2 JPH0334155B2 JP60006494A JP649485A JPH0334155B2 JP H0334155 B2 JPH0334155 B2 JP H0334155B2 JP 60006494 A JP60006494 A JP 60006494A JP 649485 A JP649485 A JP 649485A JP H0334155 B2 JPH0334155 B2 JP H0334155B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ジヨゼフソン記憶回路を構成する際
に必要となる単位の記憶回路、即ち記憶セルに関
し、殊に二線一致による選択が可能なジヨゼフソ
ン記憶セルの構成上の改良に関する。Detailed Description of the Invention <Industrial Application Field> The present invention relates to a unit of memory circuit, that is, a memory cell, which is necessary when constructing a Josephson memory circuit, and in particular relates to a Josephson memory circuit that can be selected by two-line matching. This invention relates to improvements in the structure of storage cells.
〈従来の技術〉
ジヨゼフソン記憶回路においても、既存の半導
体記憶回路と同様に、単位の記憶セルを複数個、
X−Yマトリツクス状に組むことにより、Y線乃
至ワード線と、X線乃至ビツト線とによる二線一
致方式で択一的に一つの記憶セルを指定すること
ができ、当該指定した記憶セルに対して選択的に
書込み、読出しを為し得るものとすることが望ま
しい。<Prior art> Similar to existing semiconductor memory circuits, the Josefson memory circuit also uses a plurality of unit memory cells.
By arranging them in an X-Y matrix, it is possible to selectively specify one memory cell using a two-line matching method using the Y line or word line and the X line or bit line. It is desirable to be able to selectively write and read data.
こうした要請に応える従来のジヨゼフソン記憶
セルとしては、超伝導閉ループにインダクタンス
部分を形成して成るものがあり、該閉ループ内に
磁束量子を蓄えるか否かにより、選択的に情報内
容の“1”,“0”を表していた。 Conventional Josefson memory cells that meet these demands include those that form an inductance part in a superconducting closed loop, and depending on whether or not magnetic flux quanta are stored in the closed loop, the information content is selectively "1", It represented "0".
〈発明が解決しようとする問題点〉
上記のような従来のジヨゼフソン記憶セルで
は、当該セル内に或る一定値以上の大きさのイン
ダクタンスを必要とする。<Problems to be Solved by the Invention> The conventional Josefson memory cell as described above requires an inductance greater than a certain value within the cell.
従つて、記憶セル自体の寸法にその点で制限が
生じ、例え製造上はより一層の小型化乃至微細化
を図れる技術があつても、或る程度の所までしか
セル寸法乃至占有面積を小さくすることができな
い。 Therefore, there is a limit to the size of the memory cell itself, and even if there is a technology that can achieve further miniaturization or miniaturization in manufacturing, the cell size or occupied area can only be reduced to a certain extent. Can not do it.
これは決して望ましいことではない。この種の
ジヨゼフソン記憶回路は、将来の情報処理技術に
おける記憶回路として主役の一つとなることが予
想され、また、その集積度も極めて大きなものが
要求されるであろうこと、想像に難くないからで
ある。 This is never desirable. This type of Josefson memory circuit is expected to become one of the main memory circuits in future information processing technology, and it is not difficult to imagine that it will be required to have an extremely high degree of integration. It is.
また、信号の授受経路中にインダクタンスが存
在するということも、動作機能上の観点に立つと
望ましくない。信号の伝搬時間に遅れを生ずる因
となり、情報処理の高速化の障害となるからであ
る。 Furthermore, the presence of inductance in the signal transmission/reception path is also undesirable from the viewpoint of operational functionality. This is because it causes a delay in signal propagation time and becomes an obstacle to speeding up information processing.
本発明はこうした従来の実情に鑑み、物理的、
寸法的に、また機能的にも望ましくないインダク
タンスを用いることなく、二線一致による選択が
可能なジヨゼフソン記憶セルの提供を主目的と
し、原理的には製造技術の許す限り、極めて微細
に形成し得、且つまた高速動作が期待できるジヨ
ゼフソン記憶セルを提供せんとするものである。 In view of these conventional circumstances, the present invention provides physical,
The main objective is to provide a Josefson memory cell that can be selected by two-line matching without using inductances that are undesirable both dimensionally and functionally. Therefore, it is an object of the present invention to provide a Josephson memory cell which can be expected to operate at high speed.
〈問題点を解決するための手段〉
本発明においては、上記目的を達成するため、
一端が共通基準電位に接続されたジヨゼフソン
接合と;
該ジヨゼフソン接合の他端に各一端が接続され
た二つの抵抗と;から成り、
該二つの抵抗の中、一方の抵抗の他端はワード
線に、他方の抵抗の他端はビツト線に、各接続し
た成ることを特徴とするジヨゼフソン記憶セルを
提供する。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the present invention includes: a Josephson junction whose one end is connected to a common reference potential; and two junctions whose respective ends are connected to the other end of the Josephson junction. A Josephson memory cell comprising: a resistor; the other end of one of the two resistors is connected to a word line, and the other end of the other resistor is connected to a bit line. .
〈作用〉
上記のように構成された本発明のジヨゼフソン
記憶セルでは、各抵抗の値を適切に設定し、ワー
ド線、ビツト線の各電位を適切に制御することに
より、二線一致による論理“1”乃至論理“0”
の各書込みや読出しが可能となる。<Operation> In the Josefson memory cell of the present invention configured as described above, by appropriately setting the value of each resistor and appropriately controlling each potential of the word line and bit line, logic " 1” to logic “0”
It becomes possible to write and read data.
例えば、ワード線、ビツト線の各電位が、定常
状態下における第一の電位から、共に第二の電位
に変更された場合には、ジヨゼフソン接合が電圧
状態に遷移して一方の論理値、例えば論理“1”
に対応する状態が生じ、ジヨゼフソン接合のラツ
チング機能により、その後、上記第二の電位が上
記第一の電位に戻されても、当該電圧状態が維持
されるようにし、同様にワード線、ビツト線電位
が共に第三の電位に変更された場合には、ジヨゼ
フソン接合が零電圧状態に保たれるか、または零
電圧状態になるようにし、これを他方の論理値、
例えば論理“0”に対応させ、その後にワード
線、ビツト線電位が夫々上記第一の電位に戻され
ても、その内容が変更されないような関係を作る
ことができる。 For example, when the word line and bit line potentials are both changed from a first potential under steady state conditions to a second potential, the Josephson junction transitions to a voltage state and one logic value, e.g. Logic “1”
A state corresponding to occurs, and the latching function of the Josefson junction causes the voltage state to be maintained even if the second potential is subsequently returned to the first potential, and similarly the word line and bit line If the potentials are both changed to a third potential, the Josephson junction is held or brought to a zero voltage state, and this is changed to the other logical value,
For example, it is possible to create a relationship in which the contents are not changed even if the word line and bit line potentials are respectively returned to the first potentials after corresponding to logic "0".
上記において、第一、第二、第三の各電位は、
夫々、ワード線とビツト線とで異なつていても良
いが、一般には同じ電圧とすることが設計上も簡
単である。同様に、第一、第二の抵抗の抵抗値
も、原理的には上記動作を満たす限り、互いに異
なつていても良いものの、同じとした方がより実
際的である。 In the above, each of the first, second, and third potentials is
Although the word lines and bit lines may have different voltages, it is generally easier to set them to the same voltage in terms of design. Similarly, although in principle the resistance values of the first and second resistors may be different from each other as long as the above operations are satisfied, it is more practical to make them the same.
また一般に、絶対値においては、定常状態にお
ける第一電位に対し、論理“1”の書込み時に要
する第二電位は高く、論理“0”の書込み乃至記
憶論理値の消去に用いる第三電位は低いものとな
り、特に、第三電位は一般に零とされる。 Generally, in absolute value, the second potential required to write a logic "1" is higher than the first potential in a steady state, and the third potential used to write a logic "0" or erase a stored logic value is lower. In particular, the third potential is generally zero.
記憶情報の読出しに関しても、例えばビツト線
電位を当該ビツト線から切離すことによりX選択
をし、その後、Y選択として対応するワード線に
第一電位から第二電位に変えた電圧を与えれば、
当該X−Y選択された記憶セルが論理“1”を記
憶しているか、論理“0”を記憶しているかによ
り、異なつた大きさの電流を対応するビツト線上
に得ることができる。従つて、この電流値に化体
しての記憶論理情報の読出しは、適当なる検出回
路で為すことができ、また、当該記憶セルの記憶
内容に対し、非破壊的に行うことができる。 Regarding reading of stored information, for example, if X selection is made by disconnecting the bit line potential from the bit line, and then a voltage changed from the first potential to the second potential is applied to the corresponding word line as Y selection,
Depending on whether the X-Y selected storage cell is storing a logic "1" or a logic "0", different magnitudes of current can be obtained on the corresponding bit line. Therefore, the storage logic information embodied in the current value can be read out using an appropriate detection circuit, and can be performed non-destructively on the storage contents of the storage cell.
<実施例>
第1図は本発明のジヨゼフソン記憶セルの基本
的実施例の等価回路を示している。<Embodiment> FIG. 1 shows an equivalent circuit of a basic embodiment of the Josefson memory cell of the present invention.
本発明記憶セルは等価回路的には単一のジヨゼ
フソン接合で表されるジヨゼフソン接合1と、二
本の抵抗2,3を有している。 The memory cell of the present invention has a Josephson junction 1 represented by a single Josephson junction in terms of an equivalent circuit, and two resistors 2 and 3.
ジヨゼフソン接合1の一端は共通の基準電位、
一般に接地電位に接続され、二本の抵抗2,3の
各一端はジヨゼフソン接合1の他端に接続されて
いる。 One end of Josephson junction 1 has a common reference potential,
Generally connected to ground potential, one end of each of the two resistors 2, 3 is connected to the other end of the Josephson junction 1.
一方乃至第一の抵抗2の他端はワード線4に、
他方乃至第二の抵抗3の他端はビツト線5に接続
され、ワード線4、ビツト線5には、後述のよう
に適当なる電位Vw,Vbを各対応する線に与え
ることのできる電圧源、望ましくは定電圧源6,
7が接続されている。 The other end of one or the first resistor 2 is connected to the word line 4,
The other end of the second resistor 3 is connected to the bit line 5, and the word line 4 and bit line 5 are connected to a voltage source capable of applying appropriate potentials Vw and Vb to the corresponding lines, as described later. , preferably a constant voltage source 6,
7 is connected.
単位としてのジヨゼフソン接合1の静特性は、
既に知られているように、第2図中に示した履歴
経路a,b,c,dを辿るものとなる。 The static properties of Josephson junction 1 as a unit are:
As is already known, the history paths a, b, c, and d shown in FIG. 2 are followed.
即ち、当該ジヨゼフソン接合1中に流れる電流
が臨界電流値Ioを越えるまでは、電流軸Ijに沿つ
た経路aで示すように、接合両端には有意の電圧
が現れず、零電圧状態を保つが、臨界電流値Ioを
越えると、経路bで示すように、接合を形成する
材料の如何により決定されるギヤツプ電圧Vgを
発生する点Pgに移る。 That is, until the current flowing through the Josefson junction 1 exceeds the critical current value Io, no significant voltage appears across the junction, as shown by path a along the current axis Ij, and a zero voltage state is maintained. , when the critical current value Io is exceeded, the transition moves to a point Pg where a gap voltage Vg is generated, which is determined by the material forming the junction, as shown by path b.
一旦、接合がこうした電圧状態に遷移すると、
その後、供給電流を臨界電流値Io以下に減らして
も、経路cで示すように電圧状態が保たれるラツ
チング動作が生起し、更に供給電流を減らして始
めて、ニー点Pkから零電圧状態に向かう経路d
が生ずる。但し、当該経路d上では、未だ電圧状
態を保つている。 Once the junction transitions to these voltage states,
After that, even if the supply current is reduced below the critical current value Io, a latching operation occurs in which the voltage state is maintained as shown by path c, and as the supply current is further reduced, the voltage state moves from the knee point Pk to zero voltage state. route d
occurs. However, the voltage state is still maintained on the path d.
このような静特性に対して、本発明におけるよ
うに、夫々電圧Vw,Vbを生ずる定電圧源6,
7との間に各直列に抵抗2,3を付した場合に
は、当該抵抗2,3は負荷抵抗となり、第2図中
の静特性上において負荷線Loを引くことができ
る。 In response to such static characteristics, as in the present invention, constant voltage sources 6, which generate voltages Vw and Vb, respectively, are used.
When resistors 2 and 3 are connected in series with 7, the resistors 2 and 3 become load resistances, and a load line Lo can be drawn on the static characteristics in FIG.
簡単のため、両抵抗2,3共、同じ値Rである
とすると、その負荷線Loの傾きは−R/2とな
り、電流軸Ij上の切片Piは(Vw+Vb)/R,電
圧軸Vjとの交点Pvは(Vw+Vb)/2となる。 For simplicity, assuming that both resistances 2 and 3 have the same value R, the slope of the load line Lo is -R/2, the intercept Pi on the current axis Ij is (Vw + Vb)/R, and the voltage axis Vj The intersection point Pv is (Vw+Vb)/2.
そのため、この記憶セル中のジヨゼフソン接合
1は、この負荷線Loと上記静特性との二つの交
点P1,P2を各安定点として、いづれか一方の状
態をのみ、選択的に取るように動作する。尚、一
方の交点P1は電流軸切片Piである。 Therefore, the Josefson junction 1 in this memory cell operates to selectively take only one state, with the two intersections P1 and P2 between the load line Lo and the static characteristics as stable points. Note that one intersection point P1 is the current axis intercept Pi.
第2図示の場合、当該負荷線Loは、その電流
軸切片Pi乃至第一交点Plが、接合の臨界電流値Io
よりも低いものとして示されている。 In the case shown in the second diagram, the load line Lo has its current axis intercept Pi to the first intersection Pl, which is the critical current value Io of the junction.
shown as lower than.
が、これを逆に考えれば、当該第2図は、ワー
ド線4及びビツト線5に各接続する定電圧源6,
7の各電圧値Vw,Vbを適当に定めることによ
り、電流軸切片Piが臨界電流値Ioを越える負荷線
も引けることを示唆している。 However, if we consider this in reverse, FIG. 2 shows that the constant voltage sources 6,
It is suggested that by appropriately determining the respective voltage values Vw and Vb of 7, it is possible to draw a load line in which the current axis intercept Pi exceeds the critical current value Io.
そしてまた、特殊な場合の一つとして、定電圧
源6,7の電圧値Vw,Vbを共に零乃至略ゞ零
とすれば、接合の安定点は零電圧状態である原点
Oのみとなることも分かる。 Also, as a special case, if the voltage values Vw and Vb of the constant voltage sources 6 and 7 are both zero or approximately zero, the only stable point of the junction is the origin O, which is in a zero voltage state. I also understand.
こうした知見により、第1図に示した本発明に
よるジヨゼフソン記憶セルは、二線一致による選
択、及び選択した記憶セルに対する書込み、読出
しを可能とし得るのである。 Based on these findings, the Josefson storage cell according to the present invention shown in FIG. 1 may enable selection by two-line matching and writing and reading to the selected storage cell.
第2図に示される負荷線Loに示されるように、
定常状態として、電流軸切片Pj、即ち一方の交点
P1が、用いたジヨゼフソン接合の臨界電流値Io
には至らない負荷線が引けるように、両定電圧電
源6,7の電圧値Vw,Vbを設定する。この場
合、設計的に簡単にするには、両抵抗の値を共に
Rとして同じにしたと同様、双方の電圧値を共に
同じ値V1とすることである。 As shown by the load line Lo shown in Figure 2,
As a steady state, the current axis intercept Pj, that is, one intersection point
P1 is the critical current value Io of the Josephson junction used
The voltage values Vw and Vb of both constant voltage power supplies 6 and 7 are set so that a load line that does not reach . In this case, in order to simplify the design, just as the values of both resistors are set to be the same as R, the voltage values of both are set to the same value V1.
そうした場合、第1図示のジヨゼフソン記憶セ
ルにおける定常状態の負荷線Loは、本記憶セル
の動作を説明するための第3図に書き換え直して
示す負荷線Loのようになる。 In such a case, the load line Lo in the steady state of the Josefson memory cell shown in FIG. 1 becomes the load line Lo rewritten and shown in FIG. 3 for explaining the operation of the memory cell.
つまり、電流軸切片に対応する第一交点P1の
値が2・V1/R,電圧軸切片の値がV1で、傾き
−R/2の負荷線Loを引くことができる。 That is, the value of the first intersection point P1 corresponding to the current axis intercept is 2·V1/R, the value of the voltage axis intercept is V1, and a load line Lo having a slope of -R/2 can be drawn.
しかして、当該定常状態を規定する負荷線Lo
を引くため、電圧値V1を設定するに際しては、
例えばその二倍の電圧値2・V1を各定電圧源
6,7から対応するワード線4、ビツト線5に印
加した時には、そのときの負荷線L1の電流軸切
片P3が、用いたジヨゼフソン接合の臨界電流値
Ioを越えるという条件と、ワード線用またはビツ
ト線用の一方の定電圧源の電位のみが2・V1に
なり、他方はV1のままである場合には、仮想線
の負荷線L2で示すように、まだその電流軸切片
P5は臨界電流値Ioを越えないという条件を共に
満足するように図る。 Therefore, the load line Lo that defines the steady state
When setting the voltage value V1 to subtract
For example, when twice the voltage value 2·V1 is applied from each constant voltage source 6, 7 to the corresponding word line 4, bit line 5, the current axis intercept P3 of the load line L1 at that time is the Josephson junction used. Critical current value of
If the voltage exceeds Io and the potential of only one of the constant voltage sources for the word line or bit line becomes 2·V1, while the other remains at V1, as shown by the virtual load line L2. In addition, the current axis intercept P5 is designed to satisfy the condition that the current axis intercept P5 does not exceed the critical current value Io.
このように設定した電圧値関係では、次のよう
にして、二線一致により選択した記憶セルへの論
理値情報の書込み乃至書換えが行なえる。 With the voltage value relationship set in this manner, logical value information can be written or rewritten into a memory cell selected by two-line coincidence in the following manner.
ここで、ジヨゼフソン接合1が、上記負荷線
Loに従う定常状態下において、交点P1で示さ
れる零電圧状態にあれば、本ジヨゼフソン記憶セ
ル中に論理情報“0”が記憶されているものと
し、接合1が交点P2で示される電圧状態にあれ
ば、本記憶セル中に論理情報“1”が記憶されて
いるものと約束すると、まず、本セル中に論理
“1”を書込む、乃至論理“1”に書換えるには、
例えばワード線4、ビツト線5に各接続している
定電圧源6,7の電圧値を、それまでのV1から
共に2・V1にする。 Here, Josephson junction 1 is connected to the load line
Under the steady state according to Lo, it is assumed that logic information "0" is stored in this Josefson memory cell if it is in the zero voltage state indicated by the intersection P1, and if the junction 1 is in the voltage state indicated by the intersection P2. For example, assuming that logic information "1" is stored in this memory cell, first, to write or rewrite logic "1" into this cell,
For example, the voltage values of the constant voltage sources 6 and 7 connected to the word line 4 and the bit line 5 are both changed from the previous V1 to 2·V1.
すると、このときの負荷線は、それまでの定常
状態下における負荷線Loから、先に述べたよう
に、用いたジヨゼフソン接合1の臨界電流値Ioよ
りもその電流軸切片P3の方が大きな負荷線L1
に変わる。 Then, from the load line Lo under the steady state up to that point, the load line at this time is a load whose current axis intercept P3 is larger than the critical current value Io of the Josephson junction 1 used. Line L1
Changes to
そのため、当該ジヨゼフソン接合1は電圧状態
に遷移し、その電気的な状態は当該負荷線L1と
静特性との交点である第二の安定点P4に移る。 Therefore, the Josefson junction 1 transitions to a voltage state, and its electrical state moves to a second stable point P4, which is the intersection of the load line L1 and the static characteristic.
このようにして書込み乃至書換えを終了した
後、ワード線、ビツト線の各電位を再び定常状態
下における電位V1に戻すと、上記交点P4で表
されていた電圧状態は、静特性上の経路に沿つて
定常状態下における負荷線Loと静特性との交点
P2に移るが、この点P2も電圧状態であること
に変わりはなく、従つて論理“1”情報が本ジヨ
ゼフソン記憶セル内に記憶されたことになる。 After writing or rewriting is completed in this way, when the potentials of the word line and bit line are returned to the potential V1 under the steady state, the voltage state represented by the above-mentioned intersection P4 changes to the path on the static characteristic. Along the same line, we move to the intersection point P2 between the load line Lo and the static characteristic under steady state conditions, but this point P2 is still in the voltage state, so logic "1" information is stored in this Josephson memory cell. That means that.
この書込み乃至書換え動作に関しては、一般に
言う半選択状態というものも考えなければならな
い。即ち、一方の線のみが書込み電位2・V1に
なつている状態である。 Regarding this write or rewrite operation, it is also necessary to consider what is generally called a half-selected state. That is, only one line is at the write potential 2.V1.
仮に、この半選択状態下でも、論理“0”にあ
つた記憶セルに論理“1”が書込まれてしまつた
り、逆に論理“1”を記憶していた記憶セルが論
理“0”に変更されてしまうようでは、二線一致
選択方式は満足されない。換言すれば、二線一致
選択方式では、単一のワード線と単一のビツト線
とを指定して始めて、両者の交点にある単一のジ
ヨゼフソン記憶セルのみをアドレスしなければな
らない。 Even under this half-selected state, if a logic "1" is written to a memory cell that was a logic "0", or conversely, a memory cell that had stored a logic "1" becomes a logic "0". If it is changed to , the two-line matching selection method is not satisfied. In other words, in a two-line coincidence selection scheme, a single word line and a single bit line must be specified and only the single Josephson storage cell at their intersection must be addressed.
しかし、本発明のジヨゼフソン記憶セルでは、
既述したように、定常状態下における定電圧源の
電圧値V1を適当に選択することにより、いずれ
か一方のみが2・V1になつたという条件だけで
は、第3図に示されるように、そのときの負荷線
L2の電流軸切片P5が臨界電流値Ioを越えない
ように設計することができる。 However, in the Josephson storage cell of the present invention,
As mentioned above, by appropriately selecting the voltage value V1 of the constant voltage source under steady state conditions, only one of the voltages becomes 2·V1, as shown in FIG. It can be designed so that the current axis intercept P5 of the load line L2 at that time does not exceed the critical current value Io.
従つて、論理“0”を記憶していた記憶セルが
半選択により論理“1”に変わつてしまうことも
ないし、また、論理“1”にあつた記憶セルも、
半選択状態下では、定常状態下における安定点P
2から仮想線の負荷線L2上の電圧状態における
安定点P6に移るだけであるので、同様にその記
憶内容は変わらない。 Therefore, a memory cell that stores a logic "0" will not change to a logic "1" due to half selection, and a memory cell that was a logic "1" will not change to a logic "1".
Under the half-selected state, the stable point P under the steady state
2 to a stable point P6 in the voltage state on the virtual load line L2, the stored contents do not change in the same way.
次に論理“0”を書込む場合乃至論理“0”に
書き換える場合に就き説明する。 Next, the case of writing a logic "0" or rewriting a logic "0" will be explained.
このときは、ワード線、ビツト線に各接続した
両定電圧源6,7の電圧値Vw,Vbをを、共に
定常状態下における電圧値V1から略ゞ零にまで
落とし込む。この電圧値0vは第三の電位と考え
ることができるが、このようにすると、そのとき
の負荷線は第3図の電流Ij−電圧Vj特性上におい
て原点Oにのみ、集約する。 At this time, the voltage values Vw and Vb of both constant voltage sources 6 and 7 connected to the word line and the bit line are both lowered from the voltage value V1 under the steady state to approximately zero. This voltage value 0v can be considered as a third potential, but if this is done, the load line at that time will be concentrated only at the origin O on the current Ij-voltage Vj characteristic in FIG.
従つて、定常状態下にあつて本ジヨゼフソン記
憶セルが“1”を記憶していても“0”を記憶し
ていても、それには拘らず、当該記憶セルのジヨ
ゼフソン接合は零電圧状態のみが安定となる。 Therefore, regardless of whether the Josephson memory cell stores "1" or "0" under steady state, the Josephson junction of the memory cell is only in the zero voltage state. It becomes stable.
従つてその後、両定電圧源6,7を共に定常状
態下の電圧値V1に戻しても、原点Oから静特性
上の電流軸Ijに沿う偏位しか生じないので、当該
ジヨゼフソン記憶セル中のジヨゼフソン接合1に
は、論理“0”が書込まれた状態が保持される。 Therefore, even if both constant voltage sources 6 and 7 are returned to the voltage value V1 under the steady state, only a deviation from the origin O along the current axis Ij based on the static characteristics occurs, so that the voltage in the Josefson memory cell concerned Josephson junction 1 maintains a state in which logic "0" is written.
また、このときの半選択状態に就いても、何等
心配する必要はない。例えば一方の定電圧源6ま
たは7の電圧値のみがOvになつても、そのとき
の負荷線は第3図において符号L3で示される仮
想線の負荷線となり、定常状態における負荷線
Lo上にて電流軸切片P1で示されるように論理
“0”を保持していた場合には、その点が負荷線
L3と電流軸Ijとの交点P7に変わるだけで、論
理“0”が保持されることに変わりなないし、負
荷線Lo上にて交点P2で示される論理“1”の
記憶状態にあつた場合にも、負荷線L3上の交点
P8に一時的に移るだけで、論理“1”が保持さ
れ続けることに変わりはない。 Furthermore, even if you are in a half-selected state at this time, there is no need to worry at all. For example, even if only the voltage value of one constant voltage source 6 or 7 becomes Ov, the load line at that time becomes the virtual load line indicated by the symbol L3 in FIG. 3, and the load line in the steady state
If the logic "0" is held on Lo as shown by the current axis intercept P1, that point simply changes to the intersection P7 of the load line L3 and the current axis Ij, and the logic "0" is changed. Even if the logic "1" is stored as indicated by the intersection P2 on the load line Lo, the logic will be retained by simply moving temporarily to the intersection P8 on the load line L3. There is no change in the fact that "1" continues to be held.
このように、本ジヨゼフソン記憶セルでは、簡
単な設計方策を採るだけで、二線一致による記憶
セルの選択書込みが可能なことが分かる。 Thus, it can be seen that in the Josephson memory cell of the present invention, selective writing to the memory cell based on two-line coincidence is possible by simply adopting a simple design measure.
次に読出し方法の一例に就き述べる。 Next, an example of a reading method will be described.
第4図は、ジヨゼフソン接合1が論理“1”状
態、即ち電圧状態にあるか、論理“0”状態、即
ち零電圧状態にあるかを、最終的には出力端子1
8上に電圧の変化として取出すためのセンサ部1
0の構成例を示している。 FIG. 4 shows whether the Josefson junction 1 is in a logic "1" state, that is, a voltage state, or a logic "0" state, that is, a zero voltage state, at the output terminal 1.
Sensor part 1 for extracting voltage changes on 8
0 is shown.
ビツト線5はセンサ部10中の超伝導トランス
13の一次巻線12に接続されるが、そのライン
中には一種のアナログ・スイツチとして利用した
ジヨゼフソン・スイツチング素子11が介在して
いる。 The bit line 5 is connected to the primary winding 12 of a superconducting transformer 13 in the sensor section 10, and a Josephson switching element 11 used as a kind of analog switch is interposed in the line.
これは、既述の定常状態下及び書込みモード下
において線路を開き、読出しセンサ部の影響を及
ぼさないようにするためのものであつて、図示の
場合は当該定常状態下及び書込みモード下におい
て電圧状態に遷移する単体型のジヨゼフソン接合
として示してあるが、これに限ることはなく、外
部からの制御が可能なSUQID型の素子その他で
も良い。 This is to open the line under the steady state and write mode mentioned above and prevent it from affecting the readout sensor section, and in the case shown in the figure, the voltage is Although shown as a single-type Josephson junction that transitions between states, the present invention is not limited to this, and may be a SUQID type element that can be controlled from the outside or other devices.
超伝導トランス13の等価インダクタンス分
と、これに直列になつた抵抗14とは高域通過型
のLCフイルタを構成し、これらと並列になつた
検出用のジヨゼフソン素子17には、バイアス電
源16から抵抗15を介し、読出し動作に同期し
てバイアス電流が印加されるようになつており、
当該バイアス電流が供給されているときには、超
伝導トランス側からの微小な電流入力パルスで電
圧状態に遷移し得る状態下に置かれる。 The equivalent inductance of the superconducting transformer 13 and the resistor 14 connected in series constitute a high-pass LC filter, and the Josephson element 17 for detection connected in parallel with these is connected to the bias power supply 16 A bias current is applied through the resistor 15 in synchronization with the read operation,
When the bias current is supplied, the superconducting transformer is placed in a state where it can transition to a voltage state with a minute current input pulse from the superconducting transformer side.
読出し動作は、まず、ビツト線用定電圧源7
を、模式的にスイツチ19で示すようにビツト線
5から切離すことによつて始まる。この動作がX
選択に相当する。 In the read operation, first, the bit line constant voltage source 7
The process begins by disconnecting the bit line 5 from the bit line 5, as schematically indicated by switch 19. This action is
Corresponds to selection.
このとき、当該ビツト線5とセンサ部10との
間に介在するスイツチ11は閉ざされ、従つて当
該ビツト線5に接続された複数のジヨゼフソン接
合1…(図示の場合は簡単のため、一個のみしか
示していない)の中、電圧状態に遷移しているも
の、即ち論理“1”を記憶しているものに対応す
るワード線用定電圧源6からのみ、電流が超伝導
トランス13の一次巻線12に流れ込む。 At this time, the switch 11 interposed between the bit line 5 and the sensor section 10 is closed, and a plurality of Josephson junctions 1 are connected to the bit line 5 (for simplicity, only one is shown). (only shown), current flows only from the constant voltage source 6 for the word line corresponding to the one that is transitioning to a voltage state, that is, the one that stores logic "1", to the primary winding of the superconducting transformer 13. It flows into line 12.
しかしこの時点では、次の読出し信号とはタイ
ミングが異なるので、出力端子18の状態は監視
されないか、或いはまたバイアス電源からのバイ
アス電流が与えられず、いづれにしても有意の読
出し結果は出力されることがない。 However, at this point, since the timing is different from the next read signal, the state of the output terminal 18 is not monitored or no bias current is applied from the bias power supply, and in any case, no meaningful read result is output. Never.
こうした状態下において、一本のワード線を選
択することにより一つの記憶セルを選択し、その
ワード線の電圧値のみを2・V1にすると、選択
された記憶セルが零電圧状態ならば、当該電圧の
変化分に相当する変化は読出しセンサ10に関し
て何の変化をも生じさせないので、出力端子18
には電圧値に関して略ゞ接地電位の論理“0”の
読出し結果が得られるが、選択した記憶セルが電
圧状態にあつて論理“1”を記憶していた場合に
は、選択したワード線の電圧値のみを2・V1に
したことの電流値変化分が超伝導トランス13か
ら高域通過型フイルタを介して電流パルスとして
検出され、ジヨゼフソン接合17のバイアス電流
に重畳してこれを電圧状態にスイツチさせ、もつ
て出力端子18に有意電圧値を表すことになる。 Under these conditions, if one memory cell is selected by selecting one word line and the voltage value of only that word line is set to 2.V1, if the selected memory cell is in the zero voltage state, the corresponding Since a change corresponding to the change in voltage does not cause any change in the readout sensor 10, the output terminal 18
A read result of logic "0", which is approximately ground potential, is obtained regarding the voltage value, but if the selected memory cell is in the voltage state and stores logic "1", the read result of the logic "0" of the selected word line is obtained. The change in current value caused by setting only the voltage value to 2·V1 is detected as a current pulse from the superconducting transformer 13 via a high-pass filter, and is superimposed on the bias current of the Josefson junction 17 to convert it into a voltage state. This causes a significant voltage value to be displayed at the output terminal 18.
このように、本発明のジヨゼフソン記憶セルに
よれば、読出しも二線一致方式によつて可能なこ
とが分かるが、尚また、当該読出しを非破壊的に
行ない得ることも望ましい利点の一つである。 As described above, it can be seen that according to the Josephson memory cell of the present invention, reading is also possible by the two-line matching method, but it is also a desirable advantage that the reading can be performed non-destructively. be.
勿論、選択された記憶セルの記憶内容に応じて
出力される電流値の違いを、当業者であれば公知
既存のジヨゼフソン回路技術をして他の手法によ
り検出するように変更することもでき、図示の場
合はその意味でも単なる一例を示すに過ぎない。 Of course, those skilled in the art can also modify the known existing Josefson circuit technology to detect the difference in the current value output depending on the memory content of the selected memory cell using other methods. In this sense, the illustrated case is merely an example.
〈発明の効果〉
以上詳記のように、本発明によれば、等価的に
一つのジヨゼフソン接合と、二つの抵抗のみで足
りる極めて簡単、且つ小型な構成により、二線一
致による選択が可能なジヨゼフソン記憶セルを提
供することができ、ジヨゼフソン集積回路におけ
る将来的な集積度の向上や信号処理速度の向上に
大いに貢献し得るものとなる。<Effects of the Invention> As detailed above, according to the present invention, selection based on two-line matching is possible due to the extremely simple and compact configuration that requires only one Josephson junction and two resistors. This makes it possible to provide Josephson memory cells, which can greatly contribute to future improvements in the degree of integration and signal processing speed in Josephson integrated circuits.
第1図は本発明のジヨゼフソン記憶セルの基本
的実施例の等価回路的な概略構成図、第2図は本
発明のジヨゼフソン記憶セルに用いるジヨゼフソ
ン接合の動作説明図、第3図は本発明実施例にお
ける書込み動作の説明図、第4図は本発明実施例
における読出し動作のための読出しセンサ部の一
構成例の概略構成図、である。
図中、1はジヨゼフソン接合、2,3は抵抗、
4はワード線、5はビツト線、6はワード線用電
圧源、7はビツト線用電圧源、10は読出しセン
サ部、11はジヨゼフソン・スイツチング素子、
13は超伝導トランス、14は高域通過フイルタ
構成用の抵抗、16はバイアス電源、17はジヨ
ゼフソン素子、18は出力端子、である。
FIG. 1 is a schematic equivalent circuit diagram of a basic embodiment of the Josephson memory cell of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the Josephson junction used in the Josephson memory cell of the present invention, and FIG. 3 is an implementation of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the write operation in the example, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an example of the configuration of the read sensor section for the read operation in the embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a Josefson junction, 2 and 3 are resistances,
4 is a word line, 5 is a bit line, 6 is a word line voltage source, 7 is a bit line voltage source, 10 is a read sensor section, 11 is a Josephson switching element,
13 is a superconducting transformer, 14 is a resistor for forming a high-pass filter, 16 is a bias power supply, 17 is a Josefson element, and 18 is an output terminal.
Claims (1)
ン接合と; 該ジヨゼフソン接合の他端に各一端が接続され
た二つの抵抗と;から成り、 該二つの抵抗の中、一方の抵抗の他端はワード
線に、他方の抵抗の他端はビツト線に、各接続し
て成ることを特徴とするジヨゼフソン記憶セル。[Claims] 1 Consists of: a Josephson junction whose one end is connected to a common reference potential; and two resistors whose respective ends are connected to the other end of the Josephson junction; A Josephson memory cell characterized in that the other end of the resistor is connected to a word line, and the other end of the other resistor is connected to a bit line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60006494A JPS61165888A (en) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Josephson memory cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60006494A JPS61165888A (en) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Josephson memory cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61165888A JPS61165888A (en) | 1986-07-26 |
| JPH0334155B2 true JPH0334155B2 (en) | 1991-05-21 |
Family
ID=11640013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60006494A Granted JPS61165888A (en) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | Josephson memory cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61165888A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5434530A (en) * | 1990-05-02 | 1995-07-18 | Microelectronics & Computer Technology Corporation | Superconducting semiconducting cross-bar circuit |
| US5024993A (en) * | 1990-05-02 | 1991-06-18 | Microelectronics & Computer Technology Corporation | Superconducting-semiconducting circuits, devices and systems |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP60006494A patent/JPS61165888A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61165888A (en) | 1986-07-26 |
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