JPH0626302B2 - ジヨセフソンマスタ−スレ−ブフリツプフロツプ - Google Patents

ジヨセフソンマスタ−スレ−ブフリツプフロツプ

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JPH0626302B2
JPH0626302B2 JP62041432A JP4143287A JPH0626302B2 JP H0626302 B2 JPH0626302 B2 JP H0626302B2 JP 62041432 A JP62041432 A JP 62041432A JP 4143287 A JP4143287 A JP 4143287A JP H0626302 B2 JPH0626302 B2 JP H0626302B2
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JP
Japan
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flop
josephson
flip
master
node
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JP62041432A
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雄治 波多野
豊 原田
邦男 山下
潮 川辺
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はラッチ回路に係り、特に交流電源駆動ジヨセフ
ソン回路に好適なマスタースレーブフリップフロップに
関する。
〔従来の技術〕
交流電源駆動ジヨセフソン回路では、電源電流の周期間
に情報を受渡すラッチ回路が必要となる。ジヨセフソン
回路を駆動するための電源電流はゼロの値付近の不活性
時間と、振幅が最大値付近の活性時間とからなる。組合
せ回路の論理の進行は活性時間の間に進行するがその保
持情報は不活性時間にリセットされる。ラッチ回路とし
ては、エー・ダビッドソン“ア ジョセフソン ラッ
チ”アイ・イー・イー,ジャーナル.オブ ソリッド
スティト サーキッツ,ブイ・オー・エル・エス・シー
・13 ナンバー5,オクトバー1978 第583頁
から第590頁(A.DAVIDSAON“A JOS
EPHSON LATCH”,IEEE JOURNA
L OF SOLID STATE CIRCUIT
S,VOL SC−13 NO.5 OCTOBER 1
978 pp583−590)に記載されているよう
に、 交流電源の前の周期における組合せ回路の状態により論
理“0”,“1”に対応するデータが書込まれ、不活性
時間の間そのデータを保持するマスターフリップフロッ
プと、 不活性時間の電源電流の立上り部分でマスターフリップ
フロップのデータを読出し、次の活性時間の間中そのデ
ータを保持するスレーブフロップフロップ、 とで構成するマスタースレーブ方式を採用するのが一般
的である。このマスターフリップフロップに直流電源を
用いるものが前記文献に記載されている。
また、マスターフリップフロップとして交流電源を用い
るものが、エイチ.シー.ジョーンズ アンド ティ
ー.アール.ジーワラ “エーシーパワレッド ジョセ
フソン ラッチ サーキッツ”アイ・イー・イージャー
ナル オブ ソリッド ステイト サーキッツ ブイ
オー エル エス シー17 デッセンバー1982
第1201頁から第1210頁(H.C.JONES
AND T.R.GHEEWALA“AC POWER
ED JOSEPHSON LATCH CIRCUI
TS”IEEE JOURNAL OF SOLID
STATE CIRCUITS VOLSC−17DE
C 1982 pp1201〜1210)に記載されて
いる。
上記A.DAVIDSONの文献では、ジョセフソンゲ
ート(3接合磁束結合型)2個とインダクタからなる超
伝導ループがマスターフリップフロップとして用いられ
ていた。この超伝導ループは直流電流が供給され、ジヨ
セフソンゲートへの入力の状態に応じて異なる値の永久
電流がループに書込まれる。このマスターフリップフロ
ップはジヨセフソン素子固有の量子的性質を活用したも
ので広く用いられている。しかしこの構造ではジヨセフ
ソンゲートに並列に挿入されるダンピング抵抗の設計が
難しく、出力電流値即ち超伝導ループに書込まれる永久
電流の値がこの抵抗に敏感に依存する。また出力電流値
自体が、超電導ループ内の磁束に換算して(n±1)φ
0(nは整数)の±Mφ0のゆらぎを含むことが知られて
いる。
このため同一条件で動作させても出力電流値が一点には
確定しない。このためスレーブフリップフロップの読出
しマージンが制約を受ける。交流電源駆動の場合(前記
JONESの文献)でもジヨセフソンゲート1個とイン
ダクタからなる超伝導ループを用いるので同様の問題点
がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、マスターフリップフロップの出力電流
の振幅のゆらぎを防止する点については考慮されとおら
ず、スレーブフロップフロップの読出しマージンが制約
を受けるという問題があった。
本発明の目的は、出力振幅のゆらぎがないマスターフリ
ップフロップを含むマスタースレーブフリップフロップ
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、出力電流路が超伝導ループを形成しないハ
ッフル型フリップフロップをマスターフリップフロップ
として用いることにより達成される。
〔作用〕
ハッフル型フリップフロップの基本的な構成を第2図に
示す。同図で111,112は定電流源、113,11
4はそれぞれセット(S)及びリセット(R)入力を受
けるジヨセフソンゲートである。115,116は負荷
抵抗、117は負荷インダクタンスである。ハッフル型
フリップフロップの動作の概略を第3図に示す。117
の負荷インダクタンスに流れる出力電流をIoutとする。
まず初期状態としてセット・リセット入力を0に保った
ままで111,112の電流Igを0から所定の定常値
まで立上げる。この状態でセット・リセット入力を交互
に加えると、Ioutはそれぞれの入力の立上り部で向きを
逆転する。
第3図において、ハッフル型フリップフロップはセット
・リセットフリップフロップとして動作していることが
わかる。第2図で負荷インダクタンス117が出力電流
路として用いられる。これには直列に抵抗115及び1
16が挿入されており、出力電流路が超伝導ループを形
成しない。出力振幅はゲート113及び114の電流電
圧特性と負荷抵抗115及び116から図式的に容易
に、かつ単一的に定められ、ゆらぎはない。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。同図
で左半分の201の部分がハッフル回路を用いたマスタ
ーフリップフロップ、202の部分がスレーブフリップ
フロップである。301は交流電源、302は交流電源
バスからの給電抵抗、304,306,307は負荷抵
抗である。
307に流れる電流がスレーブフロップフロップの真値
(T)出力であり、306に流れるのが補値(C)出力
である。ここで113,114,311〜318は第4
図に構造を示すところの3接合磁気量子干渉型ゲート、
330,331は第5図に構造を示すところのANDゲ
ートである。第4図において401はジヨセフソン接
合、402はインダクタンス、403は入力信号線のイ
ンダクタンスであり402と磁気的に結合している。4
04は分流抵抗である。320は直流バイアス電流であ
る。405はダンピング抵抗である。
また、第5図において401はジヨセフソン接合、41
0〜413は抵抗である。
交流電源の波形を第6図に示す。同図で501,50
3,505の部分が活性時間、502,504の部分が
不活性時間である。506は交流電源波形の振幅であ
る。
以下に動作を第1図及び第6図により説明する。
501の時間中にセット入力Sがオンとなりリセット入
力Rがオフとなったとする。またスレーブフロップフロ
ップのT出力がオフに、C出力がオンになっていたとす
る。するとゲート330はオンとなり331はオフのま
まである。この時ゲート113が電圧状態(オン状
態)、114が零電圧状態(オフ状態)になり、出力イ
ンダクタンス117に矢印の向きの電流が流れる。この
状態は502の期間にセット・リセット入力が消失して
も保持される。117の出力電流はバイアス電流320
と、ゲート311では強め合い、312では打消し合
う。このため502の終りの方で311がオン状態にな
り312はオフのままである。すると311の出力電流
が、313に与えられて313をオンにする。314は
オフのままである。するとT出力が発生し、C出力はゼ
ロのままである。この出力は503の期間中にセット・
リセット入力が入替って117の値が変化しても変わら
ない。
すなわち“前の周期”501でのS入力が“次の周期”
503におけるT出力として正常に伝搬しており、デー
タラッチ回路としてこのマスタースレーブフリップフロ
ップが動作することがわかる。
なお113〜114、311〜318の磁束結合型ゲー
トは第4図に示す3接合磁気量子干渉型ゲートに限定さ
れるものではなく、2接合磁気量子干渉型ゲート等を用
いることも可能である。また、330,331のAND
ゲートについても第5図に示す抵抗結合型ANDに限定
されるものではなくAND機能を有する他の抵抗結合型
ANDゲート、単一ジョセフソン接合、電流注入デバイ
ス(Current Injection Device)等を用いることも可能
である。
〔発明の効果〕
以上示したごとく本発明によれば出力電流路が超伝導ル
ープを形成せず、このため設計が容易でかつ出力振幅の
ゆらぎがないマスターフリップフロップを含むマスター
スレーブフリップフロップが構成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるマスタースレーブフリップフロッ
プの構成図、第2図はハッフル型フリップフロップの構
成図、第3図はハッフル型フリップフロップの動作タイ
ミングを示す図、第4図は本発明の実施例で用いられる
ジヨセフソン3接合磁束干渉型ゲートの構成図、第5図
は本発明の実施例で用いられるジョセフソンANDゲー
トの構成図、第6図は本発明の実施例の交流電源のタイ
ミングを示す図である。 111,112,320……直流定電流源 301……交流定電圧源 113,114,311〜318……ジョセフソンゲー
ト 401……ジョセフソン接合
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−43652(JP,A) 特開 昭57−174926(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マスターフリップフロップとスレーブフリ
    ップフロップとからなるジョセフソン接合を用いたマス
    タースレーブフリップフロップにおいて、マスターフリ
    ップフロップを直流の定電流源から電流を注入される第
    1の節点と接地点の間に設けられた第1のジョセフソン
    接合と、直流の定電流源により電流を引き出される第2
    の節点と接地点との間に設けらるた第2のジョセフソン
    接合と、第3の節点と接地点の間に設けられたインダク
    タンスと、該第1の節点と第3の節点との間に接続され
    た第1の抵抗と、該第2の節点と第3の節点との間に接
    続された第2の抵抗とからなる直流電源駆動型ジヨセフ
    ソン回路で構成し、該直流駆動回路の該第3の節点と該
    接地点の間に存在するインダクタンスが該マスターフリ
    ップフロップの出力線として該スレーブフリップフロッ
    プに接続されていることを特徴とするジヨセフソンマス
    タースレーブフリップフロップ。
JP62041432A 1987-02-26 1987-02-26 ジヨセフソンマスタ−スレ−ブフリツプフロツプ Expired - Lifetime JPH0626302B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07307602A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Nec Corp 高電力用アイソレータ

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JPH07307602A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Nec Corp 高電力用アイソレータ

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