JPS5829198A - ジヨセフソン・メモリ回路 - Google Patents
ジヨセフソン・メモリ回路Info
- Publication number
- JPS5829198A JPS5829198A JP56126983A JP12698381A JPS5829198A JP S5829198 A JPS5829198 A JP S5829198A JP 56126983 A JP56126983 A JP 56126983A JP 12698381 A JP12698381 A JP 12698381A JP S5829198 A JPS5829198 A JP S5829198A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- josephson
- josephson junctions
- closed loop
- gate
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/44—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using super-conductive elements, e.g. cryotron
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
コノ発明は、超電導現象のひとつであるジョセフソン効
果を用いた計算機用素子からなるジョセフソン・メモリ
回―に関するものである。
果を用いた計算機用素子からなるジョセフソン・メモリ
回―に関するものである。
従来、この種の回路には超電導体からなる閉ループ内に
、書込み用のゲートを1つまたは2つ、読出り用のゲー
トを1つ含むものがあり、そのゲートとしてはスクイド
(SQUID)と呼ばれる2つまたは3つのジョセフソ
ン接合と、インダクタンス噛ループからなる量子干渉型
ゲートか、単一の縦長のジョセフソン接合からなるゲー
トを用いるものがあった。
、書込み用のゲートを1つまたは2つ、読出り用のゲー
トを1つ含むものがあり、そのゲートとしてはスクイド
(SQUID)と呼ばれる2つまたは3つのジョセフソ
ン接合と、インダクタンス噛ループからなる量子干渉型
ゲートか、単一の縦長のジョセフソン接合からなるゲー
トを用いるものがあった。
しかしながら、この種のメモリ回路では、書込み、読出
し用のゲートを、インダクタンスを介して制御電流の生
じる磁場によりスイッチングさせるため、磁束の最小単
位である磁束量子Φ。(Φ。
し用のゲートを、インダクタンスを介して制御電流の生
じる磁場によりスイッチングさせるため、磁束の最小単
位である磁束量子Φ。(Φ。
〜2X10−’畠wb )を少なくとも1つ以上ゲート
内に生じさせるだけのインダクタンスを特つ必要があり
、ゲート自体の小型化Kff理的な限界がある上、書込
み、読出しを別々のゲートで行わなければならないため
、メモリセル全体としても十分に小型化できないという
問題点があり、計算機用のメモリ回路としては高密度化
、高速化に原理的な限界があった。
内に生じさせるだけのインダクタンスを特つ必要があり
、ゲート自体の小型化Kff理的な限界がある上、書込
み、読出しを別々のゲートで行わなければならないため
、メモリセル全体としても十分に小型化できないという
問題点があり、計算機用のメモリ回路としては高密度化
、高速化に原理的な限界があった。
この発明は、このような従来のメモリ回路の問題点を除
去するためになされたもので、書込み。
去するためになされたもので、書込み。
読出しの両方を、超電導閉ル−プ内に3つ、または4つ
のジョセフソン接合を含み、この閉ループに直接注入す
る制御電流によりインダクタンスを用いずに各接合の位
相条件をフン)R−ルしてスイッチ動作させるようにし
起ゲート1つで行わせるよ5Kしたもので、ゲートのス
イッチ動作のコントρ−ルにインダクタンスを介して生
ずる磁場を用いる必要がないため、従来のようなインダ
クタンスを利用したスイッチング・ゲートに比べてゲー
ト自体が大幅に小型化が可能であり、またゲートの数も
1つのメモリ・セルに対して1つです、むためメモリ・
セル全体が小型化でき、計算機用回路として高密度化、
高速化に適する。以下、図面に基づいてこの発明の詳細
な説明する。
のジョセフソン接合を含み、この閉ループに直接注入す
る制御電流によりインダクタンスを用いずに各接合の位
相条件をフン)R−ルしてスイッチ動作させるようにし
起ゲート1つで行わせるよ5Kしたもので、ゲートのス
イッチ動作のコントρ−ルにインダクタンスを介して生
ずる磁場を用いる必要がないため、従来のようなインダ
クタンスを利用したスイッチング・ゲートに比べてゲー
ト自体が大幅に小型化が可能であり、またゲートの数も
1つのメモリ・セルに対して1つです、むためメモリ・
セル全体が小型化でき、計算機用回路として高密度化、
高速化に適する。以下、図面に基づいてこの発明の詳細
な説明する。
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図で、1は永久
電流によりループ内に発生した磁束な媒体としてメモ゛
すな保存する超電導体からなるメモリ・ループ、2A、
2Bは前記メモリ・ループ1内に磁束を発生させるため
のワード電流I、を通ずるワード電流線路、3は前記メ
モリ・ループ1とワード電流線路2A、2Bとの2つの
結合点の中間点に設けられたスイッチング・ゲートを構
成する超電導閉ループ、4A、4B、4Cは前記超電導
閉ループ3内に設けられたジョセフソン接合、5は前記
ジョセフソン接合4A、4Bの中間点から、超電導閉ル
ープ3にビット電流IIs またはセンス電流1.を
注入してゲートのスイッチングをフントロールするため
の制御電流線路、6は前記制御電流線路5の一部からジ
ョセフソン接合4Bが電圧状態に遷移したとき、ビット
電流■■またはセンス電流I3がバイパスして流れ込む
抵抗体である。
電流によりループ内に発生した磁束な媒体としてメモ゛
すな保存する超電導体からなるメモリ・ループ、2A、
2Bは前記メモリ・ループ1内に磁束を発生させるため
のワード電流I、を通ずるワード電流線路、3は前記メ
モリ・ループ1とワード電流線路2A、2Bとの2つの
結合点の中間点に設けられたスイッチング・ゲートを構
成する超電導閉ループ、4A、4B、4Cは前記超電導
閉ループ3内に設けられたジョセフソン接合、5は前記
ジョセフソン接合4A、4Bの中間点から、超電導閉ル
ープ3にビット電流IIs またはセンス電流1.を
注入してゲートのスイッチングをフントロールするため
の制御電流線路、6は前記制御電流線路5の一部からジ
ョセフソン接合4Bが電圧状態に遷移したとき、ビット
電流■■またはセンス電流I3がバイパスして流れ込む
抵抗体である。
メモリーループ1への書込みは、ワード電流線路2A、
2Bからメモリ・ループ1にワード電流■1を、また、
制御電流線路5からビット電流Imを流し込んでメモリ
・ループ1内を流れる循環電流ILをフントロールする
ことKより行われ、読出しは制御電流線路5からセンス
電流■3を流し込んだとき、抵抗体6に電圧が発生する
か否かを検知し忙行われる。
2Bからメモリ・ループ1にワード電流■1を、また、
制御電流線路5からビット電流Imを流し込んでメモリ
・ループ1内を流れる循環電流ILをフントロールする
ことKより行われ、読出しは制御電流線路5からセンス
電流■3を流し込んだとき、抵抗体6に電圧が発生する
か否かを検知し忙行われる。
第2図は第1図に示したスイッチング−ゲートの循環電
流1.とビット電流IIまたはセンス電流!、の関係を
示すしきい値特性にメそり動作における動作点を書き妬
えたものである・図中、しきい値曲線の実線で示した部
分を動作点が横切るときは、第1図の両ジョセフンン接
合4B、4Cが有限電圧状態に遷移するが、点線で示し
た部分を動作点が横切るときはジョセフソン接合4Bは
有限電圧に遷移するが、ジョセフソン接合4Aに発生す
る電圧がジョセフソン接合4Bの電圧と逆向きで大きさ
が等しいため、ジョセフソン接合4CKは電圧が発生し
ない。この2つの領域が存在することによりメモリの書
込みと非破壊の読出しが1つのゲートで可能となる。
流1.とビット電流IIまたはセンス電流!、の関係を
示すしきい値特性にメそり動作における動作点を書き妬
えたものである・図中、しきい値曲線の実線で示した部
分を動作点が横切るときは、第1図の両ジョセフンン接
合4B、4Cが有限電圧状態に遷移するが、点線で示し
た部分を動作点が横切るときはジョセフソン接合4Bは
有限電圧に遷移するが、ジョセフソン接合4Aに発生す
る電圧がジョセフソン接合4Bの電圧と逆向きで大きさ
が等しいため、ジョセフソン接合4CKは電圧が発生し
ない。この2つの領域が存在することによりメモリの書
込みと非破壊の読出しが1つのゲートで可能となる。
#!2図を用いて先ず書込みの動作について説明する0
便宜上、メモリ・ループ1を反時計回りの循環電流を正
のILに定め、第2図のIL点に相当する循環電流IL
の流れている状態をメモリの′″1−循環電流ILが0
点に相当するだけ流れている状態をメモリの”o″と定
義する。最初に′″1″が書き込まれていて10”を書
き込むにはワード電流 1wを流して循環電流ILを1
点からb点まで増加させ、次に、ビット電流■1を0点
に相当する大きさだけ流し込むと動作点はb点からd点
に移るが、このとき、動作点はしきい値曲線の実線の領
域を横切るためジョセフソン接合4Cが有限電圧状態に
遷移し、ワード電流Itはメモν・ループ1のゲートを
含まない分岐のみを流れるようになり、ワード電流 I
、が全部上記の分岐に移った彼はジョセフソン接合4C
は再び零電圧状態に戻る。この状態でワード電流■w、
ビット電流IIを切ればメモリ・ループ1内の磁束を保
存するため循環電流ILは0点に相当するだけ流れるよ
うになり、頴”が書き込まれたことになる。
便宜上、メモリ・ループ1を反時計回りの循環電流を正
のILに定め、第2図のIL点に相当する循環電流IL
の流れている状態をメモリの′″1−循環電流ILが0
点に相当するだけ流れている状態をメモリの”o″と定
義する。最初に′″1″が書き込まれていて10”を書
き込むにはワード電流 1wを流して循環電流ILを1
点からb点まで増加させ、次に、ビット電流■1を0点
に相当する大きさだけ流し込むと動作点はb点からd点
に移るが、このとき、動作点はしきい値曲線の実線の領
域を横切るためジョセフソン接合4Cが有限電圧状態に
遷移し、ワード電流Itはメモν・ループ1のゲートを
含まない分岐のみを流れるようになり、ワード電流 I
、が全部上記の分岐に移った彼はジョセフソン接合4C
は再び零電圧状態に戻る。この状態でワード電流■w、
ビット電流IIを切ればメモリ・ループ1内の磁束を保
存するため循環電流ILは0点に相当するだけ流れるよ
うになり、頴”が書き込まれたことになる。
“】”を書き込むときには、ワード電流1胃、ビット電
流■1を上記の@O″の書込みと同じ大きさで逆向きに
流すととKより動作点はa −f −gと移り、この間
しきい値曲線を横切らないので、ゲートは零電圧状態の
ままであり、ワード電流Iw。
流■1を上記の@O″の書込みと同じ大きさで逆向きに
流すととKより動作点はa −f −gと移り、この間
しきい値曲線を横切らないので、ゲートは零電圧状態の
ままであり、ワード電流Iw。
ビット電流■−を切れば元のa点に戻り11′の状態を
保つ、最初に0”が書き込まれている場合も・上記と同
様の操作、動作原理により10″を書き込めば動作点は
@ −o f −m 6と移り、@ol″が保存される
が、@11を書き込むとe −h −1・と移り、ワー
ド電流Its ビット電流Lmを切った後はa点に移
り、@1″が書き込まれる。
保つ、最初に0”が書き込まれている場合も・上記と同
様の操作、動作原理により10″を書き込めば動作点は
@ −o f −m 6と移り、@ol″が保存される
が、@11を書き込むとe −h −1・と移り、ワー
ド電流Its ビット電流Lmを切った後はa点に移
り、@1″が書き込まれる。
読出しには制御電流線路5から1点に相当するだけのセ
ンス電流■、をメモリ・ループ1(流し込む、@1”が
メモリ・ループ1に書き込まれていれば、動作点はm−
+にと移り、この間、しきい値l!lIsの点線の部分
を横切るためのジョセフソン接合4Bは有限電圧状態に
遷移して抵抗体6にも電圧゛が発生するが、ジョセフソ
ン接合4Cは零電圧状1lilKとどまっているため、
センス電流I、を切った篭、循環電流I、は保存され、
再びa点に戻る。 @fが書き込まれていれば上記と同
じセンス電流I、を流すとe −a l・と移り、動作
小はしきい値曲線の内部にとどまるためすべてのジョセ
フソン接合4A〜4Cは零電圧のままで抵抗体6に電圧
は発生しない、このように、いずれを読出しても読出し
後には読出し前と全く同じ循環電流ILが保存されるの
で、この読出しは非破壊読出しである。
ンス電流■、をメモリ・ループ1(流し込む、@1”が
メモリ・ループ1に書き込まれていれば、動作点はm−
+にと移り、この間、しきい値l!lIsの点線の部分
を横切るためのジョセフソン接合4Bは有限電圧状態に
遷移して抵抗体6にも電圧゛が発生するが、ジョセフソ
ン接合4Cは零電圧状1lilKとどまっているため、
センス電流I、を切った篭、循環電流I、は保存され、
再びa点に戻る。 @fが書き込まれていれば上記と同
じセンス電流I、を流すとe −a l・と移り、動作
小はしきい値曲線の内部にとどまるためすべてのジョセ
フソン接合4A〜4Cは零電圧のままで抵抗体6に電圧
は発生しない、このように、いずれを読出しても読出し
後には読出し前と全く同じ循環電流ILが保存されるの
で、この読出しは非破壊読出しである。
以−上の説明に用いたワード電流Ifとビット電流II
sセンス電流Isのしきい値曲線およびジョセフソン接
合4Cが電圧遷移する領域としない領域の存在範囲は、
スイッチング・ゲートの各ジョセフソン接合のジョセフ
ソン電流の臨界値の比。
sセンス電流Isのしきい値曲線およびジョセフソン接
合4Cが電圧遷移する領域としない領域の存在範囲は、
スイッチング・ゲートの各ジョセフソン接合のジョセフ
ソン電流の臨界値の比。
ジョセフソン接合のキャパシタンスの大きさ、また抵抗
体6の大きさにより制御することが可能であり、動作点
もメモリ・ループ1の左右の分割比に応じて広範囲の領
域に選択可能である。また上記の一実施例では、スイッ
チング・ゲートのメモリ・ループ1内に3つのジョセフ
ソン接合4A〜4Cを含むものについて説明したが、1
つのジョセフソン接合4Cの代りに2つのジョセフソン
接合を2つ直列にして挿入し、メモリ・ループ1内に合
計4つのジョセフソン接合を含むものをスイッチング・
ゲートとして用いても同等の効果が得られる。
体6の大きさにより制御することが可能であり、動作点
もメモリ・ループ1の左右の分割比に応じて広範囲の領
域に選択可能である。また上記の一実施例では、スイッ
チング・ゲートのメモリ・ループ1内に3つのジョセフ
ソン接合4A〜4Cを含むものについて説明したが、1
つのジョセフソン接合4Cの代りに2つのジョセフソン
接合を2つ直列にして挿入し、メモリ・ループ1内に合
計4つのジョセフソン接合を含むものをスイッチング・
ゲートとして用いても同等の効果が得られる。
以上詳細に説明したようKこの発明によるジョセフソン
・メモリ回路は、書込み、読出しの両方を超電導閉ルー
プ内に3つ、または4つのジョセフソン接合を含み、こ
の閉ループに直接注入する制御電流により、インダクタ
ンスを用いずに各接合の位相条件をコントロールしてス
イッチ動作させるようKしたグー)1つで行わせるよう
にしたもので、ゲートのスイッチ動作のコントロールに
インダクタンスを介して生ずる磁場を用いる必要がない
ため、従来のようなインダクタンスを利用したスイッチ
ング・グー)K比べてゲート自体が大幅に小型化が可能
であり、またゲートの数も1つのメモリ・セルに対して
1つですむため、メモ
・メモリ回路は、書込み、読出しの両方を超電導閉ルー
プ内に3つ、または4つのジョセフソン接合を含み、こ
の閉ループに直接注入する制御電流により、インダクタ
ンスを用いずに各接合の位相条件をコントロールしてス
イッチ動作させるようKしたグー)1つで行わせるよう
にしたもので、ゲートのスイッチ動作のコントロールに
インダクタンスを介して生ずる磁場を用いる必要がない
ため、従来のようなインダクタンスを利用したスイッチ
ング・グー)K比べてゲート自体が大幅に小型化が可能
であり、またゲートの数も1つのメモリ・セルに対して
1つですむため、メモ
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図は第
1図のスイッチング・ゲートの特性曲線および動作点を
示す図である。 図中、1はメモリ・ループ、2A、2Bはワード電流線
路、3は超電導閉ループ、4A、4B。 4Cはジョセフソン接合、5は制御電流線路、6は抵抗
体である。 代理人 葛 野信 −(外1名) 第1図 第2図 L 手続補正書(自発) 昭和57年1 月13日 1、事件の表示 特願昭 56−12698’l
1号2、発明の名称 ジ請セツンン・メそり回路
3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東5rC都丁・代田区丸の内二丁目2
番3号名 称(601) 三菱電機株式会社代表者
片山仁八部 4、代理人 住 所 □東京都千代田区丸の内二丁目2番3
号三菱電機株式会社内 5 補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄1発明の詳細な説明の欄お
よび図面 6、補正の内容 (1) 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 (2)明細書第2頁16行に「特つ」とあるのを。 「持つ」と補正する。 (3)同じく第3貞6行、第9頁8行に「この閉ループ
」とあるのを、それぞれ「超電導閉ループ」と補正する
。 (4)第2図を別紙のように補正する。 以上 2、− 特許請求の範囲 1つの超電導閉ループ内に第1と第2のジョセフソン接
合の直列体と、この直列体に並列に第3のジョセフソン
接合または第3と第4のジョセフソン接合の直列体を接
続したものを設け、前記第1と第3のジョセフソン接合
の中間点に入力電流を流すワード電流線路を設け、前記
第1と第2のジョセフソン接合の中間点に前記超電導閉
ループ制御電流を流し込む制御電流線路を設け、前記第
2と第3のジョセフソン接合の中間点または前記第2と
第4のジョセフソン接合の中間点から出力電流を取り出
すワード電流線路を設け、さらに制御電流線路上の一点
に制御電流の分岐を行う抵抗含んだことを特徴とするジ
ョセフソン・メモリ回路。
1図のスイッチング・ゲートの特性曲線および動作点を
示す図である。 図中、1はメモリ・ループ、2A、2Bはワード電流線
路、3は超電導閉ループ、4A、4B。 4Cはジョセフソン接合、5は制御電流線路、6は抵抗
体である。 代理人 葛 野信 −(外1名) 第1図 第2図 L 手続補正書(自発) 昭和57年1 月13日 1、事件の表示 特願昭 56−12698’l
1号2、発明の名称 ジ請セツンン・メそり回路
3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東5rC都丁・代田区丸の内二丁目2
番3号名 称(601) 三菱電機株式会社代表者
片山仁八部 4、代理人 住 所 □東京都千代田区丸の内二丁目2番3
号三菱電機株式会社内 5 補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄1発明の詳細な説明の欄お
よび図面 6、補正の内容 (1) 明細書の特許請求の範囲を別紙のように補正
する。 (2)明細書第2頁16行に「特つ」とあるのを。 「持つ」と補正する。 (3)同じく第3貞6行、第9頁8行に「この閉ループ
」とあるのを、それぞれ「超電導閉ループ」と補正する
。 (4)第2図を別紙のように補正する。 以上 2、− 特許請求の範囲 1つの超電導閉ループ内に第1と第2のジョセフソン接
合の直列体と、この直列体に並列に第3のジョセフソン
接合または第3と第4のジョセフソン接合の直列体を接
続したものを設け、前記第1と第3のジョセフソン接合
の中間点に入力電流を流すワード電流線路を設け、前記
第1と第2のジョセフソン接合の中間点に前記超電導閉
ループ制御電流を流し込む制御電流線路を設け、前記第
2と第3のジョセフソン接合の中間点または前記第2と
第4のジョセフソン接合の中間点から出力電流を取り出
すワード電流線路を設け、さらに制御電流線路上の一点
に制御電流の分岐を行う抵抗含んだことを特徴とするジ
ョセフソン・メモリ回路。
Claims (1)
- 1つの超電導閉ループ内に第1と第2のジョセフソン接
合の直列体と、この直列体に並列にw3のジョセフソン
接合または第3と第4のジョセフソン接合の直列体を接
続したものを設け、前記第1と第3のジョセフソン接合
の中間点に入力電流を流すワード電流線路を設け、前記
第1と!2のジョセフソン接合の中間点に前記超電導閉
ループ制御電流を流し込む制御電流線路を設け、前記第
2と第3のジョセフソン接合の中間点または前記第2と
第4のジョセフソン接合の中間点から出力電流を取り出
すワード電流線路を設け、さらに制御電流線路上の一点
に制御電流の分岐を行う抵抗体を接続したことを特徴と
するジョセフソン・メモリ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56126983A JPS5829198A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | ジヨセフソン・メモリ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56126983A JPS5829198A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | ジヨセフソン・メモリ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5829198A true JPS5829198A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=14948736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56126983A Pending JPS5829198A (ja) | 1981-08-13 | 1981-08-13 | ジヨセフソン・メモリ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829198A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05228685A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高温はんだ |
| JPH08187590A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-07-23 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 鉛無含有半田合金 |
-
1981
- 1981-08-13 JP JP56126983A patent/JPS5829198A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05228685A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高温はんだ |
| JPH08187590A (ja) * | 1994-11-02 | 1996-07-23 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 鉛無含有半田合金 |
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