JPS589380A - ジヨセフソン論理回路 - Google Patents
ジヨセフソン論理回路Info
- Publication number
- JPS589380A JPS589380A JP56105573A JP10557381A JPS589380A JP S589380 A JPS589380 A JP S589380A JP 56105573 A JP56105573 A JP 56105573A JP 10557381 A JP10557381 A JP 10557381A JP S589380 A JPS589380 A JP S589380A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- josephson
- circuit
- voltage
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/38—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of superconductive devices
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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】
本発明は、ジョセフソン素子を使った論理回路に関する
。
。
従来のジョセフソン素子を使ったディジタル回路は、主
に交流電源駆動方式が検討されてきた。
に交流電源駆動方式が検討されてきた。
この交流電源駆動方式の回路は構造が簡単であるが、そ
の反面交流電源駆動回路をおさめる実装系は構造が複雑
となる。以下に公知例を使って従来技術の問題点をあげ
る。第１図は公知の交流電源駆動ディジタル回路の例で
ある。ジョセフソン素子１０１の１端は接地され、他端
は端子１０４に接続される。負荷抵抗１０２の１端は接
地され他端は端子１０４に接続される。この端子１０４
は回路出力端子である。電流源１０３の１端は接地され
、他端は端子１０４に接続される。コントロール配線１
０７はジョセフソン素子１０１の近傍におかれ、端子１
０５，１０６を介してコントロール配線を流れるコント
ロール電流によシ発生する磁束はジョセフソン素子１０
１と鎖交する。第１図で点線で囲んだ領域は磁気的に結
合している領域を表わしている。以下に第１図に示す回
路の動作を説明する。ジョセフソン素子１０１は例えと ば５＃程度の酸化膜を超電導体ではさんだいわゆるサン
ドインチ形の接合を持ち、その電圧−電流特性は第２図
、第３図の様にいわゆるヒステリシス特性を持つ。ジョ
セフソン素子１０１に流れうる最大の超電導電流はコン
トロール線１０７に流れるコントロール電流によ多制御
される。第２図ではコントロール電流が流れない場合、
第３図はコントロール電流が流れた場合の最大の超電導
電流（太線の部分）を示している。第１図に示す回路の
動作点はコントロール電流が流れない場合は第２図にあ
るＡ点、Ｂ点の２通シであシ、コントロール電流が流れ
る場合は第３図のＢ点のみである。第１図に示す回路で
はＡ点にある状態を論理レベルの０”にＢ点にある状態
を′″１″に対応させる。第１図に示す回路の論理動作
を次に説明する。コントロール電流が流れない場合には
第１図の回路の動作点は最初第２図のＡ点にある。との
場合ジョセフソン素子１０１が超電導状態であるので抵
抗１０２に電流は流れない。次にコントロール電流を流
すと第３図に示す様にジョセフソン素子に流れうる最大
電流は小さくなシ、第１図の回路の動作点は第３図のＢ
点に移る。この場合ジョセフソン索子１０１は電圧状態
になるので電流源１０３よ電流れる電流はジョセフソン
素子１０１と抵抗１０２に分流して流れる。コントロー
ル電流が流れない状態を入力信号が＠θ″、コントロー
ル電流が流れる状態を入力信号が＠ｌ”の状態に対応さ
せれば第１図に示す回路はディジタル回路のうちでいわ
ゆるコンバータ回路の動作をしていることは明かである
。次にコントロール電流が流れなり状態にするとジョセ
フソン素子１０１に流れうる最大の超電導電流は第２図
に示す様に大きくなり、この状態では動作点はＡ点とＢ
点の両方が可能となる。しかしコントロール電流が流れ
ない状態にしただけでは動作点がＢ点から最初のＡ点に
移すことはできない。動作点をＢ点からＡ点に移すため
には電流源１０３よ電流れる電流をあ漬時間だけ零にす
ることによって達成される。すなわち電源電流として交
流電流を用いることになる。
の反面交流電源駆動回路をおさめる実装系は構造が複雑
となる。以下に公知例を使って従来技術の問題点をあげ
る。第１図は公知の交流電源駆動ディジタル回路の例で
ある。ジョセフソン素子１０１の１端は接地され、他端
は端子１０４に接続される。負荷抵抗１０２の１端は接
地され他端は端子１０４に接続される。この端子１０４
は回路出力端子である。電流源１０３の１端は接地され
、他端は端子１０４に接続される。コントロール配線１
０７はジョセフソン素子１０１の近傍におかれ、端子１
０５，１０６を介してコントロール配線を流れるコント
ロール電流によシ発生する磁束はジョセフソン素子１０
１と鎖交する。第１図で点線で囲んだ領域は磁気的に結
合している領域を表わしている。以下に第１図に示す回
路の動作を説明する。ジョセフソン素子１０１は例えと ば５＃程度の酸化膜を超電導体ではさんだいわゆるサン
ドインチ形の接合を持ち、その電圧−電流特性は第２図
、第３図の様にいわゆるヒステリシス特性を持つ。ジョ
セフソン素子１０１に流れうる最大の超電導電流はコン
トロール線１０７に流れるコントロール電流によ多制御
される。第２図ではコントロール電流が流れない場合、
第３図はコントロール電流が流れた場合の最大の超電導
電流（太線の部分）を示している。第１図に示す回路の
動作点はコントロール電流が流れない場合は第２図にあ
るＡ点、Ｂ点の２通シであシ、コントロール電流が流れ
る場合は第３図のＢ点のみである。第１図に示す回路で
はＡ点にある状態を論理レベルの０”にＢ点にある状態
を′″１″に対応させる。第１図に示す回路の論理動作
を次に説明する。コントロール電流が流れない場合には
第１図の回路の動作点は最初第２図のＡ点にある。との
場合ジョセフソン素子１０１が超電導状態であるので抵
抗１０２に電流は流れない。次にコントロール電流を流
すと第３図に示す様にジョセフソン素子に流れうる最大
電流は小さくなシ、第１図の回路の動作点は第３図のＢ
点に移る。この場合ジョセフソン索子１０１は電圧状態
になるので電流源１０３よ電流れる電流はジョセフソン
素子１０１と抵抗１０２に分流して流れる。コントロー
ル電流が流れない状態を入力信号が＠θ″、コントロー
ル電流が流れる状態を入力信号が＠ｌ”の状態に対応さ
せれば第１図に示す回路はディジタル回路のうちでいわ
ゆるコンバータ回路の動作をしていることは明かである
。次にコントロール電流が流れなり状態にするとジョセ
フソン素子１０１に流れうる最大の超電導電流は第２図
に示す様に大きくなり、この状態では動作点はＡ点とＢ
点の両方が可能となる。しかしコントロール電流が流れ
ない状態にしただけでは動作点がＢ点から最初のＡ点に
移すことはできない。動作点をＢ点からＡ点に移すため
には電流源１０３よ電流れる電流をあ漬時間だけ零にす
ることによって達成される。すなわち電源電流として交
流電流を用いることになる。
以上説明したごとく交流電源駆動回路は回路をリセット
するために電源を１時的に落す必要がある。そのため交
流電源駆動回路は非常に複雑な交流電源供給システムを
必要とし、又それゆえに以下に示す様な実装に関する問
題点が生ずる。
するために電源を１時的に落す必要がある。そのため交
流電源駆動回路は非常に複雑な交流電源供給システムを
必要とし、又それゆえに以下に示す様な実装に関する問
題点が生ずる。
１）交流電源の位相が論理回路のクロックに相当するた
め、各論理回路に供給する交流電源の位相を正確に調整
する必要があ−る。
め、各論理回路に供給する交流電源の位相を正確に調整
する必要があ−る。
２）交流電源供給システムに伝送線を使うため電源にノ
イズが入シやすい。
イズが入シやすい。
３） ジョセフソン素子が電圧状態から超電導状態に移
る過程を論理動作に応用できず、論理を組む場合回路数
が多くなる。
る過程を論理動作に応用できず、論理を組む場合回路数
が多くなる。
４）高速の大形ディジタルシステムには高電力、高周波
の発振器が必要である。
の発振器が必要である。
５） 超電導状態から電圧状態に不必要に移行させない
ために、信号に乗るノイズを極力小さくする必要がある
。
ために、信号に乗るノイズを極力小さくする必要がある
。
本発明の目的は直流電源で動作するディジタル回路ｔ−
提供し、前記交流電源駆動の問題点を一掃することにあ
る。
提供し、前記交流電源駆動の問題点を一掃することにあ
る。
本発明の要点は電圧−電流特性に第２図、第３図に示す
いわゆるヒステリシス特性を持つジョセフソン索子と、
電圧−電流特性にヒステリシス特性を持たないジョセフ
ソン素子を組み合わせることによル直流電源で動作する
ディジタル回路を提供することにある。
いわゆるヒステリシス特性を持つジョセフソン索子と、
電圧−電流特性にヒステリシス特性を持たないジョセフ
ソン素子を組み合わせることによル直流電源で動作する
ディジタル回路を提供することにある。
以下、本発明の一実施例を第４図によシ説明する。第１
のジョセフソン素子１０１の一端は接地され、他端は端
子１０４に接続される。第２のジョセフソン素子２０１
の１端は接地され、他端は端子１０４に接続される。直
流電流源１０３の一端は接地され、他端は端子１０４に
接続されて該端子に直流電流Ｉｇが供給される回路の出
力端子は端子１０４である。コントロール配線１０７は
第１のジョセフソン索子１０１と第２のジョセフソン索
子１０２の近傍におかれ、端子１０５゜１０６を介して
流れるコントロール電流にょシ発生する磁束は第１．第
２のジョセフソン索子１０１．１０２と鎖交する。第４
図で点線で囲んだ領域は磁気的に結合している領域を表
わしてｈる。第１のジョセフソン素子の電圧−電流特性
は第２図、＠３図に示すヒステリシス特性を持ち、鎖交
する磁束によシジョセ７ソン素子に流れうる最大の超電
導電流は制御される。第２のジョセフソン素子の電圧−
電流特性は第５図に示すヒステリシスの無い特性を持ち
、鎖交する磁束にょシジョセフソン素子に流れうる最大
の超電導電流は制御される。例えば磁束が鎖交しない場
合は第５図ＯＡで示される特性を、磁束が鎖交する場合
は第５図のＢで示す特性を示す。この様な特性を示すジ
ョセフソン素子はブリッジ形のジョセフソン素子や半導
体を超電導材料ではさんだ形のジョセフソン素子で実現
できる。以下に第４図に示す回路の動作を説明する。コ
ントロール配線１０７にコントロール電流が流れない場
合の動作点紘第６図に示される。ジョセフソン素子１０
１，２０１に流れうる最大の超電導電流が大きい丸め第
４図に示す回路の動作点は第６図の０点であり両方のジ
ョセフソン素子１０１．２０１ともに超電導状態にある
。この場合端子１０４にあられれる出力電圧はＯｖで１
７、第４図の回路の出力は＠Ｌ″レベルに６る。コント
ロール配＃１１０７にコントロール電流が流れる場合の
動作点は第７図に示される。ジョセフソン素子１０１，
２０１に流れうる最大の超電導電流が小いため第４図に
示す回路の動作点は第７図のＤ点でｔりシ、両方のジョ
セフソン素子１０１，２０１とも電圧状態にある。この
場合の端子１０４にあられれる出力電圧値は第７図のＤ
点に対応する値となり、第４図の回路の出力は′Ｈ”レ
ベルとなる。以上説明したごとく第４図の回路はいわゆ
るコンバータ回路の動作をすることは明らかである。ま
たジョセフソン素子１０１とジョセフソン素子２０１を
組み合わせることにより直流電源で動作する論理回路を
実現できることは明らかである。
のジョセフソン素子１０１の一端は接地され、他端は端
子１０４に接続される。第２のジョセフソン素子２０１
の１端は接地され、他端は端子１０４に接続される。直
流電流源１０３の一端は接地され、他端は端子１０４に
接続されて該端子に直流電流Ｉｇが供給される回路の出
力端子は端子１０４である。コントロール配線１０７は
第１のジョセフソン索子１０１と第２のジョセフソン索
子１０２の近傍におかれ、端子１０５゜１０６を介して
流れるコントロール電流にょシ発生する磁束は第１．第
２のジョセフソン索子１０１．１０２と鎖交する。第４
図で点線で囲んだ領域は磁気的に結合している領域を表
わしてｈる。第１のジョセフソン素子の電圧−電流特性
は第２図、＠３図に示すヒステリシス特性を持ち、鎖交
する磁束によシジョセ７ソン素子に流れうる最大の超電
導電流は制御される。第２のジョセフソン素子の電圧−
電流特性は第５図に示すヒステリシスの無い特性を持ち
、鎖交する磁束にょシジョセフソン素子に流れうる最大
の超電導電流は制御される。例えば磁束が鎖交しない場
合は第５図ＯＡで示される特性を、磁束が鎖交する場合
は第５図のＢで示す特性を示す。この様な特性を示すジ
ョセフソン素子はブリッジ形のジョセフソン素子や半導
体を超電導材料ではさんだ形のジョセフソン素子で実現
できる。以下に第４図に示す回路の動作を説明する。コ
ントロール配線１０７にコントロール電流が流れない場
合の動作点紘第６図に示される。ジョセフソン素子１０
１，２０１に流れうる最大の超電導電流が大きい丸め第
４図に示す回路の動作点は第６図の０点であり両方のジ
ョセフソン素子１０１．２０１ともに超電導状態にある
。この場合端子１０４にあられれる出力電圧はＯｖで１
７、第４図の回路の出力は＠Ｌ″レベルに６る。コント
ロール配＃１１０７にコントロール電流が流れる場合の
動作点は第７図に示される。ジョセフソン素子１０１，
２０１に流れうる最大の超電導電流が小いため第４図に
示す回路の動作点は第７図のＤ点でｔりシ、両方のジョ
セフソン素子１０１，２０１とも電圧状態にある。この
場合の端子１０４にあられれる出力電圧値は第７図のＤ
点に対応する値となり、第４図の回路の出力は′Ｈ”レ
ベルとなる。以上説明したごとく第４図の回路はいわゆ
るコンバータ回路の動作をすることは明らかである。ま
たジョセフソン素子１０１とジョセフソン素子２０１を
組み合わせることにより直流電源で動作する論理回路を
実現できることは明らかである。
第８図は本発明による他の実施例である。第４図に示す
回路の端子１０４を負荷抵抗１０２を介して接地してあ
シ、回路の出力が’Ｌ”レベルの時は負荷抵抗１０２に
電流が流れないが、回路の出力が”Ｈ”レベルの時は負
荷抵抗１０２に直流電流源から流れるゲート電流Ｉｇを
分流する様にしたものである。第９図は第８図に示した
回路で他の回路を駆動する構成を示した図である。尚、
図では第８図と同一の回路を駆動する場合を示したが、
駆動される回路としてこれに限定されるものではない。
回路の端子１０４を負荷抵抗１０２を介して接地してあ
シ、回路の出力が’Ｌ”レベルの時は負荷抵抗１０２に
電流が流れないが、回路の出力が”Ｈ”レベルの時は負
荷抵抗１０２に直流電流源から流れるゲート電流Ｉｇを
分流する様にしたものである。第９図は第８図に示した
回路で他の回路を駆動する構成を示した図である。尚、
図では第８図と同一の回路を駆動する場合を示したが、
駆動される回路としてこれに限定されるものではない。
第１の回路■の負荷抵抗１０２に流れる電流を第２の回
路■のコン−トロール配線１０７に端子１０５，１０６
を介して流すことによ）第１の回路Ｉで第２の回路Ｉを
駆動することができる。
路■のコン−トロール配線１０７に端子１０５，１０６
を介して流すことによ）第１の回路Ｉで第２の回路Ｉを
駆動することができる。
以上の説明でジョセフソン素子として何ら特定していな
いが、ジョセフソン素子としてはジョセフソン素子又は
ジョセ７ノン干渉計を用いることができる。
いが、ジョセフソン素子としてはジョセフソン素子又は
ジョセ７ノン干渉計を用いることができる。
本発明によれば直流電源で動作するディジタル回路を構
成できる。そのため交流電源駆動回路で問題となった点
を一掃でき、複雑な交流電源供給システムを必要とせず
、デイジタルシステムノ実装は交流電源駆動回路を採用
した場合よりはるかに簡単な構成で実現できる。
成できる。そのため交流電源駆動回路で問題となった点
を一掃でき、複雑な交流電源供給システムを必要とせず
、デイジタルシステムノ実装は交流電源駆動回路を採用
した場合よりはるかに簡単な構成で実現できる。
第１図は従来例を示す図、＠２図、第３図は第１図に示
す回路の動作を説明°するための図、第４図は本発明の
一実施例を示す図、第５図、第６図。 第７図は本発明の実施例の動作を説明するための図、第
８図は本発明の他の実施例を示す図、第９図は本発明に
よるジョセフノン論理回路で他の回路を駆動する場合の
構成例を示す図である。 １０１・・・電圧−電流特性にヒステリシス特性を持
。 つジョセフソン素子、２０１・・・電圧−電流特性にヒ
ステリシス特性を持たないジョセフソン素子、ＶＪ＋
図 第 ２ 口 ’ｆｙ ｓ 図 Ｙ、４− 図 ′ｙ７５ 図 ＹＪ 乙 図 ｆＪ ７ 図 ｆＪ ８ 目 第 ９ 図
す回路の動作を説明°するための図、第４図は本発明の
一実施例を示す図、第５図、第６図。 第７図は本発明の実施例の動作を説明するための図、第
８図は本発明の他の実施例を示す図、第９図は本発明に
よるジョセフノン論理回路で他の回路を駆動する場合の
構成例を示す図である。 １０１・・・電圧−電流特性にヒステリシス特性を持
。 つジョセフソン素子、２０１・・・電圧−電流特性にヒ
ステリシス特性を持たないジョセフソン素子、ＶＪ＋
図 第 ２ 口 ’ｆｙ ｓ 図 Ｙ、４− 図 ′ｙ７５ 図 ＹＪ 乙 図 ｆＪ ７ 図 ｆＪ ８ 目 第 ９ 図
Claims (1)
- 電圧−電流特性にヒステリシス特性を持つ第１のジョセ
フソン素子と、電圧−電流特性にヒステリシス特性を持
たない第２のジョセフソン素子とを並列に接続し、コン
トロール配線を上記第１゜第２のジョセフソン素子の近
傍に配置してなるジョセフソン論理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105573A JPS589380A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | ジヨセフソン論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105573A JPS589380A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | ジヨセフソン論理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589380A true JPS589380A (ja) | 1983-01-19 |
Family
ID=14411258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105573A Pending JPS589380A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | ジヨセフソン論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589380A (ja) |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP56105573A patent/JPS589380A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4672244A (en) | Josephson logic integrated circuit | |
| JPS589380A (ja) | ジヨセフソン論理回路 | |
| JP2504918Y2 (ja) | インバ―タの駆動回路 | |
| JPH0199479A (ja) | Ｄｃ・ａｃ変換装置 | |
| JPH0234530B2 (ja) | ||
| JPH0237730B2 (ja) | ||
| JPH0767077B2 (ja) | ジョセフソン論理装置 | |
| JPH01125115A (ja) | 超電導回路 | |
| JPS589381A (ja) | ジヨセフソン論理回路 | |
| JPH0377406A (ja) | 発振制御回路 | |
| JPH0215898B2 (ja) | ||
| JPH02119424A (ja) | 双方向バッファ回路 | |
| JPS61206316A (ja) | ジヨセフソン駆動回路 | |
| JPH03197887A (ja) | 超伝導装置 | |
| JPH0220015B2 (ja) | ||
| JPH0230613B2 (ja) | Chodendokairoyorrsfuritsupufurotsupukairo | |
| JPH02244495A (ja) | ジョセフソンラッチ回路 | |
| JPS6334655B2 (ja) | ||
| JPH01125104A (ja) | 超電導発振回路 | |
| JPS635582A (ja) | ジヨセフソン論理回路駆動方式 | |
| JPS6334656B2 (ja) | ||
| JPS62269511A (ja) | 高速リセツト・セツト・フリツプフロツプ | |
| JPH043040B2 (ja) | ||
| JPS5862940A (ja) | 超電導デイジタル回路 | |
| JPH043131B2 (ja) |