JPS59165525A - ジヨセフソン素子を用いた分周器 - Google Patents
ジヨセフソン素子を用いた分周器Info
- Publication number
- JPS59165525A JPS59165525A JP58039381A JP3938183A JPS59165525A JP S59165525 A JPS59165525 A JP S59165525A JP 58039381 A JP58039381 A JP 58039381A JP 3938183 A JP3938183 A JP 3938183A JP S59165525 A JPS59165525 A JP S59165525A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- josephson
- josephson element
- frequency divider
- input signal
- current
- 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.)
- Granted
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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
- Logic Circuits (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】
発明の技術分野
本発明はジョセフソン素子を用いた分局器に関する０
技術の背景
情報処理技術の発展に伴い、電子計η機等の情報処理装
置に対してもより高速化、大容量化が図られつつある。
置に対してもより高速化、大容量化が図られつつある。
かかる情報処理装置を構成する機能素子の一つとして、
超電導現象を利用した所謂ジョセフソン素子の適用が試
みられている。
超電導現象を利用した所謂ジョセフソン素子の適用が試
みられている。
かかるジョセフソン素子は、シリコンあるいけガリウム
、砒素等の半導体材料を用いた素子に比較して、より高
速動作が可能であるという特徴を備えている。
、砒素等の半導体材料を用いた素子に比較して、より高
速動作が可能であるという特徴を備えている。
従来技術と問題点
かかるジョセフソン素子を用いて分周器を、構成する際
には、従来、′ｆＨ，ＩＮフリップフロップを複数用い
てＪ−にフリップフロップ等を構成しこれを用いる方法
が考えられている。しかし々から、かかる構成によれば
、用いる素子数が多くまた回路構成が複数である。
には、従来、′ｆＨ，ＩＮフリップフロップを複数用い
てＪ−にフリップフロップ等を構成しこれを用いる方法
が考えられている。しかし々から、かかる構成によれば
、用いる素子数が多くまた回路構成が複数である。
また論理回路を構成するうえで適用されるラッチングゲ
ートは１度スイッチすると電源を切るまでその状態を保
つため分局器を構成することが困難である。
ートは１度スイッチすると電源を切るまでその状態を保
つため分局器を構成することが困難である。
発明の目的
本発明は、前記従来の分周器回路に比較して、回路構成
が簡単でしかも高速動作が可能な分周器を提供しようと
するものである。
が簡単でしかも高速動作が可能な分周器を提供しようと
するものである。
発明の構成
このため、本発明によれば、第１のジョセフソン素子に
並列接続されたインダクタンスと第２のジョセフソン素
子の直列接続体とから構成される電流フリップフロップ
と、前記第１及び第２のジョセフソン素子に対し前記電
流フリップフロップの電流反転時間よシも短い入力信号
パルスを同時に印加する入力信号線とを備えたことを特
徴とするジョセフソン素子を用いた分周器が提供される
。
並列接続されたインダクタンスと第２のジョセフソン素
子の直列接続体とから構成される電流フリップフロップ
と、前記第１及び第２のジョセフソン素子に対し前記電
流フリップフロップの電流反転時間よシも短い入力信号
パルスを同時に印加する入力信号線とを備えたことを特
徴とするジョセフソン素子を用いた分周器が提供される
。
以下、本発明を実施例をもって詳細に貌１明する。
発明の実施例
図面第１図は本発明による分周器の基本的回路構成を示
す。同図においてＪｌ はセットゲートを構成するジ
ョセフソン素子、Ｊ、けりセットゲートを構成するジョ
セフソン素子、Ｌけジョセフソン素子Ｊ！と直列接続さ
れたインダクタンスである。
す。同図においてＪｌ はセットゲートを構成するジ
ョセフソン素子、Ｊ、けりセットゲートを構成するジョ
セフソン素子、Ｌけジョセフソン素子Ｊ！と直列接続さ
れたインダクタンスである。
ジョセフソン素子Ｊ、け、インダクタンスＬとジョセフ
ソン素子Ｊ、との直列接続体と並列接続される。
ソン素子Ｊ、との直列接続体と並列接続される。
また■Ｅはバイアス電流である。
このようなジョセフソン素子Ｊ、′Ｅ１びＪｔ、並びに
インダクタンスＬの接続構成は、電流フリッフロップ回
路として周知である。
インダクタンスＬの接続構成は、電流フリッフロップ回
路として周知である。
本発明にあっては、ジョセフソン素子Ｊ１及びＪ、に対
する入力信号ｆｆ５ｌｓが直列接続されてなる点におい
て、かかる周知の電流フリップフロップ回路とけ異って
いる。かかる入力信号線ｌｌｓの直列３− 接続によってジョセフソン素子ＪｒＥｔ、びＪ２には同
時に入力信号パルスが印加される。
する入力信号ｆｆ５ｌｓが直列接続されてなる点におい
て、かかる周知の電流フリップフロップ回路とけ異って
いる。かかる入力信号線ｌｌｓの直列３− 接続によってジョセフソン素子ＪｒＥｔ、びＪ２には同
時に入力信号パルスが印加される。
かかる入力信号１８１！ｓＫ入力される入力信号■１の
パルス幅は電流フリップフロップ回路として動作する際
の電流転送時間（キしり〜１．Ｌはループのインダクタ
ンス、工は転送電流、Ｖｌｒはジョセフソン素子のギャ
ップ電圧）よりも短かなものとされる。該入力信号工、
のパルス幅が、電流転送時間と同じかもしくはこれより
も長いと、ジョセフソン素子山及びＪ２が共に電圧状態
となり回路がラッチアップしてしまう。
パルス幅は電流フリップフロップ回路として動作する際
の電流転送時間（キしり〜１．Ｌはループのインダクタ
ンス、工は転送電流、Ｖｌｒはジョセフソン素子のギャ
ップ電圧）よりも短かなものとされる。該入力信号工、
のパルス幅が、電流転送時間と同じかもしくはこれより
も長いと、ジョセフソン素子山及びＪ２が共に電圧状態
となり回路がラッチアップしてしまう。
かかる本発明による分周器回路は以下のように動作する
。かかる動作を第２図のタイミングチャートをも用いて
説明する。
。かかる動作を第２図のタイミングチャートをも用いて
説明する。
壕ず電流■は全てジョセフソン素子Ｊ、を通して流れて
いるものとする。
いるものとする。
ここで入力信号線７ｓに入力信号バルスエ、が印加され
ると、ジョセフソン素子Ｊ１が電圧状態にスイッチし、
電流工はインダクタンスＬを通してジョセフソン素子山
へ転送される。ところが該電流４− ■がジョセフソン素子Ｊ２へ油れ込んだ時には、入力信
号パルスＩｇが既に切ねてしまっ心 るために、ジョセ
フソン素子Ｊ、はスイッチし々い。
ると、ジョセフソン素子Ｊ１が電圧状態にスイッチし、
電流工はインダクタンスＬを通してジョセフソン素子山
へ転送される。ところが該電流４− ■がジョセフソン素子Ｊ２へ油れ込んだ時には、入力信
号パルスＩｇが既に切ねてしまっ心 るために、ジョセ
フソン素子Ｊ、はスイッチし々い。
次いで再び入力信号パルスＩｇが加わること、今度はジ
ョセフソン素子Ｊ２が冒１圧状態にスイッチし、電、流
Ｉはジョセフソン素子Ｊ、へ転送される。
ョセフソン素子Ｊ２が冒１圧状態にスイッチし、電、流
Ｉはジョセフソン素子Ｊ、へ転送される。
かかる場合も、該電流工がジョセフソン素子山へ流れ込
んだ時には、入力信号パルスＬｒが既に切れてしまって
いるために、ジョセフソン素子山はスイッチしない。
んだ時には、入力信号パルスＬｒが既に切れてしまって
いるために、ジョセフソン素子山はスイッチしない。
このような動作にあ友っては、ジョセフソン素子Ｊ１に
流れる左分枝の電流ＩＬと、インダクタンスし及びジョ
セフソン素子Ｊ２に流れる右分校の電流ＩＲは、入力信
号パルスＬｒの１／２の周波数で振動している。すなわ
ち、当該ジョセフソン素子回路は分周器として動作する
。
流れる左分枝の電流ＩＬと、インダクタンスし及びジョ
セフソン素子Ｊ２に流れる右分校の電流ＩＲは、入力信
号パルスＬｒの１／２の周波数で振動している。すなわ
ち、当該ジョセフソン素子回路は分周器として動作する
。
ただし描該ジョセフソン素子は、ｌ／２分周器としての
機能を有するものの、その出力信号ＩＩ、。
機能を有するものの、その出力信号ＩＩ、。
工Ｒの波形が入力信号１ｇの波形と異っているために、
多段に接続することけ困Ｒである。
多段に接続することけ困Ｒである。
第３図に示されるジョセフソン素子を用いた分周器に、
前記第１図に示さねる分周器における欠点を除去したも
のである。
前記第１図に示さねる分周器における欠点を除去したも
のである。
かかる第３図に示される分周器回路にあっては、前記第
１図に示される回路のジョセフソン素子Ｊ２と並列に、
ジ賓セフソン素子Ｊ８．抵抗ＲＲ及びインダクタンスＬ
Ｒの直列接続体が付加される。
１図に示される回路のジョセフソン素子Ｊ２と並列に、
ジ賓セフソン素子Ｊ８．抵抗ＲＲ及びインダクタンスＬ
Ｒの直列接続体が付加される。
ここで、抵抗ＲＲけ例えば０．５〜１〔Ω〕程の比較的
小さな抵抗値を有し、またインダクタンスＬＲはその値
が例えば２０〜３０ ［ＰＨ）とインダクタンスＬに比
較して十分ＩＣ小さい。
小さな抵抗値を有し、またインダクタンスＬＲはその値
が例えば２０〜３０ ［ＰＨ）とインダクタンスＬに比
較して十分ＩＣ小さい。
かかるｗ３図に示される回路においてまず電流Ｉけ全て
ジョセフソン素子Ｊ、を通して流れているものとする。
ジョセフソン素子Ｊ、を通して流れているものとする。
ここで入力信号線７ｓに入力信号パルスエ、が印加され
ると、ジョセフソン素子Ｊ１が電圧状態にスイッチし、
ｉｌｆ、ＩＩけインダクタンスＬを通してジョセフソン
素子Ｊ２へ転送される。ところが該電流Ｉがジョセフソ
ン素子Ｊ２へ流れ込んだ時には、入力信号パルスＩ＋ｒ
が既に切れてしまっているた次いで、次の入力信号パル
スＩｔが印加されるとジョセフソン素子Ｊ、け電圧状態
にスイッチするが、この時インダクタンスＬの値が大き
い（例えば、ｓｏｏ［ＰＨ”］）ため、ジョセフソン素
子Ｊ、に流れていた電流はジョセフソン素子Ｊ８へ流入
する。かかる電流がジョセフソン素子Ｊ１１の臨界電流
値を超えると該ジョセフソン素子Ｊ３け電圧状態にスイ
ッチ［７、前記電流はジョセフソン素子Ｊ、を流れるよ
うＫなる。
ると、ジョセフソン素子Ｊ１が電圧状態にスイッチし、
ｉｌｆ、ＩＩけインダクタンスＬを通してジョセフソン
素子Ｊ２へ転送される。ところが該電流Ｉがジョセフソ
ン素子Ｊ２へ流れ込んだ時には、入力信号パルスＩ＋ｒ
が既に切れてしまっているた次いで、次の入力信号パル
スＩｔが印加されるとジョセフソン素子Ｊ、け電圧状態
にスイッチするが、この時インダクタンスＬの値が大き
い（例えば、ｓｏｏ［ＰＨ”］）ため、ジョセフソン素
子Ｊ、に流れていた電流はジョセフソン素子Ｊ８へ流入
する。かかる電流がジョセフソン素子Ｊ１１の臨界電流
値を超えると該ジョセフソン素子Ｊ３け電圧状態にスイ
ッチ［７、前記電流はジョセフソン素子Ｊ、を流れるよ
うＫなる。
かかるジョセフソン素子Ｊ、及びＪ、のスイッチ動作の
際インクツタンスＬＲには一制だけ［汗Ｌａｏが流ねる
。かかる電ｐ工ｎｏの発生のタイミングを第４図に示す
。
際インクツタンスＬＲには一制だけ［汗Ｌａｏが流ねる
。かかる電ｐ工ｎｏの発生のタイミングを第４図に示す
。
すなわち、インダクタンスＬＲに流ねる電流ＩＲＱハ、
入力信号パルスＩｔと同じワンシロットパルスであ・す
＼しかも該入力信号パルスの］／２の周波数をもって発
生する。
入力信号パルスＩｔと同じワンシロットパルスであ・す
＼しかも該入力信号パルスの］／２の周波数をもって発
生する。
従って、かかる電流ＪＲＯを次段の入力信号として用い
ることにより多段接続することができ、ｎ７一 段接続することによって１／２ｎ分周器を構成すること
ができる。
ることにより多段接続することができ、ｎ７一 段接続することによって１／２ｎ分周器を構成すること
ができる。
第５図に示されるジョセフソン素子を用いた分周器ｆｄ
、前記第３に示される分周器における付加回路（ジョセ
フソン素子−抵抗−インダクタンスの直列接続体）をジ
ョセフソン紫子山と並列に接続、しｔものである。
、前記第３に示される分周器における付加回路（ジョセ
フソン素子−抵抗−インダクタンスの直列接続体）をジ
ョセフソン紫子山と並列に接続、しｔものである。
かかるｆｉ−１ｈＶによりば、インダクタンスＴＪＬに
流わるＪＬＯは、前記第３図に示さねる分周器の出力Ｉ
ＲＯに対し７、入力信号パルスＩｔの１周期分ずれた出
力と々る。
流わるＪＬＯは、前記第３図に示さねる分周器の出力Ｉ
ＲＯに対し７、入力信号パルスＩｔの１周期分ずれた出
力と々る。
また第６図に示されるジョセフソン素子を用い色分周器
−１前配付加回路をジョセフソン素子Ｊ！及びＪ、のそ
れぞわに並列接続したものである。
−１前配付加回路をジョセフソン素子Ｊ！及びＪ、のそ
れぞわに並列接続したものである。
かかる構成によれば、入力信号パルスＩｇの１周期分ず
れた２つの出力ＩＬＯが待られる。各出力ＪＬＯ又け■
ＲＯけ入力信号パルスＩｔの１／２の周波数をもって発
生する。かかる状態を第７図に示す。
れた２つの出力ＩＬＯが待られる。各出力ＪＬＯ又け■
ＲＯけ入力信号パルスＩｔの１／２の周波数をもって発
生する。かかる状態を第７図に示す。
以上の本発明の実施例にあっては、ジョセフソン素子Ｊ
、及びＪ、に対し共通の入力信号線ｉｓを用８− して入力信号パルスを印加したが該ジョセフソン別 素子Ｊ１及びＪ、それぞれに坐個にしかし同時にワンシ
万ットパルス人力信七を印加してもよい。
、及びＪ、に対し共通の入力信号線ｉｓを用８− して入力信号パルスを印加したが該ジョセフソン別 素子Ｊ１及びＪ、それぞれに坐個にしかし同時にワンシ
万ットパルス人力信七を印加してもよい。
ｉた前記ジョセフソン素子Ｊ、及びＪ、とじては、単接
合素子、二接合あるいは三接合餡子干渉針等を用いるこ
とができる。一方ジョセフソン累子Ｊ。
合素子、二接合あるいは三接合餡子干渉針等を用いるこ
とができる。一方ジョセフソン累子Ｊ。
及びＪ、としては安定性等の府から羊接合素子の適用が
好ましい。
好ましい。
々お前記入力信号パルスのパルス幅と電流の転送時間と
の関係は、ジョセフソン素子の動作点によって変化する
ため一定の関係では表わせない。
の関係は、ジョセフソン素子の動作点によって変化する
ため一定の関係では表わせない。
しかしながら少くとも電流が転送されて来るジョセフソ
ン素子におっては、その電流と入力信号電流によって決
定される動作点が尚該ジョセフソン素子の閾値を越えな
いよう接定される必要がある。
ン素子におっては、その電流と入力信号電流によって決
定される動作点が尚該ジョセフソン素子の閾値を越えな
いよう接定される必要がある。
発明の効果
以上のような本発明によれば、極めて簡単な構成によシ
、しかも多段接続が可能な１７２分周器を構成すること
ができる。
、しかも多段接続が可能な１７２分周器を構成すること
ができる。
従って分周器を備えたジ日セフソン集積回路装置の高集
積化、高速動作化を図るうえで極めて有効である。
積化、高速動作化を図るうえで極めて有効である。
第１図は本発明によるジョセフソン素子を用いた分周器
の基本的構成を示す結線図、第２図は第１図に示される
分局器の動作を表わすタイミングチャートである。 第３図は本発明によるジョセフソン素子を用いた分周器
の他の実施例を示す結線図、第４図は第３図に示される
分周器の動作を表わすタイミングチャートである。 第５図及び第６図は、本発明によるジョセフソン素子を
用いた分周器の他の実施例を示す結線図、第７図＃−ｉ
第６図に示される分局器の動作を表わすタイミングチャ
ートである。 図において、 ５１〜Ｊ４；ジョセフソン素子 り、ＬＲＩＬＬ；インダクタンス Ｒ，ＲＲ，ＲＬ ；抵抗 ｌｓ＋入力信号線。 竿１図 ネ２因 １１− 葺 ４ 月
の基本的構成を示す結線図、第２図は第１図に示される
分局器の動作を表わすタイミングチャートである。 第３図は本発明によるジョセフソン素子を用いた分周器
の他の実施例を示す結線図、第４図は第３図に示される
分周器の動作を表わすタイミングチャートである。 第５図及び第６図は、本発明によるジョセフソン素子を
用いた分周器の他の実施例を示す結線図、第７図＃−ｉ
第６図に示される分局器の動作を表わすタイミングチャ
ートである。 図において、 ５１〜Ｊ４；ジョセフソン素子 り、ＬＲＩＬＬ；インダクタンス Ｒ，ＲＲ，ＲＬ ；抵抗 ｌｓ＋入力信号線。 竿１図 ネ２因 １１− 葺 ４ 月
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１のジョセフソン素子と、前記第１のジョセフソ
ン素子に並列接続されたインダクタンスと第２のジョセ
フソン素子の直列接続体とから構成される電流フリップ
フロップと、前記第１及び第２のジョセフソン素子に対
し前記電流フリップフロップの電流反転時間よりも短い
入力信号パルスを同時に印加する入力信号線とを備えた
ことを特徴とするジョセフソン素子を用いた分周器。 ２ 第１及び第２のジョセフソン素子の少くとも一方に
、前記ジョセフソン素子よりも臨界電流 。 の小さなジョセフソン素子、抵抗および十分小さな値の
インダクタンスの直列接続体を並列接続してなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のジョセフソン素
子を用いた分周器。 ３、第１及び第２のジョセフソン素子の入力信号線が直
列接続されて々ることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のジョセフソン素子を用した分周器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039381A JPS59165525A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | ジヨセフソン素子を用いた分周器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58039381A JPS59165525A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | ジヨセフソン素子を用いた分周器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59165525A true JPS59165525A (ja) | 1984-09-18 |
| JPH0378008B2 JPH0378008B2 (ja) | 1991-12-12 |
Family
ID=12551434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58039381A Granted JPS59165525A (ja) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | ジヨセフソン素子を用いた分周器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59165525A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6196826A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 直流駆動型ジヨセフソン分周器 |
| US4911835A (en) * | 1986-05-29 | 1990-03-27 | Japan Marine Science & Technology Center | Seawater-dissolved metal collecting system |
-
1983
- 1983-03-10 JP JP58039381A patent/JPS59165525A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6196826A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-15 | Agency Of Ind Science & Technol | 直流駆動型ジヨセフソン分周器 |
| US4911835A (en) * | 1986-05-29 | 1990-03-27 | Japan Marine Science & Technology Center | Seawater-dissolved metal collecting system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0378008B2 (ja) | 1991-12-12 |
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