JPS5970018A - Josephson monostable multivibrator - Google Patents

Josephson monostable multivibrator

Info

Publication number
JPS5970018A
JPS5970018A JP57180501A JP18050182A JPS5970018A JP S5970018 A JPS5970018 A JP S5970018A JP 57180501 A JP57180501 A JP 57180501A JP 18050182 A JP18050182 A JP 18050182A JP S5970018 A JPS5970018 A JP S5970018A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
output
line
input
josephson
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
Application number
JP57180501A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0213855B2 (en
Inventor
Akihiko Yagi
昭彦 八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP57180501A priority Critical patent/JPS5970018A/en
Publication of JPS5970018A publication Critical patent/JPS5970018A/en
Publication of JPH0213855B2 publication Critical patent/JPH0213855B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/38Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of superconductive devices

Landscapes

  • Pulse Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain variable pulse width having quick rise by setting up a difference of time constants of control lines connected to a Josephson switching gate branched to output lines outputting input signal current and logical information. CONSTITUTION:A Josephson single junction element J1 is connected in parallel with an input terminal 3 as a buffer amplifier 4 of an input part 2 to supply circuit current Ig. The current Ig is selected at the size selected by the sum of input signal current Iin and the current Ig and the input signal current Iin and logical information are obtained from an output 5. The output 5 is connected to an output terminal 7 through an output line 6. A control line 8 is connected to the line 6 as a branch and the other end of the line 8 is connected to a control input 9a of a switching gate 9 selectively leading in output current from the line. A skid Q is used for the gate 9 and its negative terminal is connected to the terminal 7 through a resistor R3. The time constant of the line 6 is set up sufficiently smaller than that of the line 8, so that variable pulse width having quick rise can be outputted.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジョセフソン単安定マルチバイブレータに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a Josephson monostable multivibrator.

ジョセフソン論理回路を用いてメモリ周辺回路のような
やや高度な処理機能をもつサブシステムを実現しようと
する場合、単安定マルチバイブレータは不可欠な回路で
ある。
A monostable multivibrator is an essential circuit when attempting to implement a subsystem with somewhat advanced processing functions, such as a memory peripheral circuit, using Josephson logic circuits.

たとえば超伝導インダクテイプループの電流をスキッド
(5QUID :超伝導量子干渉デバイス)で切換える
場合やラッチング動作の論理演算を制御する場合等であ
る。また超高速現象の計測に用いられるジョセフソン・
サンプラにおいてもパルス幅の充分に狭いワンショット
パルスが必要となる。
For example, this is used when switching the current in a superconducting inductor loop using a skid (5QUID: superconducting quantum interference device), or when controlling logical operations in a latching operation. Also, Josephson is used to measure ultrafast phenomena.
A sampler also requires a one-shot pulse with a sufficiently narrow pulse width.

こうしたジョセフソン単安定回路では、入力信号論理は
電流の有無に化体されるので、その機能は、第1図示の
ように、入力信号電流Ijsが立ち上がった時点から予
定のパルス幅すに亘って出力電流routを発生するも
のと定義できる。
In such a Josephson monostable circuit, the input signal logic is embodied in the presence or absence of current, so its function is from the time when the input signal current Ijs rises to the expected pulse width, as shown in Figure 1. It can be defined as generating an output current rout.

そして、こうした機能に付帯する実際的な要件としては
、出力電流の立ち上がシが良いこと、パルス幅すの設計
がし易く、成る程度の自由度があること、回路装置とし
て簡便かつ作成が容易で、回路面積も極力小さいこと、
等が挙げられる。
The practical requirements associated with these functions are that the output current has a good start-up speed, that the pulse width is easy to design and has a degree of freedom, and that it is simple and easy to create as a circuit device. It is easy to use, and the circuit area is as small as possible.
etc.

然るに、従来提案されていたジョセフンン単安定マルチ
バイブレータでは、上記の要求を満足することができな
かったのである。この点を顕らかにするために、在来の
二種のタイプの回路例を第2A、B図に各示して説明す
る。
However, the previously proposed Josephine monostable multivibrator could not satisfy the above requirements. In order to clarify this point, examples of two conventional types of circuits are shown and explained in FIGS. 2A and 2B, respectively.

先づ、第2A図示のものでは、入力信号電流工inが零
の状態では、バイアス電流Inによって、左側ブランチ
(枝回路)中のスキッドらの最大ジョセフソン電流は減
少しているので、電源電流工gは専ら零電圧状態にある
中央線路中のスキッドQsを流れている。
First, in the case shown in Figure 2A, when the input signal current in is zero, the bias current In reduces the maximum Josephson current of the skids in the left branch (branch circuit), so the power supply current G flows exclusively through the skid Qs in the center line, which is in a zero voltage state.

入力信号電流14nが立ち上がると、スキッドQ、は電
圧状態へとスイッチし、電源電流工gは右側の出力側ブ
ランチに出力電流1tnt、tとして流れ始める。諸パ
ラメータを適当にきめておくと、出力電流立ち上がり過
渡期中にジョセフソン接のようにすると、立ち上がった
出力電流I outはなシ、もって所期のワンショット
パルスが得られる。
When the input signal current 14n rises, the skid Q switches to the voltage state and the power supply current g begins to flow to the right output branch as an output current 1tnt,t. If various parameters are determined appropriately, if a Josephson connection is made during the transition period of the rise of the output current, the desired one-shot pulse can be obtained without the rise of the output current Iout.

その後、入力信号電流Iinが立ち下がれば、スキッド
Q7は電圧状態に、スキッドQ、は零電圧状態に、それ
ぞれスイッチバックし、初期状態出力ブランチ中に含ま
れるインダクタンス分LOとの兼合いで、時定数τo=
Lo/Rの選択自由度、ひいては出力パルス幅TDの自
由度が乏しくなる外、出力パルスIautの鮮鋭な立ち
上がりは期待できない。
After that, when the input signal current Iin falls, the skid Q7 switches back to the voltage state and the skid Q switches back to the zero voltage state. Constant τo=
In addition to the degree of freedom in selecting Lo/R and, ultimately, the degree of freedom in output pulse width TD being reduced, a sharp rise of the output pulse Iout cannot be expected.

これに対して、出力ブランチ中に抵抗Rを用いず、第2
B図示のように、スキッドと超伝導インダクテイプルー
ブのみでワンショットマルチを構成した従来例もある。
On the other hand, without using the resistor R in the output branch, the second
As shown in Figure B, there is also a conventional example in which a one-shot multi is constructed using only a skid and a superconducting inductor tube.

この従来例では、二本の制御線を持つスキッドQ、−Q
、を用いている。但し、その中の二つQ!電は、制御線
を一本のみ利用している。
In this conventional example, skids Q and -Q have two control lines.
, is used. However, two of them Q! Electric power uses only one control line.

本図中では、スキッドQ1〜Q4を示す枠内に示した矢
印を当該スキッドの回路電流乃至電源電流方向とし、こ
れと一致した向きの制御電流のみが流れた時に、各スキ
ッドは電圧状態に遷移するものとして示しているが、印
加された直流電流工σは、出力側のブランチ中のインダ
クタンス分Loのために、この時点では両制御線Cq*
、Cq共に磁界電流の流れていないスキッドQ、を通シ
左ブランチ中に流れ、同じく制御線Cq4に磁界電流の
流れていない、従って最大ジョセフソン電流が減少して
いないスキッドQ4を介して接地に流出していく。
In this figure, the arrows shown in the frames indicating skids Q1 to Q4 are the direction of the circuit current or power supply current of the relevant skid, and when only the control current in the direction that matches this flows, each skid transitions to the voltage state. However, due to the inductance Lo in the branch on the output side, the applied DC current σ is equal to both control lines Cq* at this point.
, Cq both flow into the left branch through the skid Q in which no magnetic field current flows, and are connected to the ground through the skid Q4 in which no magnetic field current flows in the control line Cq4, so the maximum Josephson current does not decrease. It flows out.

入力信号電流1inが印加されると、スキッドQ1の制
御線C(hの電流が流れたことになり、当該スキッドQ
1は電圧状態乃至抵抗状態に遷移する。そのため、電源
電流I、は、この時点ではまだ制御線Cqvに磁界電流
が流れていないスキッドQ2を通り出力側のブランチへ
出力電流routとして流れ始める。
When an input signal current of 1 inch is applied, a current of control line C (h) of the skid Q1 flows, and the skid Q
1 transitions from a voltage state to a resistance state. Therefore, the power supply current I begins to flow to the output side branch as an output current rout through the skid Q2, where no magnetic field current is flowing through the control line Cqv yet at this point.

この出力電流は、スキッドQ4の制御線Cq、を流れる
制御電流となるので、当該スキッドQ4は電圧状態にス
イッチし、出力電流乃至電源電流は、制御線Cq、の電
流が絶たれ、他方の制御線cq*’には入力信号電流と
しての逆方向電流が加えられていることによシ、磁界電
流が加わっていないスキッドらを通シインダクタンスL
eヲ含□′  む外周線路へ転流する。
This output current becomes a control current flowing through the control line Cq of the skid Q4, so the skid Q4 is switched to a voltage state, and the output current or power supply current is cut off from the control line Cq, and the other control line Cq is turned off. Since a reverse current as an input signal current is applied to the line cq*', the inductance L is increased through the skids to which no magnetic field current is applied.
The current is commutated to the outer line containing ``e''.

この転流電流が定常になると、スキッドQ+は両制御線
電流の相殺で零電圧状態に、他方、スキッドらは制御線
Cqx中の電流により電圧状態に、夫々遷移するため、
電源電流IQは出力側ブランチから左ブランチへ転流し
、出力電流1outが立ち下がって所期のワンショット
動作が完了する。勿論、入力電流l4tLが立ち下がれ
ば回路は初期状態となる。
When this commutation current becomes steady, the skid Q+ transitions to a zero voltage state due to the cancellation of both control line currents, while the skids transition to a voltage state due to the current in the control line Cqx.
The power supply current IQ is commutated from the output side branch to the left branch, and the output current 1out falls to complete the intended one-shot operation. Of course, when the input current l4tL falls, the circuit returns to its initial state.

この方法では、パルス幅TD及びパルス立ち上がりはイ
ンダクタンスLe 、 Loと内蔵の各ジョセフソン接
合の制動係数βで定めるが、ノクルス幅の長い場合に関
しては先の例よりは成る程度の自由度はあるものの、そ
の見返シとしてスキッドの数が多く、配線パターンも複
雑で、回路面積も大きくなるという構成上の欠点が問題
となってしまう。
In this method, the pulse width TD and pulse rise are determined by the inductances Le and Lo and the damping coefficient β of each built-in Josephson junction, but when the Nockles width is long, there is a degree of freedom compared to the previous example. However, the drawbacks are the large number of skids, complicated wiring patterns, and large circuit area, which are disadvantageous.

また、第2A、B図示の従来回路は、いづれも出力線路
の一部を入力線路とする後段の回路素子としては、当該
入力線路中の抵抗が零である磁界結合型の回路、結局は
スキッドをのみしか駆動できないという欠点もある。負
荷状態はワンショット動作に大きく影響し、負荷は固定
された状態で設計されているからである。
In addition, in both of the conventional circuits shown in Figures 2A and 2B, the subsequent circuit element in which part of the output line is an input line is a magnetic field coupling type circuit in which the resistance in the input line is zero, and is ultimately a skid. It also has the disadvantage that it can only drive . This is because the load condition greatly affects the one-shot operation, and the load is designed to be fixed.

更に、パルス幅TDの設計自由度が狭く、立ち上がりも
期待できないことは上述の通りであるが、一旦設計した
固定的な回路パラメータでは、当然のこと乍ら、定めら
れたパルス幅の出力パルスしか発せられず、パルス幅可
変とすること等は固よシできなかった。
Furthermore, as mentioned above, the degree of freedom in designing the pulse width TD is narrow and the rising edge cannot be expected, but with fixed circuit parameters once designed, it goes without saying that only an output pulse with a predetermined pulse width can be produced. It was not possible to make the pulse width variable.

本発明は以上に鑑てなされたもので、上述した従来例の
欠点を除いた単安定マルチバイブレータを提供すること
、即ち、構成至便、製作容易で回路面積も小型であシ乍
ら、鮮鋭な立ち上がり立ち下がシの出力パルスを得られ
、そのパルス幅並びに振幅の股引自由度も大きく採れる
ようにすること、を主目的としたものでsb、更に付随
的には、成る条件下では抵抗入力型の後段回路をも駆動
できること、パルス幅可変動作も各素子自体の定数変更
なしに行えること、等をも目的としている。
The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a monostable multivibrator that eliminates the drawbacks of the conventional examples described above, namely, to provide a monostable multivibrator that is simple in structure, easy to manufacture, and has a small circuit area. The main purpose is to obtain an output pulse with a rise and fall of sb, and to have a large degree of freedom in changing the pulse width and amplitude. It is also intended to be able to drive the subsequent circuit of the mold, and to be able to perform variable pulse width operations without changing the constants of each element itself.

第5図は本発明の各実施例を示しているが、先づ比較的
基本的な実施例である同第5A図示の単安定マルチバイ
ブレータ/から説明する。
FIG. 5 shows various embodiments of the present invention. First, a comparatively basic embodiment of the monostable multivibrator shown in FIG. 5A will be explained.

先づ、入力信号電流Iinの入力端子3を持つ入力部コ
があるが、この実施例では、一般に比較的低いレベルの
入力信号電流Iinを、望ましくは安定で比較的大きな
レベルとするために、緩衝増幅器(以下バッファアンプ
)≠を尚該入力部a中に設けている。
First, there is an input section having an input terminal 3 for input signal current Iin. In this embodiment, in order to make the input signal current Iin, which is generally at a relatively low level, desirably at a stable and relatively large level, A buffer amplifier (hereinafter referred to as buffer amplifier) is also provided in the input section a.

ジョセフソン回路系でのバッファアンプとしては、一般
にスイッチングゲートの形が採られ、スイッチングゲー
トとしても電流注入型乃至直接結合型やスキッドのよう
な磁界結合型がある。
Buffer amplifiers in Josephson circuit systems generally take the form of switching gates, and switching gates include current injection type, direct coupling type, and magnetic field coupling type such as skid.

本回路/の入力部コ中のバッファアンプとしては、その
いづれでも良いが、図示の場合は電流注入型の最も基本
的なスイッチングゲートとしてジョセフソン単接合素子
J1による構成、製作共に至便なスイッチングゲートを
用いている。
Any of these may be used as the buffer amplifier in the input section of this circuit, but in the case shown in the figure, the most basic switching gate of the current injection type is a switching gate using a Josephson single junction element J1, which is convenient in construction and manufacture. is used.

即ち、入力端子3に並列にこのジョセフソン単接合素子
J1を配し、これに正電源Vccからの回路電流IQを
供給するようになしていて、この回路電流IgO値を、
単独ではジョセフソン単接合素子Jlを電圧状態乃至抵
抗状態にスイッチングさせることはないが、入力信号電
流Iinとの・和では電圧状態にスイッチングさせる大
きさに選んでいる。
That is, this Josephson single junction element J1 is arranged in parallel with the input terminal 3, and the circuit current IQ from the positive power supply Vcc is supplied to it, and the value of this circuit current IgO is expressed as
Although it does not cause the Josephson single junction element Jl to switch between the voltage state and the resistance state when it is used alone, the magnitude is selected such that the sum with the input signal current Iin causes the Josephson single junction element Jl to switch into the voltage state.

ジョセフソン単接合素子は周知のヒステリシスカーブと
ラッチングモードを持つため、回路電流Igの値を上記
のようにして定めておくと、入力信号電流1inが入力
した時にのみ、この単接合素子Jtを電圧状態にスイッ
チングさせ、その一端から入力部出力として、レベル的
に増幅された信号電流I4を採り出すことができる。
Since the Josephson single-junction element has a well-known hysteresis curve and latching mode, if the value of the circuit current Ig is determined as above, this single-junction element Jt will be turned into a voltage only when an input signal current of 1 inch is input. The level-amplified signal current I4 can be extracted from one end as an output from the input section by switching the state.

この増幅された入力信号電流■2は、アナログレベル的
に、また、その安定度乃至変動率が実際−゛の入力信号
電流I7%と異なるだけであって、ここで問題にしてい
る単安定マルチバイブレータの論理情報に関しては、入
力電流信号Iiユと同一である。
This amplified input signal current 2 differs from the actual input signal current I7% in terms of analog level and its stability or fluctuation rate; The logic information of the vibrator is the same as the input current signal Ii.

一方、入力信号電流1inの大きさが成る程度大きい場
合には、バッファアンプ’Iff必要なく、従って、そ
の場合は勿論、入力部コの出力信号電流■4は入力部入
力端子3への実効的な入力信号電流Iinと論理情報は
固よシ、アナログ的にも全く同じものである。
On the other hand, if the input signal current is as large as 1 inch, there is no need for the buffer amplifier 'Iff. The input signal current Iin and the logic information are exactly the same in analog terms.

いづれにしろ、入力部コの出力には、入力信号電流と少
くとも論理情報が同一の信号電流りが得られれば良く、
この信号電流I、iのレベルに応じて入力部中にバッフ
ァアンプを設けるか否かを選択して良い。
In any case, it is sufficient that a signal current having at least the same logic information as the input signal current is obtained at the output of the input section.
Depending on the level of the signal currents I and i, it may be selected whether or not to provide a buffer amplifier in the input section.

また、同じ電流注入型であっても、入出力分離機能、即
ちバッファ機能を重視し、更に増幅度も大きく採りたい
場合には、公知の四接合閉ループ型のスイッチングゲー
トを用いると良い。
Furthermore, even if the gate is of the same current injection type, if the input/output separation function, that is, the buffer function is important, and the degree of amplification is also desired to be large, it is preferable to use a known four-junction closed loop type switching gate.

このゲート自体の構成及びスイッチング動作の原理自体
は既に良く知られてお沙、基本的に特開昭56−328
50号を契機とし、以下特開昭57−99054号を始
めとする各種改良もなされているので参考と々る。
The structure of this gate itself and the principle of switching operation are already well known, and are basically based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-328.
Since No. 50, various improvements have been made, including Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-99054, which are hereby referred to as reference.

入力部−の出力!には、出力線路乙の一端6αが接続さ
れ、該出力線路の他端6bは、本回路の出力端子7に接
続されている。同じく、入力部出力!には、出力線路乙
に対して分岐的に制御線路rの一端rαが接続され、そ
の他端rbは、出力線路6中の出力電流を選択的に引き
込み電源(従って、との場合は負電源) Vssに引き
込むスイッチングゲート?の制御入力?αに接続されて
いる。
Input section - output! is connected to one end 6α of the output line B, and the other end 6b of the output line is connected to the output terminal 7 of the circuit. Similarly, input section output! In , one end rα of the control line r is branchedly connected to the output line B, and the other end rb selectively draws the output current in the output line 6 and serves as a power source (therefore, in the case of , it is a negative power source) Switching gate that pulls into Vss? control input? Connected to α.

スイッチングゲートタは、この実施例では、正極性の制
御電流でも負電源で動作させる構成が簡却に得られるス
キッドQ、を用いており、次のように回路中に組み入れ
ている。
In this embodiment, the switching gater uses a skid Q which can easily be configured to operate with a negative power supply even with a positive polarity control current, and is incorporated into the circuit as follows.

接地と引き込み電源乃至負電源■との間に当該スキッド
Q2の回路電流端子を直列に挿入し、その負端子と出力
端子7乃至出力線路6間を電流加算抵抗R8を介して接
続する。
The circuit current terminal of the skid Q2 is inserted in series between the ground and the lead-in power supply or the negative power supply (2), and the negative terminal and the output terminal 7 or the output line 6 are connected via the current addition resistor R8.

本発明では、上述した静的構成において、出力線路6中
と制御線路r中の各線路電流の遅れの因となる時定数差
を動作に積極的に利用することを一つの特徴としている
One feature of the present invention is that, in the above-mentioned static configuration, the time constant difference that causes a delay in each line current in the output line 6 and the control line r is actively utilized for operation.

この実施例では、先づ、正極性の入力信号電流の立ち上
がシと共に出力電流1outが速やかに正極性に立ち上
が9、その後、所定の時間TD経過後に零レベルに戻る
という第1図示の基本機能を満足するように構成するも
のとすると、仁の場合は、出力線路6中に直列に存在す
る抵抗馬とインダクタンスhによる時定数τi = L
l/R。
In this embodiment, as shown in FIG. Assuming that the configuration satisfies the basic functions of
l/R.

の方を、制御線路r中の時定数τ2= Lx/Rtよシ
も十分に小、できれば殆ど零に選ぶ。
The time constant τ2=Lx/Rt in the control line r is also selected to be sufficiently small, preferably almost zero.

実際の製作上は、この実施例では後述のように抵抗R8
は抵抗R1と共に電流加算抵抗の彷きをするので、出力
線路6中の時定数τiを減小するには、意図的にインダ
クタンスLlを形成することをしないで、浮遊インダク
タンス分が止むを得ず残る程度にし、一方、制御線路中
にはインダクタンスL、を成る程度大きな値となるよう
に意図的に形成するのである。以下、R2)Ll=0・
従って意図的な時定数差τ、−−は、専らτ、の値によ
るものとして動作説明を行う。
In actual production, in this embodiment, the resistor R8 is
acts as a current summing resistor together with the resistor R1, so in order to reduce the time constant τi in the output line 6, it is unavoidable to avoid creating an inductance Ll intentionally. On the other hand, the inductance L is intentionally formed in the control line so that it has a large value. Hereinafter, R2) Ll=0・
Therefore, the operation will be explained assuming that the intentional time constant difference τ,-- is solely due to the value of τ.

第4A図には、各部波形の相関を示しであるが、電源V
cc 、 ■の投入後、既述のように、入力信号電流■
inと論理情報が同一な信号電流I4が正方向に立ち上
がると、この電流は、出力線路6と制御線路rとに分流
され、出力線路tへの分流分■6は遅れもなく出力端子
7に至り、出力電流Ioutの立ち上がシ部分を形成す
る。
FIG. 4A shows the correlation between the waveforms of each part, and the power supply V
After turning on cc, ■, as mentioned above, the input signal current ■
When the signal current I4, which has the same logic information as in, rises in the positive direction, this current is shunted to the output line 6 and the control line r, and the shunted portion to the output line t is transferred to the output terminal 7 without delay. As a result, a rising portion of the output current Iout is formed.

逆に言うと、この時点では、まだスキッドQ。On the other hand, at this point, it's still skid Q.

が零電圧状態にらシ、従って、出力端子7は抵抗R3に
て接地に対してシャントされているため、出力端子7に
つながる抵抗がR3に比べて十分に小ならば分流分工、
は出力端子7から出力電流Ioutとして流れ出ていく
ことができるのである。
is not in the zero voltage state, therefore, the output terminal 7 is shunted to the ground by the resistor R3. Therefore, if the resistance connected to the output terminal 7 is sufficiently smaller than R3, the shunting is performed.
can flow out from the output terminal 7 as an output current Iout.

而して、制御線路rt介してスキッド制御式カタに至る
分流分工8は、出力線路乙の分流分I6に対して両者の
伝達時定数差τ、−τ1.従って、この場合は時定数で
、によってのみ略々定まる時間Toだけ遅れて当該スキ
ッド制御人カタに至る。
Thus, the shunt branch 8 leading to the skid control type Kata via the control line rt has a transmission time constant difference τ, -τ1 . Therefore, in this case, the skid control operator is reached with a delay of a time To approximately determined by the time constant.

時間T。経過後に、かく、シてスキッドQ、に制御電流
工8が与えられると、このスキッドQ、は電圧状態に遷
移する。すると、出力端子に一端を接続している抵抗R
sの他端は、引き込み電源乃至負電源宥に接続されてい
るので、出力電流1outとして出力端子7から流出し
ていた出力線路分流分工6は当該引き込み電源■に引き
込まれ、出力電流1outは立ち下がることになる。結
局、時間TDはパルス幅を定義するものとなる。
Time T. After a period of time, when the control current 8 is applied to the skid Q, the skid Q transitions to the voltage state. Then, the resistor R whose one end is connected to the output terminal
Since the other end of s is connected to the lead-in power supply or the negative power supply, the output line shunt branch 6 that was flowing out from the output terminal 7 as the output current 1out is drawn into the lead-in power supply , and the output current 1out becomes It will go down. Ultimately, the time TD defines the pulse width.

この説明は、負電源■からの図示仮想線17なる逆方向
乃至負極性電流を考えれば、両抵抗馬+ R8により両
電流を加算した結果が出力電流Icyutとして得られ
ると図示、説明でき、第4図中にはそのようにして示し
である。
This explanation can be illustrated and explained that if we consider the reverse direction or negative polarity current indicated by the illustrated virtual line 17 from the negative power source (2), the result of adding both currents by both resistors + R8 is obtained as the output current Icyut. This is shown in Figure 4.

このようにして、本回路lによれば、比較的簡単な構成
で所期のパルス幅TDのワンショットパルスが得られ、
立ち上がシ、立ち下がνとも良好でパルス幅並びにパル
ス振幅選択自由度も太きいという効果が得られるが、更
に実際的な配慮としては次のような設計手法を挙げるこ
とができる。
In this way, according to the present circuit I, a one-shot pulse of the desired pulse width TD can be obtained with a relatively simple configuration,
Although it is possible to obtain the effect that both the rise and fall values ν are good and the degree of freedom in selecting the pulse width and pulse amplitude is wide, the following design method can be cited as a more practical consideration.

回路の安定動作上、又、設計性の観点から、両スイッチ
ングゲー) JllQtは電圧状態でギャップ電圧、即
ち一定電圧を維持することが望ましい。そのためには、
各抵抗の値は比較的大きく選ぶ。また、出力電流hut
が引き込まれた後の零レベルの維持は、抵抗値操作、例
えば他の条件が同一ならRs = Rsとすることによ
り、出力端子電位を接地電位とすることができるので、
勿論可能である。
From the viewpoint of stable operation of the circuit and design, it is desirable that both switching gates (JllQt) maintain a gap voltage, ie, a constant voltage, in the voltage state. for that purpose,
Choose a relatively large value for each resistor. Also, the output current hut
To maintain the zero level after being pulled in, the output terminal potential can be set to the ground potential by manipulating the resistance value, for example by setting Rs = Rs if other conditions are the same.
Of course it is possible.

本回路lの後段に磁界結合型の回路を接続してこれを駆
動する場合には、出力側のインダクタンスLlが多少、
増したのと同じことになるが、先のように、抵抗R1の
値を大きく選べば時定数t+=Ls/R+ は十分に小
さく抑えることができ、従って出力電流Itmtの立ち
上がりは鋭く保ち得る。
If a magnetic field coupling type circuit is connected and driven after this circuit l, the inductance Ll on the output side will be slightly reduced.
However, as mentioned above, if the value of the resistor R1 is chosen to be large, the time constant t+=Ls/R+ can be kept sufficiently small, and therefore the rise of the output current Itmt can be kept sharp.

また、出力電流端子7での電圧をギャップ電圧より十分
小さくするように各パラメータを定めれば、静的な抵抗
が零ではない入力回路を持つ直結型乃至電流注入型の回
路をも駆動できる。
Further, if each parameter is determined so that the voltage at the output current terminal 7 is sufficiently smaller than the gap voltage, it is possible to drive a direct-coupling type or current injection type circuit having an input circuit whose static resistance is not zero.

本回路lのもう一つの特徴は、静的な乃至物的な構成を
変えることなく、正方向に立ち上がる入力信号電流1i
nに対して、負方向に立ち上がる出力電流パルスを得る
こともできることにある。
Another feature of this circuit 1 is that the input signal current 1i rises in the positive direction without changing the static or physical configuration.
The advantage is that it is also possible to obtain an output current pulse that rises in the negative direction with respect to n.

第3A図示の構成において、先とは逆に、山 −力線路
中のインダクタンスL鳳を意図的に大きく形成し、他方
、制御線路を中のインダクタンスL2を極力小さくなる
ようにする。
In the configuration shown in FIG. 3A, contrary to the above, the inductance L in the power line is intentionally made large, while the inductance L2 in the control line is made as small as possible.

すると、第4B図に示すように、入力信号電流1in乃
至I、aの立ち上がシと共に、先づ、スキッドQ、が電
圧状態に遷移して、出力端子7は引き込み電流Vanに
接続され、負方向電流nが流れて、出力電流1outは
負方向に立ち上がる。
Then, as shown in FIG. 4B, as the input signal current 1in to I,a rises, the skid Q first changes to the voltage state, and the output terminal 7 is connected to the drawing current Van. A negative direction current n flows, and the output current 1out rises in the negative direction.

その後、今度は専ら時定数τ5=Lt/Rt にて定ま
る遅れ時間TD経過後に、出力線路6を介して正方向電
流■6が供給されるため、両者加算の結果として出力電
流Icyutは零レベルに戻シ、所期のワンショット動
作が完遂する。
After that, after the delay time TD determined by the time constant τ5=Lt/Rt has elapsed, the positive direction current 6 is supplied via the output line 6, so the output current Icyut reaches the zero level as a result of the addition of both. Returning, the intended one-shot action is completed.

尚、いづれの場合も、入力信号電流1inの立ち下がシ
後の電源vcc、■の立ち下がりで回路リセットが行な
われる。
In either case, the circuit is reset at the fall of the power supply Vcc, (2) after the fall of the input signal current 1 inch.

第3A図示の回路lは、以上のように、原理的に十分な
機能を持つことが証明されたが、より細かく見ると、更
に改良すれば望ましい点がある。先づ、出力電流パルス
の立ち上がシに就いてであるが、この立ち上がりに関与
する分流電流X6又はI、の立ち上がシは、相手方線路
r又は6中の大きなインダクタンスL、又はり、の影響
を受けるため、幾分か鈍ることがある。従来例に比せば
それでもパルス幅に応じて実用上十分な立ち上がりが得
られるが、更に高速化できれば勿論その方が望ましい。
As described above, the circuit 1 shown in FIG. 3A has been proven to have sufficient functionality in principle, but if we look at it in more detail, there are points that would be desirable if it were further improved. First, regarding the rising edge of the output current pulse, the rising edge of the shunt current X6 or I, which is involved in this rising edge, is caused by the large inductance L in the opposing line r or 6, or by It may become somewhat dull due to the influence of Compared to the conventional example, a practically sufficient rise can be obtained depending on the pulse width, but it is of course desirable if the speed can be further increased.

また、出力電流パルスの振幅も、制御線路rへの分流分
工、にて入力電流I、1のほぼ大半が消費されるため、
余り大きくは採れないことがある。
In addition, the amplitude of the output current pulse is also determined by the fact that almost the majority of the input current I,1 is consumed in the shunt to the control line r.
You may not be able to collect too much.

出力振幅を増すためだけならば、入力部コ中に望ましく
は設けられるスイッチングゲートJtの臨界電流値を太
きくシ、出力電流りが丙きくなるようにすれば良いが、
出力電流工out h’なる分流分I6と制御用分流分
工8とが分離はされていないので、実際的見地からは、
動作マージンを広く採るための設計はやや厄介になる。
If only to increase the output amplitude, it is sufficient to increase the critical current value of the switching gate Jt, which is preferably provided in the input section, so that the output current becomes higher.
Since the output current output h' branch I6 and the control branch 8 are not separated, from a practical standpoint,
Designing to ensure a wide operating margin becomes somewhat complicated.

これ等を解決するためには、第5B図示のように、出力
線路す中にも、入力部におけると同様に電流増幅能を持
つバッファアンプioを挿入してやれば良い。
In order to solve these problems, as shown in Figure 5B, a buffer amplifier io having a current amplification ability similar to that in the input section may be inserted into the output line.

このバッファアンプ自体は、任意の直接結合型乃至電流
注入型スイッチングゲー) JRで良く、入力部コ中の
それJtに就いて述べた説明を援用できるので、ここで
はより詳しい説明は省略する。
This buffer amplifier itself may be any direct coupling type or current injection type switching game (JR), and since the explanation given regarding it Jt in the input section can be used, a more detailed explanation will be omitted here.

このように、バッファアンプ10を設ければ、実質的に
出力電流1outと制御電流Isとの分離が行え、上述
の弱点が解消する外、出力電流振幅も増幅分に見合った
大きなものとして得ることができる。
As described above, by providing the buffer amplifier 10, it is possible to substantially separate the output current 1out and the control current Is, which eliminates the above-mentioned weaknesses, and also makes it possible to obtain a large output current amplitude commensurate with the amplification. I can do it.

また、このようにすれば、総てのスイッチングゲートの
ジョセフソン臨界電流値を等しくして良く、設計性が向
上する。尚、この第5B図示の回路/では、スイッチン
グゲー) Js 、Qtは必ずしもギャップ電圧域で動
作させる必要はない。第3B図示回路/において、説明
を施さない他構成子は第3A図示の回路と同様で良く、
図中、対応するものに同一の符号を付すに留める。但し
、出力零レベルの確保のため等の設計抵抗はR1′とな
る。
Further, in this case, the Josephson critical current values of all the switching gates can be made equal, and design efficiency is improved. In the circuit shown in Figure 5B, the switching gates Js and Qt do not necessarily need to be operated in the gap voltage range. In the circuit illustrated in 3B/, other components not explained may be the same as in the circuit illustrated in 3A,
In the figures, corresponding parts are given the same reference numerals. However, the design resistance for ensuring the output zero level is R1'.

本回路lにおいて、パルス幅すを短くする時はとも角、
比較的大きく設計したい場合には、例えば正極性の出力
パルスに関しては先の理ではインダクタンスし、を大き
くして行けば良いが、余シに大きくなると製作上、厄介
である外、回路面積の増加を招くので、成る程度以上の
値は確保するという条件の下に抵抗R2の値を小さくし
てやれば良い。
In this circuit I, when shortening the pulse width,
If you want to design a relatively large output pulse, for example, for a positive output pulse, you can increase the inductance according to the above principle, but if it becomes too large, it will be difficult to manufacture and increase the circuit area. Therefore, the value of the resistor R2 should be made small on the condition that a value greater than that is ensured.

設計上、パルス幅TDの自由度を本発明回路では原理上
、十分大きく採ることができることは以上から顕らかで
あるが、本発明回路は、同一のパラメータで製作法とな
っていても、パルス幅TDを実作動状態で可変にするこ
ともできる効果を内包している。
It is clear from the above that the degree of freedom of the pulse width TD can be designed to be sufficiently large in principle in the circuit of the present invention, but even if the circuit of the present invention is manufactured using the same parameters, This includes the effect that the pulse width TD can be made variable under actual operating conditions.

即ち、第5A、B図中に仮想線Pbで示すように、スイ
ッチングゲート2にスキッドqを選び、これにさらに磁
界バイアス電流を加えられるように磁気結合したバイア
ス電流線Pbを付してバイアス電流IBt流せるように
しておけば、スキッドQ、への制御電流I3はその定常
値をIgAとすると Is = l6j(1−g−”)       −(1
)で表せ、スキッドQ、をスイッチングさせる時の電流
値をIBoとすると、遅延時間b′はバイアス電流lm
=00時の遅延時間すに対して次の関係となる。
That is, as shown by the virtual line Pb in FIGS. 5A and 5B, a skid q is selected as the switching gate 2, and a magnetically coupled bias current line Pb is attached to the skid q so that a magnetic field bias current can be applied to the skid q, thereby increasing the bias current. If IBt is allowed to flow, the control current I3 to the skid Q will be Is = l6j(1-g-'')-(1
), and if the current value when switching the skid Q is IBo, the delay time b' is the bias current lm
The following relationship holds true for the delay time at =00.

To’=Totn(IsJIsr−(I8(+−IB)
)   ・・(2)従って、パルス幅すは、バイアス電
流Inを可変にすることで可変となる。
To'=Totn(IsJIsr-(I8(+-IB)
) (2) Therefore, the pulse width can be made variable by making the bias current In variable.

とれを模式的、定性的に示すと第5図示のようになる。The distortion is shown schematically and qualitatively as shown in Figure 5.

動作点Pは、スキッドQ、への回路電流IcO値に応じ
て特定の制御電流値180で定まるが、バイアス電流I
B=0の時に矢印Fで示すように動作点Pを越えて臨界
電流値曲線C゛を横切るまでの基準遅延時間乃至基準パ
ルス幅TDに対し、バイアス電流IBを例えばIB =
 IBI + IB = IBmのように印加すると、
夫々、動作点Pを越えるまでの時間TD′は%’ = 
TD’+ + Tp’ = TD’tのように、変化す
ることが判かる。
The operating point P is determined by a specific control current value 180 depending on the circuit current IcO value to the skid Q, but the bias current I
When B=0, the bias current IB is set to, for example, IB =
When applied as IBI + IB = IBm,
The time TD' until the operating point P is exceeded is %' =
It can be seen that it changes as TD'+ + Tp' = TD't.

以上のように、本発明によれば、比較的簡単小型な構成
で、立ち上がシが速くパルス幅設計自由度も広いジョセ
フソン単安定マルチバイブレータを提供でき、要すれば
負極性パルスも得られる等、単体としても極めて大きな
効果を奏する外、ジョセフソン接合回路におけるタイミ
ングに解決を与えるものでもある。とくに現状のラッチ
ング動作においては、論理演算を制御するために、いく
つかのタイミングが必要なことを考えると、本発明は、
このようなタイミング回路の容易な設計を可能とし、同
一チップ上のサブシステム実現を可能にするものでもあ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a Josephson monostable multivibrator that has a relatively simple and compact configuration, has a fast rise time, and has a wide degree of freedom in pulse width design. Not only does it have an extremely large effect as a single unit, but it also provides a solution to timing problems in Josephson junction circuits. In particular, considering that in the current latching operation, several timings are required to control logical operations, the present invention has the following features:
This makes it possible to easily design such a timing circuit and also to realize subsystems on the same chip.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はジョセフソン単安定マルチバイブレータに所要
の機能の説明図、第2図は従来のジョセフソン単安定マ
ルチバイブレータの回路構成図、第3図は本発明の各実
施例の回路構成図、第4図は本発明動作例の各部波形の
説明図、第5図はパルス幅可変動作の説明図、である。 図中、/は全体としての単安定マルチバイブレータ、コ
は入力部、3は入力端子、6は出力線路、7は出力端子
、rは分岐した制御線路、?はスイッチングゲート、で
ある。 @1図 第3A図 第4図 (A) (B) 節6図
Fig. 1 is an explanatory diagram of the functions required for a Josephson monostable multivibrator, Fig. 2 is a circuit diagram of a conventional Josephson monostable multivibrator, and Fig. 3 is a circuit diagram of each embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of waveforms of various parts in an example of the operation of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory diagram of the pulse width variable operation. In the figure, / is the monostable multivibrator as a whole, ko is the input part, 3 is the input terminal, 6 is the output line, 7 is the output terminal, r is the branched control line, ? is a switching gate. @Figure 1 Figure 3A Figure 4 (A) (B) Section 6 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力信号電流を受け、該入力信号電流と少くとも論理情
報が同一の信号電流を出力する入力部と、 該入力部出力に一端を接続し、他端を出力端子に接続し
た出力線路と、 該出力線路中の出力電流を、制御入力電流によるスイッ
チング動作で引き込み電源に選択的に引き込むジョセフ
ソンスイッチングゲートと、上記入力部出力に一端を接
続して上記出力線路に対し分岐的に伸び、他端を上記ス
イッチングゲートの制御入力に接続し九制御線路と、を
有し、上記出力線路中と上記制御線路中との時定数に差
を設けて成ることを特徴とするジョセフソン単安定マル
チバイブレータ。
[Claims] An input section that receives an input signal current and outputs a signal current having at least the same logical information as the input signal current, one end of which is connected to the output of the input section, and the other end of which is connected to an output terminal. a Josephson switching gate that selectively pulls the output current in the output line into the power supply by a switching operation using a control input current, and a Josephson switching gate that connects one end to the output of the input section and branches to the output line. a control line, the other end of which is connected to the control input of the switching gate, the control line having a different time constant between the output line and the control line. Son monostable multivibrator.
JP57180501A 1982-10-14 1982-10-14 Josephson monostable multivibrator Granted JPS5970018A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57180501A JPS5970018A (en) 1982-10-14 1982-10-14 Josephson monostable multivibrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57180501A JPS5970018A (en) 1982-10-14 1982-10-14 Josephson monostable multivibrator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5970018A true JPS5970018A (en) 1984-04-20
JPH0213855B2 JPH0213855B2 (en) 1990-04-05

Family

ID=16084339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57180501A Granted JPS5970018A (en) 1982-10-14 1982-10-14 Josephson monostable multivibrator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5970018A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7414072B2 (en) * 2019-09-27 2024-01-16 日本電信電話株式会社 Condition detection device, method and program

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0213855B2 (en) 1990-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3525029A (en) Pulse width modulation power switching servo amplifier and mechanism
JPH0642179B2 (en) Power transistor drive circuit with improved short-circuit protection function
JPS60157326A (en) Monolithic integrated circuit
JPS58184618A (en) Induced load switching control circuit
US4883975A (en) Schmitt trigger circuit
JPS5970018A (en) Josephson monostable multivibrator
EP0207962B1 (en) Tri-state driver circuit
US5631580A (en) BICMOS ECL-CMOS level converter
US4764688A (en) Output current darlington transistor driver circuit
JPH0230902Y2 (en)
JP2854010B2 (en) Semiconductor switch circuit
US6377088B1 (en) Sharp transition push-pull drive circuit with switching signal input circuit
US4260955A (en) Current amplifier with regenerative latch switch
JP3437588B2 (en) Load drive circuit
JPH02161818A (en) Logic buffer circuit
JPH0328605Y2 (en)
JPH0334694B2 (en)
JPH0245378B2 (en)
JP2591320B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JPS62283717A (en) Driving circuit for capacitive load
RU2079969C1 (en) Reversing switch
JP2687160B2 (en) Switch circuit
JPS5923135B2 (en) switching circuit
JPS6149521A (en) Switch circuit
JPH04180310A (en) Output circuit