JPS5995722A - 超伝導素子を用いた双安定回路 - Google Patents
超伝導素子を用いた双安定回路Info
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- JPS5995722A JPS5995722A JP57206375A JP20637582A JPS5995722A JP S5995722 A JPS5995722 A JP S5995722A JP 57206375 A JP57206375 A JP 57206375A JP 20637582 A JP20637582 A JP 20637582A JP S5995722 A JPS5995722 A JP S5995722A
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- cil26
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- cil
- inductance
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 102100030704 Interleukin-21 Human genes 0.000 description 1
- 108010074108 interleukin-21 Proteins 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
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)
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】
本発明は例えばジョセフソン接合のような超伝導素子を
用いた論理回路で、特に小型で超高速に動作する双安定
回路を提供しようとするものである。
用いた論理回路で、特に小型で超高速に動作する双安定
回路を提供しようとするものである。
〈発明の背景〉
ジョセフソン接合のような超伝導素子を用いた論理回路
として、従来磁界制御型（以下ｒＪＴＬＪという）、量
子干渉型（以下ｒｓＱＵＩＤＪという）と電流注入型（
以下ｒｃＩＬＪという）が提案されている。これらのう
ちで、当初よりＪＴＬの回路が多く発表されている６、
双安定回路に関しても、従来は全てＪＴＬの回路でなさ
れていた。
として、従来磁界制御型（以下ｒＪＴＬＪという）、量
子干渉型（以下ｒｓＱＵＩＤＪという）と電流注入型（
以下ｒｃＩＬＪという）が提案されている。これらのう
ちで、当初よりＪＴＬの回路が多く発表されている６、
双安定回路に関しても、従来は全てＪＴＬの回路でなさ
れていた。
第１図はＪＴＬによる従来の双安定回路である。第１図
においてジョセフソン接合１１ａと１１ｂは直列に接続
され、バイアス電流ＩＢが供給されている。ジョセフソ
ン接合１１ａには抵抗１２ａが、ジョセフソン接合１１
ｂには抵抗１２ｂがそれぞれ並列に接続されている。制
御線１５はジョセフソン接合１１ａと１１ｂに磁界制御
するものであり、制御電流による磁界がジョセフソン接
合１１ａには同位相で、ジョセフソン接合１１ｂには逆
位相で結合するように構成されている。
においてジョセフソン接合１１ａと１１ｂは直列に接続
され、バイアス電流ＩＢが供給されている。ジョセフソ
ン接合１１ａには抵抗１２ａが、ジョセフソン接合１１
ｂには抵抗１２ｂがそれぞれ並列に接続されている。制
御線１５はジョセフソン接合１１ａと１１ｂに磁界制御
するものであり、制御電流による磁界がジョセフソン接
合１１ａには同位相で、ジョセフソン接合１１ｂには逆
位相で結合するように構成されている。
第２図は第１図の動作説明のための図であり、縦軸はバ
イアス電流ＩＢを、横軸は制御電流ＩＣを表わす。線Ｉ
ｏの内側（斜線部分）の範囲は超伝導状態であり、線Ｉ
ｏの外側の範囲は電圧状態を表わし、バイアス電流の臨
界値はＩｇ である。
イアス電流ＩＢを、横軸は制御電流ＩＣを表わす。線Ｉ
ｏの内側（斜線部分）の範囲は超伝導状態であり、線Ｉ
ｏの外側の範囲は電圧状態を表わし、バイアス電流の臨
界値はＩｇ である。
第１図の回路で制御電流Ｉｃを零とし、ジョセフソン接
合１］、ａとｌｌｂにバイアス電流として第２図に示す
ように臨界電流Ｉｇ以下のＩＢを与えると、ジョセフソ
ン接合１１ａと１１．ｂは共に超伝導状態のままＩＢが
流れる。この状態で制御線１５に正の制御パルスを与え
ると、ジョセフソン接合１１ａとｌｌｂに作用し、第２
図に示すようにジョセフソン接合１１ａは電圧状態に転
移する。ジョセフソン接合１１ｂは依然として超伝導状
態を維持する。一度この状態になると制御電流Ｉｃが零
になっても、バイアス電流がＩ Ｂ ｍｉｎ以下になら
ない限り、この状態を維持する。次に制御線１５に負の
制ｆＰ、’ｉｌパルスを与えると電流方向が逆のＩｃが
ジョセフソン接合１１ａとｌｌｂの双方に作用し、共に
状態が反転し、ジョセフソン接合１１ａは超伝導状態に
、ジョセフソン接合１１ｂは電圧状態になる。このよう
に二つのジョセフソン接合は、一方が電圧状態のときは
他方が超伝導状態となり、制御パルスにより反転する双
安定回路となる。
合１］、ａとｌｌｂにバイアス電流として第２図に示す
ように臨界電流Ｉｇ以下のＩＢを与えると、ジョセフソ
ン接合１１ａと１１．ｂは共に超伝導状態のままＩＢが
流れる。この状態で制御線１５に正の制御パルスを与え
ると、ジョセフソン接合１１ａとｌｌｂに作用し、第２
図に示すようにジョセフソン接合１１ａは電圧状態に転
移する。ジョセフソン接合１１ｂは依然として超伝導状
態を維持する。一度この状態になると制御電流Ｉｃが零
になっても、バイアス電流がＩ Ｂ ｍｉｎ以下になら
ない限り、この状態を維持する。次に制御線１５に負の
制ｆＰ、’ｉｌパルスを与えると電流方向が逆のＩｃが
ジョセフソン接合１１ａとｌｌｂの双方に作用し、共に
状態が反転し、ジョセフソン接合１１ａは超伝導状態に
、ジョセフソン接合１１ｂは電圧状態になる。このよう
に二つのジョセフソン接合は、一方が電圧状態のときは
他方が超伝導状態となり、制御パルスにより反転する双
安定回路となる。
このＪＴＬによる従来の双安定回路は磁界制御型である
ので応答時間が比較的長く必要であり、一般に構造も大
きくなり、電力も必要とする欠点があった。
ので応答時間が比較的長く必要であり、一般に構造も大
きくなり、電力も必要とする欠点があった。
〈発明の目的〉
この発明はＪＴＬによる双安定回路の欠点を除き、高速
に動作するＣＩＬ型の新たな双安定回路を提供するもの
である。、この発明は従来のＣＩＬ型の論理回路にフィ
ードバック思想を取り入れた新規な双安定回路を提供す
るものである。
に動作するＣＩＬ型の新たな双安定回路を提供するもの
である。、この発明は従来のＣＩＬ型の論理回路にフィ
ードバック思想を取り入れた新規な双安定回路を提供す
るものである。
〈発明の概要、〉
この発明はＣＩＬ型論理回路を２つ用い、一方の論理回
路の出力を他方の論理回路のインダクタンス素子に逆位
相で結合する回路を設けて、２つの論理回路が相互にタ
スキ掛けの状態で帰還される構造とする。従がって一方
の論理回路の状態が電圧状態となると、その出力を他方
の論理回路に帰還させ、他方の論理回路が必ず超伝導状
態を保証する機構を具備している１、また他方の論理回
路が電圧状態となると、一方の論理回路が必ず超伝導状
態となる。このようにして安定な双安定回路となるので
ある。
路の出力を他方の論理回路のインダクタンス素子に逆位
相で結合する回路を設けて、２つの論理回路が相互にタ
スキ掛けの状態で帰還される構造とする。従がって一方
の論理回路の状態が電圧状態となると、その出力を他方
の論理回路に帰還させ、他方の論理回路が必ず超伝導状
態を保証する機構を具備している１、また他方の論理回
路が電圧状態となると、一方の論理回路が必ず超伝導状
態となる。このようにして安定な双安定回路となるので
ある。
〈実施例の説明〉
第３図は、この発明による双安定回路の一例を示す。Ｃ
ＩＬ２１はジョセフソン接合３１ａ、３１ｂと負荷抵抗
３２、インダクタンス３３ａ、３３ｂとから構成される
。ジョセフソン接合３１ａの一端は接地され他端はイン
ダクタンス３３ａと制御線２５とに接続される。負荷抵
抗３２の一端は接地され、他端はインダクタンス３３ａ
、 ３３ｂおよびバイアス線２４に接続される。ジョ
セフソン接合３１ｂの一端は接地され、他端はインダク
タンス３３ｂと出力端子２２に接続されている。上記の
ように構成されたＣＩＬ２１と、同様に構成されたＣＩ
Ｌ２６を対として用い、ＣＩＬ２６の出力端子２７を抵
抗Ｒｂ 、インダクタンス２３ｂ、２３ａを通して接地
させ、インダクタンス２３ｂはＣＩＬ２１のインダクタ
ンス３３ｂと、インダクタンス２３ａはインダクタンス
３３ａと逆位相で結合されるような構成とする。ＣＩ
Ｌ ２１の出ノＪ端子２２は、抵抗Ｒａ、インダクタン
ス２８ｂ１２８ａを通して接地されるが、インダクタン
ス２８ｂ 、２８ａは、それぞれＣＩＬ２６のインダク
タンス３８ｂ、３８ａと逆位相で結合されるような構成
とする。
ＩＬ２１はジョセフソン接合３１ａ、３１ｂと負荷抵抗
３２、インダクタンス３３ａ、３３ｂとから構成される
。ジョセフソン接合３１ａの一端は接地され他端はイン
ダクタンス３３ａと制御線２５とに接続される。負荷抵
抗３２の一端は接地され、他端はインダクタンス３３ａ
、 ３３ｂおよびバイアス線２４に接続される。ジョ
セフソン接合３１ｂの一端は接地され、他端はインダク
タンス３３ｂと出力端子２２に接続されている。上記の
ように構成されたＣＩＬ２１と、同様に構成されたＣＩ
Ｌ２６を対として用い、ＣＩＬ２６の出力端子２７を抵
抗Ｒｂ 、インダクタンス２３ｂ、２３ａを通して接地
させ、インダクタンス２３ｂはＣＩＬ２１のインダクタ
ンス３３ｂと、インダクタンス２３ａはインダクタンス
３３ａと逆位相で結合されるような構成とする。ＣＩ
Ｌ ２１の出ノＪ端子２２は、抵抗Ｒａ、インダクタン
ス２８ｂ１２８ａを通して接地されるが、インダクタン
ス２８ｂ 、２８ａは、それぞれＣＩＬ２６のインダク
タンス３８ｂ、３８ａと逆位相で結合されるような構成
とする。
第４図はＣＩＬ２１およびＣＩＬ２６の動作説明図であ
る。縦軸はバイアス電流で、横軸は制御電流である。線
Ｉｏの内側（斜線部分）は超伝導状態の領域であり、線
Ｉｏの外側は電圧状態の領域である。第５図はＣＩＬ２
１およびＣＩ Ｌ ２６のＶ−４Ｂ特性であって、回路
の安定点は負荷直線との交点であるＸ点とＹ点である。
る。縦軸はバイアス電流で、横軸は制御電流である。線
Ｉｏの内側（斜線部分）は超伝導状態の領域であり、線
Ｉｏの外側は電圧状態の領域である。第５図はＣＩＬ２
１およびＣＩ Ｌ ２６のＶ−４Ｂ特性であって、回路
の安定点は負荷直線との交点であるＸ点とＹ点である。
Ｘ点は電圧零の超伝導状態でありＹ点は電圧Ｖａ（Ｖｂ
）の電圧状態である。
）の電圧状態である。
〈動作の説明〉
第３図において、バイアス電流を第４図の臨界値Ｉｇ
より少さく、例えはＩＢＩ（ＩＢ２）に設定すると、初
期状態はＣＩＬ２１もＣＩＬ２６も超伝導状態となる。
より少さく、例えはＩＢＩ（ＩＢ２）に設定すると、初
期状態はＣＩＬ２１もＣＩＬ２６も超伝導状態となる。
次に制御線２５にセットパルス１、ｓ を与えると、
第４図におけるＡ点に、第５図におけるＹ点に転移する
ので、ＣＩ Ｌ ２１は電圧状態となる。ＣＩＬ２１が
電圧状態に転移すると、その出力端子２２は論理「１」
の状態となり電圧■ａ か発生し、抵抗Ｒａ、インダク
タンス２８ｂ、２８ａを通してＣＩＬ２６への帰還電流
Ｉｃａが流れる。このとき、ＩｃａはＣＩＬ２６を更に
深い超伝導状態にする働きをする。制御線２５のセット
パルスＩｓ が零になっても、バイアス電流ＩＢＩか
ＩＢ＋＋＋ｉｎ以下にならない限りＣＩＬ２１は電圧状
態を保持する。次にＣＩＬ２６の制御線３０にリセット
パルスＩＲを与えるとＣＨ，２６の状態は第４図のＡ点
に第５図のＹ点に転移するので電圧状態となる。ＣＩＬ
２６が電圧状態となると、その出力端子２７は論理「１
」クタンス２３ｂ、２３ａを通して帰還電流Ｉｃｂが流
れる。インダクタンス２３ｂはＣＩＬ２１のインダクタ
ンス３３ｂに、２３ａは３３ａに逆位相で結合されてい
るのでＣＩＬ２］のジョセフソン接合３１ａ、３１ｂに
加えられバイアス電流を第５図のＩＢｍｒｎ以下にする
。従ってＣＩ Ｌ ２１は第５図のＸ点すなわち電圧状
態から超伝導状態に転移し、出力端子２２は論理ｒＯＪ
の状態となる。
第４図におけるＡ点に、第５図におけるＹ点に転移する
ので、ＣＩ Ｌ ２１は電圧状態となる。ＣＩＬ２１が
電圧状態に転移すると、その出力端子２２は論理「１」
の状態となり電圧■ａ か発生し、抵抗Ｒａ、インダク
タンス２８ｂ、２８ａを通してＣＩＬ２６への帰還電流
Ｉｃａが流れる。このとき、ＩｃａはＣＩＬ２６を更に
深い超伝導状態にする働きをする。制御線２５のセット
パルスＩｓ が零になっても、バイアス電流ＩＢＩか
ＩＢ＋＋＋ｉｎ以下にならない限りＣＩＬ２１は電圧状
態を保持する。次にＣＩＬ２６の制御線３０にリセット
パルスＩＲを与えるとＣＨ，２６の状態は第４図のＡ点
に第５図のＹ点に転移するので電圧状態となる。ＣＩＬ
２６が電圧状態となると、その出力端子２７は論理「１
」クタンス２３ｂ、２３ａを通して帰還電流Ｉｃｂが流
れる。インダクタンス２３ｂはＣＩＬ２１のインダクタ
ンス３３ｂに、２３ａは３３ａに逆位相で結合されてい
るのでＣＩＬ２］のジョセフソン接合３１ａ、３１ｂに
加えられバイアス電流を第５図のＩＢｍｒｎ以下にする
。従ってＣＩ Ｌ ２１は第５図のＸ点すなわち電圧状
態から超伝導状態に転移し、出力端子２２は論理ｒＯＪ
の状態となる。
リセット・ぐルスＩＲが零となっても、ＣＩＬ２６の電
圧状態、ＣＩ Ｌ ２１の超伝導状態は保持される。
圧状態、ＣＩ Ｌ ２１の超伝導状態は保持される。
次ニＣＩＬ２１に制御線２５からセットパルスｒｓが加
えられると、ＣＩＬ２１は電圧状態に転移し、出力端子
２２から帰還電流Ｉｃａが流れ、ＣＩＬ２６のバイアス
電流をＩＢ＋＋＋ｉｎ以下とするのでＣＩＬ２６は超伝
導状態に転移する。
えられると、ＣＩＬ２１は電圧状態に転移し、出力端子
２２から帰還電流Ｉｃａが流れ、ＣＩＬ２６のバイアス
電流をＩＢ＋＋＋ｉｎ以下とするのでＣＩＬ２６は超伝
導状態に転移する。
このようにこの発明による双安定回路はセットパルスＩ
ｓ、リセットパルスＩＲを与えることによって、一方が
電圧状態、他方が超伝導状態となり、安定した超高速の
ＣＩＬ型双安定回路か構成されるのである。
ｓ、リセットパルスＩＲを与えることによって、一方が
電圧状態、他方が超伝導状態となり、安定した超高速の
ＣＩＬ型双安定回路か構成されるのである。
く効果ン
以上説明したように、本発明は、ジョセフソン接合のよ
うな超伝導素子を用いた論理回路のうち、最も高速で動
作するＣＩＬの論理回路を用い、新たにフィードバック
思想を取り入れたＣＩＬタイプの双安定回路である。従
ってこの発明による双安定回路は、超高速に動作し、か
つ小型で低電力の安定した双安定回路となる。
うな超伝導素子を用いた論理回路のうち、最も高速で動
作するＣＩＬの論理回路を用い、新たにフィードバック
思想を取り入れたＣＩＬタイプの双安定回路である。従
ってこの発明による双安定回路は、超高速に動作し、か
つ小型で低電力の安定した双安定回路となる。
なお、この双安定回路は５ＱＵＩＤ型の論理回路に用い
ても実現できる。
ても実現できる。
第１図は従来のＪＴＬ型の双安定回路であり、第２図は
第１図の動作説明図であり、第３図は本発明の実施例と
しての双安定回路の電気回路図であり、第４図および第
５図は第３図の動作説明図である。 １１ａ、ｌｌｂ、３１ａ、３１ｂ、３６ａ、３６ｂ ；
ジョセフソン接合１３ａ 、 １３ｂ 、２３ａ
、２３ｂ 、２８ａ 、 ２８ｂ、３３ａ 、３３ｂ、
３８ａ、３８ｂ、インダクタンス素子１２ａ、１２ｂ、
３２．３７ ；負荷抵抗ＩＢ、ＩＢＩ、ＩＢ２ ；
バイアス電流Ｉｃｊｓ、ＩＲ；制御電流 −１１−ｔゴー１］−朝徘バルズ ！ふり 第 １ 図 第２図 」［」Ｌ 第３図 第４図
第１図の動作説明図であり、第３図は本発明の実施例と
しての双安定回路の電気回路図であり、第４図および第
５図は第３図の動作説明図である。 １１ａ、ｌｌｂ、３１ａ、３１ｂ、３６ａ、３６ｂ ；
ジョセフソン接合１３ａ 、 １３ｂ 、２３ａ
、２３ｂ 、２８ａ 、 ２８ｂ、３３ａ 、３３ｂ、
３８ａ、３８ｂ、インダクタンス素子１２ａ、１２ｂ、
３２．３７ ；負荷抵抗ＩＢ、ＩＢＩ、ＩＢ２ ；
バイアス電流Ｉｃｊｓ、ＩＲ；制御電流 −１１−ｔゴー１］−朝徘バルズ ！ふり 第 １ 図 第２図 」［」Ｌ 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ａ、超伝導素子による１対の電流注入型論理回路と、 Ｂ、 一方および他方の電流注入型論理回路の出力端子
と他方および一方の電流注入型論理回路のインダクタン
ス素子との間に逆位相で電磁結合する回路と から成ることを特徴とする双安定回路
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206375A JPS5995722A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | 超伝導素子を用いた双安定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57206375A JPS5995722A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | 超伝導素子を用いた双安定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5995722A true JPS5995722A (ja) | 1984-06-01 |
Family
ID=16522284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57206375A Pending JPS5995722A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | 超伝導素子を用いた双安定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5995722A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4854125A (en) * | 1987-02-20 | 1989-08-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrostatically operated continuously variable transmission |
| KR20200105502A (ko) * | 2018-02-02 | 2020-09-07 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 조지프슨 극성 및 논리 인버터 게이트들 |
-
1982
- 1982-11-25 JP JP57206375A patent/JPS5995722A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN=1978 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4854125A (en) * | 1987-02-20 | 1989-08-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hydrostatically operated continuously variable transmission |
| KR20200105502A (ko) * | 2018-02-02 | 2020-09-07 | 노스롭 그루먼 시스템즈 코포레이션 | 조지프슨 극성 및 논리 인버터 게이트들 |
| JP2021513238A (ja) * | 2018-02-02 | 2021-05-20 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション | ジョセフソン極性および論理インバータゲート |
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