JPS6037182A - 超伝導回路 - Google Patents
超伝導回路Info
- Publication number
- JPS6037182A JPS6037182A JP58145516A JP14551683A JPS6037182A JP S6037182 A JPS6037182 A JP S6037182A JP 58145516 A JP58145516 A JP 58145516A JP 14551683 A JP14551683 A JP 14551683A JP S6037182 A JPS6037182 A JP S6037182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inductance
- current
- circuit
- loop
- josephson junction
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/805—Constructional details for Josephson-effect 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】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は超伝導回路、特に所要の電流位相特性を有して
広い電流範囲について利用することができる非線形イン
ダクタンス回路に関する。
広い電流範囲について利用することができる非線形イン
ダクタンス回路に関する。
（ｂ） 従来技術と問題点
超伝導状態におけるジョセフソン接合は、ジョセフソン
接合として論理回路及び記憶装置に応用されるとともに
、磁束計、電圧標準、電磁波検出及び温度計などさまざ
まな応用分野がある。これらの応用分野において１乃至
２個のジョセフソン接合と超伝導インダクタンスとから
なるループ構造は基本的な構造の一つとなっている。
接合として論理回路及び記憶装置に応用されるとともに
、磁束計、電圧標準、電磁波検出及び温度計などさまざ
まな応用分野がある。これらの応用分野において１乃至
２個のジョセフソン接合と超伝導インダクタンスとから
なるループ構造は基本的な構造の一つとなっている。
婬１図はこの檜のループ構造の一例を示し、１は鉛（Ｐ
ｂ）１合金等の超伝導体よりなるループであって上部電
極となり、２は上部電極であって両電極間にジョセフソ
ン接合３及びこ２’Ｌより接合面積が元号に大きいコン
タクト接合４か形成されている。
ｂ）１合金等の超伝導体よりなるループであって上部電
極となり、２は上部電極であって両電極間にジョセフソ
ン接合３及びこ２’Ｌより接合面積が元号に大きいコン
タクト接合４か形成されている。
第１図のループ構造の等価回路は、第２図（ａＪの如く
表わすことができる。図においてＪは助記ジミセフソン
接合３、Ｌはループのインダクタンスを表わす。このル
ープ構造に流入出する信号電流を１．Ｊを通ずる電流を
ＩＪ、Ｌｅ通ずる電流をし ＩＬと刀、ループを貫通する磁束ＹＪＦとすれば、ジョ
セフソン接合Ｊの臨界電ηＬ値′ｆｆ：Ｉ ｏ ｓその
トンネル酸化族の両端の超伝導体の位１ｊ１差をφ、磁
束量子ｋ ｊ ｏ （＝ ｈ ／ ２ ｅ ＝ ２．０
７ Ｘ ｌ Ｏ−” Ｗｂ）で表わして Ｉ Ｊ ” Ｉ Ｏｓｉｎφ （１） ｆ−五×φ （２） ２π なる関係から となる。
表わすことができる。図においてＪは助記ジミセフソン
接合３、Ｌはループのインダクタンスを表わす。このル
ープ構造に流入出する信号電流を１．Ｊを通ずる電流を
ＩＪ、Ｌｅ通ずる電流をし ＩＬと刀、ループを貫通する磁束ＹＪＦとすれば、ジョ
セフソン接合Ｊの臨界電ηＬ値′ｆｆ：Ｉ ｏ ｓその
トンネル酸化族の両端の超伝導体の位１ｊ１差をφ、磁
束量子ｋ ｊ ｏ （＝ ｈ ／ ２ ｅ ＝ ２．０
７ Ｘ ｌ Ｏ−” Ｗｂ）で表わして Ｉ Ｊ ” Ｉ Ｏｓｉｎφ （１） ｆ−五×φ （２） ２π なる関係から となる。
前記インダクタンスＬを
Ｌ−−ｚ、、、ｏｊ−−
２π■ｏ （４）
に設定するならば前記式（３）より
ＩＬ＝ＩＯ’Ｘφ （５）
となり
Ｉ ＝ Ｉ 、ｒ 十Ｉ Ｌ＝ Ｉ □ （ｓＩｒ＋φ
十φ）（６）と表わすことができる。
十φ）（６）と表わすことができる。
前記式（６）による信号電流■と位相差φとの関係を第
２図（ｂ）にＩ／Ｉｏを横軸として示す。図において曲
線ａは式（２）によるＩ Ｊ ／ Ｉ ６、直ＩＪｂは
式（５）によるＩ １． ／ Ｉ ６ ｋ示し、曲線υ
が式（６）によるＩ／Ｉ ｏを表わす。
２図（ｂ）にＩ／Ｉｏを横軸として示す。図において曲
線ａは式（２）によるＩ Ｊ ／ Ｉ ６、直ＩＪｂは
式（５）によるＩ １． ／ Ｉ ６ ｋ示し、曲線υ
が式（６）によるＩ／Ｉ ｏを表わす。
このループ構造の微分インダクタンスは前記式（２）
であって曲線Ｃの微分勾配に比例して、ループの位相差
φの２πを周期とし低インダクタンス領域Ａと高インダ
クタンス領域Ｂを含む非線形の応答をする。
φの２πを周期とし低インダクタンス領域Ａと高インダ
クタンス領域Ｂを含む非線形の応答をする。
先に述べた如き応用分野においてこのループ構造の非線
形性の応用を試みる際に、インダクタンスＬが前記の如
く周期曲数であるのみならず、領域Ｂが領域Ａに比べて
狭いために高インダクタンスはごく狭い電流範囲に限ら
れることはその応用を甚だ困難なものとしており、より
広い範囲の低インダクタンス領域と高インダクタンス領
域とを得ることが８委とされている。
形性の応用を試みる際に、インダクタンスＬが前記の如
く周期曲数であるのみならず、領域Ｂが領域Ａに比べて
狭いために高インダクタンスはごく狭い電流範囲に限ら
れることはその応用を甚だ困難なものとしており、より
広い範囲の低インダクタンス領域と高インダクタンス領
域とを得ることが８委とされている。
（Ｃ） 発明の目的
本発明の目的は、広い電流範囲についてインダクタンス
の非線形性を利用することがＤＪ能なＲ［要の電流位相
製性を有する超伝導回路を提供することにある。
の非線形性を利用することがＤＪ能なＲ［要の電流位相
製性を有する超伝導回路を提供することにある。
（ｄＪ 発明の構成
本発明の前記目的は、複数個のジョセフソン接合と、該
ジョセフソン接合相互間を接続して縦続接続構造を形成
する第ｌの誘導性ループと、該縦続接合構造の第１の終
端に縦続接続された第２の誘導性ループと葡備えて、前
記縦続接続構造の第２の終端をなす前記第１の誘導性ル
ープと、前記第２の誘導性ループとが外部回路に接続さ
れる超伝導回路により達成される。
ジョセフソン接合相互間を接続して縦続接続構造を形成
する第ｌの誘導性ループと、該縦続接合構造の第１の終
端に縦続接続された第２の誘導性ループと葡備えて、前
記縦続接続構造の第２の終端をなす前記第１の誘導性ル
ープと、前記第２の誘導性ループとが外部回路に接続さ
れる超伝導回路により達成される。
（ｅ） 発明の実施例
以下本発明を実施例により図面を参照しＣ具体的に税、
明する。
明する。
第３図（ａ）は先に説明したループ構造とｌＩＩ＋、１
様の構成のループ構造の等励回路、（１〕フは電流比■
／■。
様の構成のループ構造の等励回路、（１〕フは電流比■
／■。
と位相差φとの関係を示す図である。なお本引用例にお
いては前６０例と同様の符号に添字１全付記する。
いては前６０例と同様の符号に添字１全付記する。
本引用例に３いてはインダクタンスＬ＋ｋＩ、、−ＬＬ
−ｍ＝（８） 〆２π工。ｌ としており、その結果前記例より１６線ｂ’＋ に示す
電流ＩＬ、が増加している。なおこの場合には信号電流
りに曲線でＩに見られる如く履歴現象が現われる。
−ｍ＝（８） 〆２π工。ｌ としており、その結果前記例より１６線ｂ’＋ に示す
電流ＩＬ、が増加している。なおこの場合には信号電流
りに曲線でＩに見られる如く履歴現象が現われる。
次に第４図（ａ）に示す如く前記回ト１１に直列に前ｍ
１Ｌ１ と同一インダクタンスのし２τ接）洗ずれば、
電流Ｂは第４ン１（ｂ）において曲奇月１１＋線Ｃ１と
１０：線ｂ１とから曲線ｄで表わされる。
１Ｌ１ と同一インダクタンスのし２τ接）洗ずれば、
電流Ｂは第４ン１（ｂ）において曲奇月１１＋線Ｃ１と
１０：線ｂ１とから曲線ｄで表わされる。
更に第５図（ａ）に示す如く８１５４図（ａｌに示した
回路に第２のジョセフソン接合Ｊ、を並列に接続する。
回路に第２のジョセフソン接合Ｊ、を並列に接続する。
ただし、第２のジョセフソン接合Ｊ２の臨界型ｂｌｔＩ
ｏ２をＩｏｌの１／２とする。
ｏ２をＩｏｌの１／２とする。
この場合の電流■、と位相差φ、との関係は第５図（ｂ
）に４６いて、削百己曲線ｄとＩＪ２を表わす曲線ｅと
から曲線ｆで表わされる。本実施例においては電流■２
に対して、低インダクタンス領域Ａと高インダクタンス
値域Ｂとがほぼ同じ電流幅で得られる。また電流位相関
係は４πの周ル３関数となるために位相に対しても広い
範囲でインタフタンス変化を５ト０用できる。
）に４６いて、削百己曲線ｄとＩＪ２を表わす曲線ｅと
から曲線ｆで表わされる。本実施例においては電流■２
に対して、低インダクタンス領域Ａと高インダクタンス
値域Ｂとがほぼ同じ電流幅で得られる。また電流位相関
係は４πの周ル３関数となるために位相に対しても広い
範囲でインタフタンス変化を５ト０用できる。
第６図に示１如くインダクタンスとジョセフソン接合を
更に多段に接続し、各定数を選択することによって、所
硬の非線形インダクタンス特性葡充分／！ｉ−精度全も
って実現することが可能である。
更に多段に接続し、各定数を選択することによって、所
硬の非線形インダクタンス特性葡充分／！ｉ−精度全も
って実現することが可能である。
以上説明した本発明による非線形インダクタンス回路は
例えば下記の如く応用することができる。
例えば下記の如く応用することができる。
第７図（８旧本発明を応用して信号電流の伝送音ｆｔＪ
ＩＪ御する１回路の例を示し、図中Ｃは本発明による非
線形インダクタンス回路、ＬＴは変成器、Ｌ。
ＩＪ御する１回路の例を示し、図中Ｃは本発明による非
線形インダクタンス回路、ＬＴは変成器、Ｌ。
は変成器ＬＴの１次側のインダクタンスを示す。
図に示す回路の入力端子］１より、信号電流Ｉｃに１畳
してオフセット電流Ｉ ｏｆｆ ｋ人カーラーる。
してオフセット電流Ｉ ｏｆｆ ｋ人カーラーる。
非線形インダクタンス回路ＣＫ第７ｍ（ｂ）（０ｍ３ｍ
に示す如き電流位相特性を与えて、回路Ｃに通ず、？：
、、＋７ セット電流Ｉｏｆｆの２値選択によっテ信号
電流Ｉｃの動作点全像インダクタンス領域Ａ又は高イン
ダクタンス領域Ｂ内に設定することにより変成器ＬＴの
１次側を通ずる信号電流、従って変成器ＬＴの２次側に
伝送される信号電流が制御される。
に示す如き電流位相特性を与えて、回路Ｃに通ず、？：
、、＋７ セット電流Ｉｏｆｆの２値選択によっテ信号
電流Ｉｃの動作点全像インダクタンス領域Ａ又は高イン
ダクタンス領域Ｂ内に設定することにより変成器ＬＴの
１次側を通ずる信号電流、従って変成器ＬＴの２次側に
伝送される信号電流が制御される。
更に第８図は信号電流の閾値との大小を弁別する回路の
例を示す。本発明による非線形インダクタンス回路Ｃを
前記閾値において低インダクタンス領域より高インダク
タンス領域に移行する様に設定して、これをジョセフソ
ン接合Ｊ。のインダクタンスがＬｏであるコントロール
ゲート回路に並列に接続する。信号電流が閾値より小で
ある場合にはコントロールゲート回路側の電流が抑制さ
れて弁別動作の安定性が向上し、例えば雑音等による誤
動作を防止することができる、 （ｆン 発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、所四の電流位相特性を
もって低インダクタンス領域と高インダクタンス領域と
が充分な電流幅で設定された非線プ杉インダクタンスが
実現されて、これ？多くの超伝尋回路に応用することが
可能となる。
例を示す。本発明による非線形インダクタンス回路Ｃを
前記閾値において低インダクタンス領域より高インダク
タンス領域に移行する様に設定して、これをジョセフソ
ン接合Ｊ。のインダクタンスがＬｏであるコントロール
ゲート回路に並列に接続する。信号電流が閾値より小で
ある場合にはコントロールゲート回路側の電流が抑制さ
れて弁別動作の安定性が向上し、例えば雑音等による誤
動作を防止することができる、 （ｆン 発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、所四の電流位相特性を
もって低インダクタンス領域と高インダクタンス領域と
が充分な電流幅で設定された非線プ杉インダクタンスが
実現されて、これ？多くの超伝尋回路に応用することが
可能となる。
第１図はジョセフソン接合とインダクタンスとからなる
ループ構造の例を示す平面図、第２図（ａ）はその等価
回路、（旬はその電流位相特性を示す図、第３図（ａ）
及び（ｂ）は前回とはインダクタンスの異なる等価回路
及び電流位相特性を示す図、第４図（ａ）及び（ｂＪは
ループ構造に直列にインダクタンスを接続した等価回路
及びその電流位相特性全話す図、第５図（ａＪは本発明
の一実施例の等価回路、（ｂ）はその電流位相特性を示
す図、第６図は本発明の実施例の一般化された等価回路
を示す図、第７図（ａ）は本発明の応用例を示す等価回
路図、（ｂ）はその動作説明図、第８図は他の応用例を
示す等価回路図である。 図において、１は下部電極となるループ、２は上部電極
、３はジョセフソン接合、４はコンタクト接合、ＪＩＪ
ｏ、Ｊｌ乃至Ｊｎはジョセフソン接合、Ｌ、Ｌｏ、Ｌ、
乃至Ｌｎはインダクタンスを表わす。 峯１ 酊 劇 ？ 閃 族４酊 θ ２ ４ １ Ｊ・か。 奉７酊 第９ＰｙＪ
ループ構造の例を示す平面図、第２図（ａ）はその等価
回路、（旬はその電流位相特性を示す図、第３図（ａ）
及び（ｂ）は前回とはインダクタンスの異なる等価回路
及び電流位相特性を示す図、第４図（ａ）及び（ｂＪは
ループ構造に直列にインダクタンスを接続した等価回路
及びその電流位相特性全話す図、第５図（ａＪは本発明
の一実施例の等価回路、（ｂ）はその電流位相特性を示
す図、第６図は本発明の実施例の一般化された等価回路
を示す図、第７図（ａ）は本発明の応用例を示す等価回
路図、（ｂ）はその動作説明図、第８図は他の応用例を
示す等価回路図である。 図において、１は下部電極となるループ、２は上部電極
、３はジョセフソン接合、４はコンタクト接合、ＪＩＪ
ｏ、Ｊｌ乃至Ｊｎはジョセフソン接合、Ｌ、Ｌｏ、Ｌ、
乃至Ｌｎはインダクタンスを表わす。 峯１ 酊 劇 ？ 閃 族４酊 θ ２ ４ １ Ｊ・か。 奉７酊 第９ＰｙＪ
Claims (1)
- 複数個のジョセフソン接合と、該ジョセフソン接合相互
間を接続して縦続接続構造を形成する第１の誘導性ルー
プと、該縦続接合構造の第１の終端に縦続接続された第
２の誘導性ループと金備え、前記縦続接続構造の第２の
終端をなす前記第１の誘導性ループと、前記第２の誘導
性ループとが外部回路に接続されることを特徴とする超
伝導回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145516A JPS6037182A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 超伝導回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58145516A JPS6037182A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 超伝導回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037182A true JPS6037182A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0546111B2 JPH0546111B2 (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=15387037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145516A Granted JPS6037182A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 超伝導回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037182A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515111A (en) * | 1978-07-15 | 1980-02-02 | Dainippon Printing Co Ltd | Photosensitive solution composition for resin gravure plate |
| JPS5866419A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-20 | Hitachi Ltd | 超電導回路 |
| JPS58111532A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Hitachi Ltd | 超電導スイツチ回路 |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP58145516A patent/JPS6037182A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515111A (en) * | 1978-07-15 | 1980-02-02 | Dainippon Printing Co Ltd | Photosensitive solution composition for resin gravure plate |
| JPS5866419A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-20 | Hitachi Ltd | 超電導回路 |
| JPS58111532A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Hitachi Ltd | 超電導スイツチ回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0546111B2 (ja) | 1993-07-13 |
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