JPS6233410A - 超電導トランス - Google Patents
超電導トランスInfo
- Publication number
- JPS6233410A JPS6233410A JP60172515A JP17251585A JPS6233410A JP S6233410 A JPS6233410 A JP S6233410A JP 60172515 A JP60172515 A JP 60172515A JP 17251585 A JP17251585 A JP 17251585A JP S6233410 A JPS6233410 A JP S6233410A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transformer
- superconducting
- thin film
- magnetic flux
- magnetic
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は超電導トランスに係り、特に高密度実装に好適
な磁気シールド付超電導トランスに関する。
な磁気シールド付超電導トランスに関する。
第１図は超電導薄膜トランスの模式図である。
１次巻線３と２組の２次巻線２が磁気的に結合している
。このトランスの１次巻線３と２次巻線２の磁気的結合
度を大きくするため、トランスの直下の超電導グランド
プレーン（図示せず）は部分的に取り除かれている。こ
の超電導トランスは第２図に示すように、回路チップ８
と接続されている。尚、７はトランスを示す。従来の超
電導薄膜トランスは、アイ・イー・イー・イー・１〜ラ
ンザクジヨン・オン・ミクロウェーブ・セオリー・アン
ド・テクニックス、ＭＴＴ−２８巻（１９８０）第５０
０頁［Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｔｒａｎｓ、 ｏｎ Ｍ、Ｔ、
ＴＭＴＴ２８ Ｐ、５００ （１９８０））に記載の
ように論理回路チップから離れた別チップに設置してお
り、トランスの発生磁束が論理回路チップに影響を及ぼ
さないようにしている。しかしながら、今後、実装密度
が大きくなりトランスチップが論理回路チップに近づく
とトランスの発生磁束が無視できなくなる。しかも、こ
のトランスは数ｎｎ角のチップ上に微細加工して作製さ
れた数百μｍ角の：４ｍトランスであるため１通常の強
磁性材料によって箱形のシールドケースを作ることは困
難である。また、作ることができても、トランスチップ
と回路チップの接続経路が長くなってしまい、波形歪み
や位相遅れなどの問題を生ずる。そこで、トランスのも
れ磁束を遮蔽するために薄膜トランス全体を強磁性体薄
膜（例えば、パーマロイ薄膜など）で覆うことが考えら
れる。しかしながらこの場合、強磁性体薄膜の残留磁界
があるため、チップを液体ヘリウム温度に冷却する際に
超電導薄膜が磁束をトラップしてしまい、回路が動作し
なくなるという問題を生ずる。
。このトランスの１次巻線３と２次巻線２の磁気的結合
度を大きくするため、トランスの直下の超電導グランド
プレーン（図示せず）は部分的に取り除かれている。こ
の超電導トランスは第２図に示すように、回路チップ８
と接続されている。尚、７はトランスを示す。従来の超
電導薄膜トランスは、アイ・イー・イー・イー・１〜ラ
ンザクジヨン・オン・ミクロウェーブ・セオリー・アン
ド・テクニックス、ＭＴＴ−２８巻（１９８０）第５０
０頁［Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｔｒａｎｓ、 ｏｎ Ｍ、Ｔ、
ＴＭＴＴ２８ Ｐ、５００ （１９８０））に記載の
ように論理回路チップから離れた別チップに設置してお
り、トランスの発生磁束が論理回路チップに影響を及ぼ
さないようにしている。しかしながら、今後、実装密度
が大きくなりトランスチップが論理回路チップに近づく
とトランスの発生磁束が無視できなくなる。しかも、こ
のトランスは数ｎｎ角のチップ上に微細加工して作製さ
れた数百μｍ角の：４ｍトランスであるため１通常の強
磁性材料によって箱形のシールドケースを作ることは困
難である。また、作ることができても、トランスチップ
と回路チップの接続経路が長くなってしまい、波形歪み
や位相遅れなどの問題を生ずる。そこで、トランスのも
れ磁束を遮蔽するために薄膜トランス全体を強磁性体薄
膜（例えば、パーマロイ薄膜など）で覆うことが考えら
れる。しかしながらこの場合、強磁性体薄膜の残留磁界
があるため、チップを液体ヘリウム温度に冷却する際に
超電導薄膜が磁束をトラップしてしまい、回路が動作し
なくなるという問題を生ずる。
さらに、薄膜トランス全体を超電導薄膜でおおって磁束
がもれ出ないようにする場合には、超電導薄膜が直流か
ら高周波にわたる磁束を完全に遮蔽するため、１−ラン
スの１次巻線と２次巻線の結合が著しく小さくなってし
まう。これは、超電導；・１ケ膜トランスが磁束が鎖交
しやすいように、超電導グランドプレーンに穴をあけ、
そこに１次巻線と２次巻線を重ねているにもかかわらず
、超電Ｚｚ；・１す膜でトランス全体をおおうと、実効
的に超電導グランドプレーンの穴をふさぐ東になり、１
次巻線と２次巻線の磁束が鎖交しづらくなるためである
。
がもれ出ないようにする場合には、超電導薄膜が直流か
ら高周波にわたる磁束を完全に遮蔽するため、１−ラン
スの１次巻線と２次巻線の結合が著しく小さくなってし
まう。これは、超電導；・１ケ膜トランスが磁束が鎖交
しやすいように、超電導グランドプレーンに穴をあけ、
そこに１次巻線と２次巻線を重ねているにもかかわらず
、超電Ｚｚ；・１す膜でトランス全体をおおうと、実効
的に超電導グランドプレーンの穴をふさぐ東になり、１
次巻線と２次巻線の磁束が鎖交しづらくなるためである
。
本発明の目的は上記問題点を解決することにあす、周囲
に磁束を漏洩しない磁気シールドを有する超電導トラン
スを提供することにある。
に磁束を漏洩しない磁気シールドを有する超電導トラン
スを提供することにある。
本発明は、上記の目的を実現するため、超電導トランス
をＡＱ、Ａｕ、Ａｇ等の常電導薄膜でＩｇうことを特徴
とするものである。常電導であるので低周波領域では磁
束が透過し、トランスのインダクタンス及び１次巻線と
２次巻線の鎖交磁束が変化せずトランスの機能が保たれ
る。クロス１−一りが現れるようなＩＧＨｚ以上の高周
波領域では導体の表皮効果により磁界が漏洩しなくなる
。このように常電導薄膜の磁気シールドを設けることに
より、使用周波数領域（通常、Ｉ Ｇ Ｈｚ以下）にお
けるトランスの機能を損うことなく、クロストークの要
因となる高周波領域の磁束漏洩を防止できる。
をＡＱ、Ａｕ、Ａｇ等の常電導薄膜でＩｇうことを特徴
とするものである。常電導であるので低周波領域では磁
束が透過し、トランスのインダクタンス及び１次巻線と
２次巻線の鎖交磁束が変化せずトランスの機能が保たれ
る。クロス１−一りが現れるようなＩＧＨｚ以上の高周
波領域では導体の表皮効果により磁界が漏洩しなくなる
。このように常電導薄膜の磁気シールドを設けることに
より、使用周波数領域（通常、Ｉ Ｇ Ｈｚ以下）にお
けるトランスの機能を損うことなく、クロストークの要
因となる高周波領域の磁束漏洩を防止できる。
尚、常電導′４膜による磁気シールドでは、高周波磁界
によるうず電流が生ずるおそれがある。すなわち磁気シ
ールドが常電導体薄膜であるため、うず電流によって熱
を発生することになる。従って、磁気シールドに使用す
る常電導体薄膜には、うず電流による発熱を小さくする
ため、電気抵抗が著しく小さい材料で、しかも、発生し
た熱を放散しやすくするため熱抵抗の小さい材料１例え
ば、Ａｕ、Ａｇ、ＡＱなどの良導体を用いる必要がある
。
によるうず電流が生ずるおそれがある。すなわち磁気シ
ールドが常電導体薄膜であるため、うず電流によって熱
を発生することになる。従って、磁気シールドに使用す
る常電導体薄膜には、うず電流による発熱を小さくする
ため、電気抵抗が著しく小さい材料で、しかも、発生し
た熱を放散しやすくするため熱抵抗の小さい材料１例え
ば、Ａｕ、Ａｇ、ＡＱなどの良導体を用いる必要がある
。
［発明の実施例）
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
第３図は、本発明による磁気シールド付超電導トランス
である。超電導トランスはグランドプレーン１にあけら
れた長方形のホール１１と、そこに積層された二次巻線
２と一次巻線３で構成されている。第４図はシールド付
トランスの断面構造を示しており、−次巻線３に電流が
流れると磁界が発生し、グランドプレーン１のないホー
ルの部分に磁束が集中する。ここで発生する磁束がクロ
ストークの原因となるため、ホール全体をおおうように
シールド電極４をかぶせた。シールド電極４を常電導薄
膜で形成するため、クロス１−一りが現れる高周波領域
において表皮効果によりシールド効果が著しく増加する
という特徴がある。表皮効果によって磁束が浸入できる
距離ｄは下式で表わされる。
である。超電導トランスはグランドプレーン１にあけら
れた長方形のホール１１と、そこに積層された二次巻線
２と一次巻線３で構成されている。第４図はシールド付
トランスの断面構造を示しており、−次巻線３に電流が
流れると磁界が発生し、グランドプレーン１のないホー
ルの部分に磁束が集中する。ここで発生する磁束がクロ
ストークの原因となるため、ホール全体をおおうように
シールド電極４をかぶせた。シールド電極４を常電導薄
膜で形成するため、クロス１−一りが現れる高周波領域
において表皮効果によりシールド効果が著しく増加する
という特徴がある。表皮効果によって磁束が浸入できる
距離ｄは下式で表わされる。
ここで、ω＝２πｆ、ｆは周波数、μは薄膜の透磁率、
σは電導塵である。
σは電導塵である。
本実施例で使用したＡＱ膜でｄが１μｍの距離となるの
は数ＧＨｚであり、トランスとして使用するＩＧＨｚ以
下ではトランスの性能を損わないという効果がある。ま
た、ＡＱは電気抵抗及び熱抵抗が小さいためうず電流に
よる熱の発生量も小さく１発生した熱もすぐに放散でき
るという効果がある。ＡＱと同様に電気抵抗及び熱抵抗
の小さなＡｕ、Ａｇ膜においても上記の効果が得られる
。
は数ＧＨｚであり、トランスとして使用するＩＧＨｚ以
下ではトランスの性能を損わないという効果がある。ま
た、ＡＱは電気抵抗及び熱抵抗が小さいためうず電流に
よる熱の発生量も小さく１発生した熱もすぐに放散でき
るという効果がある。ＡＱと同様に電気抵抗及び熱抵抗
の小さなＡｕ、Ａｇ膜においても上記の効果が得られる
。
これらの効果は、電気抵抗及び熱瓜抗の小さなその他の
金冠材料においても期待できる。
金冠材料においても期待できる。
本発明によれば、ジョセフソン凍積回路中の１−ランス
からの発生磁界を防ぐことができ、二汎によって実装密
度を上げることができ、また論理動作の高速化を図れる
という効果がある。
からの発生磁界を防ぐことができ、二汎によって実装密
度を上げることができ、また論理動作の高速化を図れる
という効果がある。
第１図は超電導薄膜トランスの模式図、第２図は１−ラ
ンスチップと回路チップの接続状態を示す模式図、第３
図は本発明の実施例である超電導薄膜トランスの俯緻図
、第４図は第３図中のＡΔ′間を切断した時の断面図で
ある。 １ ・グランドブレーン、２・・・二次巻線、３・−次
巻線、４・・・シールド電極、５・・・二次巻線出力端
子、６・・・−次巻線入力端子、７・・・トランスチッ
プ、８・・回路チップ、９・・・論理回路、１１・・グ
ランドブレーン間凹部。
ンスチップと回路チップの接続状態を示す模式図、第３
図は本発明の実施例である超電導薄膜トランスの俯緻図
、第４図は第３図中のＡΔ′間を切断した時の断面図で
ある。 １ ・グランドブレーン、２・・・二次巻線、３・−次
巻線、４・・・シールド電極、５・・・二次巻線出力端
子、６・・・−次巻線入力端子、７・・・トランスチッ
プ、８・・回路チップ、９・・・論理回路、１１・・グ
ランドブレーン間凹部。
Claims (1)
- １、超電導薄膜よりなる一次巻線および二次巻線と、磁
束の通るグランドプレーンのホールより成る超電導薄膜
トランスにおいて、該トランス全体を覆うＡｕ、Ａｇ、
またはＡｌから成るシールド用電極を有することを特徴
とする超電導トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172515A JPH0656818B2 (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 超電導トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172515A JPH0656818B2 (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 超電導トランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233410A true JPS6233410A (ja) | 1987-02-13 |
| JPH0656818B2 JPH0656818B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=15943384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172515A Expired - Lifetime JPH0656818B2 (ja) | 1985-08-07 | 1985-08-07 | 超電導トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656818B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588300U (ja) * | 1978-12-15 | 1980-06-18 | ||
| JPS5823500A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-12 | 住友電気工業株式会社 | 光通信送受信機 |
-
1985
- 1985-08-07 JP JP60172515A patent/JPH0656818B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5588300U (ja) * | 1978-12-15 | 1980-06-18 | ||
| JPS5823500A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-12 | 住友電気工業株式会社 | 光通信送受信機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0656818B2 (ja) | 1994-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |