DE1162406B - Kryotronanordnung mit zwei in geringem Abstand voneinander sich kreuzenden oder parallel zueinander verlaufenden duennen Leiterstreifen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ^TIW PATENTAMT Internat. Kl.: H 03 k

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 21 al-36/18

J 22413 VIII a/21 al
21. September 1962
6. Februar 1964

Die Erfindung betrifft eine Kryotronanordnung mit zwei in geringem Abstand voneinander sich kreuzenden oder parallel zueinander verlaufenden dünnen Leiterstreifen, welche jeweils auf der dem anderen Leiterstreifen abgewandten Seite eng von einer Abschirmung umgeben sind. Derartige Anordnungen werden insbesondere für die Kopplung zweier übereinander angeordneter mit flächenhaften Supraleiterschaltungen versehener Schaltungsträger verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Empfindlichkeit eines flächenhaften Kryotrons zu steigern, ohne dessen Schaltzeit zu verlängern, so daß dieses Kryotron entweder mit geringerem Steuerstrom oder mit einem größeren Abstand zwischen Steuer- und Torleiter betrieben werden kann, wie es bei der erwähnten Kopplung zweier Schaltungsträger erforderlich ist.

Dies wird bei einer Kryotronanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Abschirmung des den Steuerleiter des Kryotrons bildenden Leiterstreifens in der Umgebung der Kopplungsstelle eine Öffnung aufweist, deren Abmessungen in der Größenordnung der Breite der Leiterstreifen liegen. Die Abschirmungen der Leiterstreifen sind dabei vorteilhafterweise supraleitend.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand zweier in den Fig. IA, IB und IC bzw. Fig. 2A, 2B und 2 C erläuterter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

In der Beschreibung wird das folgende einheitliche Numerierungsschema verwendet, um die Beschreibung leichter in Beziehung zu den Zeichnungen setzen zu können. Alle benutzten Bezugsziffern sind dreistellige Zahlen, und alle Bezugsziffern in Fig. IA, 1, und IC enthalten eine »1« in der Hunderterstelle und alle Bezugsziffern in Fig. 2A, 2B und 2C eine »2« in der Hunderterstelle. Daher ist aus der Bezugsziffer jedes Bauelementes zu ersehen, zu welchem Ausführungsbeispiel es gehört.

Erstes Ausführungsbeispiel

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zwei Unterlagen 105 und 106 umfaßt, ist in Fig. IA im Zusammenbau dargestellt. Die Kryotronschaltung befindet sich auf der Unterseite der Unterlage 106 und ist mit der auf der Oberseite der Unterlage 105 liegenden anderen Kryotronschaltung gekoppelt. Die Unterlagen 105 und 106 sind in Fig. IB getrennt dargestellt, damit man die auf der Oberseite der Unterlage 105 bzw. der Unterseite der Unterlage 106 befindlichen Kryotronschaltungen 107 und 108 sehen kann.

Kryotronanordnung mit zwei in geringem
Abstand voneinander sich kreuzenden oder
parallel zueinander verlaufenden dünnen
Leiterstreifen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H.-E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

Norman Howard Meyers, San Mateo, Calif.,
Nathaniel Rochester, Mt. Kisco, N. Y.,
Eugene Stewart Schiig, Ossining, N. Y.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 22. September 1961

(Nr. 140 119)

Die Kryotronschaltung 107 enthält einen Kryotronsteuerleiter 109, und die Kryotronschaltung 108 enthält einen Kryotrontorleiter 110. Wenn die Vorrichtung gemäß Fig. IA zusammengebaut ist, befindet sich der Steuerleiter 109 direkt unter dem Torleiter und im rechten Winkel dazu. Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. IC auseinandergezogen dargestellt.

Gemäß F i g. 1C sind die Kryotronschaltungen 107 und 108 nicht direkt auf die Unterlagen 105 bzw. 106 aufgebracht. Zunächst ist auf die Unterlagen eine supraleitende Grundebene aufgebracht, auf der dann die Schaltung liegt. Eine supraleitende Grundebene befindet sich zwischen der Schaltung 108 und der Unterlage 106, und eine supraleitende Grundebene befindet sich zwischen der Schaltung 107 und der Unterlage 105. In die Grundebene 113 ist unter dem Steuerleiter 109 eine Öffnung 119 eingeschnitten. Natürlich sind die Kryotronschaltungen 107 und 108 von den Grundebenen 113 bzw. 112 getrennt, und die Schaltung 107 ist von der Schaltung 108 durch Isoliermaterial getrennt. Um die Zeichnungen zu verdeutlichen, und da die Verwendung eines solchen

409 507/272

Materials in der Technik bekannt ist, ist dieses weder in den Zeichnungen gezeigt noch näher beschrieben worden.

Die auf der Unterlage 105 befindliche Kryotronschaltung, die mit dem Steuerleiter 109 verbunden ist, hat keinen Zusammenhang mit der Erfindung. Sie ist nur in den Figuren durch die supraleitenden Pfade 115 und 128 dargestellt. Ebenso hat die Schaltung auf der Unterlage 106, die mit dem Torleiter 110

den das Volumen der Strömung zwischen dem Strom in dem Draht und dem Spiegelbild einen Mindestwert erreicht, so daß daher eine minimale Energie gespeichert wird.

Außerdem ist es bekannt, daß ein Strom in einem supraleitenden Draht ein stärkeres magnetisches Feld in dem Bereich zwischen dem Strom in dem Draht und dem Spiegelbild dieses Stroms erzeugt als in jedem anderen Bereich. Da die Zustandsänderung

aber da der Draht gewöhnlich im Verhältnis zur Größe der Ebenen sehr klein ist, können die Ebenen gewöhnlich als unendlich groß angesehen werden.

In den nicht über der Öffnung 119 liegenden Teilen der Kryotronschaltung 107 (z. B. in den supraleitenden Pfaden 115 und 128) fließt ein gewisser Teil des Stroms auf der Unterseite der Schaltung 107, und ein Spiegelbild dieses Stromteils fließt in der Oberseite

verbunden ist, keine Beziehung zu der Erfindung. Sie io eines Kryotrontorleiters durch das von dem Strom ist in den Zeichnungen durch supraleitende Pfade 116 im Steuerleiter erzeugte magnetische Feld herbeige- und 127 dargestellt. Kryotronschaltungen, die Tor- führt wird, muß natürlich, damit ein Kryotron mit und Steuerleiter enthalten, gehören zum bekannten einer geringen Strommenge im Steuerleiter betrieben Stand der Technik. werden kann, der Torleiter zwischen dem Steuerleiter

Wenn die Vorrichtung in der in Fig. IA gezeig- 15 und dem Spiegelbild des im Steuerleiter fließenden ten Weise zusammengebaut ist, gelangt die supra- Stroms liegen.

leitfähige Schaltung 107 in die unmittelbare Nähe Wenn sich ein supraleitender Draht zwischen

der supraleitfähigen Schaltung 108, und zwar liegt der zwei supraleitenden Ebenen befindet, fließt Strom in Torleiter 110 direkt über dem Steuerleiter 109 und den beiden den Ebenen am nächsten liegenden Seiten der Öffnung 119. Der Abstand zwischen der Kryo- 20 des Drahtes, und in jeder der Ebenen fließt ein tronschaltung 107 und der supraleitenden Ebene 113 Spiegelbildstrom. Die relative Größe der Ströme in und der Abstand zwischen der Kryotronschaltung 108 den beiden Drahtseiten und die relative Größe der und der supraleitenden Ebene 112 wird bestimmt beiden Spiegelbildströme ist abhängig von dem Abdurch die Stärke der Isolierschicht (nicht gezeigt) stand der supraleitenden Ebenen von dem Draht, zwischen den Schaltungen und den jeweiligen Ebenen. 25 Außerdem hängt die Größe der verschiedenen Außerdem ist die Schaltung 107 von der Schaltung Ströme von der Größe der supraleitenden Ebenen ab, 108 durch eine nicht gezeigte Isolierschicht getrennt.
Der Abstand zwischen den Schaltungen 107 und 108
wird jedoch nicht nur durch die Stärke der die Schaltungen trennenden Isolierschicht, sondern auch durch 30
die mechanische Lage der Unterlagen 105 und 106
bestimmt.

Der Abstand zwischen den Schaltungen 107 und
108 ist allgemein etwas größer als der Abstand zwischen den Schaltungen 107 und 108 und den supra- 35 der supraleitenden Ebene 113. Der übrige Teil des leitenden Ebenen 112 bzw. 113. Stroms in der Schaltung 107 fließt auf deren Ober-

Die Erfindung hat den Zweck, eine Kopplung zwi- seite, und ein Spiegelbild dieses Stromteils fließt in sehen der Kryotronschaltung 107 auf der Oberseite der Unterseite der supraleitenden Ebene 112. Die der Unterlage 105 und der Kryotronschaltung 108 relativen Teilströme, die auf der Ober- und der Unterauf der Unterseite der Unterlage 106 herzustellen. 40 seite der Schaltung 107 fließen, und die relative Stromsignale werden dem Steuerleiter 109 über die Größe der Spiegelbildströme in den Ebenen 112 und Schaltung 107 zugeführt. Infolge dieser Signale wird 113 sind abhängig von dem Abstand der Schaltung der Torleiter 110 normalleitend. Der erhöhte Wider- 107 von den Ebenen 112 und 113. Da, wie oben bestand des Torleiters 110 wird zum Steuern der Kryo- schrieben, die Schaltung 107 näher an der Ebene 113 tronschaltung verwendet, die an den Torleiter 110 45 liegt, fließt der größere Teil des Stroms in der Schaldurch Strompfade 116 und 127 in bekannter Weise tung 107 auf deren Unterseite, und der ihm entspreangeschlossen ist. chende Spiegelbildstrom in der Ebene 113 ist größer

Bestimmte Ströme, die in bestimmten Bauelemen- als der Spiegelbildstrom in der Ebene 112, der dem ten fließen, sind in F i g. 1C mit Pfeilen angedeutet. Strom auf der Oberseite der Schaltung 107 ent-Ein durchgehend gezeichneter Pfeil zeigt an, daß der 50 spricht. Die vorstehende Erklärung trifft jedoch, wie betreffende Strom auf der Oberseite des betreffenden jetzt beschrieben wird, nicht auf den über der Öffnung

119 liegenden Teil der Schaltung 107 zu. Das heißt, die vorstehende Erklärung trifft nicht auf den Strom im Steuerleiter 109 zu.

55 Durch Ausschneiden der Öffnung 119 in der supraleitenden Grundebene 113 wird der Strom, der normalerweise auf der Unterseite der Schaltung 107 fließt, in dem Bereich der öffnung verändert (wie es die Pfeile in F i g. 1C zeigen). Der auf der Oberseite

aber entgegengesetzter Richtung wie der in dem Draht 60 der Schaltung 107 fließende Strom und sein Spiegelfließende Strom liegt. Der Strom, der dieselbe Größe bildstrom in der supraleitenden Grundebene 112 blei- und die entgegengesetzte Richtung wie der in dem ben nahezu unverändert (zur Verdeutlichung der Draht fließende Strom hat, wird als Spiegelbild des in Zeichnung ist dieser Strom in F i g. 1C nicht durch dem Draht fließenden Stroms bezeichnet. Eine Erklä- Pfeile dargestellt). Anstatt auf der Unterseite des rung dafür, daß der Strom in einem supraleitenden 65 Steuerleiters 109 (dem über der Öffnung 119 liegen-Draht versucht, so nahe wie möglich an seinem den Teil der Schaltung 107) zu fließen und ein Spie-Spiegelbildstrom zu fließen, ist, daß der Strom in gelbild in der supraleitenden Grundebene 113 zu dem Draht einen Pfad zu besetzen versucht, durch haben, geht der normalerweise auf der Unterseite der

Teils, auf dem sich der Pfeil befindet, fließt, und ein gestrichelter Pfeil zeigt an, daß der von ihm dargestellte Strom auf der Unterseite des betreffenden Teils, das den Pfeil trägt, fließt.

Wie es in der Kryotrontechnik bekannt ist, versucht der Strom in einem supraleitenden Draht in einem Abschnitt des Drahtes zu fließen, der so nahe wie möglich an einem Strom von gleicher Größe,

Schaltung 107 fließende Strom um die Seiten der Schaltung 107 herum und fließt auf der Oberseite des Steuerleiters 109, und ein Spiegelbild dieses Stromes wird in der Unterseite der supraleitenden Grundebene 112 erzeugt (d. h. in der dem Steuerleiter 109 am nächsten liegenden Seite der Ebene 112).

Zusätzlich zu dem Strom, der normalerweise auf der Unterseite der Schaltung 107 fließt und der sich über der Öffnung 119 zur Oberseite des Steuerleiters

allel verlaufen, besteht eine gewisse induktive Kopplung zwischen der den Steuerleiter enthaltenden Schaltung und der den Torleiter enthaltenden Schaltung, aber die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht von dieser induktiven Kopplung abhängig.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 119 rund, aber eine runde Öffnung ist nicht wesentlich für die Wirkungsweise der Erfindung, und

109 bewegt und das durch die Pfeile angedeutete io die Öffnung kann auch quadratisch sein oder eine Spiegelbild in der gegenüberliegenden Seite der supra- andere zweckmäßige Form haben. Die Öffnung muß leitenden Grundebene 112 erzeugt, ist Strom vornan- nur groß genug sein, um einen wesentlichen Teil des den, der normalerweise in der Oberseite der Schal- Bereichs unter dem Torleiter zu umgeben, tung 107 fließt, und zwar lediglich infolge des Vor- Hier ist keine Verbindung der Kryotronschaltun-

handenseins der supraleitenden Grundebene 112 und 15 gen 107 und 108 mit den supraleitenden Ebenen 112 ohne Zusammenhang mit dem Vorhandensein der bzw. 113 gezeigt, auf denen sie sich befinden. Wie es Öffnung 119. F i g. 1C enthält keine Pfeile, die den in der Technik bekannt ist, können jedoch die Ebenen normalerweise in der Oberseite der Schaltung 107 112 und 113 als Rückführungspfad für den Strom in fließenden Strom darstellen, und auch keine Pfeile, den Schaltungen 108 bzw. 107 benutzt werden. Eine die das in der Ebene 112 fließende Spiegelbild dieses 20 Verbindung der Schaltungen 107 und 108 mit den Stroms darstellen. Grundebenen, auf denen sie angeordnet sind, würde

Der Strom, der normalerweise auf der Oberseite die oben beschriebenen Strompfade nur in der Nähe des Steuerleiters 109 fließt, plus dem Strom, der der Stelle verändern, wo der Anschluß gemacht wird, durch die Öffnung 119 auf die Oberseite des Steuer- Es wird hier angenommen, daß sich ein solcher Anleiters 109 gelenkt wird, bilden zusammen den Ge- 25 schluß an einer von der erfindungsgemäßen Vorrichsamtstrom, der durch den Steuerleiter 109 fließt, und tung ziemlich weit entfernten Stelle befindet.

Die Materialien, aus denen die Torleiter, die Steuerleiter, die übrige Schaltung, die Grundebenen und die Unterlagen hergestellt sind, sind hier nicht 30 im einzelnen beschrieben worden, da die Herstellung dieser Elemente zum Stand der Technik gehört. Weiter ist für den Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltung eine nahe dem absoluten Nullpunkt liegende Temperatur erforderlich. Kühlvorrichtungen reich, der zwischen dem ganzen Strom im Steuer- 35 zur Erzeugung solcher Temperaturen sind bekannt, leiter 109 und dem Spiegelbild des ganzen Stroms im

Zweites Ausführungsbeispiel

der Spiegelbildstrom direkt oberhalb des Steuerleiters 109 in der supraleitenden Grundebene 112 hat dieselbe Größe wie der durch den Steuerleiter 109 fließende Gesamtstrom.

Der Strom auf der Oberseite des Steuerleiters 109 und sein Spiegelbild auf der Unterseite der Ebene 112 bilden eine Schleife um den Torleiter 110 herum. Daher befindet sich der Torleiter 110 in einem Be-

Steuerleiter 109 liegt. Daher kann der Torleiter durch eine relativ kleine Strommenge in dem Steuerleiter 109 und in der Kryotronschaltung 107 normalleitend gemacht werden.

Außerdem fließt Strom in der Schaltung 108, und ein Spiegelbild eines Teils des Stroms in der Schaltung 108 fließt direkt oberhalb der Schaltung 108 in der supraleitenden Grundebene 112, während ein Spiegel-

Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2A, 2B und 2C dargestellt. Die Wirkungsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels geht am besten aus Fig. 2A hervor. Es sind mehrere Paare von Unterlagen vorgesehen (in F i g. 2 A sind nur drei Paare gezeigt). Das erste Paar von Unterlagen besteht

bild des übrigen Teils des Stroms in der Schaltung 45 aus den Unterlagen 202 und 203, das zweite Paar aus 108 direkt unterhalb der Schaltung 108 in der Ebene den Unterlagen 204 und 205 und das dritte Paar aus

113 fließt. Der Strom in der Schaltung 108 und sein Spiegelbild in den Ebenen 112 und 113 sind in F i g. 1C nicht gezeigt, da keine direkte Beziehung zu der Erfindung besteht.

Besonders beachte man, daß zwischen den Kryotronschaltungen 107 und 108 keine induktive Kopplung besteht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hängt in ihrer Wirkungsweise nicht von einer induktiven Kopplung oder Transformatorwirkung ab. Sie verwendet statt dessen das durch den Strom im Steuerleiter 109 erzeugte magnetische Feld, um den Tor-

den Unterlagen 206 und 207. Bei den Unterlagen 202, 204 und 206 sind Kryotronschaltunigen auf der Unterseite und bei den Unterlagen 203, 205 und 207 auf der Oberseite angeordnet. Eine Übertragungsleitung 201 befindet sich zwischen jedem Paar von Unterlagen, und wie noch näher erläutert wird, ist die Übertragungsleitung elektrisch mit der Schaltung auf jeder der Unterlagen gekoppelt.

Die Einzelheiten der Übertragungsleitung sind in Fig. 2B und 2C dargestellt. Die Übertragungsleitung besteht aus zwei Streifen 215 und 216 aus

leiter 110 aus dem supraleitenden in den normal- Supraleitermaterial, die durch einen Streifen 218 aus

leitenden Zustand zu schalten. Dies ist etwas ganz dielektrischem Material getrennt sind. Bei dem di-

anderes als die Kopplung durch Induktion oder durch 60 elektrischen Material 218 kann es sich um ein Mylar-

Transformatorwirkung. band handeln. Die Übertragungsleitung 201 hat vier

Der Torleiter 110 und der Steuerleiter 109 brau- Abschnitte 221, 223, 225 und 227, wo die Supra-

chen nicht, wie in F i g. 1 gezeigt, senkrecht zuein- leiterstreifen¹ 215 und 216 übereinanderliegen, und

ander zu verlaufen. Parallelkryotrons, bei denen der drei Abschnitte 222, 224 und 226, wo die Supra-

Steuerleiter und der Torleiter parallel verlaufen, ge- 65 leiterstreifen 215 und 216 getrennt sind. Wie aus

hören zum bekannten Stand der Technik. Ebenso Fig. 2A ersichtlich, sind die Abschnitte der Übertra-

können in der vorliegenden Vorrichtung der Torleiter gungsleitung 201, wo die Streifen 215 und 216 ge-

und der Steuerleiter parallel verlaufen. Wenn sie par- trennt sind, die zwischen aufeinanderstoßende Unter-

lagen passenden Abschnitte. Zum Beispiel paßt der Abschnitt 222 zwischen die Unterlagen 202 und 203.

Fig. 2C zeigt einen vergrößerten Querschnitt auf der Ebene 2C-2C von Fig. 2A. So wie die Unterlagen 206 und 207 und die darauf befindlichen Schaltungen in Fig. 2C im einzelnen dargestellt sind, sehen auch die Unterlagen und die Schaltungen auf jedem Paar von aneinanderstoßenden Unterlagen aus, die in Fig. 2A gezeigt sind.

Gemäß Fig. 2C ist die Unterseite der Unterlage 206 mit einer supraleitenden Grundebene 235 und die Oberseite der Unterlage 207 mit einer supraleitenden Grundebene 236 bedeckt. Auf den Oberflächen der Grundebenen 235 und 236 befinden sich Kryotronschaltungen 237 bzw. 239. Diese enthalten Kryotrontorleiter 238 bzw. 240. Die Kryotronschaltungen 237 und 238 sind von den Ebenen 235 bzw. 236 durch zwei Isolierschichten 245 bzw. 246 getrennt. Die supraleitende Ebene 236 und die Isolierschicht 246 bis 227 der Leitung 201. Wenn der Impuls durch den Abschnitt 222 fließt, wird je ein Torleiter auf den beiden Unterlagen 202 und 203 erregt, wenn der Impuls durch den Abschnitt 224 fließt, wird je ein Torleiter auf den Unterlagen 204 und 205 erregt, und wenn der Impuls durch den Abschnitt 226 gelangt, wird je ein Torleiter auf den Unterlagen 206 und 207 (d. h. die Torleiter 238 und 240) erregt.

Die Induktivität L und die Kapazität c der Abschnitte 222, 224 und 226 der Übertragungsleitung 201, wo die Streifen 215 und 216 getrennt sind, unterscheiden sich von der Induktivität / und der Kapazität C der Abschnitte 221, 223, 225 und 227, wo die Streifen 215 und 216 aufeinanderliegen. Als »Abschnittslänge« der Leitung wird die Länge eines Abschnitts der Leitung, wo die Streifen 215 und 216 getrennt sind, plus der Länge eines Abschnitts der Leitung, wo die Streifen 215 und 216 aufeinanderliegen, bezeichnet (s. Fig. 2B). Wenn die Abschnittslänge

enthalten eine öffnung 242 unter dem Kryotrontor- 20 kurz ist im Verhältnis zu der Viertelwellenlänge geleiter 238, und die supraleitende Ebene 235 und die wünschter oder benötigter Frequenzkomponenten des Isolierschicht 235 enthalten eine Öffnung 243 über in die Übertragungsleitung eingeführten Signals, erdem Torleiter 240. Auf den Unterlagen 206 und 207 scheint die Impedant der Übertragungsleitung einist keine bestimmte Schaltungsauslegung dargestellt, heitlich oder glatt, und die gewünschten Frequenzda es für die Erfindung ohne Bedeutung ist, welche 25 komponenten des in die Leitung eingeführten Signals

Schaltungen sich darauf befinden. Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Koppeln mit jeder beliebigen Schaltungsanordnung auf den Unterlagen (ein Beispiel für eine Schaltung, die auf den verschiedenen Unterlagen angeordnet sein kann, wird noch gegeben). Für die Erfindung ist es lediglich erforderlich, daß die Schaltungsanordnung Kryotronleiter 238 und 240 enthält.

Die Übertragungsleitung 201 befindet sich zwischen der Unterlage 206 und der ihr zugeordneten Unterlage 207. Der supraleitende Streifen 215 liegt direkt unter dem Torleiter 238, ist aber gegen ihn durch eine dünne Isolierschicht (nicht gezeigt) isoliert, und der supraleitende Streifen 216 liegt direkt über dem Torleiter 240, von dem er ebenfalls durch eine dünne Isolierschicht (nicht gezeigt) getrennt ist. Der supraleitende Streifen 215 wirkt als Steuerleiter für den Kryotrontorleiter 238 und der supraleitende Streifen 216 als Steuerleiter für den Kryotrontorleiter 240. Die öffnung 242 unter dem Torleiter 238 und die Öffnung 243 über dem Torleiter 240 haben die gleiche Funktion wie die Öffnung 119 in der in Fig. 1 gezeigten supraleitenden Grundebene 113. Das heißt, die Öffnung 242 bewirkt das Fließen eines werden nicht an jeder Stelle wo sich die Impedanz ändert, reflektiert. Mit anderen Worten, obwohl sich die Induktivität und die Kapazität einer Übertragungsleitung entlang deren Länge verändern, erscheint die Übertragungsleitung als glatte Übertragungsleitung (d. h. als Übertragungsleitung, in der die Induktivität und Kapazität pro Längeneinheit konstant sind), wenn die Viertelwellenlänge der höchsten interessierenden Frequenzkomponente in dem der Übertragungsleitung zugeführten Signal viel länger ist als die Abschnittslänge der Leitung. Bei Frequenzen, bei denen die Übertragungsleitung glatt erscheint, scheint die Impedanz der Leitung etwa gleich

' L + l

~C+c
zu sein.

Da die Abmessungen von Kryotronschaltungen im allgemeinen sehr klein sind, lassen sich die Unterlagen 202 bis 207 so nahe aneinanderlegen, daß die Übertragungsleitung 201 eine solche Abschnittslänge erhält, daß sie bei ziemlich hoher Frequenz als einheitliche Übertragungsleitung erscheint.

Die Unterlagen 202 bis 207 werden nach in der

großen Spiegelbildstroms in der supraleitenden Grund- 50 Kryotrontechnik bekannten Verfahren in die richtige

ebene 235, und die öffnung 243 bewirkt das Fließen eines großen Spiegelbildstroms in der Ebene 236. Das resultierende magnetische Feld, das durch Strom in dem supraleitenden Streifen 215 und dessen in der Ebene 235 fließenden Spiegelbildstrom erzeugt wird, wirkt auf beide Seiten des Torleiters 238 ein, und das magnetische Feld, das durch den Strom in dem Streifen 216 und dessen Spiegelbildstrom in der Ebene erzeugt wird, wirkt auf beide Seiten des Torleiters 240 ein.

bildströme und die von ihnen ausgeführte Funktion gleichen der Erzeugung und der Funktion des Spiegelbildstroms, der in der supraleitenden Grundebene 112 erzeugt wird und der in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel besprochen worden ist. Daher wird hier keine nähere Beschreibung gegeben.

Ein an den Anfang der Übertragungsleitung 201 angelegter Stromimpuls durchläuft die Abschnitte 221 Lage gebracht. Jedes Unterlagenpaar wird V2 cm von dem benachbarten Unterlagenpaar entfernt angeordnet, und die Unterlagenpaare überlappen einander um V2 cm. Die Abschnittslänge der Übertragungsleitung beträgt etwa 1 cm. Bei einer Frequenz von 10⁹ Hertz (1 kMH) ist eine Viertelwellenlänge etwa 4 cm lang, und selbst bei dieser sehr hohen Frequenz ist eine Viertelwellenlänge immer noch etwa viermal so groß wie die Abschnittslänge der Übertragungsleitung. Da-

Die Art der Erzeugung der Spiegel- 60 her erscheint die Übertragungsleitung 201 über das

~~ Frequenzband, das sich vom Gleichstrom bis zu

einem Kilomegahertz erstreckt, glatt. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können also Signale extrem hoher Frequenz mit dem Kryotronschaltungsort auf mehreren verschiedenen Unterlagen gekoppelt werden, ohne daß infolge von Reflexionen in der Übertragungsleitung die Signale zu den Schaltungen auf den verschiedenen Unterlagen führt, un-

nötige Energieverluste auftreten. Die hier gegebenen Abmessungen sollen natürlich nur ein Beispiel für die Erfindung darstellen und können ohne weiteres verändert werden.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung könnte z. B. in einem nach Bits organisierten Speichersystem verwendet werden. Zum Beispiel könnten in dem Speicher mehrere aus je sechs Bits bestehende Wörter stehen, und zwar wären das erste Bit jedes Wortes in einer Kryotronschaltung auf der Unterlage 202, das zweite Bit in einer Kryotronschaltung auf der Unterlage 203, das dritte Bit in einer Kryotronschaltung auf der Unterlage 204, das vierte Bit in einer Kryotronschaltung auf der Unterlage 205, das fünfte Bit in einer Kryotronschaltung auf der Unterlage 206 und das sechste Bit jedes Wortes in einer Kryotronschaltung auf der Unterlage 207 gespeichert. Jedem Wort in dem Speicher wäre eine Übertragungsleitung entsprechend der Übertragungsleitung 201 zugeordnet, und jede Übertragungsleitung würde einen Kryotrontorleiter auf jeder Unterlage steuern. Die Torleiter auf den verschiedenen Ebenen, die durch eine bestimmte Übertragungsleitung erregt werden, wären dann wirksam, um das Auslesen der Informationsbits in dem Wort, zu dem die betreffende Übertragungsleitung gehört, zu bewirken. Es wäre also je eine Übertragungsleitung für jedes Wort im Speicher vorhanden, und die Erregung jeder Übertragungsleitung würde das Auslesen eines Informationsbits auf jeder der Ebenen 202 bis 207 bewirken, wodurch dann ein ganzes Wort aus dem Speicher entnommen würde.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kryotronanordnung mit zwei in geringem Abstand voneinander sich kreuzenden oder parallel zueinander verlaufenden dünnen Leiterstreifen, welche jeweils auf der dem anderen Leiterstreifen abgewandten Seite eng von einer Abschirmung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (113) des den Steuerleiter (109) des Kryotron« (109, 110) bildenden Leiterstreifens (107) in der Umgebung der Kopplungsstelle eine Öffnung (119) aufweist, deren Abmessungen in der Größenordnung der Breite der Leiterstreifen (107, 108) liegen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmungen (112, 113) supraleitend sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, in welcher der Steuerleiter zusammen mit einem weiteren, parallel zu ihm verlaufenden Leiterstreifen eine Übertragungsleitung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgebung der Kopplungsstelle, in der die Abschirmung (236) der Übertragungsleitung (201) eine Öffnung (242) aufweist, auch der weitere Leiterstreifen (216) eine Öffnung mindestens, der gleichen Abmessungen besitzt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiterstreifen (215, 216) der Übertragungsleitung (201) die Steuerleiter von auf übereinander angeordneten plattenförmigen Unterlagen (206, 207) angebrachten Kryotrons (215, 238; 216, 240) sind, daß die Öffnungen in diesen Leiterstreifen (215, 216) (in Draufsicht) nebeneinander angeordnet sind und in Längsrichtung der Übertragungsleitung (201) mit etwa gleich langem nicht durchbrochenen Bereichen abwechseln, so daß die Übertragungsleitung eine mäanderförmige Struktur aufweist, und daß die Abmessungen dieser Öffnungen klein, sind gegen die kürzeste Wellenlänge der zu übertragenden Schwingungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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