DE2834236B2 - Supraleitender Speicher - Google Patents
Supraleitender SpeicherInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft einen supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit einer Anzahl matrixartig
angeordneter Speicherzellen, in denen Informationen in Form mindestens eines umlaufenden Stromes in einer
supraleitenden Schleife einspeicherbar ist, mit Stromquellen zum Anlegen eines Entsperrstromes und eines
Steuerstromes an eine auszuwählende Speicherzelle. Genauer gesagt, handelt es sich bei der Erfindung um
einen Speicher aus supraleitenden Speicherzellen, bei denen Information in einer Speicherschleife durch einen
umlaufenden Strom oder zwei umlaufende Ströme dadurch eingespeichert wird, daß mindestens ein in der
Speicherschleife angeordnetes Speicherelement umgeschaltet wird. Bei derartigen supraleitenden Speicherzellen
sind mit den Speicherzellen Schaltmittel verbunden, durch die mindestens ein steuerndes Magnetfeld
nur an die ausgewählte Speicherzelle, gleichzeitig mit dem Anlegen eines Entsperrstroms an das in der
Speicherschleife enthaltene Speicherelement, angelegt wird. In manchen Fällen wird der Entsperrstrom in
einen Stromkreis abgeleitet von dem ein Teil mit dem Speicherelement elektromagnetisch gekoppelt ist, und
dies wird durch ein umschaltbares Bauelement gesteuert das den Strom nach diesem Stromkreis umlenkt.
In einem anderen Fall liegt die Speicherschleife der Speicherzelle in Reihe in einem Stromkreis, nach dem
der Entsperrstrom umgeleitet wird, und der Umleitungsstromkreis liegt parallel zu einem umschaltbaren
Bauelement, das wiederum selbst umgeschaltet wird und damit den Entsperrstrom in seinen zugehörigen
Parallelstromkreis umleitet. In anderen Fällen wird ein von dem Entsperrstrom verschiedener Strom zum
Umschalten des Soeicherelementes einer ausgewählten Speicherzelle benutzt. Bei diesen Anordnungen schaltet
entweder der Entsperrstrom oder ein zusätzlicher Strom ein umschaltbares Bauelement um, das diese
Ströme in einen parallel zum iraschaltbaren Bauelement
verlaufenden Stromkreis ableitet. Ein Teil dieses Stromkreises ist mit dem Speicherelement einer
ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt und dieses Speicherelement kann dann umgeschaltet
werden, wenn für die ausgewählte Speicherzelle sowohl der Entsperrstrom als auch das steuernde
Magnetfeld auftreten. In all den bisher beschriebenen Anordnungen tritt nur für eine ausgewählte Speicherzelle
der Entsperrstrom und ein steuerndes Magnetfeld auf, das zum Einspeichern von Information in der
ausgewählten Zelle bei Anwesenheit eines gespeicherten umlaufenden Stromes ausreicht Somit tritt also bei
dem Speicherelement einer benachbarten Speicherzelle in der gleichen Zeile weder ein Entsperrstrom noch ein
das steuernde Magnetfeld hervorrufender Strom auf. Das Speicherelement trifft dabei höchstens auf einen
zuvor eingespeicherten umlaufenden Strom. In gleicher Weise treffen in der gleichen Spalte der Speicheranordnung
liegende nicht ausgewählte Zellen nur auf einen die Halbselektion oder Halbauswahl verursachenden
Entsperrstrom und möglicherweise auf einen Umlaufstrom, wobei die Summe dieser beiden Ströme immer
wesentlich unterhalb dem Schwellwertstrom (In*)) des
Speicherelementes liegt. Alle diese Schaltungen vermeiden daher den Fall, bei dem die Kombination aus
steuerndem Magnetfeld, das an mehr als einem Speicherelement wirksam wird, und eingespeichertem
umlaufenden Strom ein unerwünschtes Umschalten einer nicht ausgewählten Speicherzelle dadurch verursachen
kann, daß ein steuerndes Magnetfeld an nur ein einziges Speicherelement (örtlich) angelegt wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Die folgende Patentschrift und Literaturstellen betreffen supraleitende Speicherzellen, die mindestens
ein Speicherelement in einer Speicherschleife verwenden, wobei binäre Information in Form von mindestens
einem einzigen umlaufenden Strom eingespeichert wird. Alle diese Speicherzellen verwenden zum Speichern
von Information das gleichzeitige Anlegen von Strömen, und die gleichzeitig für eine Selektion einer
Speicherzelle angelegten Ströme werden dabei so zugeführt, daß bei ausgewählten und nicht ausgewählten
Zellen ein steuerndes Magnetfeld auftritt. Die Speicherzellen gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheiden
sich von all den unten angeführten Speicherzellen des Standes der Technik dadurch, daß nur bei einer
ausgewählten Speicherzelle ein steuerndes Magnetfeld auftritt. Beim Stand der Technik handelt es sich um die
US-Patentschrift 36 26 391 der Anmelderin, um IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 2, Juli 1972,
Seiten 449—451, und um IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 5, Februar 1973, Seiten 2904—
2905, IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 16, Nr. 1, Juni 1973, Seite 214, und IBM Technical Disclosure
Bulletin, Band 8, Nr. 11, April 1976, Seiten 3852-3855.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, bei derartigen Speichern mit
wanlfreiem Zugriff bei nicht ausgewählten oder angesteuerten Speicherzellen eine scheinbare Halbselektion
oder Halbauswahl zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß für jede
Speicherzelle zum Anlegen eines steuernden Magnet-
feldes ein zusätzlicher Stromkreis und ein durch diesen Stromkreis überbrückbares, umschaltbares Bauelement
vorgesehen ist, und daß ein Abschnitt eines jeden solchen Stromkreises jeweils mit dem umschaltbaren
Speicherelement der zugehörigen Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist. Zweckmäßig ist in jeder
Speicherzelle eine über eine Abfühl- oder Leseleitung ansteuerbare Lesetorschaltung vorgesehen, die mit der
supraleitenden Schleife der Speicherzelle elek romagnetisch
gekoppelt ist.
Dabei enthalten in diesem erfindungsgemäß aufgebauten supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff
die Speicherzellen der Anordnung jeweils eine Speicherschleife mit mindestens einem betätigbaren
Speicherelement, das einen Josephson-Strom zu führen
in der Lage ist, und bei denen zum Anlegen des Entsperrstroms eine selektiv und getrennt anschaltbare
Stromquelle mit jedem dieser Teile in Reihe verbunden ist.
Bei diesem supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff gemäß der Erfindung wird mindestens ein
steuerndes Magnetfeld an nur eine ausgewählte der Speicherzellen, gleichzeitig mit einem Entsperrstrom
angelegt, und sie enthält Schaltmittel zum Umleiten des Entsperrstromes nach einem Stromkreis, der mit dem
betätigbaren Schaltelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.
In dem supraleitenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff werden für das Anlegen mindestens eines
steuernden Magnetfeldes an einer ausgewählten Speicherzelle gleichzeitig mit dem Zuführen des
Entsperrstromes ein vom Entsperrstrom verschiedener weiterer Strom nach einem Stromkreis abgeleitet, der
mit dem umschaltbaren Bauelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.
Für die Umleitung des Entsperrstroms nach einem mit der umschaltbaren Vorrichtung der ausgewählten
Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelten Stromkreis ist ein umschaltbares Bauelement in Reihe mit der
ausgewählten Speicherzelle angeordnet. Weiterhin ist ein das umschaltbare Bauelement überbrückender
Stromkreis vorgesehen. Ein Teil dieses Stromkreises ist dann mit dem umschaltbaren Bauelement der ausgewählten
Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem Zugriff gemäß dem Stande der Technik,
bei dem das steuernde Magnetfeld an dem Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle und gleichzeitig
an dem Speicherelement einer nicht augewählten Speicherzelle angelegt wird. Unter diesen Umständen
und wegen schlechter Randbedingungen kann Information aus Versehen in eine nicht-ausgewählte oder
nicht-angesteuerte Speicherzelle eingeschrieben werden.
F i g. 2 ein Schaltbild eines Teils eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem Zugriff, bei welchem nur eine
ausgewählte Speicherzelle der Anordnung mit einem steuernden Magnetfeld beaufschalgt wird, das gleichzeitig
mit einem entsperrenden Strom zur Speicherung von Information in der ausgewählten Speicherzelle zugeführt
wird. Ein in Reihe eingeschaltetes umschaltbares Bauelement ist durch einen Stromkreis überbrückt, in
den der Entsperrstrom dann umgeleitet wird, wenn das umschaltbare Bauelement durch einen Halbselektionsstrom
betätigt wird. Ein Teil dieses Stromkreises ist mit dem betätigbaren Speicherelement der ausgewählten
Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt und schaltet damit dieses Speicherelement um, wodurch Information
nur in der ausgewählten Speicherzelle abgespeichert wird.
F i g. 3 ein Schaltbild eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem Zugriff, das in Aufbau und Arbeitsweise
der in F i g. 2 gezeigten Anordnung ähnlich ist, mit der
ίο Ausnahme, daß das in Reihe eingeschaltete umschaltbare
Bauelement in einer Rückleitung für den Strom angebracht ist, der die ausgewählte Speicherzelle
entsperrt. Wie in F i g. 2 schaltet ein Halbselektionsstrom das umschaltbare Bauelement um, das den
Entsperrstrom in einen leitenden Stromkreis ableitet, von dem ein Teil mit dem betätigbaren Speicherelement
der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.
F i g. 4 ein Schaltbild eines Teils eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem Zugriff zur Darstellung der
Speicherschleifen mit den zugehörigen umschaltbaren oder betätigbaren Speicherelementen, die in Reihe mit
einem Stromkreis geschaltet sind, der wiederum parallel zu einem umschaltbaren Bauelement angeordnet ist.
Eine Anzahl in Reihe geschalteter umschaltbarer Bauelemente bildet dabei eine Spalte der Speicheranordnung.
Das umschaltbare Bauelement wird durch einen Halbselektionsstrom gesteuert, der den Entsperrstrom
nach einem Stromkreis umleitet, der in Reihe mit der ausgewählten Speicherzelle verläuft. Ein Teil dieses
Stromkreises ist mit dem Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt, so
daß der Entsperrstrom gleichzeitig das steuernde Magnetfeld zu liefern vermag, das zur Speicherung von
Information das Speicherelement nur der ausgewählten Speicherzelle umschaltet
F i g. 5 ein Schaltbild eines supraleitenden Speichers für wahlfreien Zugriff, bei welchem das steuernde
Magnetfeld dem umschaltbaren oder betätigbaren Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle
mittels eines Teils eines Stromkreises zugeführt wird bei dem ein sich von dem Entsperrstrom verschiedener
zweiter Strom dann in diesen Stromkreis umgeleitei wird, wenn ein umschaltbares Bauelement, das durch
den Entsperrstrom betätigt wird, den Strom nach diesem Stromkreis umschaltet In der Anordnung
gemäß F i g. 5 ist der vom Entsperrstrom verschiedene Strom ein Halbselektionsstrom. Da alle nicht ausgewählten
Zellen weder durch den einen noch der
so anderen der Halbselektionsströme angesteuert werden können nicht-ausgewählte Speicherzellen nicht aus
Versehen umgeschaltet werden.
F i g. 6 schließlich einen Teil eines supraleitender Speichers für wahlfreien Zugriff, bei welchem ein vorr
Entsperrstrom verschiedener Strom zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes an das Speicherbauelemem
nur der ausgewählten Speicherzelle benutzt wird. Da! steuernde Magnetfeld wird nur an die ausgewählt«
Speicherzelle durch ein umschaltbares Bauelemen1 angelegt, das durch einen Stromkreis überbrückt ist, vor
dem ein Teil mit dem betätigbaren Speicherelement dei ausgewählten Speicherzelle magnetisch gekoppelt ist
Das umschaltbare Bauelement ist mit weiteren um schaltbaren Bauelementen in Reihe geschaltet und wire
durch einen Halbselektionsstrom angesteuert, der dei
vom Entsperrstrom verschiedenen Strom nach den Abschnitt des Stromkreises umleitet und damit zurr
Einspeichern von Information in der ausgewähltei
Speicherzelle gleichzeitig mit dem Zuführen des Entsperrstromes ein steuerndes Magnetfeld anlegt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Zum vollen Verständnis des durch die Erfindung gelieferten Beitrags soll zunächst eine ins einzelne
gehende Beschreibung des Aufbaus und der Arbeitsweise eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem
Zugriff gemäß dem Stande der Technik in Verbindung mit der in Fig. 1 dargestellten Schaltung gegeben
werden.
F i g. 1 zeigt einen Teil einer supraleitenden Speicheranordnung 1, bei der binäre Information in Speicherzellen
2 in Form von mindestens einem umlaufenden Strom eingespeichert werden kann. In der Anordnung gemäß !5
F i g. 1 wird binäre Information in den Speicherzellen 2 in Form von im Gegenuhrzeigersinn in supraleitenden
Schleifen 3 der Speicherzellen 2 umlaufenden Strömen eingespeichert. Jede supraleitende Schleife 3 enthält ein
betätigbares oder umschaltbares Speicherelement, das Josephson-Ströme zu führen in der Lage ist. In F i g. 1
sind diese Josephson-Elemente oder Josephson-Kontakte mit den Bezugszeichen Ji, J 2, J 3 und /4
bezeichnet. Die Bauelemente /1—/4 können beispielsweise Josephson-Kontakte oder Josephson-Bauelemente
sein, wie sie dem Fachmann allgemein bekannt sind. In Fig. 1 liefern die Stromquellen 4 den Entsperrstrom
für die Speicherzellen 2, die zur Bildung von Spalten von Speicherzellen in Reihe angeordnet sind. Die Stromquellen
4 sind wahlweise für sich betätigbare Impulsquellen, wie sie allgemein bei der Josephson-Technik
üblich sind. Die Stromquellen 4 sind über in Reihe liegende Schalter 5 an die Speicherzellen 2 anschaltbar.
In gleicher Weise liefern Stromquellen 6 über Schalter 7 Strom an Steuerleitungen 8, die mit den Josephson-Elementen
Ji-JA der Speicherzellen elektromagnetisch
gekoppelt sind. Die von den Stromquellen 4, 6 gelieferten Ströme sind sogenannte Halbselektionsströme,
die bei Koinzidenz Information in den Speicherzellen 2 einspeichern. Die Stromquellen 4 liefern dabei
Impulse von positiver und negativer Polarität, während die Stromquellen 6 einen Strom nur einer Polarität,
beispielsweise einer positiven Polarität liefern. Die Lesetorschaltungen 9 können ebenfalls Josephson-Strom
führen und können ebenfalls aus Josephson-Kontakten oder Josephson-Elementen bestehen, die elektromagnetisch
mit einem Teil der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzellen 2 gekoppelt sind, und wie F i g. 1
zeigt, sind zwei dieser Lesetorschaltungen 9 über eine Leseleitung 12 und einen Schalter 11 mit einer
Stromquelle 10 verbunden. Die Stromquellen 6 und 10 sind, genau wie die Stromquellen 4 selektiv für sich
betätigbare Impulsquellen, wie dies aus der Josephson-Technik allgemein bekannt ist.
Die Anordnung gemäß F i g. 1 wurde zwar vereinfacht dargestellt, es ist jedoch klar, daß die Halbselektionsströme
den Zeilen und Spalten der Anordnung 1 über ebenfalls aus der Josephson-Technik allgemein
bekannte Decodierer zugeführt werden könnten.
In einer bit-orientierten Speicheranordnung 1 für wahlfreien Zugriff, von der ein Teil in F i g. 1 gezeigt ist,
wird Information in jede Speicherzelle 2 dadurch eingeschrieben, daß einmal ein Strom an eine Spalte der
Speicherzellen 2 und ein weiterer Strom an eine der Steuerleitungen 8 angelegt wird. Werden ein Entsperrstrom
und ein Steuerstrom gleichzeitig angelegt, dann wird in der entsprechenden Speicherzelle eine binäre
Information in Form eines umlaufenden Stromes eingespeichert, der zur Darstellung binärer Ziffern t
und 0 einmal im Uhrzeigersinn und einmal gegen den Uhrzeigersinn umlaufen kann. Soll daher beispielsweise
eine Information in der linken oberen Speicherzelle 2 mit dem Speicherelement /1 eingespeichert werden,
dann müssen die am weitesten links liegende Stromquelle 4 und die oben liegende Stromquelle 6 zum Anlegen
des Entsperrstromes bzw. des Steuerstromes gleichzeitig eingeschaltet werden, so daß diese Ströme
gleichzeitig der in F i g. 1 mit A bezeichneten Speicherzelle 2 zugeführt werden, wenn die Schalter 5 und 7
geschlossen sind. Der sonst mit /y in F i g. 1 bezeichnete
Strom teilt sich bei Anlegen an die Speicherzelle A in die Ströme il, ir auf, wobei die Größe dieser Ströme zu dem
Wert der Induktivität der Stromzweige 13, 14 der supraleitenden Schleife 3 umgekehrt proportional ist.
Zur Erläuterung sei angenommen, daß die Induktivitäten der Stromzweige 13 und 14 gleich sind, dann sind die
Ströme ;'/ = ir = IyIl. Der Entsperrstrom Iy teilt sich
für die unten links liegende Speicherzelle, die in F i g. 1 mit B bezeichnet ist, in genau der gleichen Weise auf.
Sobald der Entsperrstrom in der Speicherzelle A fließt, wird ein Steuerstrom, der in F i g. 1 auch mit Ix
bezeichnet ist, von der links liegenden Stromquelle 6 über den geschlossenen Schalter 7 an die Steuerleitung 8
angelegt. Daraufhin schaltet der Josephson-Kontakt /1
in den Spannungszustand um, da der in der Steuerleitung 8 fließende Strom ein steuerndes Magnetfeld
erzeugt. Der Strom Iy wird nun in den Stromzweig 13 in der Weise abgeleitet, daß Iy = il wird. Wird durch
öffnen des Schalters 7 der Steuerstrom ix abgeschaltet, dann schaltet /1 in den Null-Spannungszustand zurück,
jedoch fließt der Strom Iy = il im Zweigstromkreis 13 der Schleife 3. Dieser Zustand kann als die binäre 0
bezeichnet werden. Kehrt man die Richtung des Stromes lyum, dann kann in der supraleitenden Schleife
3 der Speicherzelle A ein eine binäre 1 darstellender, im Uhrzeigersinn herumfließender, umlaufender Strom
erzeugt werden, wenn der Steuerstrom Ix gleichzeitig mit Iy angelegt wird. Die soeben beschriebene
Speicherung von Information in einer aus dem Stand der Technik bekannten Speicherzelle 2 ist allgemein
bekannt, und es würden keinerlei Schwierigkeiten auftreten, wenn davon nur die Speicherzelle A in F i g. 1
betroffen wäre. Tastsächlich ist es bei der normalen Herstellung von Speichern nicht möglich, auf der
gleichen Speicheranordnung Speicherzellen 2 herzustellen, die identisch sind. Unter solchen Umständen kann
ein fehlerhaftes Einschreiben von Information in andern Speicherzellen 2 stattfinden, wenn Information in Form
eines umlaufenden Stromes in einer Spek-herzelle
eingespeichert ist und eine andere Speicherzelle adressiert wird. Es sei nunmehr die rechts liegende
Speicherzelle 2, die in F i g. 1 als Speicherzelle C bezeichnet ist, betrachtet und es sei angenommen, daß in
deren supraleitender Schleife 3 ein umlaufender Strom gleich IyII im Gegenuhrzeigersinn umläuft. Wenn dann
die Speicherzelle A zum Einspeichern von Information adressiert wird, dann fließt in der den beiden
Speicherzellen A und C zugeordneten Steuerleitung 8 ein Steuerstrom Ix. In diesem Fall kann das Speicherelement
J3 der Speicherzelle C in den Spannungszustand
umschalten, wodurch der in der Schleife 3 dieser Zelle umlaufende Strom unterbrochen und die zuvor dort
eingespeicherte Information zerstört wird. Dies ist der
Normalfall, gegen den man sich nur dadurch scheinbar zu wehren vermag, daß man für alle Zellen relativ enge
Fertigungsparametertoleranzen zuläßt, was zu weiteren
konstruktiven Beschränkungen führt, und zu einer weniger dichten Packung der Speicherzellen und
trotzdem keine Garantie dafür gibt, daß das fehlerhafte Einschreiben von Information nicht stattfindet. Obgleich
somit die Speicherzelle C in F i g. 1 als diejenige möglicherweise zu Störungen neigende Zelle festgestellt
wurde, so sei doch darauf hingewiesen, daß jede mit der Steuerleitung 8 zusammenhängende Speicherzelle,
in der ein Steuerstrom Ix fließt, in dieser Weise irrtümlich umgeschaltet werden kann, so daß die zuvor
eingespeicherte Information dabei zerstört wird. Bei einer großen Speicheranordnung sind diese bei jeder
Ansteuerung einer Steuerleitung eine beträchtliche Anzahl von Zellen.
Werden auch andere Steuerleitungen adressiert, dann besteht auch dort die Möglichkeit von irrtümlicher
Adressierung von Zellen. Bei Speicherzelle B in F i g. 1 gibt es bei Anwesenheit eines Stromes von IyIl in jedem
Zweig der supraleitenden Schleife 3 zusätzlich zu einem im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn
umlaufenden Strom von IyIl keine Schwierigkeiten, da der Schwellwert des Speicherelements Jl leicht viel
höher gelegt werden kann als Iy. Bei der in F i g. 1 rechts unten liegenden, mit D bezeichneten Speicherzelle 2
ergeben sich keine unbeabsichtigten Umschaltungen, wenn die Speicherzelle A adressiert wird, da in diesem
Fall an der Speicherzelle D weder der Strom Iy noch der Strom Ix auftritt. Selbst dann, wenn in der supraleitenden
Schleife dieser Speicherzelle ein umlaufender Strom vorhanden ist, ist eine irrtümliche Umschaltung
nicht möglich.
Die in den Speicherzellen 2 in F i g. 1 eingespeicherte Information kann beispielsweise durch das gleichzeitige
Anlegen eines Stromes Iy und eines Stromes Is an einer ausgewählten Speicherzelle A ausgelesen werden. Der
Strom Is wird an die Lesetorschaltung 9 der Speicherzelle A von einer Stromquelle 10 über Schalter
11 und Steuerleitung 12 angelegt. Da sich das Speicherelement J1 der Speicherzelle A im Null-Spannungszustand
befindet, teilt sich der Strom Iy in den Strom //und /rauf. Angenommen, daß in der Zelle A in
F i g. 1 ein gegen den Uhrzeigersinn umlaufender Strom gespeichert ist, treffen bei der Lesetorschaltung 9 der
Speicherzelle A der eigene Lesetrom Is, der Strom IyIl
und der Strom ir zusammen. Da der umlaufende Strom IyIl gegen den Uhrzeigersinn und in einer dem Strom ir,
der ebenfalls gleich IyIl ist, entgegengesetzten Richtung
fließt, so heben sich die Wirkungen dieser Ströme in diesem Teil der supraleitenden Schleife 3, die mit der
Lesetorschaltung 9 elektromagnetisch gekoppelt ist, auf. Die Lesetorschaltung 9 schaltet daher nicht um, und der
Leseverstärker (nicht gezeigt) stellt keine Stromänderung fest, so daß damit eine binäre 0 gelesen wird.
Würde der in der Speicherzelle A umlaufende Strom in Uhrzeigerrichtung fließen, dann würden sich der
umlaufende Strom IyIl und der Strom ir, der ebenfalls
gleich IyIl ist, in demjenigen Teil der supraleitenden Schleife 3, der mit der Lesetorschaltung 9 elektromagnetisch
gekoppelt ist, addieren, so daß die Lesetorschaltung 9 in den Spannungszustand umschalten würde,
wodurch sich der auf der Leseleitung 12 liegende Strom
ändern würde. Durch den an der Leseleitung 12 angeschlossenen, nicht gezeigten Leseverstärker würde
somit eine binäre 1 festgestellt werden.
Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich, daß das Problem des fehlerhaften Einschreibens von
Information bei jeder Speicheroperation in jeder Speicherzelle 2 auftritt, bei der ein Steuerstrom Ix
anliegt, wenn in dieser Zelle bereits Information in Form von im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn
umlaufenden Strömen eingespeichert ist. Diese Schwierigkeit falscher Informationsspeicherung kann durch die
in den F i g. 2 bis 6 dargestellten Schaltungen beseitigt werden, die im folgenden beschrieben werden sollen.
In Fig.2 ist dagegen ein Teil einer Speicheranordnung
dargestellt, bei der Information in den einzelnen Zellen in ähnlicher Weise, wie dies in Verbindung mit
ίο Fig. 1 dargestellt wurde, eingespeichert wird. Diejenigen
Bauelemente in F i g. 2, die die gleichen sind wie in Fig. 1, haben auch die gleichen Bezugszeichen. Die
Anordnung gemäß F i g. 2 ist mit der in F i g. 1 identisch mit Ausnahme des Stromkreises 20, mit dessen Hilfe ein
steuerndes Magnetfeld nur an eine ausgewählte Speicherzelle 2 des Speichers 1 angelegt werden kann.
Der Stromkreis 20 enthält dabei ein umschaltbares Bauelement /5, das mit jeder Speicherzelle 2 in Reihe
eingeschaltet ist. Jedes dieser umschaltbaren Bauelemente /5 ist durch einen Stromkreis 21 überbrückt, der
einen Abschlußwiderstand R enthält, dessen Widerstandswert so gewählt ist, daß sich das umschaltbare
Bauelement, in diesem Fall ein Josephson-Kontakt /5,
entweder selbst hält oder von selbst zurückstellt, wie dies aus der Josephson-Technik bereits bekannt ist.
Jeder Stromkreis 21 weist einen Abschnitt 22 auf, der jeweils mit den Speicherelementen J\ bis /4 der
Speicherzellen A bis D elektromagnetisch gekoppelt ist. Das umschaltbare Bauelement /5 wird durch einen in
den Steuerleitungen 8 fließenden Strom gesteuert, wobei ein Teil dieser Leitung jeweils mit den
umschaltbaren Bauelementen /5 der einzelnen Speicherzellen A, Belektromagnetisch gekoppelt ist.
Das Einspeichern oder Einschreiben von Information in die Speicherzelle A wird beispielsweise dadurch
erzielt, daß man durch Schließen der Schalter 5 bzw. 7 die Stromquellen 4 bzw. 6 anschaltet und die Ströme Iy
bzw. Ix anlegt. Die Polarität des Stroms Iy kann entweder positiv oder negativ sein, wodurch dann
jeweils in der supraleitenden Schleife der Speicherzelle A ein im Uhrzeigersinn oder ein gegen den Uhrzeigersinn
umlaufender Strom eingespeichert wird. In F i g. 2 steuert der Strom Ix das umschaltbare Bauelement /5,
das in Reihe mit der Schleife 3 der Speicherzelle A geschaltet ist und in welcher der Entsperrstrom Iy
durchfließt. Der Entsperrstrom Iy teilt sich in der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle A in gleicher
Weise auf, wie dies bei der Speicherzelle A, F i g. 1 beschrieben wurde, und die Ströme //, ir fließen dann in
den Zweigstromkreisen 13 bzw. 14 der Schleife 3. Wenn diese zuletzt genannten Ströme fließen, dann wird der
Strom Ix an die Steuerleitung 8 angelegt, so daß das umschaltbare Bauelement /5 in seinen Spannungszustand
umschaltet. Damit wird aber Iy in den Stromkreis 21 umgeleitet, dessen Abschnitt 22 mit dem Speicherelement
Ji der Speicherzelle A elektromagnetisch gekoppelt ist Das Speicherelement /1 der Speicherzelle
A schaltet nunmehr um, so daß der Strom // zusammen mit ir in dem Zweigstromkreis 13 fließt,
wodurch in der supraleitenden Schleife der Speicherzelle A ein im Gegenuhrzeigersinn umlaufender Strom
dann erzeugt wird, wenn die Ströme Ix, Iy nacheinander
abgeschaltet werden. Genau wie bei dem gegen den Uhrzeigersinn in der Speicherzelle A in F i g. 1
^5 umlaufenden Strom ist auch der in der Speicherzelle A
in F i g. 2 gegen den Uhrzeigersinn umlaufende Strom gleich IyIZ Durch einfache Richtungsumkehr von Iy
kann in der supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle
A in F i g. 2 ein im Uhrzeigersinn umlaufender Strom eingestellt werden. Ein wesentlicher Punkt ist cijbei, daß
der der Steuerleitung 8 zugeführte Strom Ix mit keinem der umschaltbaren Speicherelemente /1 bis /4 der
Speicherzellen A bis D eingespeichert ist, liegt in diesem Fall an den Speicherelementen /2 bis JA kein
steuerndes Magnetfeld, weil im Fall der Speicherzelle B zwar der Strom Iy zugeführt wird, jedoch kein Strom Ix
der Steuerleitung 8 zugeführt wird. Das umschaltbare Bauelement /5 der Speicherzelle B kann nicht ι ο
umschalten, so daß kein Strom nach dem Stromkreis 21 abgeleitet wird. Im Fall der Speicherzelle C fließt zwar
der Strom Ix in der Steuerleitung 8 und ist damit auch dem umschaltbaren Bauelement J5 der Speicherzelle C
zugeordnet, es fließt jedoch kein Strom Iy in diesem umschaltbaren Bauelement J S, so daß eine Umschaltung
nicht eintreten kann. Es fließt daher auch in dem Stromkreis 21 kein Strom, der das Speicherelement /3
der Zelle C betätigen könnte. In gleicher Weise treten für die Speicherzelle D weder die Ströme Iy noch Ix auf,
so daß weder das Speicherelement /4 noch das der Zelle B zugeordnete umschaltbare Bauelement /5
umschalten können.
Hieraus sollte klar sein, daß beim Anlegen von Halbsektionsströmen an eine ausgewählte Speicherzel-Ie
der Anordnung 1 gemäß Fig.2 nur bei einer der Speicherzellen 2 ein steuerndes Magnetfeld auftritt, das
das Speicherelement zur Einspeicherung von Information in der ausgewählten Speicherzelle 2 umschaltet.
Keine der übrigen Speicherzellen der Anordnung 1 in F i g. 2 wird von einem störenden Magnetfeld beeinflußt,
so daß auf diese Weise jede Möglichkeit für eine fehlerhafte Umschaltung während des Einschreibvorgangs
vollständig beseitigt ist. Das Lesen von Information aus den Speicherzellen 2 der Anordnung 1
in F i g. 2 wird in genau der gleichen Weise durchgeführt, wie dies im Zusammenhang mit dem Lesen von
Information in F i g. 1 beschrieben wurde.
Fig.3 zeigt wiederum einen Teil einer Schaltung
eines supraleitenden Speichers mit wahlfreiem Zugriff, welcher ähnlich wie Fig.2 aufgebaut ist. Der einzige
Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen der F i g. 2 und F i g. 3 besteht darin, daß das steuernde
Magnetfeld über einen Stromkreis 20 angelegt wird, der in der Rückleitung für den Entsperrstrom Iy liegt und
nicht unmittelbar in Reihe mit jeder Speicherzelle 2 geschaltet ist In F i g. 3 sind die gleichen Schaltelemente
mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in F i g. 2. Obgleich die Speicherelemente /1 bis /4 in den linken
Zweigen 13 der Speicherzellen 2 angeordnet sind, so hat doch diese Anordnung keinen Einfluß auf die Arbeitsweise
der Speicheranordnung 1 in F i g. 3. Man sieht aus F i g. 3, daß die umschaltbaren Bauelemente /5 in Reihe
mit den Speicherzellen A, B oder C D geschaltet und in
den Rückleitungen 25 für die von den Stromquellen 4 ausgehenden Ströme Iy liegen. Wenn somit durch
Schließen des Schalters 7 die Stromquelle 6 angeschaltet wird, dann schaltet das oben links liegende
Schaltelement JS in den Spannungszustand um und leitet damit den Strom Iy, der in der links außen
befindlichen Rückleitung 25 fließt, in den Stromkreis 21 im Der im Stromkreis 21 fließende Strom Iy erzeugt
über den Abschnitt 20 ein Magnetfeld, das das Speicherelement /1 in den Spannungszustand umschaltet, wodurch binäre Information in die Speicherzelle A
in genau der gleichen Weise eingeschrieben wird, wie dies im Zusammenhang mit der Speicherzelle A in
Fig.2 dargelegt wurde. Durch Polarisationsumkehr
von Iy wird ein in entgegengesetzter Richtung fließender umlaufender Strom erzeugt, und die Abfühlung
wird genau so durchgeführt, wie dies in Verbindung mit F i g. 1 und 2 beschrieben wurde.
Aus F i g. 3 erkennt man, daß zwar der Strom Ix über die Steuerleitung 8 der Speicherzelle C zugeführt wird,
daß jedoch kein Magnetfeld das Speicherelement J 3 beeinflußt, da weder in der rechten Speicherzelle Cnoch
in der rechten Rückleitung 25 ein Entsperrstrom Iy fließt. Während bei der Speicherzelle B ein Entsperrstrom
Iy auftritt, ist bei dieser Speicherzelle jedoch kein Steuerstrom Ix vorhanden und bei der Speicherzelle B
ist weder ein Entsperrstrom Iy noch ein Steuerstrom Ix vorhanden. Ein falsches Einschalten oder Umschalten ist
daher nicht möglicht, und die den Speiczerzellen A bis D in F i g. 3 eigenen Grenzwerte beim Einschreiben von
Information werden wesentlich verbessert.
F i g. 4 zeigt einen weiteren Teil einer Schaltung eines supraleitenden Speichers, bei dem der einem Teil der
Speicherzellen zugeführte Entsperrstrom selektiv nach einem Parallelstromkreis abgeleitet wird, von dem ein
Teil elektromagnetisch mit dem Speicherelement einer Speicherzelle gekoppelt ist, die in Reihe in dem
Stromkreis eingeschaltet ist, wodurch in dieser Zelle Information eingespeichert wird, ohne daß dadurch in
benachbarten Zellen, denen ebenfalls der gleiche Halbselektionsstrom zugeleitet wird, die dort eingespeicherte
Information beeinträchtigt wird. In Fig.4 sind die gleichen Bauelemente wiederum mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Die Anordnung 1 in F i g. 4 ist ähnlich aufgebaut, wie die Anordnungen 1 in F i g. 2 und
3, mit der Ausnahme, daß das umschaltbare Bauelement /5 nicht mehr in Reihe mit der supraleitenden Schleife 3,
sondern parallel zu den supraleitenden Schleifen 3 angeordnet ist, wobei die Schleifen 3 in Reihe mit dem
Stromkreis 21 geschaltet sind. Im Fall der Fig. 4 wird,
wie in der Anordnung der F i g. 2 und 3, der Entsperrstrom //durch Umschalten des umschaltbaren
Bauelementes /5 nach einem Stromkreis 21 abgeleitet, dessen Abschnitt 22 mit dem in der supraleitenden
Schleife 3 liegenden Speicherelement elektromagnetisch gekoppelt ist. Wenn in F i g. 4 der Steuerstrom Ix
dem umschaltbaren Bauelement /5 der Speicherzelle A gleichzeitig mit dem Entsperrstrom Iy zugeführt wird,
dann schaltet das Bauelement /5 in den Spannungszustand um und leitet damit den Entsperrstrom Iy nach
dem Stromkreis 21 und dessen Abschnitt 22 ab. Der im Abschnitt 22 fließende Strom Iy schaltet das Speicherelement
/1 in den Spannungszustand und speichert damit dann einen in der supraleitenden Schleife
umlaufenden Strom, wenn die Ströme Iy, Ix abgeschaltet werden. Durch Polarisationsumkehr des Entsperrstromes
Iy wird ein umlaufender Strom erzeugt, der gegenüber dem durch den erstgenannten Strom erster
Polarität erzeugten umlaufenden Strom entgegengesetzt gerichtet ist Das Lesen von Information wird
genau in der gleichen Weise durchgeführt, wie dies im Zusammenhang mit den vorher besprochenen Figuren
erläutert wurde, und zwar durch Anlegen des Stromes Iy über eine der Leseiorschaltungen 9 über Steuerleitungsabschnitte 26, die mit den Lesetorschaltungen 9
elektromagnetisch gekoppelt sind und durch Anlegen von Leseströmen, die von den Stromquellen 4 bzw. 10
über Leseleitungen 12 zugeführt werden. Im Zusammenhang mit Fig.4 sei darauf verwiesen, da3 bei
Anlegen des Steuerstromes Ix an der Steuerleitung an dem umschaltbaren Bauelement /5 der Speicherzelle C
ebenfalls ein steuerndes Magnetfeld auftritt Dieses
Bauelement /5 kann jedoch nicht umschalten, da in diesem Bauelement /5 kein Entsperrstrom Iy fließt.
Somit kann auch kein steuerndes Magnetfeld erzeugt werden, das das Speicherelement /3 der Speicherzelle
C umzuschalten vermag. In der Speicherzelle B fließt kein Strom Ix, und bei der Speicherzelle D tritt weder
ein Entsperrstrom Iy noch ein Strom Ix auf. Der in F i g. 4 im Stromkreis 21 angeordnete Widerstand kann
in seinem Widerstandswert so gewählt werden, daß das umschaltbare Bauelement /5 der Speicherzellen A, B
entweder selbst sperrt oder sich selbst zurückstellt In jedem Fall wurden bei Abschalten der Stromquellen 4,6
alle Bauelemente /5 dann in ihren Null-Spannungszustand zurückgestellt werden. Da in F i g. 4 das steuernde
Magnetfeld nur an dem Speicherelement der ausgei wählten Speicherzelle 2 der Anordnung 1 angelegt wird,
sind die Schreibgrenzwerte wesentlich verbessert
F i g. 5 zeigt schematisch ein Schaltbild einer supraleitenden Speicheranordnung, bei der das Anlegen
mindestens eines steuernden Magnetfeldes an nur eine der Speicherzellen gleichzeitig mit Zuführen des
Entsperrstromes in der Weise erreicht wird, daß ein vom Entsperrstrom verschiedener Strom in einen mit
dem betätigbaren Speicherelement einer ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelten Stromkreis
abgeleitet wird.
Sofern die Bauelemente in F i g. 5 die gleichen sind, wie in den vorher beschriebenen Figuren, sind diese
Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Anordnung 1 in F i g. 5 ist daher die gleiche, wie die
Anordnung 1 in F i g. 2, jedoch mit der Ausnahme, daß der Stromkreis 20 zum Anlegen des steuernden
Magnetfeldes in F i g. 5 ersetzt ist. Der Stromkreis 30 zur Erzeugung eines steuernden Magnetfeldes enthält
umschaltbare Bauelemente /6, die mit den Steuerleitungen 8 in Reihe geschaltet sind. Der Stromkreis 30
enthält eine Leitung 31, Widerstände R und einen Abschnitt 32 des Stromkreises 31, welcher mit den
Speicherelementen /1 bis /4 der Speicherzellen A bis D
jeweils elektromagnetisch gekoppelt ist. Der Stromkreis 30 zur Erzeugung eines steuernden Magnetfeldes
enthält außerdem einen Steuerleitungsabschnitt 33, in dem der Entsperrstrom Iy fließt und der mit den
umschaltbaren Bauelmeenten /6 elektromagnetisch gekoppelt ist.
In der Anordnung 1 in Fig.5 wird Information
beispielsweise in der Speicherzelle A durch Anlegen eines Entsperrstromes Iy und eines sich von diesem
unterscheidenden Stromes Ix an die Speicherzelle A eingespeichert. Es sei angenommen, daß der Ent-perrstrom
Iy der Speicherzelle A zugeleitet wird, dann fließt der Strom Iy im Steuerleitungsabschnitt 33 und
entsperrt /6, so daß dann, wenn der Strom Ix der Steuerleitung 8 zugeführt wird, das umschaltbare
Bauelement /6 in seinen Spannung^zustand umschaltet und damit den Strom Ix nach dem Stromkreis 31
ableitet. Der Strom Ix fließt nunmehr in dem elektromagnetisch mit dem Speicherelement /1 der
Speicherzelle A gekoppelten Abschnitt 32 und schaltet damit dieses Speicherelement um und speichert einen
umlaufenden Strom in der supraleitenden Schleife 3 in der bereits beschriebenen Weise ein. Die Polarisationsumkehr des Entsperrstromes Iy liefert einen in der
supraleitenden Schleife 3 der Speicherzelle A in der entgegengesetzten Richtung umlaufenden Strom. Betrachtet
man nunmehr die Speicherzelle C, so sieht man, daß zwar ein Strom Ix in der Steuerleitung 8 fließt, daß
jedoch das uinSünäiibarc Bauelement /6 der Speicherzelle
C nicht umschalten kann, da der Emtsperrstrom Iy
nicht im Steuerleitungsabschnitt 33 der Speicherzelle C fließt In der Speicherzelle B fließt zwar der
Entsperrstrom Iy im Steuerleitungsabschnitt 33 der Zelle B, doch schaltet das Bauelement /6 nicht um, weil
der Strom Ix nicht vorhanden ist In der Speicherzelle D
ist weder der Entsperrstrom Iy noch der Strom Ix
vorhanden. Es kann daher in keiner anderen Zelle der Anordnung eine unerwünschte Umschaltung stattfinden,
da die hier dargestellte Schaltung dies in jedem Fall verhindert Das Lesen der eingespeicherten Information
wird in F i g. 5 in genau der gleichen Weise durchgeführt, wie dies im Zusammenhang mit den vorhergehenden
Figuren beschrieben wurde.
is Fig. 6 schließlich zeigt ein Schaltbild einer supraleitenden
Speicheranordnung, bei der eine andere Art von Entsperrstrom zum Umschalten eines umschaltbaren
Bauelementes benutzt wird, das wiederum einen vom
Entsperrstrom verschiedenen Strom in einen Abschnitt eines Stromkreises umleitet, der mit dem Speicherelement
einer ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppel! ist. Die Speicheranordnung 1 in F i g. 6
ist praktisch mit der Speicheranordnung 1 in Fig.3 identisch, nur daß in Fig.6 die FUickleitung 25
weggelassen ist und eine gesonderte Leitung mit einer gesonderten Stromquelle für jede Spalte der Speicherzellen
2 benutzt wird. In dem Ausmaß, im dem F i g. 3 und Fig.6 ziemlich ähnlich sind, sind die Bauelemente in
F i g. 6 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie in Fig.3. Die Unterschiede zwischen den beiden
Figuren bestehen darin, daß die Rückleitungen 25 in F i g. 3 in F i g. 6 durch gesonderte Leitungen 40 ersetzt
sind, die über Schalter 42 an gesonderte Stromquellen 41 anschließbar sind. In dem Maße, wie die Stromquellen
4, 6 und 41 gleichzeitig zur Abgabe eines Entsperrstromes Iy an die Speicherzelle A, eines
Stromes Ix an die Steuerleitung 8 und eines Stromes Iy
an die Leitung 42 betätigt werden, verläuft die Speicherung von Information in Speicherzelle A in
genau der gleichen Weise ab, wie in Zusammenhang mil F i g. 3 beschrieben. Durch Anlegen eines Entsperrstromes
Iy mit positiver oder negativer Polarität kann ein im Uhrzeigersinn umlaufender oder ein im Gegenuhrzeigersinn
umlaufender Strom eingespeichert werden.
Bei einer anderen Betriebsart, bei der nur ein einziger
umlaufender Strom zur Darstellung eines binärer Zustandes und kein umlaufender Strom zur Darstellung
des anderen binären Zustandes benut2t wird, wird dei
Entsperrstrom //gleichzeitig mit dem Strom /«und denvon
der Stromquelle 41 kommenden Strom Iy angelegt wodurch ein umlaufender Strom erzeugt wird, währenc
dann, wenn nur die Ströme Iy und Ix zugeführt werden ein Zustand ohne umlaufenden Strom erzielt wird. Ir
dem Betriebszustand ohne umlaufenden Strom wird da!
umschaltbare Schaltelement /5 durch Anwesenheit de: Stromes Iy und Ix dadurch in den Spannungszustanc
umgeschaltet, daß der Strom Iy in den Stromkreis 21 und dessen Abschnitt 22 abgeleitet wird. Ist in dei
supraleitenden Schleife der Speicherzelle A keir umlaufender Strom vorhanden, so hat dies keine
Wirkung und in der supraleitenden Schleife 3 wird keil umlaufender Strom geespeichert. Wenn jedoch in de
supraleitenden Schleife ein umlaufender Strom vorhan den ist, dann bewirkt der im Abschnitt 22 de
Stromkreises 21 fließende Strom Iy', daß das Speicher element /1 der Speicherzelle A in den Spannungszu
stand umschaltet, wodurch der umlaufende Stron gelöscht wird und Information, beispielsweise eini
binäre O in der Form eingespeichert wird, daß kein umlaufender Strom vorhanden ist. Sol! ein umlaufender
Strom eingespeichert werden, dann wird die Stromquelle 4 gleichzeitig mit den Stromquellen 6 und 41 betätigt,
wodurch der Strom Iy nach dem Zweig 14 der supraleitenden Schleife 3 abgeleitet wird, so daß in der
supraleitenden Schleife 3 ein umlaufender Strom erzeugt wird, wenn die Stromquellen in üblicher Weise
abgeschaltet werden. Wenn die Zweigstromkreise 13, 14 gleiche Induktivitäten aufweisen, dann ist der Wert
des umlaufenden Stromes IyIl, doch läßt sich dieser
Wert dadurch erhöhen, daß die Induktivität im Zweigstromkreis 14 auf einen so hohen Wert gebracht
wird, daß der im Speicherelement /1 der Speicherzelle A fließende Strom praktisch gleich groß ist wie der
Strom Iy, kurz bevor dieser durch das Auftreten von Strom im Abschnitt 22 des Stromkreises 21 umgeschaltet
wird. Auf diese Weise wird in der supraleitenden Schleife ein in seiner Stärke an die Stromstärke des
Stromes Iy heranreichender umteufender Strom erzeugt,
so daß dann, wenn in der supraleitenden Schleife 3 eine binäre 0 eingespeichert werden soll, im
Speicherelement /1 effektiv ein Torstrom fließt, der gleich dem darin fließenden Strom Iy ist. Unter diesen
Umständen geht das Lesen viel schneller vor sich, da nur die Hälfte des Stromes an der Zelle angelegt werden
muß, damit der gleiche umlaufende Strom erzielt wird, wie in den zuvor beschriebenen Zellen. Dies wird in der
Anordnung 1 der F i g. 6 dadurch erreicht, daß der Entsperrstrom Iy das Umschalten der Lesetorschaltungen
9 steuert. Die gestrichelten Linien 43 in F i g. 6 zeigen die Verwendung des Entsperrstroms Iy für ein
gleichzeitiges Anlegen eines Magnetfeldes an die Lesetorschaltungen 9 und des Entsperrstromes an die
Speicherzellen A bis D.
Wie bei den Ausführungsformen der F i g. 2 bis 5 tritt
bei der Schaltung gemäß F i g. 6 nur an der Speicherzelle A ein sieuerndes Magnetfeld auf, das das Speicherelement
J1 der Speicherzelle A umzuschalten vermag. Bei
den Speicherzellen B bis D tritt weder ein Entsperrstrom noch ein steuerndes Magnetfeld oder nur ein
Entsperrstrom oder nur ein steuerndes Magnetfeld auf. Somit wird beim Einschreiben einer ausgewählten
Speicherzelle 2 ein zufälliges und irrtümliches Umschalten jeder anderen Speicherzelle vollständig vermieden,
und man erhält für die ausgewählte Speicherzelle
ίο wesentlich verbesserte Grenzwerte beim Einschreiben
von Information.
Die Speicherelemente und die umschaltbaren Jcjephson-Bauelemente
in den Fig.2 bis 6 können an sich bekannte Josephson-Kontakte sein oder können auch
Mehrschicht-Bauelemente sein, wie sie beispielsweise als Interferometer bekannt sind. Außerdem können alle
Verbindungsleitungen, wie die Steuerleitungen 8, die Rückleitungen 25 und die Leitungen oder supraleitenden
Schleifen 3 aus Materialien hergestellt werden, die bei der Temperatur von flüssigem Helium (angenähert
4,20K) supraleitend sind. Typische Josephson-Kontakte
und Verbindungsleitungen, die bei Durchführung der Erfindung benutzt werden können, sind beispielsweise
in der der Anmelderin gehörenden US-Patentschrift 37 58 795 offenbart. Fertigungsverfahren zur Herstellung
von Josephson-Kontakten sind in der der Anmelderin gehörenden US-Patentschrift 38 49 276 zu
finden. Widerstände R, die bei der Betriebstemperatur der Schaltung nicht supraleitend sein müssen, können
jo aus mit diesen Betriebsbedingungen verträglichen Materialien hergestellt sein, die bei diesen Betriebstemperaturen
immer noch einen Widerstand zeigen. Die US-Patentschrift 39 13 120 der Anmelderin zeigt und
offenbart Materialien und ein Fertigungsverfahren für Schaltungen und einen Widerstand, der zur Durchführung
der Erfindung verwendet werden kann.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:ί. Supraleitender Speicher mit wahlfreiem Zugriff mit einer Anzahl matrixartig angeordneter Speicherzellen, in denen Informationen in Form mindestens eines umlaufenden Stromes in einer supraleitenden Schleife einspeicherbar ist, mit Stromquellen zum Anlegen eines Entsperrstromes und eines Steuerstromes an eine auszuwählende Speicherzelle, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Speicherzelle (2; A, B, C, D) zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes ein zusätzlicher Stromkreis (20; 30) und ein durch diesen Stromkreis überbrückbares, umschaltbares Bauelement (JS; /6) vorgesehen ist, und daß ein Abschnitt (22, 32) eines jeden solchen Stromkreises jeweils mit dem umschaltbaren Speicherelement (Jl-/4) der zugehörigen Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist.2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Speicherzelle eine über eine Abfühl- oder Leseleitung (12) ansteuerbare Lesetorschaltung (9) vorgesehen ist, die mit der supraleitenden Schleife (3) der Speicherzelle (2) elektromagnetisch gekoppelt ist3. Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß jede supraleitende Schleife (3) einer jeden Speicherzelle (2) ein Josephson-Bauelement (J 1, /2, /3, JA) enthält, das einen Josephsonstrom zu führen vermag unddaß zum Anlegen eines Entsperrstromes (ly) an eine ausgewählte Speicherzelle eine mit dem elektromagnetisch angekoppelten Leitungsabschnitt (22, 32) in Reihe geschaltete Stromquelle (4; 41) vorgesehen ist.4. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes gleichzeitig mit dem Entsperrstrom (Iy) an nur einer ausgewählten Speicherzelle in jedem zusätzlichen Stromkreis (20,30) ein umschaltbares Bauelement (J5; /6) vorgesehen ist, durch das der Entsperrstrom nach dem mit dem Speicherelement (Ji-J4) der jeweils angesteuerten Zelle (2) elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32) des zusätzlichen Stromkreises umleitbar oder umsteuerbar ist.5. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß zum Anlegen eines steuernden Magnetfeldes an nur einer Speicherzelle (2) gleichzeitig mit dem Entsperrstrom (Iy) ein von diesem verschiedener Strom (Ix) über eine mit dem umschaltbaren Bauelement (JS; J%\ elektromagnetisch gekoppelte Steuerleitung (8) zuführbar ist und daß dadurch das Bauelement (J S) umschaltbar und dadurch der Entsperrstrom (Iy) nach dem mit dem Speicherelement der lusgewählten Zelle (z. B. A) elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32) umleitbar ist, wodurch nach Abschalten beider Ströme in der supraleitenden Schleife ein umlaufender Strom erzeugbar ist.6. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (4, 41) eine Impulsstromquelle ist, die Impulse mit positiver und/oder negativer Polarität zu liefern vermag.7. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (20, 30) zum Umleiten des Stromes (Iy) nach dem mit der ausgewählten Speicherzelle (z. B. A) elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22, 32) ein mit der ausgewählten Speicherzelle in Reihe geschaltetes, umschaltbares Bauelement (JS) enthält, das zu seiner Umschaltung mit einer ansteuerbaren Steuerleitung (8) elektromagnetisch gekoppelt ist, so daß bei gleichzeitiger Ansteuerung der Steuerleitung (8) der das umschaltbare Bauelement (J 5) durchfließende Strom nach dem dieses überbrückenden Stromkreis (20, 30) umleitbar ist, wodurch über die elektromagnetische Kopplung zwischen dem Abschnitt (22, 32) das Speicherelement nur der ausgewählten Speicherzelle umschaltbar ist8. Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß der Stromkreis (20) zum Umlenken des Stromes (Iy) nach dem mit dem Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelten Abschnitt (22; 32) ein mit einer Stromquelle (4) in Reihe geschaltetes und parallel zu der ausgewählten Speicherzelle angeordnetes, umschaltbares Bauelement (JS) enthält,
daß der das umschaltbare Bauelement (JS) überbrückende Stromkreis (20) dabei mit der ausgewählten Speicherzelle (z. B. A) in Reihe geschaltot und mit einem Abschnitt (22) mit dem Speicherelement (Jl) der Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist, und daß mit dem umschaltbaren Bauelement (JS) eine ansteuerbare Steuerleitung (8) elektromagnetisch gekoppelt ist, wodurch beim Umschalten des Bauelements der Entsperrstrom (Iy) nach dem Abschnitt (22) umgeleitet und damit das Speicherelement (J \) ebenfalls umgeschaltet wird.9. Speicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß zum Umlenken eines von dem Entsperrstrom (Iy) verschiedenen Stromes (Ix) in einen mit der ausgewählten Speicherzelle gekoppelten Stromkreis eine selektiv anschaltbare Stromquelle (6) vorgesehen ist, mit der ein umschaltbares Bauelement (J 6) in Reihe geschaltet ist, das durch einen surpaleitenden Stromkreis (30) überbrückt ist, von dem ein Abschnitt (32) mit dem Speicherelement (Jt) der ausgewählten Speicherzelle elektromagnetisch gekoppelt ist, unddaß mit diesem Bauelement (J 6) ein Abschnitt (33) eines Stromkreises elektromagnetisch gekoppelt ist, so daß beim Umschalten des Bauelements (J6) der vom Entsperrstrom (Iy) verschiedene Strom (Ix) nach dem an das Speicherelement (Ji) elektromagnetisch angekoppelten Abschnitt (32) umleitbar ist, wodurch das Speicherelement der ausgewählten Speicherzelle umschaltbar ist.10. Speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (8) selektiv an eine externe Stromquelle (6) anschaltbar (7) ist.11. Speicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (6) eine Impulsstromquelle ist, die Impulse mit positiver und/oder negativer Polarität liefert.12. Speicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem überbrückenden Stromkreis (20; 30) ein Widerstand (R) eingeschaltet ist, dessen Widerstandswert das umschaltbare Bauelement (JS; /6) selbstrückstellend macht.!3. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Steuerleitung (8) selektiv an eine externe Stromquelle (6) anschaltbar ist die als Impulsstromquelle positive und negative Impulse zu liefern vermag.14. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der überbrückende Stromkreis einen Widerstand (φ enthält, dessen Widerstandswert das umschaltbare Bauelement (J5; JS) selbsthaltend macht15. Speicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der überbrückende Stromkreis einen Widerstand ^enthält dessen Widerstandswert das umschaltbare Bauelement selbstrückstellend macht16. Speicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß ein Abschnitt (33) des den Entsperrstrom (Iy) führenden Stromkreises elektromagnetisch mit dem durch einen Stromkreis (30) überbrückten Bauelement (JS) gekoppelt und mit der Speicherzelle (z. B. .AJ selbst in Reihe geschaltet ist17. Speicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das umschaltbare, durch einen Stromkreis (30) überbrückte Bauelement (J 6) mit einer selektiv anschaltbaren (7) Stromquelle (6) über eine Steuerleitung (8) in Reihe angeschlossen ist, welche positive und/oder negative Stromimpulse zu erzeugen vermag.18. Speicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß der überbrückende Stromkreis (30) einen Widerstand (R) enthält, dessen Widerstandswert je nach Größe das umschaltbare Bauelenent selbsthaltend bzw. selbstrückstellend macht.
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