DE3122986C2 - Injektionsstrom-gesteuerte Grundschaltung mit Josephson-Elementen - Google Patents

Abstract

Ein Grundlogikgatter einer supraleitenden logischen Schaltung umfaßt eine Brückenschaltung mit vier Zweigen, bei welcher eine erste und eine zweite Eingangsklemme wenigstens an zwei Knotenpunkten angeschlossen sind und eine Ausgangsklemme wenigstens an einem Knotenpunkt angeschlossen ist. Ein Zweig der Brückenschaltung umfaßt eine Serienschaltung, die aus einem ersten Widerstand und einem ersten Josephson-Übergang besteht und welche mit der ersten und der zweiten Eingangsklemme verbunden ist. Der zweite Zweig umfaßt eine Parallelschaltung eines zweiten Josephson-Übergangs und eines zweiten Widerstandes, welche mit der ersten Eingangsklemme und einer Erdungsklemme der Brückenschaltung verbunden ist. Der dritte Zweig umfaßt einen dritten Widerstand, der mit der zweiten Eingangsklemme und der Ausgangsklemme verbunden ist. Der vierte Zweig umfaßt einen dritten Übergang, der mit der Ausgangsklemme und der Erdungsklemme verbunden ist. Ein Belastungswiderstand ist zwischen die Ausgangsklemme und Erde zwischengeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine injektionsstrom-gesteuerte Grundschaltung mit Josephson-Elementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltung zählt zum Stand der Technik (vgl. nicht vorveröffentlichte EP 00 24 468 Al).

Josephson-Elemente sind Schaltelemente bei supraleitenden Logikgliedern, die bei geeigneter Ansteuerung den Schaltzustand sprunghaft ändern können. Dabei werden prinzipiell injektionsstrom-gesteuerte und durch magnetische Kopplung gesteuerte Josephson-Elemente unterschieden. Bei letzteren ist ein Interferometer zur Ansteuerung erforderlich. Die Einkopplung eines Eingangssignals erfolgt magnetisch über einen Zweig mit einem Josephson-Übergang und einer Induktivität, wobei die logische Verknüpfung durch die Umschaltung des Josephson-Übergangs in den von Null abweichenden Spannungszustand erreicht wird (vgl. US-PS 39 78 351. Das Produkt aus der Induktivität L und dem kritischen Strom IJ des Josephson-Übergangs ist so gewählt, daß es nahe einem Magnetflußquantum Φ 0 liegt. Daher ist, wenn der kritische Strom // wegen des Energieverbrauchs klein gemacht wird, eine große Induktivität L erforderlich, wodurch es schwierig wird, eine kompakte Schaltung zu erreichen, und ist ferner die Arbeitsgeschwindigkeit verringert. Wird andererseits die Induktivität L kleiner gemacht, um höhere Arbeitsgeschwindigkeit zu erreichen, wird der Wert des kritischen Stroms IJ größer, weshalb der Energieverbrauch zunimmt. Ferner ist diese Anordnung nachteilig dem Einfluß äußeren Magnetrauschens, Streuinduktivitäten usw. unterworfen, was zu extremen Schwankungen und zu instabilem Betrieb führt.

Ferner ist nachteilig ein gleichmäßiger und wirksamer Anschluß mehrerer Eingangsleiter schwierig.

Demgegenüber sind Schaltungen ohne Interferometer vorteilhaft. Diese werden mit Injektionsstrom gesteuert. Dabei wird der Strom direkt dem Josephson-Übergang zugeführt, um ihn in den von Null abweichenden Spannungszustand zu schalten (vgl. z. B. IEDM »Josephson direct coupled logic (DCR«, IBM, 1492, 12; ferner auch die nachveröffentlichte Literaturstelle IBM Techn. Disci. Bull., Vol. 23, No. 7B, December 1980, S. 3402 bis 3403). Zwar treten die durch ein Interferometer bedingten Nachteile nicht mehr auf, jedoch wird die Empfindlichkeitsschwelle lediglich durch das Schalten eines einzigen Josephson-Übergangs in den von Null abweichenden Spannungszustand bestimmt, so daß eine maximale Stromverstärkung von nur 1 erhalten werden kann. Wenn auch diese Schaltung vorteilhaft als Schalter verwendbar ist, ist es schwierig, sie bei Logikgliedern zu verwenden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine injektionsstromgesteuerte Grundschaltung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei hoher Empfindlichkeit und hoher Stromverstärkung ein weiter Arbeitsbereich ermöglicht ist, wobei die Anwendung bei verschiedenen Logikgliedern möglich sein soll.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.

Insbesondere wird dadurch, daß kein Interferometer verwendet ist, ein äußerst stabiler Betrieb ermöglicht und wird hohe Integration möglich. Ferner werden niedriger Energieverbrauch und hohe Arbeitsgeschwindigkeit erreicht. Die Grundschaltung ermöglicht hohe Stromverstärkung und hat einen weiten Arbeitsbereich.

Die Grundschaltung kann, gegebenenfalls mit ähnlichen Brückenschaltungen, bei unterschiedlichen Logikgliedern verwendet werden wie UND-, ODER-, Inverter-, Exklusiv-ODER- und Majoritäts-ODER-Gliedern. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild einer injektionsstrom-gesteuerten Grundschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 die Spannungs-Stromkennlinie eines Josephson-Übergangs,

F i g. 3 die Schwellenwertkurven zur Bestimmung der Arbeitsgrenzen der Grundschaltung gemäß F i g. 1, F i g. 4 das Schaltbild einer Abwandlung der Grundschaltung von F i g. 1,

F i g. 5 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform,

F i g. 6 das Schaltbild einer Weiterbildung der Schaltung von F i g. 5,

F i g. 7 das Schaltbild einer weiteren Weiterbildung der Schaltung von F i g. 5,

F i g. 8 das Schaltbild einer anderen Weiterbildung der Schaltung von F i g. 5,

F i g. 9 ein Schaltbild der Verwendung der Grundschaltung gemäß F i g. 1 für andere Logikfunktionen,

Fig. 10 eine andere Logikschaltung, die auf der Grundschaltung von F i g. 9 beruht,

F i g. 11 ein Schaltbild zur Verwirklichung anderer Logikfunktionen gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 12 das Schaltbild einer Abwandlung der Schaltung von F i g. 11,

Fig. 13 das Schaltbild einer anderen Ausführungsform, die auf der Grundschaltung von F i g. 11 beruht, Fig. 14 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform, die auf der Grundschaltung von F i g. 11 beruht,

Fig. 15 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform, die auf der Grundschaltung von F i g. 12 beruht,

Fig. 16 das Schaltbild einer Ausführungsform, bei der mit der Grundschaltung von F i g. 1 eine weitere Logikschaltung als Stromverstärkerstufe verbunden ist, Fig. 17 das Schaltbild einer Ausführungsform, bei der die Schaltung von Fig. 16 mit einer weiteren Logikschaltung als Stromverstärkerstufe verbunden ist, Fig. 18 eine Ausführungsform der Schaltung gemäß F i g. 16 gezeigten Schaltkreiskonfiguration mit einer Induktivität zwischen dem Ausgangsanschluß der Grundschaltung und dem Eingangsanschluß der Logikschaltung,

F i g. 19 das Schaltbild einer Ausführungsform, bei der zwei Grundschaltungen gemäß F i g. 1 symmetrisch um den Lastwiderstand herum angeschlossen ist,

F i g. 20 eine weitere der Grundschaltung ähnliche Brückenschaltung,

Fig.21 Schwellenwertkurven zur Bestimmung der Arbeitsgrenzen der Brückenschaltung von F i g. 20,

F i g. 22 eine Abwandlung der Brückenschaltung von Fig. 20,

F i g. 23 eine weitere Abwandlung der Brückenschaltung von F i g. 20,

F i g. 24 eine weitere Abwandlung der Brückenschaltung von F i g. 20,

F i g. 25 ein Schaltbild einer Ausführungsform, bei der eine Grundschaltung gemäß F i g. 1 mit dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluß der Brückenschaltung von F i g. 20 verbunden ist,

F i g. 26 das Schaltbild einer Ausführungsform, bei der die Brückenschaltung von F i g. 20 zur Verwirklichung

anderer Logikfunktionen verwendet wird,

F i g. 27 ein Schaltbild, bei dem die Schaltungen von F i g. 1 und 20 zur Verwirklichung anderer Logikfunktionen verbunden sind,

F i g. 28 ein Schaltbild bei dem zwei Brückenschaltungen von F i g. 20 zur Verwirklichung anderer Logikfunktionen verbunden sind,

Fig.29 ein Schaltbild, bei dem die Schaltungen von F i g. 1 und 20 zur Trennung des Eingangssignals und des Ausgangssignals verbunden sind,

F i g. 30 ein Schaltbild, bei dem die Grundschaltung von F i g. 1 und mehrere Weiterbildungen zur Verwirklichung anderer Logikfunktionen verbunden sind.

F i g. 1 zeigt die Grundschaltung G einer für eine supraleitende Logikschaltung grundlegenden Brückenschaltung, bei der eine Reihenschaltung eines ersten Widerstandes R 1 und eines ersten Josephson-Übergangs /1 mit einem ersten Eingangsanschluß 71 und einem zweiten Eingangsanschluß 72 verbunden ist und einen ersten Zweig der Brückensphaltung bildet. Eine aus einem zweiten Widerstand R 2 und einem zweiten Josephson-Übergang /2 bestehende Parallelschaltung ist mit dem ersten Eingangsanschluß 71 und einem Erdungsanschluß 73 verbunden und bildet einen zweiten Zweig der Brückenschaltung. Ein dritter Widerstand R 3 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß T2 und einem Ausgangsanschluß 74 verbunden und bildet einen dritten Zweig der Brückenschaltung. Ein dritter Josephson-Übergang /3 ist mit dem Ausgangsanschluß 74 und dem Erdungsanschluß 73 verbunden und bildet einen vierten Zweig der Brückenschaltung. Ein Lastwiderstand Rl ι ist mit dem Ausgangsanschluß 74 verbunden und erreicht so eine Grundlogikschaltung. Die Strom-Spannungskennlinie jedes Josephson-Übergangs verläuft, wie in F i g. 2 gezeigt. Wenn der Wert eines kritischen Stromes, welcher in den Josephson-Übergang fließt, kleiner ist als //, befindet sich der Josephson-Übergang in dem supraleitenden Zustand A, bei welchem der Widerstand Null ist und keine Spannung daran induziert wird. Wenn ein // überschreitender Strom in den Josephson-Übergang fließt, verschiebt sich der Arbeitspunkt entlang einer Lastkurve B und zu einem Schnittpunkt Q mit einer Spannungs-Stromkennlinie C, und verläßt der Josephson-Übergang den supraleitenden Zustand. Bei dem Schnittpunkt Q hat der Josephson-Übergang einen Widerstand, welcher von dem Wert des Lastwiderstandes Rl ι abhängt, und wird an dem Widerstand Rl ι eine Spannung nahe einer Spannung VG induziert. Unter dieser Bedingung wird der Josephson-Übergang in einen von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet. Wenn der Lastwiderstand Rl ι klein ist, dann verschiebt sich der Schnittpunkt Q, welcher der Arbeitspunkt ist, zu einem in F i g. 2 gezeigten Teillücken-Bereich (subgap), und wird der Widerstand des Josephson-Übergangs (Widerstand der Teillücke) RSG. Die Grundschaltung gemäß F i g. 1 mit einer Brückenschaltung mit Josephson-Übergängen, die die oben beschriebenen Spannungs-Stromkennlinien aufweisen, arbeitet folgendermaßen. Zuerst wird ein Vorstrom Ig dem zweiten Eingangsanschluß 72 zugeführt. Dieser Vorstrom /g fließt in zwei Strompfade entsprechend dem Widerstandsverhältnis der Widerstände Ri und R 3; der Strom fließt nach Erde, teils durch den ersten und den zweiten Josephson-Übergang Ji bzw. J 2 und teils durch den dritten Josephson-Übergang /3. Der Vorstrom Ig muß einen Pegel aufweisen, welcher keinen Josephson-Übergang ohne zusätzliche Stromeinspeisung in den von Null abweichenden Spannungszustand schalten kann. Anschließend wird dem ersten Eingangsanschluß 71 ein Eingangsstrom Ic zugeführt. Ein Bruchteil des Vorstromes Ig und der gesamte Eingangsstrom Ic fließen durch den zweiten Josephson-Übergang J 2 und schalten ihn in den von Null abweichenden Spannungszustand.

Die Schwellenbedingung zum Schalten des Josephson-Übergangs J 2 ist durch folgende Gleichung

ίο gegeben:

Ä1+Ä3

Ig

I_J2,

(D

worin Ij₂ den kritischen Strom des Josephson-Übergangs /2 bezeichnet. Als Ergebnis erhält der Josephson-Übergang /2 einen hohen Widerstand, und ein Bruchteil des Eingangsstromes Ic, welcher vor dem Schalten des Josephson-Übergangs J 2 geflossen ist, nimmt den Wert (R2/(RX+R2 + R3)) ■ Ic

an und fließt zur Erde über die Reihenschaltung des ersten Josephson-Übergangs JX und des Widerstandes R 1 sowie über den dritten Widerstand R 3 und den dritten Josephson-Übergangs /3.

Da der Josephson-Übergang J 2 hohen Widerstand hat, nimmt ferner der Bruchteil des Vorstromes Ig ab, welcher zu dem Widerstand R 1 und dem Josephson-Übergang J1 fließt, und der Teilstrom, welcher zu dem Widerstand R 3 und dem Josephson-Übergang /3 fließt, nimmt zu. Da der durch den dritten Josephson-Übergang /3 fließende Strom zunimmt, wird dieser folglich in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und hat hohen Widerstand. Die Schwellenbedingung für das Schalten des Josephson-Übergangs /3 ist durch folgende Gleichung gegeben:

RV

Ic +

Rl+Rl' RI+RT+R3

Ig >

worin //3 der kritische Strom des Josephson-Übergangs

73 und R 2' der Parallelwiderstand des Josephson-Übergangs /2 und des Widerstands R 2 sind. Der Wert des Widerstands R2 genügt der Beziehung R2«RSi, worin RSider Widerstand des Josephson-Übergangs /3 am Arbeitspunkt Q ist. Wenn die Widerstandswerte der Widerstände Ri, R 2 und R 3 kleiner sind als die der Widerstände Rs \, Rs2 und Rs3 der Josephson-Übergänge Ji, /2 und /3 an den entsprechenden Arbeitspunkten, und wenn der Wert des Vorstromes /#größer ist als der Wert des kritischen Stromes Ij], der durch den Josephson-Übergang J X fließt, das heißt, wenn

Ig>Ijx (3)

fließt der Hauptteil des Eingangsstromes Ic zur Erde über den Widerstand R 2. Unter dieser Bedingung fließt der Vorstrom Ig nach Erde über die Reihenschaltung

des Widerstandes R 1 und des Josephson-Übergangs J1 und über den Widerstand R 2. Daher nimmt der Strom, welcher durch den Josephson-Übergang /1 fließt, so zu, daß dieser in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet wird und hohen Widerstand hat.

Schließlich wird der Vorstrom Ig als Ausgangsstrom an dem Lastwiderstand Rn oder dem Ausgangsanschluß

74 erhalten. Unter dieser Bedingung sind, da der Josephson-Übergang /3 hohen Widerstand hat, der

erste Eingangsanschluß Ti und der Ausgangsanschluß TA elektrisch getrennt, wobei die vollständige Trennung der Eingangs- und Ausgangssignale an diesem Logikglied erfolgt. Daher kann ein fehlerhafter Betrieb der mit dem Ausgangsanschluß TA verbundenen Last verhindert werden.

Die Arbeits-Schwellenkurve der Grundschaltung von F i g. 1 wird anhand F i g. 3 beschrieben.

Der Schwellenwert des Josephson-Übergangs /2 zur Umschaltung in den von Null abweichenden Spannungszustand kann gemäß Gleichung (1) durch die Kurve (a) in F i g. 3 wiedergegeben werden. Die Stromverstärkung liefert einen Bezug zum Bestimmen der Empfindlichkeit des Logikglieds bei der Durchführung des Schaltvorgangs abhängig von einem kleinen Eingangsstrom zum Erhalten eines größeren Ausgangsstromes. Diese Stromverstärkung kann bei einem allgemeinen Logikglied annähernd angegeben werden durch den Gradienten der Schwellenkurve bei einem relativ hohen Vorsignalpegel. Bei Ableiten der Stromverstärkung aus der Schwellenkurve (a) in F i g. 3 wird die Stromverstärkung zum (Rl +R 3)/ R 3fachen des Eingangsstroms Ic. Die Stromverstärkung ist also immer größer als 1, und ihr Wert wird nur durch das Verhältnis der Widerstände bestimmt. Wenn die Werte der Widerstände R 1 und R 3 gleich sind, kann eine Stromverstärkung von 2 erhalten werden. Eine höhere Stromverstärkung kann bei einem größeren Verhältnis von R HR 3 erhalten werden.

Der Schwellenwert des Josephson-Übergangs /3 zur Umschaltung in den von Null abweichenden Spannungszustand kann nach Gleichung (2) ausgedrückt werden als

_> Rl+R2' + R3 j

^g RX+Rl" ' "'

wenn der Eingangsstrom Ic=O, und kann durch die Kurve (b) in F i g. 3 wiedergegeben werden. Die Schwellenwertkurve des Josephson-Übergangs /1 zum Umschalten in den von Null abweichenden Spannungszustand kann durch die Kurve (c) in F i g. 3 wiedergegeben werden. Daher bestimmt der gemeinsame Bereich A, der durch die Schwellenwertkurven (a), (b) und (c) definiert ist, den Bereich der Arbeitsstromgrenze gestattet. Die Arbeitsstromgrenze kann verändert werden durch Verschieben der Schwellenkurven (a), (b) und (c) durch willkürliches Festlegen der Werte der in der Grundschaltung verwendeten Widerstände. Daher ist der Arbeitsspielraum bzw. die -grenze nicht auf den in F i g. 3 gezeigten Bereich beschränkt.

Die Arbeitsgrenze für hohe Stromverstärkung wird bestimmt durch die relativen Lagen der Schwellenkurven (a), (b) und (c), welche durch die gewählten Widerstände und den kritischen Wert des Vorstromes Ig festgelegt sind. Eine Stromverstärkung von 3 kann erhalten werden, wenn die Lage des Schnittpunkts der Schwellenkurve (a) und der Schwellenkurve (b)mt\\r als fünfzig Prozent des kritischen Wertes des Vorstromes /^■beträgt, zum Beispiel wenn gilt:

llJl = IJ3unaRl,R3<R2<RL<R]2.

Bei hoher Empfindlichkeit ist das Schalten dieser Logik-Grundschaltung mit einem kleinen Eingangsstrom Ic möglich, wobei eine größere parallele Ausgangsfächerung (fau-out) zugelassen wird. Eine Ausfächerung von mehr als 3 kann unter der oben beschriebenen Bedingung erhalten werden unter Aufrechterhaltung eines weiten Arbeitsspielraumes. Bei dieser Grundschaltung ist die kritische Amplitude des Eingangsstromes I_c nicht beschränkt. Das zeigt an, daß die Schaltung normalerweise selbst dann arbeitet, wenn mehrere Eingangsströme gleichzeitig der Eingangsklemme Ti punktförmig (UND-Funktion) zugeführt werden. Bei dieser Grundschaltung kann in diesem Fall eine große Eingangsverzweigung (fan-in) erhalten werden. Insbesondere kann der in F i g. 1 gezeigte erste Eingangsanschluß Ti durch drei (nicht gezeigte) Eingangsanschlüsse Ta i, Ta 2 und Ta 3 ersetzt werden. In diesem Fall kann die Grundschaltung nur geschaltet werden, wenn irgendeiner der drei Eingangsklemmen ein Eingangssignal zugeführt wird. Angenommen, den Eingangsklemmen Ta 1, Ta2 und Tai werden Eingangssignale Iau Ia2 bzw. /43 zugeführt. Dann gibt der Ausgangsanschluß TA eine logische Summe dieser Eingangssignale ab d. h., Ia 1 + Ia 2 + Ia 3· Wenn ferner das Vorsignal Ig zusätzlich zu den Eingangssignalen Ia 1, Ia 2 und Ia 3 der Grundschaltung zugeführt wird, gibt der Ausgangsanschluß TA ein logisches Produkt von Ig und I_A 1 + I_A2 + Ia3ab,d. h.,Ig(I_A \ + Ia2 + Ia3).

Die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Logik-Grund^J schaltung hängt lediglich von der Kapazität des Josephson-Übergangs ab. Also wird die Arbeitsgeschwindigkeit hoch, da keine durch Induktivität eingeführte eingeführte Laufzeitverzögerung vorhanden ist und eine parallele Ausgangsfächerung möglich ist. Da die Brückenschaltung des Logik-Grundschaltung keine Induktivität enthält, kann sie vorteilhaft in der Größe kompakt gemacht werden.

Obwohl in der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform der Ausgangsanschluß TA mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes R 3 und des Josephson-Übergangs /3 verbunden ist, kann der Ausgangsanschluß TA an die gleiche Stelle wie der erste Eingangsanschluß Ti in F i g. 1 gesetzt werden, wie in F i g. 4 gezeigt. Obwohl nicht näher beschrieben, arbeitet die Schaltung dieser Ausführungsform genauso, wie anhand der Ausführungsform in F i g. 1 beschrieben, und daher können mit dieser Ausführungsform ähnliche Vorteile erhalten werden. In diesen Ausführungsformen kann der Ausgangsanschluß TA mit dem Verbindungspunkt P verbunden sein.

Eine weitere Ausführungsform wird anhand Fig.5

beschrieben. Die in F i g. 5 gezeigte Grundschaltung hat den gleichen Aufbau wie die in F i g. 1 gezeigte, abgesehen davon, daß ein Überbrückungswiderstand Rb 1 mit einem Verbindungspunkt Pi von erstem Josephson-Übergang /1 und erstem Widerstand R 1 verbunden ist, welche den ersten Zweig der Brückenschaltung von F i g. 1 bilden, und ferner verbunden ist mit einem zweiten Verbindungspunkt P2 von drittem

Widerstand R 3 und drittem Josephson-Übergang /3, mit dem auch der Ausgangsanschluß TA verbunden ist.

Der Widerstandswert des Überbrückungswiderstandes Rb 1 wird so festgelegt, daß er ausreichend kleiner ist als die Werte der Widerstände R 1, R 2 und R 3. Der Wert des zweiten Widerstandes R 2 muß kleiner als der Wert des Lastwiderstandes Rl 1 festgelegt werden.

Jedoch können die absoluten Widerstandswerte des ersten Widerstandes R 1 und des dritten Widerstandes R 2 willkürlich gewählt werden, wenn das Verhältnis der entsprechenden Widerstände richtig festgelegt ist.

Die Arbeitsweise der Grundschaltung gemäß F i g. wird nun beschrieben.

Der Eingangsstrom Ic und der Eingangsstrom Ig werden von dem ersten Eingangsanschluß Ti bzw. dem zweiten Eingangsanschluß Γ2 gleichzeitig der Brückenschaltung zugeführt. Also fließt der Teilstrom des

Eingangsstromes Ic und des Eingangsstromes Ig, bestimmt durch das Verhältnis der Widerstände R 1 und R 3, durch den Josephson-Übergang / 2, welcher dann in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet wird und hohen Widerstand hat. Die Gleichung, die zum Umschalten des zweiten Josephson-Übergangs /2 in den von Null abweichenden Spannungszustand zu erfüllen ist, ist die gleiche, wie die unter Bezug auf F i g. 1 angegebene Gleichung (1). Wenn der zweite Josephson-Übergang /2 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet ist und hohen Widerstand hat, fließt der Hauptteil des Eingangsstromes Ic durch den Überbrückungswiderstand Rb ι zu dem dritten Josephson-Übergang /3, und fließt der übrige Teil des Eingangsstromes Ic durch den ersten Josephson-Übergang /1, den Widerstand R 1 und den Widerstand R 3 zu dem dritten Josephson-Übergang /3. Gleichzeitig fließt der Hauptteil des Eingangstromes Ig durch den Widerstand R 3 zu dem dritten Josephson-Übergang/3, und fließt ein anderer Teil davon über den Überbrükkungswiderstand Rb ι zu dem dritten Josephson-Übergang /3. Folglich wird der dritte Josephson-Übergang /3 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet. In diesem Fall nimmt der Teil-Eingangsstrom, welcher nach dem Schalten des zweiten Josephson-Übergangs/2 in den von Null abweichenden Spannungszustand durch den dritten Josephson-Übergang /3 fließt, um den Teil zu, der durch den Überbrückungswiderstand R_B\ fließt. Daher kann der dritte Josephson-Übergang /3 mit kleinen Werten der Eingangsströme Ic und Ig leicht in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet werden.

Die Bedingung, die zum Schalten des dritten Josephson-Übergangs /3 in den von Null abweichenden Spannungszustand zu erfüllen ist, kann durch folgende Gleichung (3a) ausgedrückt werden:

bc)Ig

c)+a +

^Rr „„Η , ^Ä3

—— und c = —-—

/(οι

^Λ£1

und wobei R ΐ der Parallelwiderstand des Widerstandes des zweiten Josephsonübergangs Jl nach der Spannungsumschaltung und des Widerstandes Rl ist. Da die Beziehung R_Bl < RtQ = 1-3) gilt, kann die Beziehung angenähert werden durch:

Ig + /c>/_J3. (3 b)

Wenn der dritte Josephson-Übergang /3 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet ist und hohen Widerstand hat, fließt der Großteil des Eingangsstromes Ig nach Erde über den zweiten Widerstand R 2 und die Reihenschaltung des ersten Widerstandes R 1 und des ersten Josephson-Übergangs /1. Folglich wird auch der ersten Josephson-Übergang /1 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und hat einen hohen Widerstand.

Die zu erfüllende Bedingung zum Schalten des ersten Josephson-Übergangs /1 kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

(■

RL

+ fl+c

λ Ig - blc > A -

1 + a + c

RL' Ri

τ-) — Ijl,
I ) a

— IjI = IjI = IjI a

40

und wobei RL' der Parallelwiderstand des Lastwiderstandes RL und des Widerstandes des dritten Josephson-Übergangs /3 nach dem Schalten in den von Null abweichenden Spannungszustand ist. Mit RL>R2>R_B\, kann diese Beziehung angenähert werden durch

Ig<I]\. (4a)

Der Schaltvorgang wird gemäß der oben beschriebenen Reihenfolge vollendet, und der Eingangsstrom Ig wird der Last von dem Ausgangsanschluß T4 zugeführt. Bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform ist der Überbrückungswiderstand Rb \ zwischen die Verbindungspunkte Pl und P 2 geschaltet. Daher kann, selbst 55' wenn ein Reststrom bzw. Leckstrom vorhanden ist, der nach dem Schalten des zweiten Josephson-Übergangs /2 in den von Null abweichenden Spannungszustand nach Erde fließt, ein zum Schalten des dritten Josephson-Übergangs /3 ausreichender Strom erhalten werden mit kleinen Werten der Eingangsströme Ig und /cohne Einengung des Arbeitsspielraumes.

Wenn die Werte des ersten Widerstandes R 1 und des dritten Widerstandes R 3 mit hoher Genauigkeit festgelegt werden können und der Wert des Widerstandes Pe ι klein gemacht wird, kann ferner gemäß dieser Ausführungsform der Teilstrom, der nach dem Schalten des zweiten Josephson-Übergangs J 2 in den von Null abweichenden Spannungszustand zu dem dritten Josephson-Übergangs /3 fließt, vergrößert werden, so daß dieser bei kleinen Werten der Eingangsströme Ic und Ig'm den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet werden kann. Selbst wenn der Widerstand nach dem Schalten des Josephson-Übergangs in den von Null abweichenden Spannungszustand nicht ausreichend klein gemacht werden kann oder wenn die Widerstände Ri, R 2 und R 3 Herstellfehler auf Grund von Musterumwandlungsfehlern umfassen oder Kontaktwiderstände auf Grund Fertigungsbedingungen vorliegen, kann daher ein Ausgangssignal mit hoher Stromverstärkung erhalten werden, ohne die in F i g. 3 gezeigte Schwellenkurve (a) zu beeinflussen. Der Arbeitsspielraum kann auch vergrößert werden durch Verminderung der Werte der Eingangsströme Ic und Ig, womit eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht wird.

In der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform ist der Lastwiderstand Rl \ zwischen dem Ausgangsanschluß Γ4 und Erde geschaltet. Jedoch kann alternativ, wie in Fig.6 gezeigt, eine Reihenschaltung aus dem Lastwiderstand Rl ι und einer Induktivität L 1 zwischen den Ausgangsanschluß TA und Erde geschaltet sein. In einem Josephson-Übergang fließt ein Einschaltstrom großer Amplitude und scharfer Anstiegsflanke bei Umschaltung in den von Null abweichenden Spannungszustand. Der bei dem Schalten des dritten Josephson-Übergangs /3 in den von Null abweichenden Spannungszustand erzeugte Einschaltstrom der Frequenz /0

erreicht einen Widerstand beim Fließen nach Erde auf Grund der Induktivität L 1, der als frequenzabhängiger Widerstand 2rfOL nahe dem Wert des Lastwiderstandes R_L ι wirkt. Daher fließt ein Großteil des Einschaltstroms zu dem ersten Josephson-Übergang /1. Daraus folgt, daß der Pegel des zum Schalten des ersten Josephson-Übergangs /1 in den von Null abweichenden Spannungszustand erforderliche Vorstrom Ig gering sein kann. Diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als der normale Arbeitsbereich und daher der Arbeitsspielraum durch Absenken des Schwellenwertes des Vorspannstromes Ig weit sichergestellt werden kann. Wenn der Widerstand des Lastwiderstandes Rl ι 5 Ω beträgt, beträgt der Wert der Induktivität L 1 etwa 1 pH. Also können diese Induktivitäten in der Größe der Streuinduktivität liegen und gestatten eine ausreichend kleine Schaltung. Da ferner diese Induktivitäten die größeren Schwellen nicht beeinflussen, welche ihrerseits die Stromverstärkung beeinflussen, brauchen diese Induktivitäten nicht genau zu sein.

Der dem zweiten Josephson-Übergang/2 parallelgeschaltete Widerstand R 2 kann alternativ eine Reihenschaltung des Widerstandes R 2 und einer Induktivität L 2 sein, wie in F i g. 7 gezeigt. In diesem Fall wirkt der Einschaltstrom, der beim Schalten des zweiten Josephson-Übergangs Jl in den von Null abweichenden Spannungszustand entsteht, derart, daß die Induktivität L 2 als Widerstand wirkt und auf diese Weise die Reihenschaltung mit dem Widerstand Rl einen hohen Widerstand erhält. Aus diesem Grund fließt fast der gesamte Eingangsstrom Ic zusammen mit dem Vorstrom Ig zu dem dritten Josephson-Übergang/3. Da die Eingangsströme Ic und Ig effektiv zu dem dritten Josephson-Übergang /3 fließen, kann ein weiter Arbeitsspielraum erhalten werden, da der dritte Josephson-Übergang /3 durch den kleinen Eingangsstrom in den von Null abweichenden Spannungszustand schaltet. Diese Induktivität kann auch in der Größenordnung einer Streuinduktivität sein wie in dem Fall der oben beschriebenen Induktivität L 1 und braucht nicht genau zu sein.

Bei Beschreibung der in den F i g. 5,6 und 7 gezeigten Ausführungsformen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen durchgehend die gleichen Teile, weshalb eine Beschreibung der Schaltkreisanordnung entbehrlich ist. F i g. 8 ,zeigt eine andere Ausführungsform, welche der in F i g. 5 gezeigten gleicht, abgesehen davon, daß der ersten Eingangsanschluß Ti mit dem Verbindungspunkt des ersten Josephson-Übergangs JX und des ersten Widerstandes R 1 verbunden ist. Die Arbeitsfolge dieser Ausführungsform kann folgende sein. Wenn der Eingangsstrom Ic den ersten Eingangsanschluß Ti zugeführt wird und der Eingangsstrom Ig den zweiten Eingangsanschluß T2 zugeführt wird, fließt zum ersten Josephson-Übergang /1 der gesamte Eingangsstrom Ic und der durch die Widerstände R 1 und R 3 geteilten Eingangsstrom Ig, der auf diese Weise in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet wird. Da der erste Josephson-Übergang Ji dann großen Widerstand hat, fließen beide Eingangsströme Ic und Ig zu dem dritten Josephson-Übergang/3 und schalten ihn in den von Null abweichenden Spannungszustand. Als Folge davon wird der dritte Josephson-Übergang /3 in den Zustand versetzt, in den er als Widerstand wirkt, und werden der erste Eingangsstrom Ic und der zweite Eingangsstrom Ig von den Ausgangsanschluß T4 als Ausgangsstrom über den Lastwiderstand R_L ι erhalten. Daher ist diese Ausführungsform insofern von Vorteil, als sie einen weiten Arbeitsspielraum und großen Ausgangsstrom zuläßt.

In der Schaltung von F i g. 8 ist der Verbindungspunkt

Pi als Eingangsanschluß Ti verwendet. Ähnlich kann der Verbindungspunkt P i auch in den Schaltungen der Fig. 1, 4, 6 und 7 als Eingangsanschluß verwendet werden. Wenn der Verbindungspunkt P in diesen Schaltungen so verwendet wird, werden ähnliche Wirkungen erhalten wie in den Schaltungen der F i g. 1,

10 4,6 und Auf der Grundlage der oben beschriebenen Grundschaltungs-Beispiele können verschiedene Logikglieder verwirklicht werden.

Wenn ein Logikglied mit einem Widerstand oder einem Josephson-Übergang eingefügt wird anstelle einer direkten Erdung des dritten oder Erdungsanschlusses in Fig. 1, kann ein Logikglied zum Vorsehen mehrerer Ausgangssignale verwirklicht werden.

Eine Ausführungsform eines Logikglieds mit UND- und ODER-Funktionen, das auf der in F i g. 1 gezeigten Grundschaltung beruht, wird anhand F i g. 9 beschrieben. Das Logikglied dieser Ausführungsform hat dieselbe Gestalt wie die Grundschaltung gemäß Fig. 1, abgesehen davon, daß der Verbindungspunkt zwischen dem dritten Josephson-Übergang J 3 und einem Ende der Parallelschaltung des zweiten Josephson-Übergangs /2 und des zweiten Widerstandes Rl mit einem zweiten Ausgangsanschluß T3 verbunden ist, und ein Lastwiderstand Rl2 zwischen den zweiten Ausgangsan-Schluß T3 und Erde geschaltet ist. Die Lastwiderstände Rl] und R_L2 können als Impedanzen zwischen den Ausgangsanschlüssen TA bzw. T3 und Erde angesehen werden.

Es wird angenommen, daß ein Eingangsstrom IA nur dem ersten Eingangsanschluß Ti zugeführt wird unter der Bedingung, daß die Widerstände Al, R2, R3 und Rl2<Rl\ sind und /1 < //1 + /73 ist (worin //1 und Ip die kritischen supraleitenden Ströme der Josephson-Übe'rgänge /1 bzw. /3 bedeuten). Der Eingangsstrom IA wird geteilt; ein Teil wird von dem Ausgangsanschluß T3 über den ersten Josephson-Übergang /1, den ersten Widerstand R 1, den dritten Widerstand R 3 und den dritten Josephson-Übergang /3 in der aufgeführten Reihenfolge abgegeben, und der andere Teil wird über den zweiten Josephson-Übergang Jl oder den den Widerstand Rl von dem Ausgangsanschluß T3 abgegeben. In diesem Fall wird der dritte Josephson-Übergang /3 nicht in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet.

Es wird nun angenommen, daß ein Eingangsstrom IB dem zweiten Eingangsanschluß Tl alleine unter der Bedingung Ij\<IB<Ij\+Ij3 zugeführt wird. Der Eingangsstrom IB wird durch die Widerstände R 1 und R 3 geteilt und wird von dem Ausgangsänschluß T3 erhalten, ohne den Josephson-Übergang Ji, Jl oder /3 in den von Null abweichenden Spannungszustand zu schalten.

Zusammenfassend wird ein Ausgangssignal Ia + β immer dann von dem Ausgangsanschluß T3 erhalten, wenn der Eingangsstrom entweder nur dem ersten Eingangsanschluß Ti oder dem zweiten Eingangsanschluß Tl zugeführt wird. Daraus ist ersichtlich, daß dieses Logikglied als ODER-Glied wirkt.

Nun wird ein Fall betrachtet, in welchem das Eingangssignal IA dem ersten Eingangsanschluß Ti zugeführt wird und das Eingangssignal IB gleichzeitig dem zweiten Eingangsanschluß Tl zugeführt wird.

Da der erste Eingangsstrom IA und ein Teil des durch

die Widerstände R i und R 3 geteilten zweiten Eingangsstromes IB durch den zweiten Josephson-Übergang /2 fließen, wird dieser in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und weist hohen Widerstand auf. Also fließen ein kleiner Bruchteil des ersten Eingangsstromes IA und ein großer Bruchteil des zweiten Eingangsstromes IB durch den Widerstand A3 zu dem dritten Josephson-Übergang /3, so daß dieser in den von Null abweichenden Spannungszustand umgeschaltet wird und hohen Widerstand aufweist. Daher fließt der erste Eingangsstrom IA durch den Widerstand R 2 zu dem zweiten Ausgangsanschluß 73. Der große Bruchteil des zweiten Eingangsstromes IB fließt zu dem ersten Josephson-Übergang Ji durch Widerstand R 1 und dann zu dem zweiten Ausgangsanschluß 73 durch den Widerstand R 2. Als Folge davon wird der erste Josephson-Übergang /1 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und hat hohen Widerstand. Schließlich wird der zweite Eingangsstrom von dem ersten Ausgangsanschluß 74 erhalten. Das von dem ersten Ausgangsanschluß 74 erhaltene Ausgangssignal Ia ■ β wird erhalten, wenn der erste Eingangsanschluß 71 und der zweite Eingangsanschluß T2 mit Eingangssignalen versorgt werden. Daher arbeitet dieses Logikglied als UND-Glied.

Fig. 10 zeigt die Schaltungsanordnung eines Logikglieds, das auf dem Prinzip der F i g. 9 beruht, gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei welcher der zweite Ausgangsanschluß 73 der in F i g. 9 gezeigten Schaltung anstatt mit einem Lastwiderstand Ru mit dem ersten Eingangsänschluß Ti einer zweiten Grundschaltung verbunden ist. Die grundsätzliche Wirkungsweise dieses Logikglieds ist die Kombination der einzelnen in den F i g. 1 und 9 gezeigten Grundschaltungen. Daher wird die Beschreibung im einzelnen weggelassen.

Gemäß dieser Ausführungsform wird ein UND-Ausgangssignal Ia ■ β eines ersten Eingangsstromes IA und eines zweiten Eingangsstromes IB von dem Ausgangsanschluß 74 der ersten Grundschaltung G1 erhalten, und wird ein ODER-Ausgangssignal Ia+β des ersten Eingangsstromes IA und des zweiten Eingangsstromes IB von dem Ausgangsanschluß 73 erhalten. Wenn dieses ODER-Ausgangssignal Ia+ β ersten Eingangsanschluß Ti der zweiten Grundschaltung zugeführt wird und ein Eingangsstrom IT dem zweiten Eingangsanschluß T2 der zweiten Grundschaltung G2 zugeführt wird, wird ein UND-Ausgangssignal I(a + b) τ von deren Ausgangsanschluß 74 erhalten.

Nun wird eine Ausführungsform eines Logikglieds beschrieben, welche Exklusiv-ODER- und Inverter-Funktionen verwirklicht, und zwar beruhend auf der in F i g. 1 gezeigten Grundschaltung.

F i g. 11 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der eine aus einem vierten Josephson-Übergang /4 und einem vierten Widerstand R 4 bestehende Parallelschaltung zwischen den dritten Josephson-Übergang /3 und den Verbindungspunkt geschaltet ist, der mit dem Erdungsanschluß 73 der ein F i g. 1 gezeigten Grundschaltung verbunden ist. Der Wert des Widerstandes R 4 wird als im wesentlichen gleich dem Wert des Widerstandes R 2 angenommen. Ein weiterer symmetrischer Eingangsanschluß Ti' ist mit dem Verbindungspunkt von einem Ende dieser Parallelschaltung und drittem Josephson-Übergang/3 verbunden. Die Exklusiv-ODER-Funktion wird nachfolgend beschrieben. Wenn der erste Eingangsstrom IA allein dem ersten Eingangsanschluß Ti zugeführt wird, oder wenn der Eingangsstrom nur dem anderen Eingangsanschluß Ti' zugeführt wird, wird ein ODER-Ausgangssignal erhalten an dem Ausgangsanschluß Γ4, Pi oder 72 bei Zuführung des zweiten Vorstromes Ig an den zweiten Eingangsanschluß T2.
Die Josephson-Übergänge Ji bis /4 werden in der gleichen Reihenfolge wie bei der Grundschaltung von F i g. 1 geschaltet.

Es wird nun angenommen, daß dem Eingangsanschluß Ti und dem anderen Eingangsanschluß TV gleichzeitig Eingangsströme IA bzw. IA' zugeführt

ίο werden. Selbst wenn der zweite Josephson-Übergang /2 durch den Eingangsstrom IA in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet wird und der vierte Josephson-Übergang /4 durch den Eingangsstrom IA'm den von Null abweichenden Spannungszu- stand geschaltet wird, heben in diesem Fall Ströme, die durch den ersten und den dritten Josephson-Übergang /1 fließen, einander auf, da die Eingangsströme IA und

, /A'in entgegengesetzter Richtung fließen. Also fließen diese Eingangsströme IA und IA 'durch die Widerstände R 2 und R 4 so nach Erde, daß sie diese Josephson-Übergänge nicht in den von Null abweichenden Spannungszustand schalten. Selbst wenn der Vorstrom Ig in diesem Zustand dem zweiten Eingangsanschluß T2 zugeführt wird, wird er durch die Widerstände R 1 und R 3 so aufgeteilt, daß der erste und der dritte Josephson-Übergang Ji bzw. /3 nicht in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet werden können. Daher kann keiner der Eingangsströme IA und IA' als Ausgangssignal von den Anschlüssen 74, Pl oder Tl erhalten werden. Also kann an dem Ausgangsanschluß, an dem eine Last angeschlossen ist, kein Ausgangssignal erhalten werden, selbst wenn beiden Eingangsklemmen Ti und Ti' gleichzeitig Eingangssignale zugeführt werden. Das gleiche kann geschehen, wenn Ströme picht gleichzeitig zugeführt werden.

Offensichtlich wird der dem Anschluß Ti oder TV allein zugeführte Exklusiv-ODER-Strom von dem Anschluß 74, Pi oder 72 abgegeben, wodurch also eine Exklusiv-ODER-Funktion erreicht wird. In der Schaltung von F i g. 11 können wenigstens zwei Eingangsströme dem Anschluß 71 oder TV zugeführt werden, und die Schaltung wirkt als verdrahtetes ODER-Glied.

Nun wird ein Fall beschrieben, in welchem die in F i g. 11 gezeigte Schaltungsanordnung zur Verwirklichung eines Inverters (NICHT-Glied) verwendet wird. Es wird jetzt angenommen, daß ein zu invertierendes Signal dem Anschluß TV mit einer bestimmten Zeitsteuerung zugeführt wird. Es wird hier ferner

so angenommen, daß ein Konstant-Strom durch den Anschluß 71 fließt und der dem Anschluß 72 zugeführte Vorstrom Ig immer mit einer relativ zur Zeitsteuerung des Eingangsstromes verzögerten Zeitsteuerung zugeführt wird. Wenn kein Stromeingangssignal zu dem Zeitpunkt vorhanden ist, zu dem der Eingangsstrom zugeführt werden muß, d. h., wenn ein Eingangssignal 0 vorhanden ist, ist die Arbeitsweise wie folgt. Der Vorstrom Ig wird dem zweiten Eingangsanschluß 72 zugeführt, während das erste Eingangssignal IA dem ersten Eingangsanschluß 71 kontinuierlich zugeführt wird. In diesem Fall werden der zweite Josephson-Übergang /2, der dritte Josephson-Übergang /3 und der erste Josephson-Übergang /1 in der aufgeführten Reihenfolge in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet, und wird von einem der Ausgangsanschlüsse TA, Pi und 72 ein Ausgangssignal erhalten. Andererseits wird ein Fall betrachtet, in welchem kein zu invertierendes Signal vorhanden ist,

d. h., ein Eingangsstrom 0 in dem System vorhanden ist, die Anschlüsse 71 und 71' ausgetauscht sind und ein zu invertierendes Signal an den Anschluß 71 bei einer bestimmten Zeitsteuerung angelegt wird. Ein Ausgangssignal kann auf ähnliche Weise erhalten werden, wenn das Eingangssignal von dem anderen Eingangsanschluß TV kontinuierlich zugeführt wird.

Wenn das zu invertierende Eingangssignal IA' dem anderen Eingangsanschluß TV zugeführt wird, wobei das Eingangssignal IA dem Eingangsanschluß Ti fortlaufend zugeführt wird, heben andererseits die durch den ersten Josephson-Übergang Ji und den dritten Josephson-Übergang /3 fließenden Ströme einander auf, so daß diese nicht in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet werden können. Selbst wenn der Vorstrom Ig dem zweiten Eingangsanschluß T2 zugeführt wird, können in diesem Fall weder der erste Josephson-Übergang /1 noch der dritte Josephson-Übergang /3 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet werden. Daher kann von irgendeinem der Ausgangsanschlüsse 74, Pi und T2 kein entsprechendes Ausgangssignal erhalten werden. Also kann ein invertierter Strom an dem Ausgangsanschluß 74, P1 oder T2 erhalten werden, entsprechend dem Vorhandensein oder der Abwesenheit des dem anderen Eingangsanschluß TY zugeführten Stromes, wenn der Eingangsstrom kontinuierlich dem ersten Eingangsanschluß Ti zugeführt wird.

Fig. 12 zeigt einen Schaltungsaufbau, welcher dem in F i g. 11 gleicht, abgesehen davon, daß ein Überbrükkungswiderstand Rb 2 zwischen die Ausgangsanschlüsse Pi und P 2 geschaltet ist. Der Überbrückungswiderstand Rb2 arbeitet genauso wie der Widerstand Rb 1 in Fig.5. Der Überbrückungswiderstand Rb2 vergrößert die durch den dritten Josephson-Übergang /3 und den vierten Josephson-Übergang /4 fließenden Ströme zur richtigen Durchführung deren Schaltens in den von Null abweichenden Spannungszustand. Dies besagt, daß der - Schwellenwert des Eingangsstromes abgesenkt werden kann und der Arbeitsspielraum ausgeweitet werden kann, was den Schaltvorgang des Logikglieds erleichtert.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform eines Logikgliedes zur Verwirklichung der Majeritäts-ODER-Funktion, welche gleichen Aufbau hat wie die in F i g. 11 gezeigte Schaltung, abgesehen davon, daß die Schaltung eine Brückenschaltung einschließt, welche den Widerstand R 3 des dritten Zweiges, den Josephson-Übergang /3 des vierten Zweiges und die aus dem Josephson-Übergang /4 und dem Widerstand R 4 bestehende Parallelschaltung umfaßt, welche parallel verbunden ist zwischen dem Eingangsanschluß T2 und dem Erdungsanschluß 73. Ein fünfter Widerstand R 5 ist zwischen den Eingangsanschluß 72 und einem Ausgangsanschluß T5 geschaltet und ein fünfter Josephson-Übergang /5 und eine Parallelschaltung aus einem sechsten Josephson-Übergang /6 und einem sechsten Widerstand R 6 sind in Reihe zwischen diesem Ausgangsanschluß T5 und dem Erdungsanschluß T3 geschaltet. Ein dritter Eingangsanschluß Ti" ist mit dem Verbindungspunkt des fünften Josephson-Übergangs /5 und der oben beschriebenen Parallelschaltung verbunden.

Die oben beschriebene Schaltung ist so eingestellt, daß die entsprechenden Widerstände, der dem Eingangsanschluß T2 zugeführte Vorstrom Ig und der durch die jeweiligen Widerstände Teil-Vorstrom Igi den Bedingungen R 1( = R3, = R5),R2( = R4, = R6)<- RL (dem Widerstand zwischen dem Ausgangsanschluß und Erde) sowie RSG (der Widerstand des Josephson-Übergangs nach dem Schalten in den von Null abweichenden Spannungszustand) und Ig>2Ig\ genügen.

Wenn der Eingangsstrom Ic unter dieser Bedingung den entsprechenden Eingangsanschlüssen Ti, Ti' und Ti" zugeführt wird, wird der zweite Josephson-Übergang /2 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und weist hohen Widerstand auf, wenn die folgende Gleichung (5) erfüllt ist:

Ig + Ic> I_n .

(5)

Der zweite Josephson-Übergang /2 wird in den von Null abweichenden Spannungszustand nur geschaltet, wenn wenigstens zwei der Eingangsanschlüsse Ti, TV und Ti" mit dem Eingangssignal versorgt werden; er¹ wird bei irgendeiner anderen Eingangssignalbedingung nicht geschaltet. Die folgende Gleichung (6) gibt die Bedingungen dieses Logikgliedes wieder für die Nichtdurchführung des Schaltvorgangs bei nur einerti Eingangsstrom. Die folgende Gleichung (7) gibt die Bedingungen dieses Logikgliedes wieder für die Durchführung des Schaltvorgangs, um ein Ausgangssignal zu erhalten, wenn zwei Eingangsströme zugeführt werden.

Rl+Rl 1,5 Rl+Rl

Ig

Rl

Rl+Rl
1,5 Rl + 0,5 Rl

1,5 Rl+Rl

Rl 3Ä1+2R2

(6)

(7)

Wenn beispielsweise ein Eingangsstrom IA dem Eingangsanschluß Ti zugeführt wird, ein Eingangs¹ strom IB dem Eingang TV zugeführt wird und ein Eingangsstrom IC dem Eingangsanschluß Ti" zugeführt wird, wird ein Majoritäts-ODER-Strom IAEB+l· BIC+ICIA erhalten als ein Majoritäts-ODER-Ausgangssignal von einem der Ausgangsanschlüsse Pi, 7*4 75 oder 72.

Fig. 14 zeigt noch eine andere Ausführungsform mit einer Schaltungsanordnung, bei welcher der Erdungsanschluß 73 eines ersten Logikglieds mit dem Eingangsanschluß 71 eines zweiten Logikglieds verbunden ist, die beide die gleiche Schaltungsanordnung aufweisen wie gemäß Fig. 11. Diese Schaltungsanordnung verwirklicht die Exklusiv-ODER-Funktion. Das zweite Logikglied hat die gleiche Schaltungsanordnung wie das erste Logikglied. Der Eingangsstrom IA wird dem ersten Eingangsanschluß 71 des ersten Logikglieds zugeführt, der Eingangsstrom IB wird dem anderen Eingangsanschluß TV des ersten Logikglieds zugeführt, und der Eingangsstrom IC wird dem anderen Eingangsanschluß TV des zweiten Logikglieds zugeführt. Wenn der Vorstrom Ig anschließend dem zweiten Eingangsanschluß 72 des ersten und des zweiten Logikglieds zugeführt wird, wird ein Exklusiv-ODER-Ausgangssignal I(A®B) der Eingangsströme IA und IB von dem Ausgangsanschluß 74 des ersten Logikglieds erhalten, und wird ein ODER-Ausgangssignal I(A +B) der Eingangsströme IA und IB von dem ersten Eingangsanschluß 71 des zweiten Logikglieds erhalten. Als Folge davon wird ein Exklusiv-ODER-Ausgangssignal

der Eingangsströme IA und IC oder der Eingangsströme IB und IC von dem Ausgangsanschluß 74, P1 oder 72 des zweiten Logikglieds erhalten. ,

Fig. 15 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher der andere Eingangsanschluß TV des ersten Logikglieds gemäß F i g. 12 mit dem ersten Eingangsänschluß 71 des zweiten Logikglieds gleicher Schaltungsanordnung verbunden ist und die Erdungsanschlüsse dieser beiden Logikglieder miteinander verbunden sind. Ferner sind die zweiten Eingangsanschlüsse 72 der entsprechenden Logikglieder über Widerstände R 7 und R 8 verbunden, und deren Verbindungspunkt ist mit einem Ausgangsanschluß 75 verbunden. Dieses Logikglied verwirklicht die Exklusiv-ODER-Funktion. In dem Logikglied der oben beschriebenen Anordnung wird der Eingangsstrom IA dem ersten Eingangsanschluß Ti des ersten Logikglieds zugeführt, wird der Eingangsstrom IB dem Eingangsanschluß zugeführt, welcher der Verbindungspunkt des anderen Eingangsanschlusses TY des ersten Logikglieds und des ersten Eingangsanschlusses Ti des zweiten Logikglieds ist, und wird der Eingangsstrom /Cdem anderen Eingangsanschluß Ti' des zweiten Logikglieds zugeführt. Als Folge davon wird ein Exklusiv-ODER-Strom I(A®B®C) der Eingangsströme IA, IBuM IC von dem Ausgangsanschlu,ß Pi, P2 oder T5 von erstem und zweitem Logikglied abgegeben.

Die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse der oben beschriebenen Ausführung können auf andere Weise als oben beschrieben festgelegt werden. Zum Beispiel können die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse nach Erfordernis vertauscht werden.

Fig. 16 zeigt eine Ausführungsform eines Logjkglieds, bei welcher eine Stromverstärkerstufe mit der in F i g. 1 gezeigten Grundschaltung zum Erhalten eines hohen Ausgangsstromes verbunden ist. Der Ausgangsanschluß TA der Grundschaltung G ist über einen Widerstand R 9 mit einem Eingangsanschluß T_A ι eines Logikschaltkreises A einer Stromverstärkerstufe verbunden. Der Logikschaltkreis A der Stromverstärkerstufe umfaßt eine Brückenschaltung mit Zweigen, die jeweils einem Widerstand Ra i, einen Widerstand R_A 2, einen Josephson-Übergang Ja 1, der mit dem Eingangsanschluß Ta 1 und dem Erdungsanschluß T3 verbunden ist, bzw. einen weiteren Josephson-Übergang }_Ai enthalten, der mit einen Ausgangsanschluß Ta 4 und dem Erdungsanschluß 73 verbunden ist. Die Widerstände Ra 1 und Ra 2 teilen den von einem zweiten Eingangsanschluß Ta 2 zugeführten Vorstrom. Eine Last Rl \ ist zwischen dem Ausgangsanschluß Ta 4 und Erde geschaltet. Die zweiten Eingangsanschlüsse T2 und Ta 2 der Grundschaltung G bzw. des Logikschaltkreises A der Stromverstärkerstufe sind über Widerstände R_g 1 bzw. R_g2 mit einem Vorstrom-Eingangsanschluß Tg verbunden.

In dem Logikglied der beschriebenen Anordnung wird anfänglich ein Vorstrom dem Eingangsanschluß Tg zugeführt, welcher einen solchen Pegel hat, daß er allein keinen Josephson-Übergang der Grundschaltung G in den von Null abweichenden Spannungszustand schalten kann. Dann wird des Eingangsanschluß Ti ein Eingangsstrom zugeführt. Der zweite Josephson-Übergang /2, der dritte Josephson-Übergang /3 und der erste Josephson-Übergang Ji werden in dieser Reihenfolge in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet, und ein Ausgangsstrom wird an dem Ausgangsanschluß 74 erhalten. Dieser Ausgangsstrom wird über den Widerstand R 9 dem Eingangsanschluß T_A 1 des Logikschaltkreises A der Stromverstärkerstufe zugeführt. In diesem Moment nimmt der Widerstand zwischen Erde und dem Ausgangsanschluß 74 der Grundschaltung G zu von Ri R 3/(R 1 + R 3) vor dem Schaltvorgang der Grundschaltung G auf (R3 + R4). Also wird die Vorstromkomponente Ig, welche durch die Grundschaltung G geflossen war, vermindert, und nimmt die Vorstromkomponente, die durch den Logikschaltkreis A der Stromverstärkerstufe über den Widerstand Rg 2 fließt, zu. Als Folge davon wird durch den über den Widerstand R 9 erhaltenen Eingangsstrom von dem Eingangsanschluß Ta 1 und die Teilkomponen-

te des Vorstromes der erste Josephson-Übergang J_A\ des Logikschaltkreises A in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und hat hohen Widerstand. Anschiießend wird durch den von dem Eingangsanschluß Ta 1 erhaltene Eingangsstrom und den über den Widerstand Ra2 erhaltene Vorstrom auch der zweite Josephson-Übergang /42 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und hat hohen Widerstand. Daher wird von dem Ausgangsanschluß Ta 4 ein Ausgangsstrom erhalten.

In dieser Ausführungsform wird der Ausgangsstrom von dem Ausgangsanschluß

Ta 4 zu Ij 1 + // 3 + IJa ι + IJa 2 ,

vorausgesetzt, daß der Widerstand RSG jedes Joseph-

son-Übergangs nach dem Schalten in den von Null abweichenden Spannungszustand ausreichend größer ist als die Werte der Widerstände Ri,R2,R3,R4, Rg 1, Rg2 und RL. I₁ 1, I₁₃, IJa ι und IJ_A2 sind die kritischen supraleitenden Ströme, die durch die Josephson-Übergänge/1,/3,/41 bzw./4 2 fließen.

Unter den Komponenten des Ausgangsstromes kann der Wert von IJa \ + Ua2 größer gemacht werden als der Ausgangsstrom I₁ \ + Ij₃, der an dem Ausgangsanschluß 74 der Grundschaltung G erhalten wird. Der Wert η von R i/R 3( = Ij₃IJj 1) ist 2 bis 3, wenn der Arbeitsspielraum ±20 bis ±30% beträgt und die Anzahl der Ausgangsleiter etwa 3 beträgt mit einem Voreingangsstrom und einem Eingangsstrom, welche einen geeigneten Arbeitsspielraum in der Grundschaltung G gestatten. Wenn der Logikschaltkreis A der Stromverstärkerstufe arbeitet, kann auf ähnliche Weise gelten

Wenn der Voreingangsstrom groß ist, haben der so Logikschaltkreis A und die Grundschaltung G die gleiche Schwellenspannung. Beide können als Übergänge in der Schaltung angesehen werden. Mehr im einzelnen kann das Schalten des Logikschaltkreises A, welches bewirkt wird, nachdem die Grundschaltung G geschaltet worden ist, als identisch angesehen werden mit dem Umschalten des Josephson-Übergangs Ja 2 in den von Null abweichenden Spannungszustand, welcher stattfindet, nachdem der Josephson-Übergang J_A 1 in den von Null abweichenden Spannungszustand umgeschaltet worden ist. Ein Verhältnis von Rg 1 zu Rg 2, welches einen gewünschten Arbeitsspielraum bewahren kann, ist also

Rg HRg 2 = (IJa 1 + IJa ₂)/(Ij 1 + /73) = η.
Also gilt:

Rgi/Rg2{=(IJ_A 1 +IjA2)/{Ij\ + Ijz) = n.
Hieraus geht hervor, daß die Größe des von dem

Ausgangsanschluß Ta 4 des Logikschaltkreises Ä der Stromverstärkerstufe erhaltenen Ausgangsstromes (n+\) mal der Größe des von dem Ausgangsanschluß TA der Grundschaltung G erhaltenen Ausgangsstromes wird. Daher wird der in diesem Fall erhaltene Ausgangsstrom etwa das fn+l)²-fache des Eingahgsstroms.

F i g. 17 zeigt die Schaltungsanordnung einer Ausführungsform, bei welcher ein Logikschaltkreis Λ'einer weiteren Stromverstärkerstufe zusätzlich zu dem Logikschaltkreis A der Stromverstärkerstufe von Fif. 16 angeschlossen ist. Der Ausgängsanschluß Ta4 des Logikschaltkreises A ist über einen Widerstand R 9' mit einem Eingangsanschluß Ta i' des Logikschaltkreises A' verbunden. Der Eingangsänschluß Tg des Logikschaltkreises A ist mit einem Vorstrom-Eingangsanschluß Tαϊ des anderen Logikschaltkreises A' verbunden. Die Erdungsanschlüsse T3 der Logikschaltkreise A und A' sind miteinander verbunden, und ein Ausgangsanschluß Ta 4 der Logikschaltkreises A' ist über den Widerstand Rl \ geerdet.

Der kritische Wert des von dem Ausgangsanschluß Ta4 des anderen Logikschaltkreises A' dieser Schaltungsanordnung erhaltene Ausgangsstrom wird zu

Da im allgemeinen eine Verstärkung von (n +1) aus den gleichen Gründen wie oben beschrieben mit einer Logikschaltkreis-Stufe erhältlich ist, kann eine Stromverstärkung von etwa (n +1 )³ erhalten werden.

Fig. 18 zeigt eine Ausführungsform mit gleicher Schaltungsanordnung wie in Fig. 16, abgesehen davon, daß eine Induktivität L mit dem Widerstand R 9 in Reihe geschaltet ist.

Diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als wegen des Anschlusses der Induktivität L die Umschaltung des Josehpson-Übergangs /1 in den von Null abweichenden Spannungszustand nach der Umschaltung ,des Josephson-Übergangs /3 der Grundschaltung G in! den von Null abweichenden Spannungszustand erleichtert wird.

Fig. 19 zeigt eine andere Ausführungsform, welche zwei der in den Fig. 16, 17 und 18 gezeigten Grundschaltungen G und G' kombiniert, und bei welcher die Ausgangsanschlüsse TA und T4' der beiden Grundschaltungen G, G' miteinander verbunden sind, wobei ein Verbindungspunkt von Widerstände R 10 und R10' über den Widerstand Rl ι geerdet ist. Die Vorstrom-Eingangsanschlüsse T2 und TT der Grundschaltungen G und G' sind miteinander über die Widerstände Rg 1 und Rg 2 verbunden, wobei der Verbindungspunkt der Widerstände Rg 1 und Rg 2 mit einem gemeinsamen Vorstrom-Eingangsanschluß Tg' verbunden ist.

Es wird angenommen, daß das Eingangssignal den jeweiligen Eingangsanschlüssen Ti und Ti' unter der Bedingung zugeführt wird, daß der Vorstrom dem Vorstrom-Eingangsanschluß Tg' gemäß dieser Schaltungsanordnung zugeführt wird. Wenn die Josephson-Übergänge /2, /3 und /1 der Grundschaltung G durch den Eingangsstrom Ic in dem von Null abweichenden Zustand geschaltet werden und ein Ausgangsstrom von dem Ausgangsanschluß TA erhalten wird, fließt er durch die Widerstände R 10 und R l ι nach Erde und wird gleichzeitig dem Ausgangsanschluß TA' der anderen Grundschaltung G' über den Widerstand R 10' zugeführt und zu einem Josephson-Übergang /3' zu seiner Umschaltung in den von Null abweichenden Spannungs*· zustand. Andererseits fließt, wenn die Josephson-Übei*·¹ gänge /2', /3' und / Γ der zweiten Grundschaltung & in den Spannungszustand umgeschaltet werden und ein Ausgangsstrom von dem Ausgangsanschluß TA' erhal¹ ten wird, der Ausgangsstrom über die Widerstände R 10' und Rl \ nach Erde und wird gleichzeitig derrt Ausgangsanschluß TA der anderen Grundschaltung G über den Widerstand R 10 zugeführt, um den Joseph* son-Übergang /3 in den von Null abweichenden^ Spannungszustand zu schalten.

Als Folge davon fließt der Vorstrom hauptsächlich durch die ersten Josephson-Übergänge Ji, Ji' jeder der Grundschaltungen G und G', um sie in den von Null abweichenden Spannungszustand zu schalten und zu bewirken, daß sie hohe Widerstände aufweisen. Also wird der Hauptteil des Vorstromes durch deri Widerstand R_L\ abgegeben. Also wird bei dieser Ausführüngsform das Schalten der Grundschaltung selbst mit einem kleinen Eingangsstrom zu mehreren Eingangsanschlüssen Ti und TΓ erleichtert, derart, daß ein Ausgangsstrom vorteilhaft erhältlich ist, der mehr als das Zweifache des mit einem herkömmlichen einzelnen Logikglied erhältlichen Ausgangsstromes beträgt.

Anhand F i g. 20 wird ein Logikglied beschrieben, welches die Anordnung jedes Zweiges der in F i g. 1 gezeigten Brückenschaltung, welche die Grundschaltung gemäß der Erfindung bildet, abwandelt, um die UND- und Majoritäts-ODER-Funktionen zu verwirkh¹· chen. Der erste Josephson-Übergang Ji, der einen Zweig dieser Brückenschaltung U bildet, ist mit dem ersten Eingangsanschluß Tl und Erde verbunden. Der erste Widerstand R 1 ist mit dem zweiten Eingangsanschluß 72 und dem ersten Eingangsanschluß Ti verbunden. Der zweite Widerstand Rl ist mit dem zweiten Eingangsanschluß T2 und dem Ausgangsart¹ schluß TA verbunden. Der zweite Josephson-ÜbeYgang /2 ist mit dem Ausgangsanschluß TA und Eftle' verbunden. Der Lastwiderstand Rl\ ist zwischen dem Ausgangsanschluß TA und Erde geschaltet. Es wird angenommen, daß der erste und der zweite Josephson-Übergang /1 bzw. /2, der erste und der zweite Widerstand R 1 bzw. R2 und der Lastwiderstand Rl\ der Beziehung Ri,R2<RL, RSGgenügen, worin RSG den subgap-Widerstand der Josephson-Übergänge /1 und /2 nach dem Schalten in den von Null abweichenden Spannungszustand bedeutet. Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung wird, wenn det

Eingangsstrom IA dem ersten Eingangsanschluß Ti allein zugeführt wird, dieser durch den ersten Joseph·¹ son-Übergang /1 und den Widerstand R 1 geteilt. Wenn der Eingangsstrom IB dem zweiten Eingangsanschluß T2 allein zugeführt wird, wird dieser durch den ersten und den zweiten Widerstand R 1 und R 2 geteilt. Also kann in beiden Fällen der zweite Josephson-Übergang /2 nicht in den von Null abweichenden Spannungszu·¹ stand geschaltet werden. Also kann keine logische Funktion ausgeführt werden. Es wird nun angenommen, daß der Eingangsstrom IA dem ersten Eingangsan^ schluß Ti zugeführt wird und gleichzeitig dei' Eingangsstrom IB dem zweiten Eingangsanschluß Ti zugeführt wird. In diesem Fall fließen Komponenten der* Eingangsströme IA und IB durch den ersten Josephson-Übergang Ji, so daß dieser in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet wird und einen Widerstand RSG aufweist. Die Bedingung zum Bewirken des Schaltens in den von Null abweichenden'

Spannungszustand kann wiedergegeben werden durch folgende Gleichung (8):

Rl

Rl+Rl

IB

(8)

worin Ij ι den kritischen supraleitenden Strom des ersten Josephson-Übergangs/t bedeutet. .

Wenn der erste Josephson-Übergang /1 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet wird, hat es hohen Widerstand, so daß ein Teil des ersten Eingangsstromes IA durch die Widerstände R 1 und R 2 zu dem zweiten Josephson-Übergang Jl fließt. Da ein Bruchteil des ersten und des zweiten Eingangsstromes IA bzw. IB durch den zweiten Josephson-Übergang Jl fließt, wird er in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet, t)ie Bedingung zum Schalten des zweiten Josephson-Übergangs /2. in den von Null abweichenden Spannungszustand kann durch die folgende Beziehung (9) ausgedrückt werden:

RSG

R1+R2+RSG

IA +

Rl +RSG RI+R2+RSG

IB > I

(9)

worin Ij 2 den kritischen supraleitenden Strom des zweiten Josephson-Übergangs / 2 bedeutet. ·.. ;

Wenn der zweite Josephson-Übergang Jl in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet ist, hat er hohen Widerstand. Ein Strom, welcher die Summe des ersten Eingangsstromes IA und des zweiten Eingangsstromes IB ist, fließt von dem Ausgangsanschluß T 4. Als Folge davon führt die Schaltung die ,UND-Funktion aus, bei der ein Ausgangsstrom nur erhalten wird, wenn beide Eingangsströme IA und IB gleichzeitig zugeführt werden. Der Arbeitsspielraum zum Ausführen der UND-Funktion wird anhand F i g. 21 beschrieben.

Der Schwellenwert zum Schalten des Josephson-Übergangs /1 in den von Null abweichenden Spannungszustand wird aus Gleichung (8) erhalten, und die Schwellenwertkurve ist durch die Kurve (a) in Fig.21 wiedergegeben. Der Schwellenwert zum Schalten des zweiten Josephson-Übergangs /2 in den von Null abweichenden Spannungszustand wird aus Gleichung (9) erhalten, und die Schwellenwertkurve kann durch die Kurve (b) in Fig.21 wiedergegeben werden. Daher entspricht der Arbeitsbereich für die Kurven (a) und (b) dem kreuzschräffierten Abschnitt, der beiden Kurven (a)und (b)in Fig.21 genügt. Wie ersichtlich, hat diese Ausführungsforrn einen weiten Arbeitsbereich. In dieser Schaltung fließen beide Eingangsströme IA und IB zu der Last, nachdem das Logikglied geschaltet worden ist. Also wird der Ausgangsstrom im allgemeinen groß, da sämtliche Eingängsströme genutzt werden können.

Wenn ein von den Eingangsströmen IA und IB verschiedener dritter Eingangsstrom IC an den Ausgangsanschluß T 4 der Schaltungsanordnung von Fig.20 zugeführt wird, kann eine Majoritäts-ODER-Funktion erhalten werden, gemäß welcher ein Ausgangsstrom erhalten wird, wenn Eingangsstrom beliebigen zwei oder mehr der Eingangsanschlüsse Tt, T2 und T 4 zugeführt wird.

F i g. 22 zeigt eine Ausführungsform, welche, der in Fig.20 gezeigten gleicht, abgesehen davon, daß ein Vorwiderstand Rb 3 mit dem Verbindungspunkt des ersten Josephson-Übergangs /1 und des ersten Widerstandes R 1 sowie mit dem Verbindungspunkt des zweiten Josephson-Übergangs /2 und des zweiten Widerstandes R 2 verbunden ist.
Kurz gesagt werden die durch den zweiten Joseph-

son-Übergang / 2 fließenden Stromkomponenten durch die von dem Vorwiderstand Rb 3 fließenden Komponenten vergrößert, so daß das Schalten des Josephson-Übergangs /2 in den Spannungszustand durchgeführt werden kann, selbst wenn die Werte der ersten Eingangsströme IA und IB klein sind. Das heißt, diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als der in F i g. 21 gezeigte Arbeitsspielraum weit sein kann.

F i g. 23 zeigt eine andere Ausführungsform, welche die gleiche Schaltungsanordnung aufweist, wie die Ausführungsform von F i g. 20, abgesehen davon, daß der Verbindungspunkt des ersten Josephson-Übergangs J1 und des ersten Widerstands R1 über einen Nebenschlußwiderstand RSgeerdet ist. Wenn bei dieser Ausführungsform der subgap-Widerstand RSG nach

dem Schalten des ersten Josephson-Übergangs J1 in den von Null abweichenden Spannungszustand durch geeignete Wahl des Wertes des Nebenschlußwiderstandes RS groß ist, kann der Wert des kombinierten Widerstandes des subgap-Widerstandes RSG und des Nebenschlußwiderstandes RS so festgelegt werden, daß er einen geeigneten Wert aufweist. Dann können die zu dem zweiten Josephson-Übergartg /2 fließenden Stromkomponenten gesteuert werden, um sein Schalten in den von Null abweichenden Spannungszustand zu bewirken, selbst wenn die Eingangsströme IA und IB klein sind. Also kann ein weiter Arbeitsspielraum erhalten werden. Der Nebenschlußwiderstand RS kann alternativ zwischen dem Ausgangsanschluß T3 und Erde angeschlossen sein.

Fig.24 zeigt eine Ausführungsform, die auf der in F i g. 20 gezeigten Schaltungsanordnung beruht, wobei die Reihenschaltung der Widerstände R 1 und R 3 einen Zweig der Brückenschaltung bildet anstelle des ersten Widerstandes R 1, die Reihenschaltung der Josephson-

Übergänge Ji und /3 anstelle des ersten Josephson-Übergangs J1 einen weiteren Zweig der Brückenschaltung bildet und die Reihenschaltung der Josephson-Übergänge /2 und /4 anstelle des zweiten Josephson-Überganges /2 noch einen weiteren Zweig der Brückenschaltung bildet.

Bei dieser Ausführungsform kann der Verbindungspunkt der Widerstände R 1 und R 3 einen Ausgangsanschluß T6 aufweisen, und können die anderen Anschlüsse Tl, Tl und T4 Eingangsanschlüsse bilden.

Ferner braucht die Anordnung nicht darauf beschränkt zu sein. Es kann also frei gewählt werden, welche der Anschlüsse Eingangs- oder Ausgangsanschlüsse bilden.

Obwohl ein großes Ausgangssignal als ein UND-Aus-

gangssignal der Eingangsströme IA und IB mit dem in Fig.20 gezeigten Brückenschaltung erhalten werden kann, ist in diesem Fall die elektrische Trennung der Eingangsanschlüsse von dem Ausgangsanschluß schwierig. Um dieses Problem zu lösen, können die Ausgangsanschlüsse von Grundschaltungen G gemäß F i g. 1 mit dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluß Ti bzw. T2 einer weiteren Brückenschaltung verbunden sein, wie in Fig.25 gezeigt. Gemäß dieser Schaltungsanordnung wirkt die Grundschaltung G als Pufferschaltung, und die Eingangs- und Ausgangsan-Schlüsse können elektrisch getrennt werden.

Verschiedene Arten von Logikgliedern können unter Verwendung der in F i g. 20 gezeigten Brückenschaltung oder durch Kombination der in Fig.20 gezeigten

Brückenschaltung mit der in F i g. 1 gezeigten Grundschaltung verwirklicht werden. Es wird nun anhand F i g. 26 eine Ausführungsform beschrieben zur Verwirklichung einer Exklusiv-ODER-Funktion, welche die in Fig.20 gezeigte Schaltungsanordnung aufweist, abgesehen davon, daß ein zweiter Ausgangsanschluß 73 mit dem Verbindungspunkt des ersten Josephson-Übergangs /1 und des zweiten Josephson-Übergangs /2 verbunden ist und der Lastwiderstand Rl 2 zwischen zweitem Ausgangsanschluß 73 und Erde angeschlossen ist.

Bezüglich dem zweiten Ausgangsanschluß 73 wird, wenn der Eingangsstrom IA dem ersten Eingangsanschluß Tl zugeführt wird und der Eingangsstrom IB gleichzeitig dem zweiten Eingangsanschluß 72 zugeführt wird, der UND-Ausgangsstrom I_A . β von dem zweiten Ausgangsanschluß 73 erhalten, und werden der erste und der zweite Josephson-Übergang /1 und /2 in den von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet und weisen hohe Widerstände auf, so daß kein Ausgangsstrom von dem ersten Ausgangsanschluß 74 erhalten wird, wie bereits anhand von F i g. 20 beschrieben worden ist. Wenn jedoch entweder dem ersten Eingangsanschluß 71 oder dem zweiten Eingangsanschluß T2 der Eingangsstrom IA bzw. der Eingangsstrom IB zugeführt wird, kann der erste Josephson-Übergang /1 in den von Null abweichenden Spannungszustand umgeschaltet werden, je nach dem Pegel des Eingangsstromes, aber der zweite Josephson-Übergang /2 wird nie in den von Null abweichenden Spannungszustand umgeschaltet. Daher wird an dem zweiten Ausgangsanschluß T3 kein 'Ausgangsstrom erhalten, und wird der zugeführte Eingangsstrom IA oder IB von dem ersten Ausgangsanschluß 74 erhalten, was die Exklusiv-ODER-Funktion ermöglicht.

F i g. 27 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der erste Eingangsanschluß TX der in Fig. 1 gezeigten Grundschaltung G mit dem zweiten Ausgangsanschluß 73 einer in Fig.20 gezeigten Brückenschaltung U verbunden ist. Die Logikfunktion dieser Ausführungsform ist derart, daß ein UND-Ausgangssignal von dem Ausgangsanschluß 74 der Brückenschaltung U erhalten wird und ein UND-Ausgangssignal einschließlich einem Exklusiv-ODER-Ausgangssignal von dem Ausgangsanschluß TA der Grundschaltung G erhalten wird. Wenn also der Eingangsstrom IA dem ersten Eingangsanschluß Ti und gleichzeitig der Eingangsstrom IB dem zweiten Eingangsanschluß T2 zugeführt werden, wird ein UND-Ausgangsstrom I_A ■ e von dem Ausgangsan¹ Schluß 74 erhalten. In diesem Fall wird ein Exklusiv-ODER-Ausgangsstrom Ia®b von dem Ausgangsanschluß Γ3 erhalten, welches dem Eingangsanschluß Ti der Grundschaltung G zugeführt wird. Wenn dem zweiten Eingangsanschluß 72 der Grundschaltung G ein Vorstrom IT zugeführt wird, werden von dem Ausgangsanschluß 74 der Exklusiv-ODER-Ausgangsstrom I_A®B sowie der UND-Ausgangsstrom I(a®b)t abgegeben.

F i g. 28 zeigt eine Ausführungsform einer Schaltungsanordnung, bei welcher der Erdungsanschluß 73 einer ersten Brückenschaltung U1 der in Fig.20 gezeigten Anordnung mit dem ersten Eingangsanschluß Ti einer anderen Brückenschaltung U 2 der gleichen Anordnung verbunden ist.

Unter der Bedingung, daß der dem ersten Eingangsanschluß Ti der ersten Brückenschaltung Ui zugeführ te Eingangsstrom IA und der dem zweiten Eingärigsanschluß T2 zugeführte Eingangsstrom IB imrrier zugeführt werden, bevor der Vorstrom IT atm zweiten Eingangsanschluß T2 der zweiten Brückenschaltung U 2 zugeführt wird, wird bei dieser Ausführungsform ein UND-Ausgangsstrom Ia ■ β der beiden Eingangsströme IA und IB von dem Ausgangsanschluß T4 der ernten Brückenschaltung U i erhalten, und wird ein UND-AuS* gangssignal I(a ®β;γ des Exklusiv-ODER-Ausgangsstrd* mes Ia®b der Eingangsströme IA und IB sowie des Vorstroms IT von dem Ausgangsanschluß 74 det zweiten Brückenschaltung U 2 erhalten.

F i g. 29 zeigt eine Ausführungsform einer Schaltungs¹-anordnung, bei welcher der Erdungsanschluß 73 der

Brückenschaltung U in Fig.20 mit dem zweiten Eingangsanschluß T2 der Grundschaltung G von P ί g. 1 verbunden ist. Die Logikfunktion dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der in Fig.28 gezeigten Ausführungsform. Jedoch ist diese Ausführungsförrn insofern von Vorteil, als fehlerhaftes Arbeiten vermle¹ den wird, da der dem ersten Eingangsanschluß ti zugeführte Eingangsstrom IT elektrisch von dem Ausgangsstrom getrennt ist, wenn das Ausgangssignal von dem Ausgangsanschluß 74 der Grundschaltung G erhalten wird.

Fig.30 zeigte noch eine andere Ausführungsform einer Schaltungsanordnung zur Verwirklichung der Majoritäts-ODER-Funktion.
Eine erste in dieser Ausführungsform verwendete Grundschaltung G i weist die Schaltungsanordnung auf, bei welcher der zweite Widerstand R 2 beseitigt iSt (7?2 = 0), welcher dem in Fig. 1 gezeigten zweiten Josephson-Übergang /2 parallelgeschaltet ist. Dei¹ Erdungsanschluß 73 der ersten Grundschaltung G i ist mit dem ersten Eingangsanschluß 71 einer zweiten Grundschaltung G 2 verbunden. Diese zweite Gruhtl· schaltung G 2 hat die gleiche Schaltungsanordnung, Wie in F i g. 1 gezeigt, wobei der Vorstrom /7derön zweiten Eingangsanschluß 72 zugeführt wird. Die Ausgangs^* Schlüsse 74 der ersten und der zweiten Grundschaltung Gi und G 2 sind gemeinsam mit dem ersten Eingangsanschluß 71 einer dritten Grundschaltung G 3 verbunden, bei welcher der mit dem ersten Widerstand R 1 in Serie geschaltete erste Josephscn-Übergang /1 aus der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung entfernt ist (7?; 1=0).

Wenn bei dieser Ausführungsform der Eingangsstrom IA dem ersten Eingangsanschluß 71. der ersten Grundschaltung G1 und der Eingangsstrom IB deren zweiten Eingangsanschluß 72 zugeführt wenden, werden ein von dem Ausgangsanschluß 74 erhaltene/ UND-Ausgangsström I_A ■ β und ein UND-Ausgangssignal I(a»b)t (eines Exklusiv-ODER-Ausgangsstfornes Ia β. welcher dem ersten Eingangsanschluß 7i dör zweiten Grundschaltung G 2 zugeführt wird, sowie des derem zweiten Eingangsanschluß 72 zugefuhften Vorstromes IT) dem ersten Eingangsanschluß 71 del¹ dritten Grundschaltung G 3 zugeführt. Wenn ein Vorstrom Ir/as ferner dem zweiten Eingangsanschluß

72 der dritten Grundschaltung G 3 zugeführt wird, wird ein Majoritäts-ODER-Ausgangsstrom I(ab+bt+ta) von deren Ausgangsanschluß 74 erhalten. Also wird die Majoritäts-ODER-Funktion erzielt, gemäß welcher ein Ausgangssignal erhalten wird, wenn zwei oder mehr der Eingangsströme IA, IB, /7zugeführt werden.

Hierzu 15 Blatt Zeichnungen

Claims (25)

Patentansprüche:

1. Injektionsstrom-gesteuerte Grundschaltung mit Josephson-Elementen mit zwei Eingangsanschlüssen (Ti, T2), mindestens einem Ausgangsanschluß (T4) und einem Erdungsanschluß (T 3), die mit je einem Knotenpunkt einer vier Zweige aufweisenden Brückenschaltung verbunden sind, deren erster Zweig zwischen erstem und zweitem Eingangsanschluß (Ti, T2) einen ersten Josephson-Übergang (J 1) enthält,

deren zweiter Zweig zwischen erstem Eingangsanschluß (Ti) und Erdungsanschluß (T3) einen zweiten Widerstand (R 2) enthält, deren dritter Zweig zwischen zweitem Eingangsanschluß (T2) und Ausgangsanschluß (T4) einen dritten Widerstand (R 3) enthält und deren vierter Zweig zwischen Ausgangsanschluß (TA) und Erdungsanschluß (T3) einen dritten Josephson-Übergang (J 3) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zweig in Reihe zum ersten Josephson-Übergang (Ji) einen ersten Widerstand (R 1) enthält und daß der zweite Zweig parallel zum zweiten Widerstand (R 2) einen zweiten Josephson-Übergang (J 2) enthält.

2. Grundschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Josephson-Übergang (J 2) in einen von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet ist, wenn er den Gesamtstrom von einem der Eingangsanschlüsse (Ti oder T2) und den Teilstrom von dem anderen Eingangsanschluß (T2 bzw. Tl) leitet.

3. Grundschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Josephson-Übergang (J 3) einen von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet ist, wenn er den Gesamtstrom von dem ersten Eingangsanschluß (Ti) und den Teilstrom von dem zweiten Eingangsanschluß (T 2) leitet.

4. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Josephson-Übergang (J 1) in einen von Null abweichenden Spannungszustand durch den Eingangsstrom von dem anderen Eingangsanschluß (T2) geschaltet ist, nachdem der zweite und dritte Josephson-Übergang (J2, /3) auf einen von Null abweichenden Spannungszustand geschaltet worden ist.

5. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschluß (T4) über eine Last (Ru) mit Erde verbunden ist.

6. Grundschaltung nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt von erstem Josephson-Übergang (Ji) und erstem Widerstand (R 1) mit einem Ende und Ausgangsanschluß (T4) mit dem anderen Ende eines Überbrückungswiderstandes (Rbu Rb2) verbunden sind.

7. Grundschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Last eine supraleitende Schaltung mit einem Widerstand und einem Josephson-Übergang aufweist.

8. Grundschaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Last einen Widerstand (Ru) aufweist.

9. Grundschaltung nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Last eine Reihenschaltung eines Widerstandes (Ru) und Induktivität (L i) aufweist.

10. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Widerstand eine Induktivität (L 1) reihengeschaltet ist.

11. Grundschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt von erstem Josephson-Übergang (J 1) und erstem Widerstand (R 1) mit dem ersten Eingangsanschluß (Ti) verbunden ist.

12. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsanschluß (TA) ein UND-Ausgangssignal (Ia-b) entnehmbar ist und daß der Erdungsanschluß (T3) als zweiter Ausgangsanschluß geschaltet ist, dem ein ODER-Ausgangssignal (U ₊b) entnehmbar ist.

■ 13. Grundschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ausgangsanschluß (T3) mit einem Eingangsanschluß (Ti, T2) einer weiteren Grundschaltung (G 2) verbunden ist.

14. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Zweig zwischen dem dritten Josephson-Übergang (J3) und dem Erdungsanschluß (T3) eine Parallelschaltung eines vierten Josephson-Ubergangs (J4) und eines vierten Widerstandes (R 4) enthält.

15. Grundschaltung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung aus drittem und viertem Zweig eine weitere Reihenschaltung gleichen Aufbaus parallel geschaltet ist.

16. Grundschaltung nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdungsanschluß (T3) mit dem ersten Eingangsanschluß (Ti) der weiteren Grundschaltung verbunden ist, die in ihrem vierten Zweig zwischen dem dritten Josephson-Übergang (J 3) und dem Erdungsanschluß (T3) ebenfalls eine Parallelschaltung eines vierten Josephson-Übergangs (J4) und eines vierten Widerstandes (R 4) enthält.

17. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt (Ti) von drittem Josephson-Übergang (J 3) und der Parallelschaltung aus dem vierten Josephson-Übergang (J4) und dem vierten Widerstand (R4) mit einem Eingangsanschluß (Ti, T2) einer weiteren Grundschaltung verbunden ist und ein Überbrückungswiderstand (Rb2) mit dem Ausgangsanschluß (T4) und mit dem Verbindungspunkt von erstem Josephson-Übergang (Ji) und erstem Widerstand (R i) verbunden ist.

18. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausgangsanschluß (T4) ein Logikschaltkreis (A) wenigstens einer Stromverstärkerstufe angeschlossen ist, der eine Brückenschaltung mit einem mit dem Vorstrom-Eingangsanschluß (T2) der Grundschaltung (G) verbundenen Vorstrom-Eingangsanschluß (Ta 2). einem Stromeingangsanschluß (Ta 1), einem mit dem Erdungsanschluß (T3) der Grundschaltung (G) verbundenen Erdungsanschluß (Ta 3) und einem Ausgangsanschluß (Ta 4) aufweist, deren erster und dritter Zweig einen ersten Widerstand (R_A 1) bzw. einen zweiten Widerstand (Ra 2) zum Aufteilen des dem Vorstrom-Eingangsanschluß (T_Ai) zugeführten Vorstromes, deren zweiter Zweig zwischen dem

Eingangsanschluß (Ta ι) und dem Erdungsanschluß (T3) einen ersten Josephson-Übergang (Ja i) und deren vierter Zweig zwischen dem Erdungsanschluß (Ti) und dem Ausgangsanschluß (Ta λ) einen zweiten Josephson-Übergang (J_A 2) enthalten. .·>

19. Grundschaltung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch einen Widerstand (R 9) zwischen dem Ausgangsanschluß (T4) der Grundschaltung (G) und dem Eingangsanschluß (Ta 1) des logischen Schaltkreises (A) der Stromverstärkerstufe. ι ο

20. Grundschaltung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Reihenschaltung aus einer Induktivität (L) und einem Widerstand (R 9) zwischen dem Ausgangsanschluß (T4) der Grundschaltung (G) und dem Eingangsanschluß (T_A 1) des Logikschaltkreises (A)aer Stromverstärkerstufe.

21. Grundschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine weitere Grundschaltung (G') eine Brückenschaltung der gleichen Konfiguration aufweist und Ausgangsan-Schlüsse (T4, T4') und Vorstrom-Eingangsanschlüsse (T2, T2') jeweils gemeinsam angeschlossen sind.

22. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ausgangsanschluß (T4) der Grundschaltung (G) >·> eine zweite Brückenschaltung mit zwei Eingangsanschlüssen (Ti, T2), einem Erdungsanschluß (T3) und einem Ausgangsanschluß (T4) über ihrem ersten Eingangsanschluß (Ti) angeschlossen ist,

deren erster Zweig zwischen erstem und zweitem Eingangsanschluß (Ti, T2) einen ersten Widerstand (R 1) enthält,
deren zweiter Zweig zwischen erstem Eingangsanschluß (Ti) und Erdungsanschluß (T3) einen ersten Josephson-Übergang (J 1) enthält, deren dritter Zweig zwischen zweitem Eingangsanschluß (T2) und Ausgangsanschluß (T4) einen zweiten Widerstand (R 2) enthält und

deren vierter Zweig zwischen Erdungsanschluß (T3) und Ausgangsanschluß (T4) einen zweiten Josephson-Übergang (J 2) enthält,
daß an den zweiten Eingangsanschluß (T2) der zweiten Brückenschaltung eine dritte Brückenschaltung mit zwei Eingangsanschlüssen (Ti, T2), einem Erdungsanschluß (T3) und einem Ausgangsanschluß (T4) über diesen angeschlossen ist,

deren erster Zweig zwischen erstem und zweitem Eingangsanschluß (Ti, T2) einen ersten Widerstand (R 1) und einen ersten Josephson-Übergang (J 1) enthält,
deren zweiter Zweig zwischen erstem Eingangsanschluß (Ti) und Erdungsanschluß (T3) eine Parallelschaltung aus einem zweiten Widerstand (R 2) und einem zweiten Josephson-Übergang (J 2) enthält,
deren dritter Zweig zwischen zweitem Eingangsanschluß (T2) und Ausgangsanschluß (T4) einen dritten Widerstand (R 3) enthält und deren vierter Zweig zwischen Erdungsanschluß (T3) und Ausgangsanschluß (T4) liegt,
wodurch die erste Brückenschaltung der Grundschaltung und die dritte Brückenschaltung als Pufferschaltungen arbeiten (F i g. 25).

23. Grundschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

daß an den ersten oder den zweiten Eingangsanschluß (Ti, T2) der Grundschaltung (G) eine zweite Brückenschaltung (U, Ui) mit zwei Eingangsanschlüssen (Ti, T2) und zwei Ausgangsanschlüssen (T3, T4) über den zweiten Ausgangsanschluß (T3) angeschlossen ist,

deren erster Zweig zwischen erstem und zweitem Eingangsanschluß (Ti, T2) einen ersten Widerstand (R 1) enthält,
deren zweiter Zweig zwischen erstem Eingangsanschluß (Ti) und zweitem Ausgangsanschluß (T3) einen ersten Josephson-Übergang (J 1) enthält,

deren dritter Zweig zwischen zweitem Eingangsanschluß (T2) und erstem Ausgangsanschluß (TA) einen zweiten Widerstand (R 2) enthält und

deren vierter Zweig zwischen erstem und zweitem Ausgangsanschluß (T3, T4) einen zweiten Josephson-Übergang (J 2) enthält,
wodurch bei Anlegen eines ersten Eingangssignals (IA) an den ersten Eingangsanschluß (Ti) und eines zweiten Eingangssignals IB an den zweiten Eingangsanschluß (T2) der zweiten Brückenschaltung und eines Vorsignals h an den zweiten bzw. den ersten Eingangsanschluß (T2, Ti) der Grundschaltung (G) am Ausgangsanschluß (T4) der Grundschaltung (G) ein UND-Ausgangssignal I(a + b)t erhalten wird (F i g. 27 bzw. 29).

24. Grundschaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Zweig der zweiten Brückenschaltung (G i) in Reihe zum ersten Widerstand (R i) einen weiteren Josephson-Übergang (J 1) enthält, und
daß an den ersten Ausgangsanschluß (T4) der zweiten Brückenschaltung (G 1) und an den Ausgangsanschluß (T4) der Grundschaltung (G 2) gemeinsam eine dritte Brückenschaltung (G 3) mit zwei Eingangsanschlüssen (Ti, 7*2), einem Erdungsanschluß (T3) und einem Ausgangsanschluß (T4) über den ersten Eingangsanschluß (Ti) angeschlossen ist,

deren erster Zweig zwischen erstem und zweitem Eingangsanschluß (Ti, T2) einen ersten Widerstand (R i) enthält,
deren zweiter Zweig zwischen erstem Eingangsanschluß (Ti) und Erdungsanschluß (T3) eine Parallelschaltung aus einem zweiten Widerstand (R 2) und einem zweiten Josephson-Übergang (J 2) enthält,
deren dritter Zweig zwischen zweitem Eingangsanschluß (T2) und Ausgangsanschluß (T4) einen dritten Widerstand (R 3) enthält und deren vierter Zweig zwischen Erdungsanschluß (T3) und Ausgangsanschluß (T4) einen dritten Josephson-Übergang (J 3) enthält,
wodurch bei weiterem Anlegen eines Vorsignals Ibias an den zweiten Eingangsanschluß (T2) der dritten Brückenschaltung (G 3) an deren Ausgangsanschluß (T4) ein Majoritäts-ODER-Ausgangssignal/(AS+ß7-+Ta;erhaltenwird(Fig. 30). 1

25. Grundschaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Brückenschaltung durch eine Grundschaltung (Gi) mit R₂ = O und die dritte Brückenschaltung durch eine Grundschaltung (G 3) mit Rj 1 = 0 gebildet sind.