JP2674652B2 - ジョセフソン論理セルゲート - Google Patents
ジョセフソン論理セルゲートInfo
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- JP2674652B2 JP2674652B2 JP595188A JP595188A JP2674652B2 JP 2674652 B2 JP2674652 B2 JP 2674652B2 JP 595188 A JP595188 A JP 595188A JP 595188 A JP595188 A JP 595188A JP 2674652 B2 JP2674652 B2 JP 2674652B2
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- input
- gate
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- cell gate
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Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は、ジョセフソン接合を使用したOR−AND論理
セルゲートに関し、 占有面積の小さいOR−ANDセルゲートの提供を目的と
し、 それぞれが4JLゲートからなる２個のOR回路と、該OR
回路の２出力を入力とするAND回路とから構成され、該A
ND回路は一方の前記OR回路の出力と接続された第１の入
力抵抗と、他方の前記OR回路の出力と接続された第２の
入力抵抗と、一端がこれら入力抵抗の他端の共通接続点
に接続され、他端が接地されてなるジョセフソン接合と
によって構成されていることを含み構成する。
セルゲートに関し、 占有面積の小さいOR−ANDセルゲートの提供を目的と
し、 それぞれが4JLゲートからなる２個のOR回路と、該OR
回路の２出力を入力とするAND回路とから構成され、該A
ND回路は一方の前記OR回路の出力と接続された第１の入
力抵抗と、他方の前記OR回路の出力と接続された第２の
入力抵抗と、一端がこれら入力抵抗の他端の共通接続点
に接続され、他端が接地されてなるジョセフソン接合と
によって構成されていることを含み構成する。
［産業上の利用分野］ 本発明は、ジョセフソン接合を使用したOR−AND論理
セルゲートに関する。
セルゲートに関する。
［従来の技術］ 従来、ジョセフソン接合を使用した論理ゲートが多数
提案されているが、その内のひとつに第２図に示すよう
な4JLゲート構成のOR回路がある。同図において、J1〜J
4はジョセフソン接合、Riは入出力電流分離抵抗、Rpは
電源供給抵抗、RLは負荷抵抗である。この4JLゲートは
磁気的結合を利用しない電流注入型ゲートなので、イン
ダクタンスの値に制限がないことや、使用する抵抗の数
が少なくてすみ、高集積化が容易であるという特徴があ
る。
提案されているが、その内のひとつに第２図に示すよう
な4JLゲート構成のOR回路がある。同図において、J1〜J
4はジョセフソン接合、Riは入出力電流分離抵抗、Rpは
電源供給抵抗、RLは負荷抵抗である。この4JLゲートは
磁気的結合を利用しない電流注入型ゲートなので、イン
ダクタンスの値に制限がないことや、使用する抵抗の数
が少なくてすみ、高集積化が容易であるという特徴があ
る。
しかし、ユニットセルとしてはORゲートだけでは意味
がなく、たいていはOR−ANDゲートをユニットとして論
理回路を構成することが多い。
がなく、たいていはOR−ANDゲートをユニットとして論
理回路を構成することが多い。
現在、4JLゲートを使用したOR−ANDセルゲートとし
て、第３図に示すセルゲートがある。同図において、J
mn（m:1〜３、n:1〜４）およびJA1、JB1はジョセフソン
接合、Ri1、Ri2は入出力電流分離抵抗、Rp1、Rp2は電源
供給抵抗、RA1、RA2、RB1、RB2はOR回路の入力抵抗、R
L1、RL2は負荷抵抗である。図中、点線内の11および12
が4JLゲートでOR回路の構成部分、また13がAND回路構成
部分である。
て、第３図に示すセルゲートがある。同図において、J
mn（m:1〜３、n:1〜４）およびJA1、JB1はジョセフソン
接合、Ri1、Ri2は入出力電流分離抵抗、Rp1、Rp2は電源
供給抵抗、RA1、RA2、RB1、RB2はOR回路の入力抵抗、R
L1、RL2は負荷抵抗である。図中、点線内の11および12
が4JLゲートでOR回路の構成部分、また13がAND回路構成
部分である。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記のOR−ANDセルゲートは、高集積化に効
果的な4JLゲートを使用しても、AND回路構成部分に多数
の抵抗およびジョセフソン接合を使用するので、全体と
してセルゲートの占有面積が大きくなるという問題があ
る。
果的な4JLゲートを使用しても、AND回路構成部分に多数
の抵抗およびジョセフソン接合を使用するので、全体と
してセルゲートの占有面積が大きくなるという問題があ
る。
本発明は、占有面積の小さいOR−ANDセルゲートの提
供を目的とする。
供を目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 上記問題点は、それぞれ4JLゲートからなる２個のOR
回路と、該OR回路の２出力を入力とするAND回路とから
構成され、該AND回路は一方の前記OR回路の出力と接続
された第１の入力抵抗と、他方の前記OR回路の出力と接
続された第２の入力抵抗と、一端がこれら入力抵抗の他
端の共通接続点に接続され、他端が接地されてなるジョ
セフソン接合とによって構成されていることを特徴とす
るジョセフソン論理セルゲートにより解決される。
回路と、該OR回路の２出力を入力とするAND回路とから
構成され、該AND回路は一方の前記OR回路の出力と接続
された第１の入力抵抗と、他方の前記OR回路の出力と接
続された第２の入力抵抗と、一端がこれら入力抵抗の他
端の共通接続点に接続され、他端が接地されてなるジョ
セフソン接合とによって構成されていることを特徴とす
るジョセフソン論理セルゲートにより解決される。
［作用］ 本発明のジョセフソン論理セルゲートは、OR回路を現
在もっともシンプルな4JLゲートで構成し、AND回路をた
だ一つのジョセフソン接合で構成している。
在もっともシンプルな4JLゲートで構成し、AND回路をた
だ一つのジョセフソン接合で構成している。
［実施例］ 本発明の実施例に係るジョセフソンOR−ANDセルゲー
トの構成図を第１図に示す。同図において、Jmn（m:1〜
２、n:1〜４）およびJA、JGはジョセフソン接合で、そ
れぞれの臨界電流はJm1およびJm2が0.1mA、Jm3およびJ
m4が0.3mA、JAが0.33mA、JGが0.63mAである。Ri1および
Ri2は入出力電流分離抵抗で抵抗値は２Ω、Rp1およびR
p2は電源供給抵抗で40Ω、RAおよびRBはOR回路の入力抵
抗で４Ω、RLは負荷抵抗で0.75Ω、RSは増幅ゲートの電
源供給抵抗で25Ωである。なお不図示であるが入力端子
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれには12Ωの入力抵抗が付して
ある。
トの構成図を第１図に示す。同図において、Jmn（m:1〜
２、n:1〜４）およびJA、JGはジョセフソン接合で、そ
れぞれの臨界電流はJm1およびJm2が0.1mA、Jm3およびJ
m4が0.3mA、JAが0.33mA、JGが0.63mAである。Ri1および
Ri2は入出力電流分離抵抗で抵抗値は２Ω、Rp1およびR
p2は電源供給抵抗で40Ω、RAおよびRBはOR回路の入力抵
抗で４Ω、RLは負荷抵抗で0.75Ω、RSは増幅ゲートの電
源供給抵抗で25Ωである。なお不図示であるが入力端子
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれには12Ωの入力抵抗が付して
ある。
図中の１および２が4JLゲートでOR回路を構成し、３
がAND回路を構成している。なお、この実施例ではファ
ンアウト数を増やすために電流増幅用のゲートJGおよび
それに伴なう電源供給抵抗を設けているが、この増幅ゲ
ートは必ずしも必要なものではない。
がAND回路を構成している。なお、この実施例ではファ
ンアウト数を増やすために電流増幅用のゲートJGおよび
それに伴なう電源供給抵抗を設けているが、この増幅ゲ
ートは必ずしも必要なものではない。
以下、第１図に従って実施例のOR−ANDセルゲートの
動作を説明する。１のOR回路の動作について説明する
と、入力端子ＡまたはＢに入力があると、バイアス電流
IB1に入力電流が印加されて、まずJ12のジョセフソン接
合がスイッチして電圧を発生する。次いで全電流が右ブ
ランチに流れるようになり、他の３つのジョセフソン接
合がスイッチする。この結果、OR回路の出力端Ｅから抵
抗RAに電流が流れるようになり、論理和としてハイレベ
ル信号“1"が出力される。また、入力端子Ａ、Ｂ共に入
力がないときは、抵抗RAには電流が流れず、論理和とし
てローレベル信号“0"が出力される。
動作を説明する。１のOR回路の動作について説明する
と、入力端子ＡまたはＢに入力があると、バイアス電流
IB1に入力電流が印加されて、まずJ12のジョセフソン接
合がスイッチして電圧を発生する。次いで全電流が右ブ
ランチに流れるようになり、他の３つのジョセフソン接
合がスイッチする。この結果、OR回路の出力端Ｅから抵
抗RAに電流が流れるようになり、論理和としてハイレベ
ル信号“1"が出力される。また、入力端子Ａ、Ｂ共に入
力がないときは、抵抗RAには電流が流れず、論理和とし
てローレベル信号“0"が出力される。
２のOR回路の動作について説明すると、ＣまたはＤに
入力があるときには、上記のOR回路と同様にジョセフソ
ン接合がスイッチして出力端Ｆから抵抗RBに電流が流れ
るようになり、論理和“1"を出力する。入力端子のＣ、
Ｄ共に入力のないときは、論理和“0"が出力される。
入力があるときには、上記のOR回路と同様にジョセフソ
ン接合がスイッチして出力端Ｆから抵抗RBに電流が流れ
るようになり、論理和“1"を出力する。入力端子のＣ、
Ｄ共に入力のないときは、論理和“0"が出力される。
つぎにAND回路３の動作について説明すると、AND回路
にOR回路の出力端ＥおよびＦから出力された電流が入力
抵抗RAおよびRBを介して同時に入力されると、JAの臨界
電流を超えてジョセフソン接合JAがスイッチする。この
結果、AND回路３の出力端Ｇに電圧が発生して電流が負
荷抵抗RLに流れるようになる。この結果、論理積として
ハイレベル信号“1"が出力される。これ以外のときは負
荷抵抗RLには電流が流れないので、論理積としてローレ
ベル信号“0"が出力される。
にOR回路の出力端ＥおよびＦから出力された電流が入力
抵抗RAおよびRBを介して同時に入力されると、JAの臨界
電流を超えてジョセフソン接合JAがスイッチする。この
結果、AND回路３の出力端Ｇに電圧が発生して電流が負
荷抵抗RLに流れるようになる。この結果、論理積として
ハイレベル信号“1"が出力される。これ以外のときは負
荷抵抗RLには電流が流れないので、論理積としてローレ
ベル信号“0"が出力される。
最後に、この出力電流が増幅ゲートのバイアス電流に
印加されると、ジョセフソン接合JGがスイッチする。こ
のときJGの臨界電流を大きくとってあるので、大きな電
流が出力されるようになるから、ファンアウトの数を多
くできる。このように論理出力として（Ａ＋Ｂ）・（Ｃ
＋Ｄ）が得られる。例えば、２入力ＡとＢとの論理和だ
けが必要なときは、Ｃ入力およびＤ入力に電流を流した
状態で、Ａ入力とＢ入力を使用すればよい。また、２入
力ＡとＤとの論理積だけが必要なときは、Ｂ入力および
Ｃ入力に電流を流した状態で、Ａ入力とＤ入力を使用す
ればよい。
印加されると、ジョセフソン接合JGがスイッチする。こ
のときJGの臨界電流を大きくとってあるので、大きな電
流が出力されるようになるから、ファンアウトの数を多
くできる。このように論理出力として（Ａ＋Ｂ）・（Ｃ
＋Ｄ）が得られる。例えば、２入力ＡとＢとの論理和だ
けが必要なときは、Ｃ入力およびＤ入力に電流を流した
状態で、Ａ入力とＢ入力を使用すればよい。また、２入
力ＡとＤとの論理積だけが必要なときは、Ｂ入力および
Ｃ入力に電流を流した状態で、Ａ入力とＤ入力を使用す
ればよい。
本発明のOR−ANDセルゲートによれば、OR回路は現在
もっともシンプルな4JLゲートで構成され、AND回路はた
だ一つジョセフソン接合で構成されるので、従来に比べ
てセルゲートに使用するジョセフソン接合の数が14から
９に、また抵抗の数も８から６に減少する。従って、セ
ルゲートの占有面積が小さくなり回路の小型化および高
集積化が容易になる。
もっともシンプルな4JLゲートで構成され、AND回路はた
だ一つジョセフソン接合で構成されるので、従来に比べ
てセルゲートに使用するジョセフソン接合の数が14から
９に、また抵抗の数も８から６に減少する。従って、セ
ルゲートの占有面積が小さくなり回路の小型化および高
集積化が容易になる。
［発明の効果］ 本発明のジョセフソン論理セルゲートによれば、回路
を構成するジョセフソン接合および抵抗の数が従来に比
べて著しく減少するので、セルゲートの占有面積が小さ
くなり、回路の小型化および高集積化に効果がある。
を構成するジョセフソン接合および抵抗の数が従来に比
べて著しく減少するので、セルゲートの占有面積が小さ
くなり、回路の小型化および高集積化に効果がある。
第１図は、本発明の実施例に係るジョセフソンOR−AND
セルゲートの構成図、 第２図は、4JLゲートの構成図、 第３図は、従来例のOR−ANDセルゲートの構成図であ
る。 （符号の説明） JN（N:1〜４）、Jmn（m:1〜３、n:1〜４）、JA1、JB1、
JA、JG……ジョセフソン接合、 Ri、Ri1、Ri2……入出力電流分離抵抗、 Rp、Rp1、Rp2……電源供給抵抗、 RA1、RA2、RB1、RB2、RA、RB……OR回路の入力抵抗、 RL、RL1、RL2……負荷抵抗、 RS……増幅ゲートの電源供給抵抗、 １、２、11、12……OR回路、 ３、13……AND回路。
セルゲートの構成図、 第２図は、4JLゲートの構成図、 第３図は、従来例のOR−ANDセルゲートの構成図であ
る。 （符号の説明） JN（N:1〜４）、Jmn（m:1〜３、n:1〜４）、JA1、JB1、
JA、JG……ジョセフソン接合、 Ri、Ri1、Ri2……入出力電流分離抵抗、 Rp、Rp1、Rp2……電源供給抵抗、 RA1、RA2、RB1、RB2、RA、RB……OR回路の入力抵抗、 RL、RL1、RL2……負荷抵抗、 RS……増幅ゲートの電源供給抵抗、 １、２、11、12……OR回路、 ３、13……AND回路。
Claims (1)
- 【請求項１】それぞれが4JLゲートからなる２個のOR回
路と、該OR回路の２出力を入力とするAND回路とから構
成され、 該AND回路は一方の前記OR回路の出力と接続された第１
の入力抵抗と、他方の前記OR回路の出力と接続された第
２の入力抵抗と、一端がこれら入力抵抗の他端の共通接
続点に接続され、他端が接地されてなるジョセフソン接
合とによって構成されていることを特徴とするジョセフ
ソン論理セルゲート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP595188A JP2674652B2 (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | ジョセフソン論理セルゲート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP595188A JP2674652B2 (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | ジョセフソン論理セルゲート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01181322A JPH01181322A (ja) | 1989-07-19 |
| JP2674652B2 true JP2674652B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=11625202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP595188A Expired - Lifetime JP2674652B2 (ja) | 1988-01-14 | 1988-01-14 | ジョセフソン論理セルゲート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674652B2 (ja) |
-
1988
- 1988-01-14 JP JP595188A patent/JP2674652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01181322A (ja) | 1989-07-19 |
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