JP2765326B2 - ジョセフソン極性切換型駆動回路 - Google Patents
ジョセフソン極性切換型駆動回路Info
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- JP2765326B2 JP2765326B2 JP4003259A JP325992A JP2765326B2 JP 2765326 B2 JP2765326 B2 JP 2765326B2 JP 4003259 A JP4003259 A JP 4003259A JP 325992 A JP325992 A JP 325992A JP 2765326 B2 JP2765326 B2 JP 2765326B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジョセフソン素子を用
いた超伝導集積回路に関し、より詳しくは超伝導記憶集
積回路の記憶セルアレイのワード線及びビット線などの
被駆動線路に電流を注入し、かつ任意に電流の方向を反
転できるジョセフソン極性切換型駆動回路に関する。
いた超伝導集積回路に関し、より詳しくは超伝導記憶集
積回路の記憶セルアレイのワード線及びビット線などの
被駆動線路に電流を注入し、かつ任意に電流の方向を反
転できるジョセフソン極性切換型駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に、従来から知られているジョセフ
ソン極性切換型駆動回路を説明するための等価回路図を
示す（昭和６３年電子情報通信学会春季全国大会）。図
４を参照して従来の技術の説明を行う。
ソン極性切換型駆動回路を説明するための等価回路図を
示す（昭和６３年電子情報通信学会春季全国大会）。図
４を参照して従来の技術の説明を行う。
【０００３】図４に示すように従来のジョセフソン極性
切換型駆動回路は、４個の磁界結合型ジョセフソンゲー
ト回路Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4と、３個の抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ
Lと、被駆動線路とより構成される。記憶回路では、被
駆動線路は、記憶セルアレイのワード線又はビット線に
対応するものである。
切換型駆動回路は、４個の磁界結合型ジョセフソンゲー
ト回路Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3，Ｇ4と、３個の抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ
Lと、被駆動線路とより構成される。記憶回路では、被
駆動線路は、記憶セルアレイのワード線又はビット線に
対応するものである。
【０００４】本回路において、バイアス入力端Ｂ1及び
Ｂ2からバイアス電流を供給した状態で、信号入力端Ｓ1
に信号を入力すると、磁界結合型ジョセフソンゲート回
路Ｇ1，Ｇ3が超伝導状態から電圧状態にスイッチし、バ
イアス電流は、被駆動線路に注入される。被駆動線路に
流れたバイアス電流は、磁界結合型ジョセフソンゲート
回路Ｇ4を通って接地に流れ込む。以上の動作により、
被駆動線路に時計回り方向に出力電流を発生させること
ができる。
Ｂ2からバイアス電流を供給した状態で、信号入力端Ｓ1
に信号を入力すると、磁界結合型ジョセフソンゲート回
路Ｇ1，Ｇ3が超伝導状態から電圧状態にスイッチし、バ
イアス電流は、被駆動線路に注入される。被駆動線路に
流れたバイアス電流は、磁界結合型ジョセフソンゲート
回路Ｇ4を通って接地に流れ込む。以上の動作により、
被駆動線路に時計回り方向に出力電流を発生させること
ができる。
【０００５】一方、信号入力端Ｓ2に信号を入力する
と、磁界結合型ジョセフソンゲート回路Ｇ2，Ｇ4が超伝
導状態から電圧状態にスイッチし、バイアス電流は、被
駆動線路に注入される。被駆動線路に流れたバイアス電
流は、磁界結合型ジョセフソンゲート回路Ｇ3を通って
接地に流れ込む。以上の動作により、被駆動線路に反時
計回り方向に出力電流を発生させることができる。
と、磁界結合型ジョセフソンゲート回路Ｇ2，Ｇ4が超伝
導状態から電圧状態にスイッチし、バイアス電流は、被
駆動線路に注入される。被駆動線路に流れたバイアス電
流は、磁界結合型ジョセフソンゲート回路Ｇ3を通って
接地に流れ込む。以上の動作により、被駆動線路に反時
計回り方向に出力電流を発生させることができる。
【０００６】以上説明したように、上記回路は、被駆動
線路に電流を注入し、かつ任意に電流の方向を反転でき
るジョセフソン極性切換型駆動回路を実現するものであ
る。
線路に電流を注入し、かつ任意に電流の方向を反転でき
るジョセフソン極性切換型駆動回路を実現するものであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、４個の磁界結合型ジョセフソンゲート回路
（２接合ＳＱＵＩＤゲート）を用いているため、回路の
面積が大きくなり、大規模な集積化が困難であるという
問題点があった。また、一つの制御配線を２個の磁界結
合型ジョセフソンゲート回路に磁気的に結合するように
配置する必要があるため、制御配線のインダクタンスが
大きくなり、回路の高速化が困難であるという問題点が
あった。
においては、４個の磁界結合型ジョセフソンゲート回路
（２接合ＳＱＵＩＤゲート）を用いているため、回路の
面積が大きくなり、大規模な集積化が困難であるという
問題点があった。また、一つの制御配線を２個の磁界結
合型ジョセフソンゲート回路に磁気的に結合するように
配置する必要があるため、制御配線のインダクタンスが
大きくなり、回路の高速化が困難であるという問題点が
あった。
【０００８】本発明の目的は、このような従来のジョセ
フソン極性切換型駆動回路の問題点を除去し、回路の微
細化と高速化が可能なジョセフソン極性切換型駆動回路
を提供することにある。
フソン極性切換型駆動回路の問題点を除去し、回路の微
細化と高速化が可能なジョセフソン極性切換型駆動回路
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるジョセフソン極性切換型駆動回路にお
いては、第１および第２の駆動電圧発生部と、被駆動線
路と、負荷抵抗とを有するジョセフソン極性切換型駆動
回路であって、第１および第２の駆動電圧発生部は、同
一回路構成であり、それぞれ、出力点と基準点間にイン
ダクタンスを介して接続されたジョセフソン接合が並列
に複数個接続され、前記インダクタンスと前記ジョセフ
ソン接合からなる少なくとも１個以上のループ回路と、
該ループに磁気的に結合するように配置された制御配線
とから構成され、制御配線の一端は、入力点に接続さ
れ、制御配線の他端は、出力点に接続されたものであ
り、被駆動線路は、第１および第２の駆動電圧発生部の
出力点間に接続されたものであり、負荷抵抗は、少なく
とも１個以上を被駆動線路内に挿入したものである。
め、本発明によるジョセフソン極性切換型駆動回路にお
いては、第１および第２の駆動電圧発生部と、被駆動線
路と、負荷抵抗とを有するジョセフソン極性切換型駆動
回路であって、第１および第２の駆動電圧発生部は、同
一回路構成であり、それぞれ、出力点と基準点間にイン
ダクタンスを介して接続されたジョセフソン接合が並列
に複数個接続され、前記インダクタンスと前記ジョセフ
ソン接合からなる少なくとも１個以上のループ回路と、
該ループに磁気的に結合するように配置された制御配線
とから構成され、制御配線の一端は、入力点に接続さ
れ、制御配線の他端は、出力点に接続されたものであ
り、被駆動線路は、第１および第２の駆動電圧発生部の
出力点間に接続されたものであり、負荷抵抗は、少なく
とも１個以上を被駆動線路内に挿入したものである。
【００１０】また、第１の抵抗と、第２の抵抗とを有
し、第１の抵抗は、一端が前記第１の駆動電圧発生部の
出力点に接続され、他端は基準点に接続されたものであ
り、第２の抵抗は、一端が前記第２の駆動電圧発生部の
出力点に接続され、他端は基準点に接続されたものであ
る。
し、第１の抵抗は、一端が前記第１の駆動電圧発生部の
出力点に接続され、他端は基準点に接続されたものであ
り、第２の抵抗は、一端が前記第２の駆動電圧発生部の
出力点に接続され、他端は基準点に接続されたものであ
る。
【００１１】また、第１および第２のジョセフソンゲー
ト回路と、第１および第２の入力抵抗を有し、両ジョセ
フソンゲート回路は、バイアス供給点と信号入力点と出
力点を有する同一の回路構成であり、第１のジョセフソ
ンゲート回路の出力端は、第１の入力抵抗を介して前記
第１の駆動電圧発生部の入力点に接続されたものであ
り、第２のジョセフソンゲート回路の出力端は、第２の
入力抵抗を介して前記第２の駆動電圧発生部の入力点に
接続されたものである。
ト回路と、第１および第２の入力抵抗を有し、両ジョセ
フソンゲート回路は、バイアス供給点と信号入力点と出
力点を有する同一の回路構成であり、第１のジョセフソ
ンゲート回路の出力端は、第１の入力抵抗を介して前記
第１の駆動電圧発生部の入力点に接続されたものであ
り、第２のジョセフソンゲート回路の出力端は、第２の
入力抵抗を介して前記第２の駆動電圧発生部の入力点に
接続されたものである。
【００１２】
【作用】信号入力端から電流が注入された場合には、２
接合ＳＱＵＩＤループの超伝導臨界電流値が抑制された
状態でＳＱＵＩＤループに電流が注入されるため、駆動
電圧発生部が電圧状態になり、信号電流は、被駆動線路
に注入され、一方、被駆動線路を通して出力端から電流
が注入された場合には、２接合ＳＱＵＩＤループの超伝
導臨界電流値は抑制されないため、駆動電圧発生部が超
伝導状態を維持するように動作することで極性切り換え
動作を可能にしている。駆動電圧発生部は、１個のジョ
セフソンゲート回路のみで形成されているので、回路の
高速動作と高集積化が可能になる。
接合ＳＱＵＩＤループの超伝導臨界電流値が抑制された
状態でＳＱＵＩＤループに電流が注入されるため、駆動
電圧発生部が電圧状態になり、信号電流は、被駆動線路
に注入され、一方、被駆動線路を通して出力端から電流
が注入された場合には、２接合ＳＱＵＩＤループの超伝
導臨界電流値は抑制されないため、駆動電圧発生部が超
伝導状態を維持するように動作することで極性切り換え
動作を可能にしている。駆動電圧発生部は、１個のジョ
セフソンゲート回路のみで形成されているので、回路の
高速動作と高集積化が可能になる。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。
る。
【００１４】（実施例１）図１は、本発明の実施例１を
説明するための等価回路図である。図に示す実施例は、
２個の駆動電圧発生部１，２と、被駆動線路３と、被駆
動線路３に挿入された負荷抵抗ＲLとから構成される。
第１，第２の駆動電圧発生部１，２は、２接合ＳＱＵＩ
Ｄループと、このループに磁気的に結合するように配置
された１本の制御配線Ｃとから構成され、制御配線Ｃの
各々の一端は、それぞれ制御信号入力端Ｓ1，Ｓ2に接続
され、各他端は、ＳＱＵＩＤループと、それぞれ出力端
Ｏ1，Ｏ2に接続された同一の回路構成を有している。２
接合ＳＱＵＩＤループは、２つのジョセフソン接合
Ｊ1，Ｊ2と、インダクタンスＬ1，Ｌ2とから構成され
る。ＳＱＵＩＤループは、出力端Ｏ1又はＯ2と、基準点
間にインダクタンスＬ1，Ｌ2を介して接続されたジョセ
フソン接合Ｊ1，Ｊ2が並列に複数個接続されてループを
形成しているものである。回路定数が同じ素子に対して
は、同じ記号で示した。
説明するための等価回路図である。図に示す実施例は、
２個の駆動電圧発生部１，２と、被駆動線路３と、被駆
動線路３に挿入された負荷抵抗ＲLとから構成される。
第１，第２の駆動電圧発生部１，２は、２接合ＳＱＵＩ
Ｄループと、このループに磁気的に結合するように配置
された１本の制御配線Ｃとから構成され、制御配線Ｃの
各々の一端は、それぞれ制御信号入力端Ｓ1，Ｓ2に接続
され、各他端は、ＳＱＵＩＤループと、それぞれ出力端
Ｏ1，Ｏ2に接続された同一の回路構成を有している。２
接合ＳＱＵＩＤループは、２つのジョセフソン接合
Ｊ1，Ｊ2と、インダクタンスＬ1，Ｌ2とから構成され
る。ＳＱＵＩＤループは、出力端Ｏ1又はＯ2と、基準点
間にインダクタンスＬ1，Ｌ2を介して接続されたジョセ
フソン接合Ｊ1，Ｊ2が並列に複数個接続されてループを
形成しているものである。回路定数が同じ素子に対して
は、同じ記号で示した。
【００１５】本実施例のジョセフソン極性切換型駆動回
路を広い動作マージンで動作させるためには、例えば以
下のような回路定数を決定すればよい。
路を広い動作マージンで動作させるためには、例えば以
下のような回路定数を決定すればよい。
【００１６】 ＬＩ01＝Φ0／４ Ｉ01＝Ｉ02＝０．２ｍＡ ＲL＝８Ω ＩIN＝０．３ｍＡ ここで、Ｌは、２接合ＳＱＵＩＤループのインダクタン
ス、Φ0は磁束量子、Ｉ01，Ｉ02はジョセフソン接合
Ｊ1，Ｊ2の超伝導臨界電流値、ＩINは信号電流値であ
る。
ス、Φ0は磁束量子、Ｉ01，Ｉ02はジョセフソン接合
Ｊ1，Ｊ2の超伝導臨界電流値、ＩINは信号電流値であ
る。
【００１７】本実施例のジョセフソン極性切換型駆動回
路の動作原理は、以下の如くである。すなわち、制御配
線に電流が流れていないときの２接合ＳＱＵＩＤループ
の超伝導臨界電流値は、２Ｉ0＝０．４ｍＡである。制
御信号入力端Ｓ1に０．３ｍＡの信号電流ＩINを入力す
ると、制御配線Ｃを介して信号電流は、駆動電圧発生部
１の２接合ＳＱＵＩＤループに注入される。制御配線Ｃ
は、２接合ＳＱＵＩＤループに対して磁気的に結合する
ように配置されているため、２接合ＳＱＵＩＤループの
超伝導臨界電流値を抑制して０．３ｍＡ以下に下げる。
路の動作原理は、以下の如くである。すなわち、制御配
線に電流が流れていないときの２接合ＳＱＵＩＤループ
の超伝導臨界電流値は、２Ｉ0＝０．４ｍＡである。制
御信号入力端Ｓ1に０．３ｍＡの信号電流ＩINを入力す
ると、制御配線Ｃを介して信号電流は、駆動電圧発生部
１の２接合ＳＱＵＩＤループに注入される。制御配線Ｃ
は、２接合ＳＱＵＩＤループに対して磁気的に結合する
ように配置されているため、２接合ＳＱＵＩＤループの
超伝導臨界電流値を抑制して０．３ｍＡ以下に下げる。
【００１８】従って、２接合ＳＱＵＩＤループが超伝導
状態から電圧状態にスイッチし、信号電流の大部分は被
駆動線路３に注入される。被駆動線路３に流れた信号電
流は、駆動電圧発生部２の２接合ＳＱＵＩＤループに制
御配線を介さず直接流れ込む。従って、このとき、２接
合ＳＱＵＩＤループの臨界電流値は、抑制されず、２接
合ＳＱＵＩＤループに流れ込む電流は、０．３ｍＡ以下
であるため、駆動電圧発生部２の２接合ＳＱＵＩＤルー
プは、電圧状態にスイッチせず、超伝導状態を維持す
る。以上の動作により被駆動線路３に時計回り方向に出
力電流を発生させることができる。
状態から電圧状態にスイッチし、信号電流の大部分は被
駆動線路３に注入される。被駆動線路３に流れた信号電
流は、駆動電圧発生部２の２接合ＳＱＵＩＤループに制
御配線を介さず直接流れ込む。従って、このとき、２接
合ＳＱＵＩＤループの臨界電流値は、抑制されず、２接
合ＳＱＵＩＤループに流れ込む電流は、０．３ｍＡ以下
であるため、駆動電圧発生部２の２接合ＳＱＵＩＤルー
プは、電圧状態にスイッチせず、超伝導状態を維持す
る。以上の動作により被駆動線路３に時計回り方向に出
力電流を発生させることができる。
【００１９】一方、信号入力端Ｓ2に０．３ｍＡの信号
電流を入力すると、先と同様に制御配線を介して信号電
流は、駆動電圧発生部２の２接合ＳＱＵＩＤループに注
入される。従って、２接合ＳＱＵＩＤループが超伝導状
態から電圧状態にしスイッチし、信号電流の大部分は、
被駆動線路３に注入される。被駆動線路３に流れた信号
電流は、駆動電圧発生部１の２接合ＳＱＵＩＤループに
制御配線を介さず直接流れ込む。以上の動作により被駆
動線路に反時計回り方向に出力電流を発生させることが
できる。
電流を入力すると、先と同様に制御配線を介して信号電
流は、駆動電圧発生部２の２接合ＳＱＵＩＤループに注
入される。従って、２接合ＳＱＵＩＤループが超伝導状
態から電圧状態にしスイッチし、信号電流の大部分は、
被駆動線路３に注入される。被駆動線路３に流れた信号
電流は、駆動電圧発生部１の２接合ＳＱＵＩＤループに
制御配線を介さず直接流れ込む。以上の動作により被駆
動線路に反時計回り方向に出力電流を発生させることが
できる。
【００２０】以上の動作から解るように、本実施例によ
るジョセフソン極性切換型駆動回路は、信号入力端（Ｓ
1又はＳ2）から電流が注入された場合には、２接合ＳＱ
ＵＩＤループの超伝導臨界電流値が抑制された状態でＳ
ＱＵＩＤループに電流が注入されるため、駆動電圧発生
部が電圧状態になり、信号電流を被駆動線路に注入し、
一方被駆動線路を通して出力端（Ｏ1又はＯ2）から電流
が注入された場合には、２接合ＳＱＵＩＤループの超伝
導臨界電流値は抑制されないため、駆動電圧発生部が超
伝導状態を維持するように動作することで極性切り換え
動作を可能にしている。
るジョセフソン極性切換型駆動回路は、信号入力端（Ｓ
1又はＳ2）から電流が注入された場合には、２接合ＳＱ
ＵＩＤループの超伝導臨界電流値が抑制された状態でＳ
ＱＵＩＤループに電流が注入されるため、駆動電圧発生
部が電圧状態になり、信号電流を被駆動線路に注入し、
一方被駆動線路を通して出力端（Ｏ1又はＯ2）から電流
が注入された場合には、２接合ＳＱＵＩＤループの超伝
導臨界電流値は抑制されないため、駆動電圧発生部が超
伝導状態を維持するように動作することで極性切り換え
動作を可能にしている。
【００２１】本実施例のジョセフソン極性切換型駆動回
路は、２個のジョセフソンゲート回路のみで形成されて
いるので、磁界結合型のジョセフソンゲート回路４個で
構成される従来技術に比べて回路の面積を大幅に減少さ
せることができる。入力信号を供給するために、従来の
技術のような大きなインダクタンスをもつ制御配線を必
要としないため、回路の高速動作が可能になる。
路は、２個のジョセフソンゲート回路のみで形成されて
いるので、磁界結合型のジョセフソンゲート回路４個で
構成される従来技術に比べて回路の面積を大幅に減少さ
せることができる。入力信号を供給するために、従来の
技術のような大きなインダクタンスをもつ制御配線を必
要としないため、回路の高速動作が可能になる。
【００２２】本実施例では、２接合ＳＱＵＩＤループを
用いたが、この他に３接合ＳＱＵＩＤを始めとする多接
合ＳＱＵＩＤを用いても同様の効果を得ることができ
る。
用いたが、この他に３接合ＳＱＵＩＤを始めとする多接
合ＳＱＵＩＤを用いても同様の効果を得ることができ
る。
【００２３】以上説明したように、本実施例により回路
の高速動作とレイアウト面積が小さくなり高集積化が可
能なジョセフソン極性切換型駆動回路を実現することが
できる。
の高速動作とレイアウト面積が小さくなり高集積化が可
能なジョセフソン極性切換型駆動回路を実現することが
できる。
【００２４】（実施例２）図２は、本発明の実施例２を
説明するための等価回路図である。図２に示す実施例
は、２個の駆動電圧発生部１，２と、被駆動線路３と、
被駆動線路３に挿入された負荷抵抗ＲLと、一端が接地
され、他端が被駆動線路３の一端に接続された抵抗ＲD
と、一端が接地され、他端が被駆動線路３の他端に接続
された抵抗ＲDとから構成される。回路定数が同じ素子
に対しては、同じ記号で示した。本実施例は実施例１に
さらに２つの抵抗ＲDを付加した回路構成である。
説明するための等価回路図である。図２に示す実施例
は、２個の駆動電圧発生部１，２と、被駆動線路３と、
被駆動線路３に挿入された負荷抵抗ＲLと、一端が接地
され、他端が被駆動線路３の一端に接続された抵抗ＲD
と、一端が接地され、他端が被駆動線路３の他端に接続
された抵抗ＲDとから構成される。回路定数が同じ素子
に対しては、同じ記号で示した。本実施例は実施例１に
さらに２つの抵抗ＲDを付加した回路構成である。
【００２５】動作原理は、実施例１の動作原理とほぼ同
様であるが、異なる点は、駆動電圧発生部１，２が電圧
状態にスイッチすると、入力信号電流は、負荷抵抗ＲL
と抵抗ＲDとの値に反比例して分流する点である。従っ
て、抵抗ＲDの値を適切に設定することで、入力信号電
流値ＩINに対して、被駆動線路に注入する電流値ＩOUT
をＩINよりも小さな範囲で任意に設定することができ
る。
様であるが、異なる点は、駆動電圧発生部１，２が電圧
状態にスイッチすると、入力信号電流は、負荷抵抗ＲL
と抵抗ＲDとの値に反比例して分流する点である。従っ
て、抵抗ＲDの値を適切に設定することで、入力信号電
流値ＩINに対して、被駆動線路に注入する電流値ＩOUT
をＩINよりも小さな範囲で任意に設定することができ
る。
【００２６】抵抗ＲDの値は、ジョセフソン接合が電圧
状態にスイッチしたときの接合を通してのリーク電流は
小さいとして無視すると以下のように表すことができ
る。 ＲD＝ＲL／（ＩIN／ＩOUT−１） 例えば、入力信号電流ＩINを０．４ｍＡとしてＩOUTを
０．３ｍＡにするためには、抵抗ＲDの値を２４Ωにす
れば良い。他の回路定数は実施例１と同一である。本実
施例のジョセフソン極性切換型駆動回路は、実施例１で
得られる効果に加えて、被駆動線路に注入する電流値Ｉ
OUTを入力信号電流ＩINよりも小さな範囲で任意に設定
することができるという効果がある。
状態にスイッチしたときの接合を通してのリーク電流は
小さいとして無視すると以下のように表すことができ
る。 ＲD＝ＲL／（ＩIN／ＩOUT−１） 例えば、入力信号電流ＩINを０．４ｍＡとしてＩOUTを
０．３ｍＡにするためには、抵抗ＲDの値を２４Ωにす
れば良い。他の回路定数は実施例１と同一である。本実
施例のジョセフソン極性切換型駆動回路は、実施例１で
得られる効果に加えて、被駆動線路に注入する電流値Ｉ
OUTを入力信号電流ＩINよりも小さな範囲で任意に設定
することができるという効果がある。
【００２７】（実施例３）図３は、本発明の実施例３を
説明するための等価回路図である。図３に示す実施例
は、２個の駆動電圧発生部１，２と、被駆動線路３と、
被駆動線路３に挿入された負荷抵抗ＲLと、２個の抵抗
結合型ジョセフソン論理ゲート（ＲＣＪＬ）Ｇb1，Ｇb2
と、２個の入力抵抗ＲINとから構成される。２個の抵抗
結合型ジョセフソン論理ゲートＧb1，Ｇb2は、外部への
３つの接続端（バイアス供給端Ｂ1又はＢ2，信号入力端
Ｓ1又はＳ2，出力端Ｏ1又はＯ2）と、３つのジョセフソ
ン接合（Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3）と４つの抵抗（Ｒ1，Ｒ2，
Ｒ3，Ｒ4）とから構成される同一の回路構成を有してい
る。回路定数が同じ素子に対しては同じ記号で示した。
本実施例は実施例１に、入出力分離機能を有する２個の
抵抗結合型ジョセフソン論理ゲートＧb1，Ｇb2をさらに
付加した回路構成である。
説明するための等価回路図である。図３に示す実施例
は、２個の駆動電圧発生部１，２と、被駆動線路３と、
被駆動線路３に挿入された負荷抵抗ＲLと、２個の抵抗
結合型ジョセフソン論理ゲート（ＲＣＪＬ）Ｇb1，Ｇb2
と、２個の入力抵抗ＲINとから構成される。２個の抵抗
結合型ジョセフソン論理ゲートＧb1，Ｇb2は、外部への
３つの接続端（バイアス供給端Ｂ1又はＢ2，信号入力端
Ｓ1又はＳ2，出力端Ｏ1又はＯ2）と、３つのジョセフソ
ン接合（Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3）と４つの抵抗（Ｒ1，Ｒ2，
Ｒ3，Ｒ4）とから構成される同一の回路構成を有してい
る。回路定数が同じ素子に対しては同じ記号で示した。
本実施例は実施例１に、入出力分離機能を有する２個の
抵抗結合型ジョセフソン論理ゲートＧb1，Ｇb2をさらに
付加した回路構成である。
【００２８】動作原理は、実施例１の動作原理とほぼ同
様であるが、異なる点は、抵抗結合型ジョセフソン論理
ゲートにより、入出力分離を行うことにより駆動電圧発
生部への入力信号電流値を任意の一定の値に設定するこ
とができる点である。従って、駆動線路に注入する電流
値ＩOUTを任意に設定することができる。このことは、
ジョセフソン極性切換型駆動回路への入力信号が変動す
る場合には非常に効果的である。
様であるが、異なる点は、抵抗結合型ジョセフソン論理
ゲートにより、入出力分離を行うことにより駆動電圧発
生部への入力信号電流値を任意の一定の値に設定するこ
とができる点である。従って、駆動線路に注入する電流
値ＩOUTを任意に設定することができる。このことは、
ジョセフソン極性切換型駆動回路への入力信号が変動す
る場合には非常に効果的である。
【００２９】例えば、入力信号が０．１ｍＡから１ｍＡ
まで変動した場合においても、被駆動線路３に注入され
る出力電流値ＩOUTを一定（Ｉb＝０．３２ｍＡ）にする
ことができる。このため、例えば回路定数を以下のよう
に決定すればよい。
まで変動した場合においても、被駆動線路３に注入され
る出力電流値ＩOUTを一定（Ｉb＝０．３２ｍＡ）にする
ことができる。このため、例えば回路定数を以下のよう
に決定すればよい。
【００３０】 Ｉb＝０．３ｍＡ Ｉ01＝Ｉ02＝Ｉ03＝０．２ｍＡ Ｉ03＝０．１３３ｍＡ Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝０．７５Ω Ｒ4＝１Ω ＲL＝８Ω ここで、Ｉbは、抵抗結合型ジョセフソン論理ゲートに
供給するバイアス電流値であり、Ｉ01，Ｉ02，Ｉ03は、
ジョセフソン接合Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3の超伝導臨界電流値で
ある。
供給するバイアス電流値であり、Ｉ01，Ｉ02，Ｉ03は、
ジョセフソン接合Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3の超伝導臨界電流値で
ある。
【００３１】本実施例のジョセフソン極性切換型駆動回
路は、実施例１で得られる効果に加えて、入力信号との
入出力分離を行うことにより被駆動線路に注入する電流
値ＩOUTを任意に設定することができるという効果があ
る。これにより、入力信号の値に関わらず、被駆動線路
に一定の出力電流を注入することが可能なジョセフソン
極性切換型駆動回路を実現することができる。本実施例
のジョセフソン極性切換型駆動回路では、ジョセフソン
ゲート回路として抵抗結合型ジョセフソン論理ゲート
（ＲＣＪＬ）を用いたが、これ以外の電流注入型ゲート
又は磁界結合型ゲートを用いても同様な効果を得ること
ができる。
路は、実施例１で得られる効果に加えて、入力信号との
入出力分離を行うことにより被駆動線路に注入する電流
値ＩOUTを任意に設定することができるという効果があ
る。これにより、入力信号の値に関わらず、被駆動線路
に一定の出力電流を注入することが可能なジョセフソン
極性切換型駆動回路を実現することができる。本実施例
のジョセフソン極性切換型駆動回路では、ジョセフソン
ゲート回路として抵抗結合型ジョセフソン論理ゲート
（ＲＣＪＬ）を用いたが、これ以外の電流注入型ゲート
又は磁界結合型ゲートを用いても同様な効果を得ること
ができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
路の高速動作とレイアウト面積が小さくなり高集積化が
可能なジョセフソン極性切換型駆動回路を実現すること
ができる。また実施例２によれば、前記効果に加えて、
被駆動線路に注入する電流値ＩOUTを入力信号電流ＩIN
よりも小さな範囲で任意に設定することが可能なジョセ
フソン極性切換型駆動回路を実現することができる。さ
らに実施例３によれば、効果に加えて、入力信号の値に
関わらず、被駆動線路に一定の出力電流を注入すること
が可能なジョセフソン極性切換型駆動回路を実現するこ
とができる。
路の高速動作とレイアウト面積が小さくなり高集積化が
可能なジョセフソン極性切換型駆動回路を実現すること
ができる。また実施例２によれば、前記効果に加えて、
被駆動線路に注入する電流値ＩOUTを入力信号電流ＩIN
よりも小さな範囲で任意に設定することが可能なジョセ
フソン極性切換型駆動回路を実現することができる。さ
らに実施例３によれば、効果に加えて、入力信号の値に
関わらず、被駆動線路に一定の出力電流を注入すること
が可能なジョセフソン極性切換型駆動回路を実現するこ
とができる。
【図１】本発明によるジョセフソン極性切換型駆動回路
の実施例１を説明するための等価回路図である。
の実施例１を説明するための等価回路図である。
【図２】本発明によるジョセフソン極性切換型駆動回路
の実施例２を説明するための等価回路図である。
の実施例２を説明するための等価回路図である。
【図３】本発明によるジョセフソン極性切換型駆動回路
の実施例３を説明するための等価回路図である。
の実施例３を説明するための等価回路図である。
【図４】従来の技術によるジョセフソン極性切換型駆動
回路を説明するための等価回路図である。
回路を説明するための等価回路図である。
１ 第１の駆動電圧発生部 ２ 第２の駆動電圧発生部 ３ 被駆動線路 Ｂ1，Ｂ2 バイアス入力端 Ｏ1，Ｏ2 出力端 Ｓ1〜Ｓ4 信号入力端 Ｇ1〜Ｇ4 磁界結合型ジョセフソンゲート回路 Ｊ1〜Ｊ3 ジョセフソン接合 Ｒ1〜Ｒ4，ＲL，ＲD 抵抗 Ｇb1，Ｇb2 抵抗結合型ジョセフソン論理ゲート（ＲＣ
ＪＬ） Ｃ 制御配線 Ｌ1，Ｌ2 インダクタンス
ＪＬ） Ｃ 制御配線 Ｌ1，Ｌ2 インダクタンス
Claims (3)
- 【請求項１】 第１および第２の駆動電圧発生部と、被
駆動線路と、負荷抵抗とを有するジョセフソン極性切換
型駆動回路であって、 第１および第２の駆動電圧発生部は、同一回路構成であ
り、それぞれ、出力点と基準点間にインダクタンスを介
して接続されたジョセフソン接合が並列に複数個接続さ
れ、前記インダクタンスと前記ジョセフソン接合からな
る少なくとも１個以上のループ回路と、該ループに磁気
的に結合するように配置された制御配線とから構成さ
れ、 制御配線の一端は、入力点に接続され、制御配線の他端
は、出力点に接続されたものであり、 被駆動線路は、第１および第２の駆動電圧発生部の出力
点間に接続されたものであり、 負荷抵抗は、少なくとも１個以上を被駆動線路内に挿入
したものであることを特徴とするジョセフソン極性切換
型駆動回路。 - 【請求項２】 請求項１のジョセフソン極性切換型駆動
回路において、第１の抵抗と、第２の抵抗とを有し、第
１の抵抗は、一端が前記第１の駆動電圧発生部の出力点
に接続され、他端は基準点に接続されたものであり、 第２の抵抗は、一端が前記第２の駆動電圧発生部の出力
点に接続され、他端は基準点に接続されたものであるこ
とを特徴とするジョセフソン極性切換型駆動回路。 - 【請求項３】 請求項１又は２のジョセフソン極性切換
型駆動回路において、 第１および第２のジョセフソンゲート回路と、第１およ
び第２の入力抵抗を有し、 両ジョセフソンゲート回路は、バイアス供給点と信号入
力点と出力点を有する同一の回路構成であり、 第１のジョセフソンゲート回路の出力端は、第１の入力
抵抗を介して前記第１の駆動電圧発生部の入力点に接続
されたものであり、 第２のジョセフソンゲート回路の出力端は、第２の入力
抵抗を介して前記第２の駆動電圧発生部の入力点に接続
されたものであることを特徴とするジョセフソン極性切
換型駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003259A JP2765326B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | ジョセフソン極性切換型駆動回路 |
| US08/002,897 US5295093A (en) | 1992-01-10 | 1993-01-11 | Polarity-convertible Josephson driver circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4003259A JP2765326B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | ジョセフソン極性切換型駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05191252A JPH05191252A (ja) | 1993-07-30 |
| JP2765326B2 true JP2765326B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=11552478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4003259A Expired - Lifetime JP2765326B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | ジョセフソン極性切換型駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765326B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-10 JP JP4003259A patent/JP2765326B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05191252A (ja) | 1993-07-30 |
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