JPH01278123A - 相補型超電導回路 - Google Patents
相補型超電導回路Info
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- JPH01278123A JPH01278123A JP63108773A JP10877388A JPH01278123A JP H01278123 A JPH01278123 A JP H01278123A JP 63108773 A JP63108773 A JP 63108773A JP 10877388 A JP10877388 A JP 10877388A JP H01278123 A JPH01278123 A JP H01278123A
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Classifications
-
- Y02E40/642—
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、接続された２つ以上の磁気抵抗効果をもつ超
電導素子の制御線の電流が、前記の超電導素子に相補的
作用する磁界を発生する電気回路にした相補型超電導回
路く関するものである。
電導素子の制御線の電流が、前記の超電導素子に相補的
作用する磁界を発生する電気回路にした相補型超電導回
路く関するものである。
〈従来の技術〉
従来の磁気抵抗効果をもつ超電導素子１例えば、セラミ
ック超電導素子、を使用するときは、第８図の方法が用
いられていた。第８図に於て、基板１４に形成されたセ
ラミック超電導体８の両端に、一対の電流電極９．ＩＯ
とその内側の電圧電極１１．１２．及び、その超電導体
８に近接して導体の制御線１３が設けられている。
ック超電導素子、を使用するときは、第８図の方法が用
いられていた。第８図に於て、基板１４に形成されたセ
ラミック超電導体８の両端に、一対の電流電極９．ＩＯ
とその内側の電圧電極１１．１２．及び、その超電導体
８に近接して導体の制御線１３が設けられている。
以上の構成の回路で、制御線１３に一定値以上の電流を
流すと、その電流により発生した磁界が近接した超電導
体８に作用し、その超電導状態を破って電気抵抗をもた
せる。超電導体８に、その電流端子９．１０’を通して
、電流を流しておけば超電導体８に抵抗が発生したとき
、その電圧端子１１．１２の間に電位差を生じる。以上
のように、制御線１３の電流入力を、超電導体の電圧出
力に超高速で、かつ、入出力回路は磁気のみで結合した
回路で変換する。
流すと、その電流により発生した磁界が近接した超電導
体８に作用し、その超電導状態を破って電気抵抗をもた
せる。超電導体８に、その電流端子９．１０’を通して
、電流を流しておけば超電導体８に抵抗が発生したとき
、その電圧端子１１．１２の間に電位差を生じる。以上
のように、制御線１３の電流入力を、超電導体の電圧出
力に超高速で、かつ、入出力回路は磁気のみで結合した
回路で変換する。
ｇＪＩＪ９図は、第８図の構成に制御線１５を追加され
ており１．その制御線１３と１５に流す電流の大きさと
相互の電流方向により、ＡＮＤ、ＯＲ又はＸＯＨなどの
論理ゲートを形成することができる。
ており１．その制御線１３と１５に流す電流の大きさと
相互の電流方向により、ＡＮＤ、ＯＲ又はＸＯＨなどの
論理ゲートを形成することができる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
従来の第８図、又は、第９図の構成にすると、超電導体
８に電流を流すための定電流源が必要で、また、電流入
力電圧出力の回路になり、この回路を組み合せて、論理
回路に形成するのが極めて困難であった。
８に電流を流すための定電流源が必要で、また、電流入
力電圧出力の回路になり、この回路を組み合せて、論理
回路に形成するのが極めて困難であった。
例えば、第９図の構成で、電流の大きさと方向を変えＡ
ＮＤゲート、ＯＲゲート、又は、ＸＯＲゲートの動作を
させると、その制御＠Ｉ８と１５に流す電流の大きさと
方向は、その超電導体８と制御線の構成や、形成するゲ
ートの種類に合わせるので、電源部分のレイアウト設計
が非常に複雑になった。
ＮＤゲート、ＯＲゲート、又は、ＸＯＲゲートの動作を
させると、その制御＠Ｉ８と１５に流す電流の大きさと
方向は、その超電導体８と制御線の構成や、形成するゲ
ートの種類に合わせるので、電源部分のレイアウト設計
が非常に複雑になった。
本発明は、以上のような超電導体を回路に用いるときの
問題点を解消し、論理回路のレイアウト設計が容易な超
電導回路を提供するものである。
問題点を解消し、論理回路のレイアウト設計が容易な超
電導回路を提供するものである。
く問題点を解決するための手段〉
゛ 本発明は、複数の磁気抵抗効果をもつ超電導体、特
に、磁気に対する感度が高いセラミック高温超電導体を
接続した回路に於いて、前記の素子に近接して設けた制
御線の電流を、対応する超電導体に相補的な磁界が発生
するよう、流す構成にするものである。
に、磁気に対する感度が高いセラミック高温超電導体を
接続した回路に於いて、前記の素子に近接して設けた制
御線の電流を、対応する超電導体に相補的な磁界が発生
するよう、流す構成にするものである。
これにより、超電導体は、その抵抗が相補的に切り換る
回路の動作をすることができる。
回路の動作をすることができる。
く作 用〉
セラミック超電導体などの結晶粒界に磁界の作用を受け
る超電導体は、微弱な磁界によっても、その超電導状態
が破れ抵抗をもつが、本発明はこの現象が極めて高速な
ことを利用している。複数の超電導体に近接して設けた
制御線にその超電導体に対し相補的に作用する電流を流
すようにすれば、超電導体の抵抗は相補的に発生し、ま
た、入力側の制御線と出力側の超電導体は磁界でのみ結
合する回路にすることができる。
る超電導体は、微弱な磁界によっても、その超電導状態
が破れ抵抗をもつが、本発明はこの現象が極めて高速な
ことを利用している。複数の超電導体に近接して設けた
制御線にその超電導体に対し相補的に作用する電流を流
すようにすれば、超電導体の抵抗は相補的に発生し、ま
た、入力側の制御線と出力側の超電導体は磁界でのみ結
合する回路にすることができる。
〈実施例〉
本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
。
。
第１図は本発明の基本的構成を示す第１の実施例の平面
図である。
図である。
第１図に於て、１−１と１−２は磁気抵抗効果をもつ超
電導体で、その間はリード線３で接続され、それらの両
端はリード線４−１．４−２で電源端子ａ、ｅに接続さ
れている。又、リード線３は出力端子すに接続している
。
電導体で、その間はリード線３で接続され、それらの両
端はリード線４−１．４−２で電源端子ａ、ｅに接続さ
れている。又、リード線３は出力端子すに接続している
。
以上の超電導体１ ＝、１と１−２のそれぞれに近接し
て、制御線２−１と２−２が設けられ、その制御線は、
リード線５により電流制御の中間端子ｅと、それらの両
端へはリード線６−１．６−２によりの端子ｄとｆに接
続されている。この回路は、基板７の上に製膜法によっ
て作製した。作製法の１例・は次の通りである。
て、制御線２−１と２−２が設けられ、その制御線は、
リード線５により電流制御の中間端子ｅと、それらの両
端へはリード線６−１．６−２によりの端子ｄとｆに接
続されている。この回路は、基板７の上に製膜法によっ
て作製した。作製法の１例・は次の通りである。
超電導体をＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０のセラミックにし、その
構成元素の硝酸塩であるＹ（ＮＯ３）３＠６Ｈ２０，Ｂ
ａ（ＮＯ３）２ ＊ Ｃｕ（ＮＯ３）ｚ １１ａＨｚＯ
を、Ｙ ： Ｂａ ： Ｃｕが１ ：２：８の比にな
るよう秤量し、水溶液にして、４００℃に加熱した安定
゛化ジルコニア基板７の上に細かい霧状にスプレィし、
熱分解とセラミック化させるスプレィパイロリシス法に
より、厚さ５μｍの膜を作り、その後・空気中での９５
０℃で６０分、及び、５００℃で１０時間のアニールを
行い酸素組成比の制御をしてＹｔＢａｚＣｕ３０ｙ−δ
のセラミック超電導体膜にした。作製した超電導膜はリ
ン酸系のエツチング液によって、第１図の超電導体１−
１．１−２のように成形した。作製した超電導体の臨界
温度Ｔｃは８８にであった。
構成元素の硝酸塩であるＹ（ＮＯ３）３＠６Ｈ２０，Ｂ
ａ（ＮＯ３）２ ＊ Ｃｕ（ＮＯ３）ｚ １１ａＨｚＯ
を、Ｙ ： Ｂａ ： Ｃｕが１ ：２：８の比にな
るよう秤量し、水溶液にして、４００℃に加熱した安定
゛化ジルコニア基板７の上に細かい霧状にスプレィし、
熱分解とセラミック化させるスプレィパイロリシス法に
より、厚さ５μｍの膜を作り、その後・空気中での９５
０℃で６０分、及び、５００℃で１０時間のアニールを
行い酸素組成比の制御をしてＹｔＢａｚＣｕ３０ｙ−δ
のセラミック超電導体膜にした。作製した超電導膜はリ
ン酸系のエツチング液によって、第１図の超電導体１−
１．１−２のように成形した。作製した超電導体の臨界
温度Ｔｃは８８にであった。
作製した超電導体１−１．１−２をもった基板上に、蒸
着チタン（Ｔｉ ）膜のリフトオフ法により制御線２−
１．２−２とリード線３．４．５及び６を形成し、第菫
図の超電導体を相補的に動作させる回路にした。
゛ ＠１図の回路の制御線２−１に、その電流により発生す
る磁界が超電導体１−１の臨界磁界Ｈｃ以上と同じよう
に制御線２−２の電流を、端子ｅ−ｆ間に流せば、超電
導体１−２が電気抵抗を。
着チタン（Ｔｉ ）膜のリフトオフ法により制御線２−
１．２−２とリード線３．４．５及び６を形成し、第菫
図の超電導体を相補的に動作させる回路にした。
゛ ＠１図の回路の制御線２−１に、その電流により発生す
る磁界が超電導体１−１の臨界磁界Ｈｃ以上と同じよう
に制御線２−２の電流を、端子ｅ−ｆ間に流せば、超電
導体１−２が電気抵抗を。
もつことになる。
上記で近接した超電導体のＨｃ以上の磁界を発生させる
電流を流す制御線の他の制御線には、超電導体に影響し
ない程度の電流は流れてもよい。
電流を流す制御線の他の制御線には、超電導体に影響し
ない程度の電流は流れてもよい。
次に、・￥Ｊ１図の構成の回路の、インバータ動作の接
続形成について第２図で示す。第２図の回路表示は、第
１図と同じ記号を用いており、超電導体１−１と１−２
の抵抗はそれぞれＲ１とＲ２で表示し、コイルで表示し
た制御線２−１と２−２の両端子ｄとｆにそれぞれ抵抗
ｒ１ とｒ２を接続し、電流工ｌ又は工２が流れるとす
る。この回路で、端子ａは電源Ｖ ｃ ｃに、端子Ｃは
接地ＧＮＤに接続され、又、ｄ端子とｆ端子はそれぞれ
抵抗ｒ１ とｒ２を介して、ＧＮＤとＶｃｃ に接続
されている。端子ｅｌＣ入力電圧Ｖｉｎ を接続し、端
子すの電位を出力電圧Ｖｏｕｔとする。
続形成について第２図で示す。第２図の回路表示は、第
１図と同じ記号を用いており、超電導体１−１と１−２
の抵抗はそれぞれＲ１とＲ２で表示し、コイルで表示し
た制御線２−１と２−２の両端子ｄとｆにそれぞれ抵抗
ｒ１ とｒ２を接続し、電流工ｌ又は工２が流れるとす
る。この回路で、端子ａは電源Ｖ ｃ ｃに、端子Ｃは
接地ＧＮＤに接続され、又、ｄ端子とｆ端子はそれぞれ
抵抗ｒ１ とｒ２を介して、ＧＮＤとＶｃｃ に接続
されている。端子ｅｌＣ入力電圧Ｖｉｎ を接続し、端
子すの電位を出力電圧Ｖｏｕｔとする。
以上の構成に於て、第３図（ａ）に示したようにＶ ｉ
ｎが０（ＧＮＤ）では工２のみ流れ、ＶｉｎがＶｃｃ
のとき■１のみになり、その間を両室流が直線的１’ｌ
ｃｉ化する０こ＼で抵抗ｒ１とｒ２が等しく、超電導体
１−１と１−２は、制御線の電流がＶ ｃ ｃ ／２で
電流１１＝Ｉ２．＝ＩＯのときのＨｃ以上で、−定の抵
抗値Ｒ，をもつという理想的動作をするものとすれば、
抵抗Ｒ１とＲ２はＶｉｎ に対して、第３図の（ｂ）と
（ｃ）図のように発生する。従ってＶｏｕｔは（ｄ）図
のようにＶｉｎに対する出力電圧Ｖｏｕｔのインバータ
論理出力を出すことができる。
ｎが０（ＧＮＤ）では工２のみ流れ、ＶｉｎがＶｃｃ
のとき■１のみになり、その間を両室流が直線的１’ｌ
ｃｉ化する０こ＼で抵抗ｒ１とｒ２が等しく、超電導体
１−１と１−２は、制御線の電流がＶ ｃ ｃ ／２で
電流１１＝Ｉ２．＝ＩＯのときのＨｃ以上で、−定の抵
抗値Ｒ，をもつという理想的動作をするものとすれば、
抵抗Ｒ１とＲ２はＶｉｎ に対して、第３図の（ｂ）と
（ｃ）図のように発生する。従ってＶｏｕｔは（ｄ）図
のようにＶｉｎに対する出力電圧Ｖｏｕｔのインバータ
論理出力を出すことができる。
次に、第１図、第２図のインパークを２つ組合せてＮＡ
ＮＤゲートにした第２の実施例を第４図に示した。これ
は超電導体１−１と１−２．及び、１−３と１−４から
なる２つのインバータの動作をする。入力電圧はＶｉｎ
ｌとＶｉｎｚで、出力電圧はＶｏｕｔである。こ＼で第
１の実施例のように、ｒｌ ”ｒ２ ＝ｒ３ ＝
ｒ４ ＝ｒＯとし、Ｉ（１＝Ｖｃｃ／２ｒＯを満たし
、ＶｉｎｌとＶｉｎｚが時間的に第５図の（ａ）と（ｂ
）図のように変化すると、Ｒは図の上に記入したように
変化し、そのＶｏｕｔは（ｃ）図のようにＶｉｎｌとＶ
ｉｎ２が同時にＶｃｃに近くなったときのみ、Ｖｏｕｔ
力刺になるＮＡＮＤの論理出力になる。
ＮＤゲートにした第２の実施例を第４図に示した。これ
は超電導体１−１と１−２．及び、１−３と１−４から
なる２つのインバータの動作をする。入力電圧はＶｉｎ
ｌとＶｉｎｚで、出力電圧はＶｏｕｔである。こ＼で第
１の実施例のように、ｒｌ ”ｒ２ ＝ｒ３ ＝
ｒ４ ＝ｒＯとし、Ｉ（１＝Ｖｃｃ／２ｒＯを満たし
、ＶｉｎｌとＶｉｎｚが時間的に第５図の（ａ）と（ｂ
）図のように変化すると、Ｒは図の上に記入したように
変化し、そのＶｏｕｔは（ｃ）図のようにＶｉｎｌとＶ
ｉｎ２が同時にＶｃｃに近くなったときのみ、Ｖｏｕｔ
力刺になるＮＡＮＤの論理出力になる。
第４図と回路の接続を変更してＮＯＲゲートにした第３
の実施例にしたのが第６図の回路である。
の実施例にしたのが第６図の回路である。
この実施例も接続以外は第２の実施例と同じ条件にする
と、そのＶｉｎｌとＶｉｎ２への第７図（ａ）と（ｂ）
のような入力に対し、Ｒも図のように変化するので、出
力は（ｃ）図のようにＶｉｎｌ Ｉ又は、Ｖｉｎ２のい
ずれかがＶｃｃに近いときはＶｏｕｔが０になるＮＯＲ
の論理出力が得られる。
と、そのＶｉｎｌとＶｉｎ２への第７図（ａ）と（ｂ）
のような入力に対し、Ｒも図のように変化するので、出
力は（ｃ）図のようにＶｉｎｌ Ｉ又は、Ｖｉｎ２のい
ずれかがＶｃｃに近いときはＶｏｕｔが０になるＮＯＲ
の論理出力が得られる。
なお、以上で説明した実施例に於ては、しきい値電流を
ＩＯ＝Ｖｃｃ／２ｒｏとしたが、工０がＶｃｃ／２ｒ０
より低くなり、そのインバータを構成する超電導体が同
時に抵抗Ｒ，をもってもインパーク。
ＩＯ＝Ｖｃｃ／２ｒｏとしたが、工０がＶｃｃ／２ｒ０
より低くなり、そのインバータを構成する超電導体が同
時に抵抗Ｒ，をもってもインパーク。
ＮＡ ＮＤ 、又は、ＮＯＲの論理出力を得ることがで
きる。
きる。
更に、本実施例に於ては、磁気抵抗効果をもつ超電導体
ｋ Ｙ Ｂ ａ −Ｃｕ −Ｑ セラミック超電導体
で説明したが、粒界などの効果で微弱な磁界で抵抗を発
生すれば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０以外のセラミック超電導
体、又は、化合物超電導体を使うことができる。また、
実施例では超電導体と制御線を基板上に並行する構成に
したが超電導体上に薄い絶縁膜を介して制御線を配設す
れば、両者の距離を更に近ずけることかでき、電流によ
る磁気が効果的になり、制御線の電流値を低くすること
ができる。
ｋ Ｙ Ｂ ａ −Ｃｕ −Ｑ セラミック超電導体
で説明したが、粒界などの効果で微弱な磁界で抵抗を発
生すれば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０以外のセラミック超電導
体、又は、化合物超電導体を使うことができる。また、
実施例では超電導体と制御線を基板上に並行する構成に
したが超電導体上に薄い絶縁膜を介して制御線を配設す
れば、両者の距離を更に近ずけることかでき、電流によ
る磁気が効果的になり、制御線の電流値を低くすること
ができる。
〈発明の効果〉
本発明によジ、定電圧電源を用いて、電圧入力と電圧出
力の動作をさせる相補型の超電導体論理回路を構成する
ことができる。従って、従来の超電導体の回路のような
ゲートの動作ごとに電流の方向及び大きさなどの変更を
する回路設計が不要になるので、超電導体を用いた論理
回路のレイアウト設計が容易になる。
力の動作をさせる相補型の超電導体論理回路を構成する
ことができる。従って、従来の超電導体の回路のような
ゲートの動作ごとに電流の方向及び大きさなどの変更を
する回路設計が不要になるので、超電導体を用いた論理
回路のレイアウト設計が容易になる。
第１図は本発明の基本の第１の実施例のパターン図、第
２図は第１の実施例の回路図、第３図は第１の実施例の
動作特性図、第４図は第２の実施例の回路図、第５図は
第２の実施例の動作特性図、第６図は第３の実施例の回
路図、第７図は第３の実施例の動作特性図、第８図、第
９図は従来の超電導体回路素子の構成図である。 ■は超電導体、２は制御線、３．４．５．６はリード線
、７は基板である。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第３ｍ 第５ 図 第６図 第 ８ 図
２図は第１の実施例の回路図、第３図は第１の実施例の
動作特性図、第４図は第２の実施例の回路図、第５図は
第２の実施例の動作特性図、第６図は第３の実施例の回
路図、第７図は第３の実施例の動作特性図、第８図、第
９図は従来の超電導体回路素子の構成図である。 ■は超電導体、２は制御線、３．４．５．６はリード線
、７は基板である。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第３ｍ 第５ 図 第６図 第 ８ 図
Claims (1)
- １、少なくとも２個の直列に接続された磁気抵抗効果を
もつ超電導体に、前記超電導体ごとに近接して設けた制
御線の電流による磁界が、前記超電導素子に相補的に発
生する構成にしたことを特徴とする相補型超電導回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63108773A JPH01278123A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | 相補型超電導回路 |
| DE89301279T DE68906044T2 (de) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Supraleitende logische vorrichtung. |
| EP89301279A EP0328398B1 (en) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Superconductive logic device |
| CN89101727A CN1054471C (zh) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | 超导逻辑器件 |
| US07/983,290 US5298485A (en) | 1988-02-10 | 1992-11-30 | Superconductive logic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63108773A JPH01278123A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | 相補型超電導回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01278123A true JPH01278123A (ja) | 1989-11-08 |
Family
ID=14493118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63108773A Pending JPH01278123A (ja) | 1988-02-10 | 1988-04-30 | 相補型超電導回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01278123A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413312A (ja) * | 1989-12-29 | 1992-01-17 | Trw Inc | 非ヒステリシス性超電導論理回路 |
-
1988
- 1988-04-30 JP JP63108773A patent/JPH01278123A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0413312A (ja) * | 1989-12-29 | 1992-01-17 | Trw Inc | 非ヒステリシス性超電導論理回路 |
| EP0766401A1 (en) * | 1989-12-29 | 1997-04-02 | Trw Inc. | Superconducting nonhysteretic logic design |
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