JPH0413799B2 - - Google Patents

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JPH0413799B2
JPH0413799B2 JP60172519A JP17251985A JPH0413799B2 JP H0413799 B2 JPH0413799 B2 JP H0413799B2 JP 60172519 A JP60172519 A JP 60172519A JP 17251985 A JP17251985 A JP 17251985A JP H0413799 B2 JPH0413799 B2 JP H0413799B2
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JP
Japan
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line
superconducting
superconducting line
current
loop
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JP60172519A
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Japanese (ja)
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JPS6233395A (en
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Shuichi Tawara
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はジヨセフソン記憶回路、より詳しくは
ジヨセフソン効果を用いた非破壊読み出しランダ
ムアクセスメモリに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a Josephson storage circuit, and more particularly to a non-destructive read random access memory using the Josephson effect.

(従来技術とその問題点) ジヨセフソン接合を用いたゲート回路は、その
高速スイツチング特性、低消費電力特性ゆえに高
速論理回路、高速記憶回路への応用が考えられ
る。ジヨセフソン記憶回路では、ジヨセフソン素
子を含む超伝導ループに貯えられた1個ないしは
数個の磁束量子φ0を記憶媒体とする。記憶され
た情報は超伝導電流により保存され情報保持のた
めのエネルギーを必要としないという利点を持
つ、該記憶回路を高速化するために、記憶ループ
内に貯えられる磁束量子の数をできるだけ小さく
する事が必要である。さらに配線インダクタンス
を減らすため回路を小型化する事が望ましい。回
路の小型化は、プロセス上、歩留まりの向上とい
う点からも重要である。
(Prior art and its problems) Gate circuits using Josephson junctions can be applied to high-speed logic circuits and high-speed memory circuits because of their high-speed switching characteristics and low power consumption characteristics. In a Josephson storage circuit, one or several magnetic flux quanta φ 0 stored in a superconducting loop including Josephson elements serve as a storage medium. The stored information is stored by superconducting current and has the advantage that no energy is required for information retention.In order to speed up the storage circuit, the number of magnetic flux quanta stored in the storage loop is minimized. things are necessary. Furthermore, it is desirable to downsize the circuit in order to reduce wiring inductance. Miniaturization of circuits is also important from the viewpoint of improving process yield.

第10図はジヨセフソンゲート回路を用いたジ
ヨセフソン記憶回路の従来例を説明するための図
である。図中71,72は、それぞれ3個、2個
のジヨセフソン接合とインダクタンスよりなるジ
ヨセフソンゲート回路でそれぞれ3接合インター
フエロメター・ゲート、2接合インターフエロメ
ター・ゲートと呼ばれる。73,74は超伝導線
路、75はワード線、76はビツト線、77は補
助のワード線、78はセンス線、79は発振防止
用のダンピング抵抗である。第11図は2接合イ
ンターフエロメター・ゲートを説明するための図
でaは回路図、bはそのしきい値特性である。第
12図は3接合インターフエロメター・ゲートを
説明するための図で、aは回路図、bはそのしき
い値特性である。第11図aにおいて、81,8
2はジヨセフソン接合、83はインダクタンス、
84はゲート電流路、85は該インダクタンスと
電磁的に結合する入力線である。第11図の2接
合インターフエロメター・ゲートにおいてはジヨ
セフソン接合81,82の臨界電流値は同一値I0
に設定される。第12図aにおいて91,92,
93はそれぞれ臨界電流値I0,2I0,I0のジヨセフ
ソン接合94,95は同一のインダクタンス値L
をもつインダクタンス、96はゲート電流路、9
7,98は該インダクタンスと電磁的に結合する
入力線である。第11図b、第12図bのしきい
値特性において横軸は入力電流、縦軸はゲート電
流を、また斜線部は該ゲート回路が電圧状態にあ
る事を示す。
FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional example of a Josephson memory circuit using a Josephson gate circuit. In the figure, reference numerals 71 and 72 denote Josephson gate circuits consisting of three and two Josephson junctions and inductances, respectively, and are called a three-junction interferometer gate and a two-junction interferometer gate, respectively. 73 and 74 are superconducting lines, 75 is a word line, 76 is a bit line, 77 is an auxiliary word line, 78 is a sense line, and 79 is a damping resistor for preventing oscillation. FIG. 11 is a diagram for explaining a two-junction interferometer gate, in which a is a circuit diagram and b is its threshold characteristic. FIG. 12 is a diagram for explaining a three-junction interferometer gate, where a is a circuit diagram and b is its threshold characteristic. In Figure 11a, 81,8
2 is Josephson junction, 83 is inductance,
84 is a gate current path, and 85 is an input line that is electromagnetically coupled to the inductance. In the two-junction interferometer gate of FIG. 11, the critical current values of Josephson junctions 81 and 82 are the same value I 0
is set to In Figure 12 a, 91, 92,
Josephson junctions 94 and 95 have critical current values I 0 , 2I 0 , and I 0 , respectively, and 93 have the same inductance value L.
96 is the gate current path, 9
7 and 98 are input lines that are electromagnetically coupled to the inductance. In the threshold characteristics shown in FIGS. 11b and 12b, the horizontal axis represents the input current, the vertical axis represents the gate current, and the shaded area indicates that the gate circuit is in a voltage state.

本記憶回路に2進数“0”“1”を書き込み、
また読み出す動作の詳細については文献アイ・イ
ー・イー・イージヤーナル・オブ・ソリツド・ス
テート・サーキツト誌(IEEE Journal of Solid
State Circuits)Vol.SC−14(5)pp.794〜796に
述べられているのでここではその概略につき述べ
るにとどめる。
Write binary numbers “0” and “1” to this memory circuit,
For details on the read operation, please refer to the document IEEE Journal of Solid State Circuits.
State Circuits) Vol.SC-14(5) pp.794-796, so I will only describe the outline here.

2進数の“1”を書き込むにはワード線75、
補助のワード線77、ビツト線76に第10図の
矢印の向きに電流を流し、インターフエロメタ
ー・ゲート71を電圧状態にスイツチさせ、ワー
ド線75より注入された電流が超伝導線路74を
通つて流れるようにする。この後、先にビツト線
76、補助のワード線77の電流を切り、その後
ワード線75の電流を切ると、該記憶回路内に時
計回りの向きの循環電流が流れる事になる。2進
数“0”の書き込みにはビツト線76、補助のワ
ード線77に電流を流し、3接合インターフエロ
メター・ゲート71を電圧状態にスイツチさせ、
前記循環電流を消滅させる。上述の如く、該記憶
回路内の循環電流の有無を2進数“0”“1”に
対応させる。
To write a binary number “1”, use the word line 75,
A current is applied to the auxiliary word line 77 and bit line 76 in the direction of the arrow in FIG. Make it smooth and flow. After this, when the current in the bit line 76 and the auxiliary word line 77 is cut first, and then the current in the word line 75 is cut off, a clockwise circulating current will flow in the memory circuit. To write a binary 0, current is applied to the bit line 76 and auxiliary word line 77, and the three-junction interferometer gate 71 is switched to a voltage state.
The circulating current is extinguished. As described above, the presence or absence of a circulating current in the memory circuit is made to correspond to the binary numbers "0" and "1".

読み出しを行うにはワード線75、センス線7
8に電流を流す。“1”状態が書き込まれている
記憶回路ではワード線75より注入される電流が
循環電流に重畳されるので、2接合インターフエ
ロメター・ゲート72が電圧状態にスイツチし、
“1”状態が読み出せる。“0”状態が書き込まれ
ている記憶回路では循環電流が流れていないの
で、インターフエロメター・ゲート72はスイツ
チせず、“0”状態が読み出せる。
For reading, word line 75, sense line 7
Apply current to 8. In the memory circuit in which the "1" state is written, the current injected from the word line 75 is superimposed on the circulating current, so the two-junction interferometer gate 72 switches to a voltage state,
“1” state can be read. Since no circulating current is flowing in the memory circuit to which the "0" state is written, the interferometer gate 72 does not switch and the "0" state can be read.

本ジヨセフソン記憶回路では高速のスイツチン
グ特性を有するインターフエロメター・ゲートを
用いるので、高速の動作が可能、書き込まれてい
る内容を保持するのに電力を要しない、非破壊読
み出しが可能等の長所をもつ。しかしながら、本
記憶回路は、超伝導線路74が2接合インターフ
エロメター・ゲート72と電磁的に結合するよう
な配置となるため、超伝導線路74のインダクタ
ンス値を小さくする事が難しく、記憶情報となる
磁束量子の数を小さくする事が困難である。その
ため高速化の妨げとなる。また書き込みに用いる
接合インターフエロメター・ゲート71では第1
2図aに示すインダクタンス94,95のインダ
クタンス値Lとジヨセフソン接合I0の積を磁束量
子φ0(〓2.07mA・PH)程度に設定せねばならず、
高速化、低消費電力化をならつて臨界電流値I0
下げようとすると、Lが大きくなり、集積回路チ
ツプ上に大きな面積を要するという欠点を有す
る。さらに本記憶回路をアレイ状に配列した場
合、半選択状態の記憶回路が存在する。即ち、書
き込みの時、ビツト線76もしくは補助のワード
線77いずれかに電流が流れている状態、また読
み出しの時ワード線75の電流もしくは循環電流
のいずれかが流れている状態が存在する。この事
は、インターフエロメター・ゲート71,72が
2入力ANDゲートとして動作する事を意味して
おり、各インターフエロメター・ゲートが持つ本
来の動作マージン全体を使う事ができず動作マー
ジンの低下を招いている。例えば3接合インター
フエロメター・ゲートにおいてL=2.07PH、I0
0.1mAと選び、ワード線75、ビツト線76、
補助のワード線77それぞれに流れる電流の動作
マージンを等しくとるとした時、書き込みの動作
マージンは約±27%である。(ただし、各パラメ
ータの製造時におけるバラツキは無視した。)さ
らに上述した如く、“1”の書き込みに対しワー
ド線75に流れる電流よりもビツト線76、補助
のワード線77に流れる電流を先に切らねばなら
ず、そのタイミングの安全性を確保する必要から
高速動作に対する制限となる。
This Josephson memory circuit uses an interferometer gate with high-speed switching characteristics, so it has advantages such as high-speed operation, no power required to retain written contents, and non-destructive readout. Motsu. However, since the present memory circuit is arranged such that the superconducting line 74 is electromagnetically coupled to the two-junction interferometer gate 72, it is difficult to reduce the inductance value of the superconducting line 74, and the storage information and It is difficult to reduce the number of magnetic flux quanta. This hinders speeding up. Also, in the junction interferometer gate 71 used for writing, the first
The product of the inductance value L of the inductances 94 and 95 shown in Figure 2a and Josephson junction I 0 must be set to about the magnetic flux quantum φ 0 (〓2.07 mA・PH),
Attempting to lower the critical current value I 0 by increasing speed and reducing power consumption has the disadvantage that L increases and a large area is required on the integrated circuit chip. Furthermore, when the memory circuits are arranged in an array, there are memory circuits in a half-selected state. That is, during writing, there is a state in which a current flows through either the bit line 76 or the auxiliary word line 77, and during reading, there is a state in which either the current in the word line 75 or a circulating current flows. This means that the interferometer gates 71 and 72 operate as two-input AND gates, and the entire original operating margin of each interferometer gate cannot be used, resulting in a reduction in operating margin. is inviting. For example, in a 3-junction interferometer gate, L = 2.07PH, I 0 =
Select 0.1mA, word line 75, bit line 76,
Assuming that the operating margins of the currents flowing through each of the auxiliary word lines 77 are equal, the operating margin for writing is approximately ±27%. (However, variations in each parameter during manufacturing were ignored.) Furthermore, as described above, when writing "1", the current flowing through the bit line 76 and the auxiliary word line 77 is set earlier than the current flowing through the word line 75. The need to ensure timing safety is a limitation on high-speed operation.

(発明の目的) 本発明の目的はかかる欠点を除去し、高速、高
集積化の可能な非破壊読み出し記憶回路を提供す
る事である。
(Objective of the Invention) An object of the present invention is to eliminate such drawbacks and provide a non-destructive read/storage circuit that can achieve high speed and high integration.

(発明の構成) 本発明によれば、第1の超伝導線路の一端と、
第2のジヨセフソン接合を含む第2の超伝導線路
の一端とを接続し、第1、第2の超伝導線路の他
端同士を接続してループBとなし、ループBの第
1の超伝導線路と第2の超伝導線路の接続点と第
3の超伝導線路の一端を接続し、第3の超伝導線
路の他端と第1のジヨセフソン接合を含む第4の
超伝導線路の一端を接続し、第4の超伝導線路の
他端と第1の超伝導線路の他端を接続して第1、
第3、第4の超伝導線路と第1のジヨセフソン接
合からなるループAとなし、ループAの第3の超
伝導線路と第4の超伝導線路の接続点にはワード
線電流の流入端子を設け、第4の超伝導線路と第
1の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流出
端子を設け、前記第3及び第4の超伝導線路と電
磁的結合を生じるようにビツト線を配置し、前記
第1及び第2の超伝導線路の両者と、または前記
第1の超伝導線路と電磁的結合を生じるように配
置されたジヨセフソン接合を用いたゲート回路を
含む、センス線を設けた事を特徴とするジヨセフ
ソン記憶回路が、および第1の超伝導線路の一端
と、第2のジヨセフソン接合を含む第2の超伝導
線路の一端とを接続し、第1、第2の超伝導線路
の他端同士を接続してループBとなし、ループB
の第1の超伝導線路と第2の超伝導線路の接続点
と第3の超伝導線路の一端を接続し、第3の超伝
導線路の他端と第1のジヨセフソン接合を含む第
4の超伝導線路の一端を接続し、第4の超伝導線
路の他端と第1の超伝導線路の他端を接続して第
1、第3、第4の超伝導線路と第1のジヨセフソ
ン接合からなるループAとなし、ループAの第3
の超伝導線路と第4の超伝導線路の接続点にはワ
ード線電流の流入端子を設け、第4の超伝導線路
と第1の超伝導線路の接続点にはワード線電流の
流入端子、また第2の接続点にはワード線電流の
流出端子を設け、前記第3及び第4の超伝導線路
と電磁的結合を生じるようにビツト線及び第5の
超伝導線路を配置し、前記第1及び第2の超伝導
線路の両者と、または前記第1の超伝導線路と電
磁的結合を生じるように配置されたジヨセフソン
接合を用いたゲート回路を含む、センス線を設け
た事を特徴とするジヨセフソン記憶回路が、およ
び第1の超伝導線路の一端と、第2のジヨセフソ
ン接合を含む第2の超伝導線路の一端とを接続
し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を接続し
てループBとなし、ループBの第1の超伝導線路
と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝導線路
の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端と第1
のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線路の一
端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第1の超
伝導線路の他端を接続して第1、第3、第4の超
伝導線路と第1のジヨセフソン接合からなるルー
プAとなし、ループAの第3の超伝導線路と第4
の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流入端
子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝導線路
の接続点にはワード線電流の流入端子、また第2
の接続点にはワード線電流の流出端子を設け、前
記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合を生じ
るようにビツト線を配置し、前記第1及び第2の
超伝導線路の両者と、または前記第1の超伝導線
路と電磁的結合を生じるように配置、かつ第5の
超伝導線路と電磁的結合を生じるように配置され
たジヨセフソン接合を用いたゲート回路を含む、
センス線を設けた事を特徴とするジヨセフソン記
憶回路が、および第1の超伝導線路の一端と、第
2のジヨセフソン接合を含む第2の超伝導線路の
一端とを接続し、第1、第2の超伝導線路の他端
同士を接続してループBとなし、ループBの第1
の超伝導線路と第2の超伝導線路の接続点と第3
の超伝導線路の一端を接続し、第3の超伝導線路
の他端と第1のジヨセフソン接合を含む第4の超
伝導線路の一端を接続し、第4の超伝導線路の他
端と第1の超伝導線路の他端を接続して第1、第
3、第4の超伝導線路と第1のジヨセフソン接合
からなるループAとなし、ループAの第3の超伝
導線路と第4の超伝導線路の接続点にはワード線
電流の流入端子を設け、第4の超伝導線路と第1
の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流出端
子を設け、前記第3及び第4の超伝導線路と電磁
的結合を生じるようにビツト線及び第7の超伝導
線路を配置し、前記第1及び第2の超伝導線路の
両者と、または前記第1の超伝導線路と電磁的結
合を生じるように配置され、かつ第8の超伝導線
路と電磁的結合を生じるように配置されたジヨセ
フソン接合を用いたゲート回路を含む、センス線
を設けた事を特徴とするジヨセフソン記憶回路
が、および第1の超伝導線路の一端と、第2のジ
ヨセフソン接合を含む第2の超伝導線路の一端と
を接続し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を
接続してループBとなし、ループBの第1の超伝
導線路と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝
導線路の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端
と第1のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線
路の一端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第
1の超伝導線路の他端を接続して第1、第3、第
4の超伝導線路と第1のジヨセフソン接合からな
るループAとなし、ループAの第3の超伝導線路
と第4の超伝導線路の接続点にはワード線電流の
流入端子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝
導線路の接続点にはワード線電流の流入端子を設
け、前記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合
を生じるようにビツト線を配置し、前記第1及び
第2の超伝導線路の両者と、または前記第1の超
伝導線路と電磁的結合を生じるように配置され、
かつ前記ビツト線と電磁的結合を生じるように配
置されたジヨセフソン接合を用いたゲート回路を
含む、センス線を設けた事を特徴とするジヨセフ
ソン記憶回路が、および第1の超伝導線路の一端
と、第2のジヨセフソン接合を含む第2の超伝導
線路の一端とを接続し、第1、第2の超伝導線路
の他端同士を接続してループBとなし、ループB
の第1の超伝導線路と第2の超伝導線路の接続点
と第3の超伝導線路の一端を接続し、第3の超伝
導線路の他端と第1のジヨセフソン接合を含む第
4の超伝導線路の一端を接続し、第4の超伝導線
路の他端と第1の超伝導線路の他端を接続して第
1、第3、第4の超伝導線路と第1のジヨセフソ
ン接合からなるループAとなし、ループAの第3
の超伝導線路と第4の超伝導線路の接続点にはワ
ード線電流の流入端子を設け、第4の超伝導線路
と第1の超伝導線路の接続点にはワード線電流の
流出端子を設け、前記第3及び第4の超伝導線路
と電磁的結合を生じるようにビツト線及び第9の
超伝導線路を配置し、前記第1及び第2の超伝導
線路の両者と、または前記第1の超伝導線路と電
磁的結合を生じるように配置され、かつ前記ビツ
ト線もしくは第5の超伝導線路と電磁的結合を生
じるように配置されたジヨセフソン接合を用いた
ゲート回路を含む、センス線を設けた事を特徴と
するジヨセフソン記憶回路が得られる。
(Structure of the Invention) According to the present invention, one end of the first superconducting line;
One end of the second superconducting line including the second Josephson junction is connected, the other ends of the first and second superconducting lines are connected to each other to form a loop B, and the first superconducting line of the loop B A connection point between the line and the second superconducting line is connected to one end of the third superconducting line, and the other end of the third superconducting line and one end of the fourth superconducting line including the first Josephson junction are connected. the other end of the fourth superconducting line and the other end of the first superconducting line are connected, and the first,
A loop A is formed of the third and fourth superconducting lines and the first Josephson junction, and a word line current inflow terminal is provided at the connection point of the third and fourth superconducting lines of loop A. A word line current outflow terminal is provided at the connection point between the fourth superconducting line and the first superconducting line, and a bit line is provided so as to cause electromagnetic coupling with the third and fourth superconducting lines. and a sense line including a gate circuit using a Josephson junction arranged to form an electromagnetic coupling with both the first and second superconducting lines or with the first superconducting line. A Josephson memory circuit, which connects one end of the first superconducting line and one end of a second superconducting line including a second Josephson junction, and Connect the other ends of the lines to form loop B, loop B
A connection point between the first superconducting line and the second superconducting line is connected to one end of the third superconducting line, and a fourth line including the other end of the third superconducting line and the first Josephson junction is connected. One end of the superconducting line is connected, and the other end of the fourth superconducting line and the other end of the first superconducting line are connected to form the first, third, and fourth superconducting lines and the first Josephson junction. Loop A consisting of and without, the third of loop A
A word line current inflow terminal is provided at the connection point between the superconducting line and the fourth superconducting line, and a word line current inflow terminal is provided at the connection point between the fourth superconducting line and the first superconducting line. Further, a word line current outflow terminal is provided at the second connection point, a bit line and a fifth superconducting line are arranged so as to cause electromagnetic coupling with the third and fourth superconducting lines, and The method is characterized by providing a sense line including a gate circuit using a Josephson junction arranged so as to cause electromagnetic coupling with both the first and second superconducting lines or with the first superconducting line. A Josephson memory circuit connects one end of the first superconducting line and one end of a second superconducting line including a second Josephson junction, and connects the other ends of the first and second superconducting lines to each other. to form loop B, connect the connection point of the first superconducting line and second superconducting line of loop B to one end of the third superconducting line, and connect the other end of the third superconducting line. and the first
One end of a fourth superconducting line including a Josephson junction of A loop A consisting of a conductive line and a first Josephson junction, a third superconducting line of loop A and a fourth
A word line current inflow terminal is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, and a word line current inflow terminal is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line.
A word line current outflow terminal is provided at the connection point of the bit line, and a bit line is arranged so as to cause electromagnetic coupling with the third and fourth superconducting lines, and both of the first and second superconducting lines are connected to each other. or a gate circuit using a Josephson junction arranged to cause electromagnetic coupling with the first superconducting line and arranged to produce electromagnetic coupling with the fifth superconducting line,
A Josephson memory circuit characterized by providing a sense line connects one end of the first superconducting line and one end of a second superconducting line including a second Josephson junction, and The other ends of the two superconducting lines are connected to form loop B, and the first
The connection point between the superconducting line and the second superconducting line and the third
The other end of the third superconducting line and one end of the fourth superconducting line including the first Josephson junction are connected, and the other end of the fourth superconducting line and the fourth superconducting line including the first Josephson junction are connected. The other end of the first superconducting line is connected to form a loop A consisting of the first, third, and fourth superconducting lines and the first Josephson junction, and the third superconducting line of loop A and the fourth superconducting line are connected. A word line current inflow terminal is provided at the connection point of the superconducting line, and the fourth superconducting line and the first
A word line current outflow terminal is provided at the connection point of the superconducting line, and the bit line and the seventh superconducting line are arranged so as to cause electromagnetic coupling with the third and fourth superconducting lines, arranged so as to cause electromagnetic coupling with both the first and second superconducting lines or with the first superconducting line, and arranged so as to produce electromagnetic coupling with the eighth superconducting line; A Josephson memory circuit includes a gate circuit using a Josephson junction and is characterized in that it is provided with a sense line, and includes one end of a first superconducting line and a second superconducting line including a second Josephson junction. one end of the superconducting line, and the other ends of the first and second superconducting lines are connected to form a loop B, and the connecting point of the first superconducting line and the second superconducting line of loop B is connected to the third superconducting line. The other end of the third superconducting line and one end of the fourth superconducting line including the first Josephson junction are connected, and the other end of the fourth superconducting line and the fourth superconducting line including the first Josephson junction are connected. The other end of the first superconducting line is connected to form a loop A consisting of the first, third, and fourth superconducting lines and the first Josephson junction, and the third superconducting line of loop A and the fourth superconducting line are connected. A word line current inflow terminal is provided at the connection point of the superconducting line, a word line current inflow terminal is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, and the third and fourth The bit wire is arranged so as to cause electromagnetic coupling with the superconducting line, and the bit line is arranged so as to produce electromagnetic coupling with both the first and second superconducting lines or with the first superconducting line. ,
A Josephson memory circuit characterized in that a sense line is provided, including a gate circuit using a Josephson junction arranged to generate electromagnetic coupling with the bit line, and one end of the first superconducting line. , connect one end of the second superconducting line including the second Josephson junction, connect the other ends of the first and second superconducting lines to form loop B, and form loop B.
A connection point between the first superconducting line and the second superconducting line is connected to one end of the third superconducting line, and a fourth line including the other end of the third superconducting line and the first Josephson junction is connected. One end of the superconducting line is connected, and the other end of the fourth superconducting line and the other end of the first superconducting line are connected to form the first, third, and fourth superconducting lines and the first Josephson junction. Loop A consisting of and without, the third of loop A
An inflow terminal for the word line current is provided at the connection point between the superconducting line and the fourth superconducting line, and an outflow terminal for the word line current is provided at the connection point between the fourth superconducting line and the first superconducting line. a bit line and a ninth superconducting line are arranged so as to cause electromagnetic coupling with the third and fourth superconducting lines, a sense line including a gate circuit using a Josephson junction arranged to cause electromagnetic coupling with the first superconducting line, and arranged so as to produce electromagnetic coupling with the bit line or the fifth superconducting line; A Josephson memory circuit is obtained which is characterized in that it is provided with.

(発明の構成の詳細な説明) 本記憶回路は、ジヨセフソン接合とインダクタ
ンスよりなる二つのループA,Bにより、情報を
記憶する部分を構成する。書き込みの時にはワー
ド線、ビツト線に電流を流し、2進数“1”“0”
の情報は電流の向きを変えることで与える。また
読み出しの時は、ワード線、ビツト線、センス線
に電流を流す。今、A,Bそれぞれのループに貯
えられる磁束量子の数をnA,nBとし、記憶回路の
磁束の状態を(nA,nBであらわす。2進数“1”
の状態は(0,0)に対応させ、“0”の状態は
(1,0)に対応させる。読み出しの際には(0,
0)から(0,1)の状態へループBの磁束を変
化させ、その変化を例えば2接合インターフエロ
メターゲートなどでセンスする。この時ワード
線、ビツト線の電流を切つた時には再び(0,
0)の状態へ戻るように、また記憶回路が(1,
0)の状態の時には、ワード線、ビツト線に電流
を流しても、その状態がかわらないようにパラメ
ータを決める。従つて非破壊読み出しの可能なラ
ンダムアクセスメモリを実現できる。
(Detailed Description of the Structure of the Invention) The present memory circuit constitutes a part that stores information by two loops A and B made of a Josephson junction and an inductance. When writing, current is passed through the word line and bit line to write binary numbers “1” and “0”.
information is given by changing the direction of the current. Also, when reading, current is passed through the word line, bit line, and sense line. Now, the number of magnetic flux quanta stored in each loop of A and B is n A , n B , and the state of magnetic flux in the memory circuit is expressed as ( n A , n B . Binary number "1")
The state of "0" corresponds to (0,0), and the state of "0" corresponds to (1,0). When reading (0,
The magnetic flux of loop B is changed from the state of (0) to (0,1), and the change is sensed by, for example, a two-junction interferometer gate. At this time, when the current in the word line and bit line is cut off, the line returns to (0,
In order to return to the state of (1, 0), the memory circuit returns to (1,
0), the parameters are determined so that the state does not change even if current is applied to the word line and bit line. Therefore, a random access memory capable of non-destructive reading can be realized.

以下、本発明について実施例を示す図面を参照
にして説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to drawings showing embodiments.

実施例 1 第1図は第1の発明の実施例を説明するための
図で、本発明の回路図を示す。1,2はそれぞれ
臨界電流値I1,I2のジヨセフソン接合、3,4,
5,6はそれぞれ第1、第2、第3、第4の超伝
導線路で電気的にはインダクタンス値L1,L2
L3,L4のインダクタンスとして表わす事ができ
る。7は読み出しのためのゲートで、2接合イン
ターフエロメターゲートで前記第1、第2の超伝
導線路3,4と電磁的に結合している。8は前記
第3、第4の超伝導線路5,6と電磁的に結合
し、ビツト電流Ibの流れるビツト線、9はワード
電流Iwの流れるワード線、10はセンス電流Is
の流れるセンス線である。11は適当な制動条件
を与えるダンピング抵抗である。ジヨセフソン接
合1と第1、第3、第4の超伝導線路3,5,6
よりなるループA(第1図上では8の字型のルー
プになつている)と、ジヨセフソン接合2と第
1、第2の超伝導線路3,4よりなるループBと
ビツト線8とワード線9とから構成される記憶セ
ルのしきい値特性を第2図に示す。このループ
A、ループBからなる記憶ループのしきい値曲線
の導出はループA、ループBのポテンシヤルエネ
ルギを導出し、ポテンシヤルエネルギの極小値を
提供する印加電流条件を求める事から行われる。
具体的にはポテンシヤルエネルギの式に含まれる
2つのジヨセフソン接合の位相に関する連立微分
方程式を数値計算により解く事により極小値を求
めるという当該技術分野においては周知の手法を
用いた。ループA、ループBに捕捉された磁束量
子の数はポテンシヤルエネルギの式の中では位相
の項に2nAπ、2nBπとして含まれている。nA、nB
は整数であり、その符号はループに対してどちら
向きに磁束量子が捕捉されるかに依存している。
従つて、(0,0)、(1,0)、(0,1)それぞ
れの場合のしきい値曲線はnA、nBの値をそれぞれ
括弧内の値とし、上述の手法に従つて、導出され
たものである。結果として同じ形のしきい値曲線
が平行移動したものとなる。ループAに蓄えられ
る磁束量子が誘起するループA内の循環電流は、
Ibにより誘起される電流と等価(Ibにオフセツト
電流を加えても同様の状況が生じる)なので、
NAに対してしきい値曲線はIb軸に平行移動する。
一方、ループBに蓄えられる磁束量子が誘起する
ループB内の循環電流は、Ib、Iwのいづれにも
オフセツト電流を加えなければ同様の状況とはな
らないため、NBに対ししきい値曲線は斜めに移
動する。この時各パラメータの値はL1;L2
L3;L4;=1PH;7PH;4PH;5PH,I1;I2;=
0.2mA;0.1mAとする横軸はビツト電流Ib縦軸
はワード電流Iwを示す。ループA、ループBに
貯えられる磁束量子の数をnA、nBとし、記憶セル
内の磁束量子の状態を(nA、nB)であらわす。た
だし、nA、nBの正負はループA、Bの循環電流の
向きに依存し、今、時計回りを正とする。21,
22,23はそれぞれ(0,0),(1,0),
(0,1)の状態の時のしきい値曲線である。本
記憶セルにはビツト線8を通じて常時、直流電流
を流しておく。その時の動作点は24であり、こ
の点では(0,0),(1,0)のいずれの状態も
とり得る。さて、本記憶回路に2進数の“0”を
書き込むには該記憶セルの磁束量子状態を(1,
0)にする。即ち選択された記憶セルにワード線
9よりワード電流iwを注入する。同時にビツト線
8より直流電流に加えてビツト電流ibを印加す
る。ただしiw,ibの大きさは |iw1|<iw<|iw2| (|iw1|=1/2・|iw2| |ib1−ib0|<ib<|ib2−ib0| (|ib1−ib0|=1/2・|ib2−ib0| に設定する。電流値iw1,iw2,ib1,ib2,ib0の示す
意味は第2図に示されている。本記憶セルの磁束
の状態が(0,0)であつた時には、ワード電流
iw、ビツト電流ibが注入されることにより、その
動作点は25へ移り(0,0)のしきい値曲線か
ら(1,0)のしきい値曲線内へはいる。従つて
本記憶セルの磁束の状態は(1,0)となり
“0”が書き込まれる。一方、本記憶セルの磁束
の状態が(1,0)であつた時には動作点は24か
ら25へ移動するが、いずれの点も(1,0)のし
きい値曲線内であり、磁束量子の状態の変化はな
い。続いてビツト電流ib、ワード電流iwを切るこ
とにより動作点は24へ移り、その時の磁束量子
の状態は(1,0)のまま保持され、“0”の書
き込みが終了する。
Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the first invention, and shows a circuit diagram of the invention. 1 and 2 are Josephson junctions with critical current values I 1 and I 2 respectively, 3, 4,
5 and 6 are the first, second, third, and fourth superconducting lines, respectively, and electrically have inductance values L 1 , L 2 ,
It can be expressed as the inductance of L 3 and L 4 . Reference numeral 7 denotes a readout gate, which is a two-junction interferometer gate and is electromagnetically coupled to the first and second superconducting lines 3 and 4. 8 is a bit line electromagnetically coupled to the third and fourth superconducting lines 5 and 6, through which a bit current Ib flows; 9 is a word line through which a word current Iw flows; 10 is a sense current Is
It is a flowing sense line. 11 is a damping resistance that provides appropriate braking conditions. Josephson junction 1 and first, third, and fourth superconducting lines 3, 5, 6
loop A (which is a figure-8 loop in Figure 1), loop B consisting of Josephson junction 2, first and second superconducting lines 3 and 4, bit line 8, and word line. FIG. 2 shows the threshold characteristics of a memory cell composed of 9 and 9. The threshold curve of the memory loop consisting of loop A and loop B is derived by deriving the potential energy of loop A and loop B, and determining the applied current condition that provides the minimum value of the potential energy.
Specifically, a method well known in the art is used in which the minimum value is determined by numerically solving the simultaneous differential equations regarding the phase of the two Josephson junctions included in the potential energy equation. The number of magnetic flux quanta captured in loop A and loop B is included in the phase term in the potential energy equation as 2n A π and 2n B π. n A , n B
is an integer whose sign depends on which direction with respect to the loop the flux quantum is trapped.
Therefore, the threshold curves for (0, 0), (1, 0), and (0, 1) are calculated by using the values of n A and n B as the values in parentheses, respectively, and following the method described above. , which was derived. The result is a threshold curve of the same shape that has been shifted in parallel. The circulating current in loop A induced by the magnetic flux quantum stored in loop A is
It is equivalent to the current induced by Ib (a similar situation occurs even if an offset current is added to Ib), so
For N A , the threshold curve shifts parallel to the Ib axis.
On the other hand, the circulating current in loop B induced by the magnetic flux quantum stored in loop B will not be in the same situation unless an offset current is added to both Ib and Iw, so the threshold curve for N B is Move diagonally. At this time, the values of each parameter are L 1 ; L 2 ;
L 3 ;L 4 ;=1PH;7PH;4PH;5PH, I1 ; I2 ;=
The horizontal axis shows the bit current Ib and the vertical axis shows the word current Iw. Let the numbers of magnetic flux quanta stored in loop A and loop B be n A , n B , and the state of the magnetic flux quanta in the memory cell be expressed as (n A , n B ). However, the sign of n A and n B depends on the direction of the circulating current in loops A and B, and clockwise is assumed to be positive. 21,
22 and 23 are (0,0), (1,0), respectively
This is a threshold curve in the state of (0, 1). A direct current is constantly passed through the memory cell through the bit line 8. The operating point at that time is 24, and at this point it can be in either the (0, 0) or (1, 0) state. Now, in order to write the binary number "0" into this memory circuit, the magnetic flux quantum state of the memory cell is set to (1,
0). That is, a word current i w is injected from the word line 9 into the selected memory cell. At the same time, a bit current i b is applied from the bit line 8 in addition to the DC current. However, the sizes of i w and i b are |i w1 |<i w <|i w2 | (|i w1 |=1/2・|i w2 | |i b1 −i b0 |<i b <|i b2 −i b0 | ( | i b1 −i b0 |= 1 /2・|i b2 −i b0 | When the magnetic flux state of this memory cell is (0, 0), the word current
By injecting i w and bit current i b , the operating point moves to 25 and enters the (1,0) threshold curve from the (0,0) threshold curve. Therefore, the magnetic flux state of this memory cell becomes (1, 0), and "0" is written. On the other hand, when the magnetic flux state of this memory cell is (1,0), the operating point moves from 24 to 25, but all points are within the threshold curve of (1,0), and the magnetic flux quantum There is no change in the status of. Subsequently, by cutting off the bit current i b and the word current i w , the operating point moves to 24, the state of the magnetic flux quantum at that time is maintained as (1, 0), and writing of "0" is completed.

次に2進数“1”の書き込みは上述した“0”
の書き込みの説明の中で、iw,ibを−iw,−ibに、
またiw1,iw2,ib1,ib2,をiw3,iw4,ib3,ib4にま
た動作点25を動作点26に置き換え、さらに
(0,0)と(1,0)を互いに置き換える事に
より、全く同様に説明する事ができる。
Next, writing the binary number “1” is the “0” mentioned above.
In the explanation of writing, i w , i b are changed to −i w , −i b ,
Also, i w1 , i w2 , i b1 , i b2 , are replaced with i w3 , i w4 , i b3 , i b4 , operating point 25 is replaced with operating point 26, and (0,0) and (1,0) are By replacing them with each other, they can be explained in exactly the same way.

また第2図のしきい値曲線は3つの状態の場合
を示してあるが、より詳しくは例えば(2,0),
(0,2)などの状態も存在し、それらを計算す
ると、上述した動作点25,26では複数の安定
点が存在する事が明らかとなつた。しかし動作点
24から25また24から26への移動経路に対
応する外部駆動電流値に対して等ポテンシヤル平
面を計算した結果、(0,0)状態からは(1,
0)状態への転移の(1,0)状態からは(0,
0)状態への転移の確率が最も大きいことが明ら
かとなつた。この転移をより確実にするようにダ
ンピング抵抗11の値を選ぶ事ができる。
The threshold curve in Figure 2 shows three states; for example, (2,0),
There are also states such as (0, 2), and when they are calculated, it becomes clear that there are multiple stable points at the operating points 25 and 26 mentioned above. However, as a result of calculating the equipotential plane for the external drive current value corresponding to the movement path from operating point 24 to 25 or from 24 to 26, it is found that from the (0,0) state to (1,
From the (1,0) state of transition to the 0) state, the (0,
It has become clear that the probability of transition to state 0) is the highest. The value of the damping resistor 11 can be selected to ensure this transition.

記憶アレイ中の半選択のセルではビツト電流、
ワード電流のうちのいずれか一方のみしか印加さ
れず動作点は第2図中の28,29,30のいず
れかに移動する。即ち第2図中の斜線部より外に
動作点が移動する事はなく、磁束状態の変化はな
い。従つてワード電流あるいはビツト電流が切れ
るともとの安定状態に戻り、“0”あるいは“1”
のあらたな書きい込みは行われない。
For half-selected cells in the storage array, the bit current,
Only one of the word currents is applied, and the operating point moves to one of 28, 29, and 30 in FIG. That is, the operating point does not move outside the shaded area in FIG. 2, and the magnetic flux state does not change. Therefore, when the word current or bit current is cut off, it returns to the original stable state and becomes "0" or "1".
No new writing is performed.

本実施例の記憶回路における読み出しはセンス
線10に電流を流し、前記記憶セルのループBの
磁束状態の変化を読み出しゲート7により読み出
す事で実現する。“1”状態にある記憶セルにワ
ード電流−iw、ビツト電流ibをそれぞれ印加する
と動作点は24から27へと移り磁束転移が生じ
る。この時iw,ibの大きさは |iw3|<iw<|iw4| |ib1−ib0|<ib<|ib2−ib0| に設定する。
Reading in the memory circuit of this embodiment is achieved by passing a current through the sense line 10 and reading out changes in the magnetic flux state of the loop B of the memory cell using the read gate 7. When a word current -i w and a bit current i b are respectively applied to the memory cell in the "1" state, the operating point shifts from 24 to 27 and a magnetic flux transition occurs. At this time, the sizes of i w and i b are set to |i w3 |<i w <|i w4 | |i b1 −i b0 |<i b <|i b2 −i b0 |.

該動作点27では複数の安定点が存在するが、
動作点24から27への転移経路に対応する外部
駆動電流値に対して等ポテンシヤル平面を計算し
た結果、(0,0)状態からは(0,1)状態へ
の転移の確率が最も大きいことが明らかとなつ
た。即ち、ループBの磁束状態が変化した事にな
る。この転移をより確実にするようにダンピング
抵抗11の値を選ぶことができる。記憶セルが
“0”状態即ち(1,0)状態にあつた時は、
“1”状態と同様にワード電流、ビツト電流を印
加し、動作点を動作点27 に移動させても
(1,0)状態のしきい値曲線をこえる事はなく、
(1,0)状態は変化しない。従つて“1”状態
ではループB内の磁束が変化し“0”状態では変
化しない事になる。このループB内の磁束変化を
読み出し用のインターフエロメターにより読み取
る。今、ジヨセフソン接合2のオーダーパラメー
タの位相差をθ、ジヨセフソン接合の臨界電流値
をI12、ループBに注入、注出される電流値をIa、
超伝導線3,4のインダクタンス値をLa,Lbと
する。第1図においてワード線9に流れるワード
電流は第3の超伝導線路5と第4の超伝導線路6
とに分流する。またビツト線8に流れるビツト電
流は第3の超伝導線路5と第4の超伝導線路6に
磁気的な誘起電流を発生させる。すなわち第3の
超伝導線路にはワード電流の一部とビツト電流に
よる誘起電流とが重畳される事になり、この重畳
された電流はループBに注入される電流である。
すなわち第1の超伝導線路3と第2の超伝導線路
4の接続点に流れ込み、そこで分岐し、一方は第
1の超伝導線路3を流れ、他方は第2の超伝導線
路4とジヨセフソン接合2を流れ、そのあと合流
してジヨセフソン接合2と第1の超伝導線路3の
接続点へ流出していく。この電流がIaである。そ
れぞれのパラメータの間には次のような関係が成
り立つ。
Although there are multiple stable points at the operating point 27,
As a result of calculating the equipotential plane for the external drive current value corresponding to the transition path from operating point 24 to 27, the probability of transition from the (0, 0) state to the (0, 1) state is the highest. It became clear. In other words, the magnetic flux state of loop B has changed. The value of the damping resistor 11 can be selected to make this transition more reliable. When the memory cell is in the “0” state, that is, the (1,0) state,
Even if the word current and bit current are applied in the same way as in the "1" state and the operating point is moved to operating point 27, the threshold curve of the (1,0) state will not be exceeded.
(1,0) State does not change. Therefore, in the "1" state, the magnetic flux in the loop B changes, and in the "0" state, it does not change. This change in magnetic flux within loop B is read by a readout interferometer. Now, the phase difference of the order parameters of Josephson junction 2 is θ, the critical current value of Josephson junction is I 12 , the current value injected into loop B is Ia,
Let the inductance values of superconducting wires 3 and 4 be La and Lb. In FIG. 1, the word current flowing through the word line 9 flows through the third superconducting line 5 and the fourth superconducting line 6.
It is divided into two parts. Further, the bit current flowing through the bit line 8 generates magnetically induced currents in the third superconducting line 5 and the fourth superconducting line 6. That is, part of the word current and the induced current due to the bit current are superimposed on the third superconducting line, and this superimposed current is the current injected into loop B.
That is, it flows into the connection point between the first superconducting line 3 and the second superconducting line 4 and branches there, one flowing through the first superconducting line 3 and the other flowing through the second superconducting line 4 and Josephson junction. 2, and then merges and flows out to the connection point between the Josephson junction 2 and the first superconducting line 3. This current is Ia. The following relationship holds between each parameter.

La・Ia=(La+Lb)I12sinθ+φ0/2πθ ただしφ0は自然定数で2.07mAPHの値を持つ。
第1図においてループBは1個のジヨセフソン接
合2と超伝導線路より構成されている。超伝導線
路は電気的にはインダクタンスとして働くため、
ループBはジヨセフソン接合とインダクタンスよ
り構成される超伝導ループであり、rfSQUIDと
考える事ができる。上式はrfSQUIDのジヨセフ
ソン接合の位相とrfSQUIDに注入される電流と
の一般的な式と同様にして導出することができ
る。第3図aはIaとθとの関係を示す。また第3
図bは2接合インターフエロメター7のしきい値
特性で2個の接合の臨界電流値はそれぞれの0.1
mA、0.2mA超伝導線路5,6と磁気結合する
インダクタンスの値は3.45PHとする。図中横軸は
入力磁束φin、縦軸はセンス電流Isである。第3
図bに示されたφinは読み出しゲートに入力され
る磁束を表しており、ループBに捕捉される磁束
の大きさに比例する。ジヨセフソン接合の位相θ
とループBに捕捉される磁束φとの関係はφ=
(φ0/2)θとなるため、φinはθと比例する事
になる。前記記憶セルの動作点が、第2図中に示
された動作点24((1,0)状態の時)、24((0,
0)状態の時)27((0,0)状態の時)、27((1,
0)状態の時)、ジヨセフソン接合2の位相は、
第3図a中に示される31,32,33,34の
状態にある。この時、ループBに生じる磁束はそ
れぞれ φ0/2πθ1,−φ0/2πθ1,−φ0/2πθ2,φ0
2πθ3, である。(ジヨセフソン接合2の位相差の値θ1
θ2,θ3の示す意味は第3図aに示されている。)
さらにループBとセンスゲート7の結合係数を
0.5と仮定し、センス電流の大きさをisに設定する
と、第3図aの動作点31,32,33、34に
対応して2接合インターフエロメター7の動作点
は第3図b中の35,36,37,38の各点に
なる。即ち2進数“1”の時の読み出しにおい
て、2接合インターフエロメター7の動作点は第
3図bにおいて36から37へと移動し、該イン
ターフエロメターは電圧状態に遷移し、“1”が
読み出される。また“0”状態の時には2接合イ
ンターフエロメターの動作点は35から38へ移
動するだけで超伝導状態のままであり、“0”が
読み出される。一方、読み出し終了の際、ワード
線電流、ビツト線電流を切つた場合を考える。
(0,1)の状態の動作点27から動作点24へ、
動作点を移動した場合、動作点24では複数の安
定点が存在するが、動作点27から24への移動
経路に対応する外部駆動電流値に対して等ポテン
シヤル平面を計算した結果(0,1)状態から
(1,0)状態へ転移する確率が最も大きいこと
が明らかとなつた。この転移をより確実にするよ
うにダンピング抵抗11の値を選ぶ事ができる。
また(1,0)状態の時には、動作点が27から
24に移動しても(1,0)状態に変化はない。
このように読み出しが終了した時にはもとの状態
に復帰する事になり非破壊読み出しが実現でき
る。
La・Ia=(La+Lb)I 12 sinθ+φ 0 /2πθ However, φ 0 is a natural constant and has a value of 2.07mAPH.
In FIG. 1, loop B is composed of one Josephson junction 2 and a superconducting line. Since superconducting lines act as electrical inductance,
Loop B is a superconducting loop composed of Josephson junction and inductance, and can be thought of as an rfSQUID. The above equation can be derived in the same manner as the general equation for the phase of the Josephson junction of the rfSQUID and the current injected into the rfSQUID. FIG. 3a shows the relationship between Ia and θ. Also the third
Figure b shows the threshold characteristics of the two-junction interferometer 7, and the critical current values of the two junctions are each 0.1.
The value of the inductance magnetically coupled to the mA and 0.2 mA superconducting lines 5 and 6 is 3.45 PH. In the figure, the horizontal axis is the input magnetic flux φin, and the vertical axis is the sense current Is. Third
φin shown in figure b represents the magnetic flux input to the readout gate and is proportional to the magnitude of the magnetic flux trapped in loop B. Phase θ of Josephson junction
The relationship between and the magnetic flux φ captured in loop B is φ=
0 /2)θ, so φin is proportional to θ. The operating points of the memory cell are operating points 24 (when in the (1, 0) state), 24 ((0,
0) state) 27 ((0,0) state), 27((1,
0) state), the phase of Josephson junction 2 is
They are in the states 31, 32, 33, and 34 shown in FIG. 3a. At this time, the magnetic fluxes generated in loop B are φ 0 /2πθ 1 , −φ 0 /2πθ 1 , −φ 0 /2πθ2, φ 0 /
2πθ 3 , . (The phase difference value θ 1 of Josephson junction 2,
The meanings of θ 2 and θ 3 are shown in FIG. 3a. )
Furthermore, the coupling coefficient between loop B and sense gate 7 is
0.5 and the magnitude of the sense current is set to i s , the operating point of the two-junction interferometer 7 is as shown in FIG. 3b, corresponding to the operating points 31, 32, 33, and 34 in FIG. 3a. These are points 35, 36, 37, and 38. That is, in reading when the binary number is "1", the operating point of the two-junction interferometer 7 moves from 36 to 37 in FIG. Read out. In addition, when in the "0" state, the operating point of the two-junction interferometer simply moves from 35 to 38, remaining in the superconducting state, and "0" is read out. On the other hand, consider the case where the word line current and bit line current are cut off when reading is completed.
From the operating point 27 in the state of (0, 1) to the operating point 24,
When the operating point is moved, there are multiple stable points at the operating point 24, but as a result of calculating the equipotential plane for the external drive current value corresponding to the moving path from the operating point 27 to 24 (0, ) state to the (1,0) state has the highest probability. The value of the damping resistor 11 can be selected to ensure this transition.
Further, in the (1,0) state, there is no change in the (1,0) state even if the operating point moves from 27 to 24.
In this way, when reading is completed, the original state is restored, and non-destructive reading can be realized.

本記憶回路において、パラメータの製作上のバ
ラツキがないと仮定した場合、書き込みの時、ワ
ード電流、ビツト電流の動作マージンは第2図及
び第3図より約±33%となり、読み出しの時に
は、ワード電流、ビツト電流の動作マージンは約
±33%、センス電流の動作マージンは約±37%
(ただしセンス電流の動作マージンはワード電流、
ビツト電流の電流値を動作領域の中心値に固定し
た場合となる。
In this memory circuit, assuming that there are no manufacturing variations in parameters, the operating margin for the word current and bit current during writing is approximately ±33% as shown in Figures 2 and 3, and when reading, the operating margin for the word current and bit current is approximately ±33%. The operating margin for current and bit current is approximately ±33%, and the operating margin for sense current is approximately ±37%.
(However, the operating margin of the sense current is the word current,
This is the case when the current value of the bit current is fixed at the center value of the operating region.

以上述べた通り、本発明のジヨセフソン記憶回
路により、非破壊読み出しのランダム・アクセ
ス・メモリが実現できる。本記憶回路の記憶媒体
は1個の磁束量子であり、回路の高速化をはかる
ことができる。さらに従来例に比べ書き込み用の
3接合インターフエロメターゲートが不要となり
チツプの有面積が著しく小さくなる。しかも読み
出し、書き込みのために流すワード電流、ビツト
電流、センス電流等の間にタイミングを取る必要
もなく極めて2高速のアクセスが可能でいる。さ
らに上述した如く従来例に比べ動作マージンの点
で改善をはかる事ができる。そのため設計、プロ
セスの許容範囲が大きくなり高密度化、高集積化
に向く。
As described above, by using the Josephson storage circuit of the present invention, a random access memory with non-destructive readout can be realized. The storage medium of this storage circuit is one magnetic flux quantum, and the speed of the circuit can be increased. Furthermore, compared to the conventional example, a three-junction interferometer gate for writing is not required, and the area of the chip becomes significantly smaller. Moreover, there is no need to take timing between the word current, bit current, sense current, etc. flowing for reading and writing, and extremely high-speed access is possible. Furthermore, as described above, it is possible to improve the operating margin compared to the conventional example. Therefore, the design and process tolerances become larger, making it suitable for higher density and higher integration.

実施例 2 第4図は第2の発明の実施例を説明するための
図である。本実施例は、第1図に示された実施例
におけるビツト線8を、第5の超伝導線路12と
ビツト線8に置きかえたものである。本実施例で
は第1図に示された実施例で説明したビツト線に
流す直流電流を第5の超伝導線路12を通じて注
入する。第4図に示す第5の超伝導線路12とビ
ツト線8の他の構成要素は第1図に示されたもの
と同一である。従つて本実施例の第1、第2、第
3、第4の超伝導線路3,4,5,6とジヨセフ
ソン接合1,2とワード線9、ビツト線8、第5
の超伝導線路12より構成される記憶セルのしき
い値特性は、第2図と同様である。第5の超伝導
線路12に常時直流電流を加える。その時、本記
憶セルの動作点は第2図中24の点にある。以
下、2進数“1”“0”の書き込み読み出しの動
作は、第1図に示された実施例と同一であう。従
つて本実施例は第1図に示された実施例と同様の
効果を有する。さらに本実施例固有の効果とし
て、本実施例では常時流される直流電流がセル選
択のためのビツト線8と独立に流されるので、ビ
ツト線を選択するデコーダの設計が容易になると
いう効果がある。
Embodiment 2 FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the second invention. In this embodiment, the bit line 8 in the embodiment shown in FIG. 1 is replaced with a fifth superconducting line 12 and the bit line 8. In this embodiment, the direct current flowing through the bit line explained in the embodiment shown in FIG. 1 is injected through the fifth superconducting line 12. The other components of the fifth superconducting line 12 and bit line 8 shown in FIG. 4 are the same as those shown in FIG. Therefore, the first, second, third, and fourth superconducting lines 3, 4, 5, and 6, the Josephson junctions 1 and 2, the word line 9, the bit line 8, and the fifth
The threshold characteristics of the memory cell constituted by the superconducting line 12 are similar to those shown in FIG. A direct current is constantly applied to the fifth superconducting line 12. At that time, the operating point of this memory cell is at point 24 in FIG. Hereinafter, the operation of writing and reading binary numbers "1" and "0" will be the same as in the embodiment shown in FIG. Therefore, this embodiment has the same effect as the embodiment shown in FIG. Furthermore, as an advantage unique to this embodiment, since the DC current that is constantly flowing in this embodiment is passed independently of the bit line 8 for cell selection, the design of the decoder that selects the bit line is facilitated. .

実施例 3 第5図は第3の発明の実施例を説明するための
図である。本実施例は第1図に示された実施例に
おける読み出しゲート7に電磁的に結合する第6
の超伝導線路13を加えたものである。第5図に
示す、第6の超伝導線路13の他の構成要素は第
1図に示されたものと同一である。該第6の超伝
導線路には直流電流を常時流しておく。従つて第
5図中の読み出しゲート7において、その動作点
は直流電流により誘起された磁束φDC分だけシフ
トする事になる。本実施例の書き込み、読み出し
の動作は第1図に示された実施例と読み出しゲー
ト7の動作点φDCだけシフトする事を除いて同一
でいる。本実施例の読み出しゲートのしきい値特
性と、その動作点を第6図に示す。第6図中の番
号は第3図b中に示す番号と同一の意味をもつ。
本実施例は第1図に示された実施例を同様に効果
を有する。さらに本実施例固有の効果として、第
6図に示されるように読み出しの際、第6の超伝
導線路13に印加した直流電流により誘発された
磁束φDC分だけ動作点がシフトして、センス電流
Isの動作マージンが広がるという効果がある。
Embodiment 3 FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of the third invention. This embodiment uses the sixth gate which is electromagnetically coupled to the readout gate 7 in the embodiment shown in FIG.
In addition, a superconducting line 13 is added. The other components of the sixth superconducting line 13 shown in FIG. 5 are the same as those shown in FIG. 1. A direct current is constantly passed through the sixth superconducting line. Therefore, the operating point of the read gate 7 in FIG. 5 is shifted by the magnetic flux φ DC induced by the direct current. The write and read operations of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, except that the operating point of the read gate 7 is shifted by φ DC . FIG. 6 shows the threshold characteristics of the read gate of this embodiment and its operating point. The numbers in FIG. 6 have the same meaning as the numbers shown in FIG. 3b.
This embodiment has effects similar to those of the embodiment shown in FIG. Furthermore, as an effect unique to this embodiment, during readout, the operating point is shifted by the magnetic flux φ DC induced by the DC current applied to the sixth superconducting line 13, as shown in FIG. current
This has the effect of widening the operating margin of Is.

実施例 4 第7図は第4の発明の実施例を説明するための
図である。本実施例は第1図に示された実施例に
おけるビツト8を、第7の超伝導線路14とビツ
ト線8に置き換えて、さに読み出しゲート7に電
磁的に結合する第8の超伝導線路15を加えたも
のである。第6図に示す、第7、第8の超伝導線
路14,15、ビツト線8の他の構成要素は第1
図に示されたものと同一である。本実施例では第
1図に示された実施例で説明したビツト線に流す
直流電流を第7の超伝導線路14を通じて注入
し、また該第8の超伝導線路15にも直流電流を
常時流しておく。従つて第7図中の読み出しゲー
ト7において、その動作点は直流電流により誘起
された磁束φDC分だけシフトすることになる。本
実施例の第1、第2、第3、第4の超伝導線路
3,4,5,6とジヨセフソンの接合1,2ワー
ド線9、ビツト線8、第7の超伝導線路14より
構成される記憶セルのしきい値特性は、第2図と
同様である。第7の超伝導線路14に常時直流電
流を加えることにより、本記憶セルの動作点は第
2図中24の点にある。
Embodiment 4 FIG. 7 is a diagram for explaining an embodiment of the fourth invention. In this embodiment, the bit 8 in the embodiment shown in FIG. 15. Other components of the seventh and eighth superconducting lines 14, 15 and the bit line 8 shown in FIG.
Same as shown in the figure. In this embodiment, the DC current flowing through the bit line explained in the embodiment shown in FIG. I'll keep it. Therefore, the operating point of the read gate 7 in FIG. 7 is shifted by the magnetic flux φ DC induced by the direct current. Consisting of the first, second, third, and fourth superconducting lines 3, 4, 5, and 6 of this embodiment, the Josephson junction 1 and 2 word lines 9, the bit line 8, and the seventh superconducting line 14. The threshold characteristics of the memory cells are similar to those shown in FIG. By constantly applying a direct current to the seventh superconducting line 14, the operating point of this memory cell is at point 24 in FIG.

以下、本実施例の書き込み、読み出しの動作は
第1図に示された実施例と読み出しゲート7の動
作点がφDCだけシフトする事を除いて同一である。
本実施例の読み出しゲートのしきい値特性と、そ
の動作点を第6図に示す。第6図中の番号は第3
図b中に示す番号と同一の意味をもつ。本実施例
は第1図に示された実施例を同様の効果を有す
る。
Hereinafter, the write and read operations of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, except that the operating point of the read gate 7 is shifted by φ DC .
FIG. 6 shows the threshold characteristics of the read gate of this embodiment and its operating point. The number in Figure 6 is number 3.
They have the same meaning as the numbers shown in Figure b. This embodiment has similar effects to the embodiment shown in FIG.

さらに本実施例では常時流される直流電流がセ
ル選択のためのビツト線8と独立に流されるの
で、ビツト線を選択するデコーダの設計が容易に
なるという効果がある。また第6図に示されるよ
うに読み出しの際、第8の超伝導線路15に印加
した直流電流により誘起された磁束φDC分だけ動
作点がシフトしてセンス電流Isの動作マージンが
広がるという効果がある。
Furthermore, in this embodiment, since the DC current that is constantly passed is passed independently of the bit line 8 for cell selection, there is an effect that the design of the decoder for selecting the bit line is facilitated. In addition, as shown in FIG. 6, during readout, the operating point is shifted by the magnetic flux φ DC induced by the DC current applied to the eighth superconducting line 15, and the operating margin of the sense current Is is expanded. There is.

実施例 5 第8図は第5の発明の実施例を説明するための
図である。本実施例は第5図に示された実施例に
おけるビツト線8、第6の超伝導線路13を共通
のビツト線16で置き換えたものである。第8図
に示すビツト線16の他の構成要素は第1図に示
されたものと同一である。ビツト線にビツト線電
流を流した時、第8図の読み出しゲート7におい
て、その動作点はビツト線電流により誘発された
磁束φbit分だけシフトする事になる。本実施例の
書き込み、読み出しの動作は第1図に示された実
施例と、読み出しゲート7の動作点がφbitだけシ
フトする事を除いて、同一である。本実施例の読
み出しゲートのしきい値特性と、その動作点は第
6図に示されたφDCをφbitで置き換える事であらわ
す事ができる。本実施例は第1図に示された実施
例と同様の効果を有する。さらに本実施例固有の
効果として第6図に示されるように読み出しの
際、ビツト線16に印加したビツト線電流により
誘起された磁束φbit分だけ動作点がシフトして、
センス電流Isの動作マージンが広がるという効果
がある。さらに第5図に示された実施例に比べ、
線路の数を一本減らす事ができ、回路の簡素化を
図る効果がある。
Embodiment 5 FIG. 8 is a diagram for explaining an embodiment of the fifth invention. In this embodiment, the bit line 8 and the sixth superconducting line 13 in the embodiment shown in FIG. 5 are replaced with a common bit line 16. The other components of bit line 16 shown in FIG. 8 are the same as those shown in FIG. When a bit line current is applied to the bit line, the operating point of the read gate 7 shown in FIG. 8 is shifted by the magnetic flux φ bit induced by the bit line current. The write and read operations of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, except that the operating point of the read gate 7 is shifted by φ bit . The threshold characteristic of the read gate of this embodiment and its operating point can be expressed by replacing φ DC shown in FIG. 6 with φ bit . This embodiment has the same effects as the embodiment shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 6, an effect unique to this embodiment is that during reading, the operating point is shifted by the magnetic flux φ bit induced by the bit line current applied to the bit line 16.
This has the effect of widening the operating margin of the sense current Is. Furthermore, compared to the embodiment shown in FIG.
The number of lines can be reduced by one, which has the effect of simplifying the circuit.

実施例 6 第9図は第6の発明の実施例を説明するための
図である。本実施例は、第7図に示された第7の
超伝導線路14と第8の超伝導線路15を、共通
の第9の超伝導線路17で置き換えたものであ
る。第7図に示す、第9の超伝導線路17、ビツ
ト線8の他の構成要素は第1図に示されたものと
同一である。本実施例では第1図に示された実施
例で説明した、ビツト線に流す直流電流を第9の
超伝導線路を通じて注入する。従つて、第9図中
の読み出しゲート7において、その動作点は直流
電流により誘起された磁束φDCだけシフトする事
になる。本実施例の第1、第2、第3、第4の超
伝導線路3,4,5,6とジヨセフソン接合1,
2とワード線9、ビツト線8、第5の超伝導線路
12より構成される記憶セルのしきい値特性は、
第2図と同様である。第5の超伝導線路12に常
時直流電流を加えることにより本記憶セルの動作
点は第2図中24の点にある。本実施例の書き込
み、読み出しの動作は第1図に示された実施例と
読み出しゲート7の動作点がφDCだけシフトする
事を除いて同一である。本実施例の読み出しゲー
トのしきい値特性と、その動作点を第6図に示
す。第6図中の番号は第3図b中に示す番号と同
一の意味をもつ。本実施例は第1図に示された実
施例と同様の効果を有する。さらに本実施例では
常時流される直流電流がセル選択のためのビツト
線8と独立に流されるので、ビツト線を選択する
デコーダの設計が容易になるという効果がある。
また第6図に示されるように読み出しの際第9超
伝導線路17に印加した直流電流により誘起され
た磁束φDC分だけ動作点がシフトしてセンス電流
Isの動作マージンが広がるという効果がある。さ
らに、第7図に示された実施例に比べ超伝導線路
の数が一本減り回路の簡素化が図れる効果があ
る。
Embodiment 6 FIG. 9 is a diagram for explaining an embodiment of the sixth invention. In this embodiment, the seventh superconducting line 14 and the eighth superconducting line 15 shown in FIG. 7 are replaced with a common ninth superconducting line 17. The other components of the ninth superconducting line 17 and bit line 8 shown in FIG. 7 are the same as those shown in FIG. In this embodiment, the direct current flowing through the bit line explained in the embodiment shown in FIG. 1 is injected through the ninth superconducting line. Therefore, the operating point of the read gate 7 in FIG. 9 is shifted by the magnetic flux φ DC induced by the direct current. The first, second, third and fourth superconducting lines 3, 4, 5, 6 and Josephson junction 1,
The threshold characteristic of the memory cell composed of the word line 9, the bit line 8, and the fifth superconducting line 12 is as follows.
It is similar to FIG. By constantly applying a direct current to the fifth superconducting line 12, the operating point of this memory cell is at point 24 in FIG. The write and read operations of this embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG. 1, except that the operating point of the read gate 7 is shifted by φ DC . FIG. 6 shows the threshold characteristics of the read gate of this embodiment and its operating point. The numbers in FIG. 6 have the same meaning as the numbers shown in FIG. 3b. This embodiment has the same effects as the embodiment shown in FIG. Furthermore, in this embodiment, since the DC current that is constantly passed is passed independently of the bit line 8 for cell selection, there is an effect that the design of the decoder for selecting the bit line is facilitated.
In addition, as shown in FIG. 6, the operating point is shifted by the magnetic flux φ DC induced by the DC current applied to the ninth superconducting line 17 during readout, and the sense current
This has the effect of widening the operating margin of Is. Furthermore, compared to the embodiment shown in FIG. 7, the number of superconducting lines is reduced and the circuit can be simplified.

(発明の効果) 本発明のジヨセフソン記憶回路により、非破壊
読み出しランダム・アクセス・メモリが実現でき
る。本記憶回路の記憶媒体は1個の磁束量子であ
り、回路の高速化はかることができる。さらに従
来例に比べ書き込み用の3接合インターフエロメ
ターゲートが不要となりチツプの占有面積が著し
く小さくなる。しかも読み出し、書き込みのため
に流すワード電流、ビツト電流、センス電流等の
間にタイミングを取る必要もなく極めて高速のア
クセスが可能である。さらに上述した如く、従来
例に比べ動作マージンの点で改善をはかる事がで
きる。そのため設計、プロセスのトレランスが大
きくなり高密度化・高集積化がはかれる。
(Effects of the Invention) A non-destructive read random access memory can be realized by the Josephson storage circuit of the present invention. The storage medium of this storage circuit is one magnetic flux quantum, and the speed of the circuit can be increased. Furthermore, compared to the conventional example, a three-junction interferometer gate for writing is unnecessary, and the area occupied by the chip is significantly reduced. Furthermore, extremely high-speed access is possible without the need to take timing between word current, bit current, sense current, etc., which are applied for reading and writing. Furthermore, as described above, it is possible to improve the operating margin compared to the conventional example. As a result, design and process tolerances become greater, leading to higher density and higher integration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第4図、第5図、第7図、第8図、第
9図はそれぞれジヨセフソン記憶回路の第1、第
2、第3、第4、第5、第6の実施例を説明する
ための回路図である。第2図は、本発明の記憶セ
ルのしきい値特性で、第3図aは第1図に示すジ
ヨセフソン接合2の位相と、該ジヨセフソン接合
と、超伝導線路3,4より構成されるループに注
入される電流との関係を示したもので、また第3
図bは読み取り用ゲートのしきい値特性で、いず
れも第1の実施例を説明するためのものである。
第6図は、第3の実施例の読み取り用ゲートのし
きい値特性である。第10図は本発明の従来例を
説明するための回路図で、第11図a、第12図
aは従来例の中の読み取り用の2接合インターフ
エロメターゲート及び書き込み用の3接合インタ
ーフエロメターゲートの回路図、また、第11図
b、第12図bはそのしきい値特性である。 図において、1,2,81,82,91,9
2,93……ジヨセフソン接合、3,4,5,
6,12,13,14,15,17……第1、第
2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9
の超伝導線路、7……読み出しゲート、8,1
6,76……ビツト線、9,75……ワード線、
77……補助のワード線、10,78……センス
線、11,79……ダンピング抵抗、84,96
……ゲート電流路、85,97,98……入力
線、83,94,95……インダクタンス、2
4,25,26,27,28,29,30,3
1,32,33,34,35,36,37,38
……動作点、21,22,23……しきい値曲線
を示す。
1, 4, 5, 7, 8, and 9 show first, second, third, fourth, fifth, and sixth embodiments of Josephson memory circuits, respectively. FIG. 2 is a circuit diagram for explanation. FIG. 2 shows the threshold characteristics of the memory cell of the present invention, and FIG. 3a shows the phase of the Josephson junction 2 shown in FIG. It shows the relationship between the current injected into the third
FIG. b shows the threshold characteristics of the reading gate, both of which are for explaining the first embodiment.
FIG. 6 shows the threshold characteristics of the read gate of the third embodiment. FIG. 10 is a circuit diagram for explaining a conventional example of the present invention, and FIGS. 11a and 12a are a two-junction interferometer gate for reading and a three-junction interferometer gate for writing in the conventional example. The circuit diagram of the metagate, and FIGS. 11b and 12b show its threshold characteristics. In the figure, 1, 2, 81, 82, 91, 9
2,93...Josephson junction, 3,4,5,
6, 12, 13, 14, 15, 17...1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th, 8th, 9th
superconducting line, 7... readout gate, 8,1
6, 76...bit line, 9,75...word line,
77... Auxiliary word line, 10, 78... Sense line, 11, 79... Damping resistor, 84, 96
...Gate current path, 85,97,98...Input line, 83,94,95...Inductance, 2
4, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 3
1, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38
. . . Operating points, 21, 22, 23 . . . Threshold curves are shown.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1の超伝導線路の一端と、第2のジヨセフ
ソン接合を含む第2の超伝導線路の一端とを接続
し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を接続し
てループBとなし、ループBの第1の超伝導線路
と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝導線路
の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端と第1
のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線路の一
端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第1の超
伝導線路の他端を接続して第1、第3、第4の超
伝導線路と第1のジヨセフソン接合からなるルー
プAとなし、ループAの第3の超伝導線路と第4
の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流入端
子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝導線路
の接続点にはワード線電流の流出端子を設け、前
記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合を生じ
るようにビツト線を配置し、前記第1及び第2の
超伝導線路の両者と、または前記第1の超伝導線
路と電磁的結合を生じるように配置されたジヨセ
フソン接合を用いたゲート回路を含む、センス線
を設けた事を特徴とするジヨセフソン記憶回路。 2 第1の超伝導線路の一端と、第2のジヨセフ
ソン接合を含む第2の超伝導線路の一端とを接続
し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を接続し
てループBとなし、ループBの第1の超伝導線路
と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝導線路
の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端と第1
のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線路の一
端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第1の超
伝導線路の他端を接続して第1、第3、第4の超
伝導線路と第1のジヨセフソン接合からなるルー
プAとなし、ループAの第3の超伝導線路と第4
の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流入端
子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝導線路
の接続点にはワード線電流の流出端子を設け、前
記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合を生じ
るようにビツト線及び第5の超伝導線路を配置
し、前記第1及び第2の超伝導線路の両者と、ま
たは前記第1の超伝導線路と電磁的結合を生じる
ように配置されたジヨセフソン接合を用いたゲー
ト回路を含む、センス線を設けた事を特徴とする
ジヨセフソン記憶回路。 3 第1の超伝導線路の一端と、第2のジヨセフ
ソン接合を含む。第2の超伝導線路の一端とを接
続し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を接続
してループBとなし、ループBの第1の超伝導線
路と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝導線
路の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端と第
1のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線路の
一端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第1の
超伝導線路の他端を接続して第1、第3、第4の
超伝導線路と第1のジヨセフソン接合からなるル
ープAとなし、ループAの第3の超伝導線路と第
4の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流入
端子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝導線
路の接続点にはワード線電流の流出端子を設け、
前記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合を生
じるようにビツト線を配置し、前記第1及び第2
の超伝導線路の両者と、または前記第1の超伝導
線路と電磁的結合を生じるように配置され、か
つ、第6の超伝導線路と電磁的結合を生じるよう
に配置されたジヨセフソン接合を用いたゲート回
路を含む、センス線を設けた事を特徴とするジヨ
セフソン記憶回路。 4 第1の超伝導線路の一端と、第2のジヨセフ
ソン接合を含む第2の超伝導線路の一端とを接続
し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を接続し
てループBとなし、ループBの第1の超伝導線路
と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝導線路
の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端と第1
のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線路の一
端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第1の超
伝導線路の他端を接続して第1、第3、第4の超
伝導線路と第1のジヨセフソン接合からなるルー
プAとなし、ループAの第3の超伝導線路と第4
の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流入端
子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝導線路
の接続点にはワード線電流の流出端子を設け、前
記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合を生じ
るようにビツト線及び第7の超伝導線路を配置
し、前記第1及び第2の超伝導線路の両者と、ま
たは前記第1の超伝導線路と電磁的結合を生じる
ように配置され、かつ第8の超伝導線路と電磁的
結合を生じるように配置されたジヨセフソン接合
を用いたゲート回路を含む、センス線を設けた事
を特徴とするジヨセフソン記憶回路。 5 第1の超伝導線路の一端と、第2のジヨセフ
ソン接合を含む第2の超伝導線路の一端とを接続
し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を接続し
てループBとなし、ループBの第1の超伝導線路
と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝導線路
の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端と第1
のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線路の一
端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第1の超
伝導線路の他端を接続して第1、第3、第4の超
伝導線路と第1のジヨセフソン接合からなるルー
プAとなし、ループAの第3の超伝導線路と第4
の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流入端
子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝導線路
の接続点にはワード線電流の流出端子を設け、前
記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合を生じ
るようにビツト線を配置し、前記第1及び第2の
超伝導線路の両者と、または前記第1の超伝導線
路と電磁的結合を生じるように配置され、かつ前
記ビツト線と電磁的結合を生じるように配置され
たジヨセフソン接合を用いたゲート回路を含む、
センス線を設けた事を特徴とするジヨセフソン記
憶回路。 6 第1の超伝導線路の一端と、第2のジヨセフ
ソン接合を含む第2の超伝導線路の一端とを接続
し、第1、第2の超伝導線路の他端同士を接続し
てループBとなし、ループBの第1の超伝導線路
と第2の超伝導線路の接続点と第3の超伝導線路
の一端を接続し、第3の超伝導線路の他端と第1
のジヨセフソン接合を含む第4の超伝導線路の一
端を接続し、第4の超伝導線路の他端と第1の超
伝導線路の他端を接続して第1、第3、第4の超
伝導線路と第1のジヨセフソン接合からなるルー
プAとなし、ループAの第3の超伝導線路と第4
の超伝導線路の接続点にはワード線電流の流入端
子を設け、第4の超伝導線路と第1の超伝導線路
の接続点にはワード線電流の流出端子を設け、前
記第3及び第4の超伝導線路と電磁的結合を生じ
るようにビツト線及び第9の超伝導線路を配置
し、前記第1及び第2の超伝導線路の両者と、ま
たは前記第1の超伝導線路と電磁的結合を生じる
ように配置され、かつ前記ビツト線もしくは第5
の超伝導線路と電磁的結合を生じるように配置さ
れたジヨセフソン接合を用いたゲート回路を含
む、センス線を設けた事を特徴とするジヨセフソ
ン記憶回路。
[Claims] 1. One end of the first superconducting line and one end of the second superconducting line including the second Josephson junction are connected, and the other ends of the first and second superconducting lines are connected to each other. to form loop B, connect the connection point of the first superconducting line and second superconducting line of loop B to one end of the third superconducting line, and connect the other end of the third superconducting line. and the first
One end of a fourth superconducting line including a Josephson junction of A loop A consisting of a conductive line and a first Josephson junction, a third superconducting line of loop A and a fourth
An inflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, an outflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, and A bit wire is arranged so as to cause electromagnetic coupling with the superconducting line of No. 4, and arranged so as to produce electromagnetic coupling with both the first and second superconducting lines or with the first superconducting line. A Josephson memory circuit characterized in that it includes a gate circuit using a Josephson junction and is provided with a sense line. 2 Connect one end of the first superconducting line and one end of the second superconducting line including the second Josephson junction, and connect the other ends of the first and second superconducting lines to form loop B. , connect the connection point of the first superconducting line and the second superconducting line of loop B to one end of the third superconducting line, and connect the other end of the third superconducting line to the first
One end of a fourth superconducting line including a Josephson junction of A loop A consisting of a conductive line and a first Josephson junction, a third superconducting line of loop A and a fourth
An inflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, an outflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, and A bit line and a fifth superconducting line are arranged so as to generate electromagnetic coupling with the superconducting line of No. 1. A Josephson memory circuit characterized by having a sense line including a gate circuit using a Josephson junction arranged so as to cause an optical coupling. 3 includes one end of the first superconducting line and a second Josephson junction. One end of the second superconducting line is connected, and the other ends of the first and second superconducting lines are connected to form a loop B, and the first superconducting line and the second superconducting line of loop B are connected to each other. The connection point of the line is connected to one end of the third superconducting line, the other end of the third superconducting line is connected to one end of the fourth superconducting line including the first Josephson junction, and the fourth superconducting line is connected. The other end of the conductive line and the other end of the first superconducting line are connected to form a loop A consisting of the first, third, and fourth superconducting lines and the first Josephson junction, and a third An inflow terminal for word line current is provided at the connection point between the superconducting line and the fourth superconducting line, and an outflow terminal for word line current is provided at the connection point between the fourth superconducting line and the first superconducting line. ,
A bit line is arranged so as to cause electromagnetic coupling with the third and fourth superconducting lines, and
or the first superconducting line, and a sixth superconducting line, using A Josephson memory circuit characterized by including a gate circuit and a sense line. 4 Connect one end of the first superconducting line and one end of the second superconducting line including the second Josephson junction, and connect the other ends of the first and second superconducting lines to form loop B. , connect the connection point of the first superconducting line and the second superconducting line of loop B to one end of the third superconducting line, and connect the other end of the third superconducting line to the first
One end of a fourth superconducting line including a Josephson junction of A loop A consisting of a conductive line and a first Josephson junction, a third superconducting line of loop A and a fourth
An inflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, an outflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, and A bit line and a seventh superconducting line are arranged so as to generate electromagnetic coupling with the superconducting line of No. A Josephson memory circuit characterized in that a sense line is provided, including a gate circuit using a Josephson junction, which is arranged to cause magnetic coupling and electromagnetic coupling with an eighth superconducting line. . 5 Connect one end of the first superconducting line and one end of the second superconducting line including the second Josephson junction, and connect the other ends of the first and second superconducting lines to form loop B. , connect the connection point of the first superconducting line and the second superconducting line of loop B to one end of the third superconducting line, and connect the other end of the third superconducting line to the first
One end of a fourth superconducting line including a Josephson junction of A loop A consisting of a conductive line and a first Josephson junction, a third superconducting line of loop A and a fourth
An inflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, an outflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, and A bit wire is arranged so as to cause electromagnetic coupling with the superconducting line of No. 4, and arranged so as to produce electromagnetic coupling with both the first and second superconducting lines or with the first superconducting line. and a gate circuit using a Josephson junction arranged to cause electromagnetic coupling with the bit line.
Josephson memory circuit characterized by providing a sense line. 6 Connect one end of the first superconducting line and one end of the second superconducting line including the second Josephson junction, and connect the other ends of the first and second superconducting lines to form loop B. , connect the connection point of the first superconducting line and the second superconducting line of loop B to one end of the third superconducting line, and connect the other end of the third superconducting line to the first
One end of a fourth superconducting line including a Josephson junction of A loop A consisting of a conductive line and a first Josephson junction, a third superconducting line of loop A and a fourth
An inflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, an outflow terminal for word line current is provided at the connection point of the fourth superconducting line and the first superconducting line, and A bit line and a ninth superconducting line are arranged so as to cause electromagnetic coupling with the superconducting line of No. the bit line or the fifth
A Josephson memory circuit characterized by having a sense line including a gate circuit using a Josephson junction arranged so as to cause electromagnetic coupling with a superconducting line.
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