JPH04207417A - External dc drive and internal ac drive type josephson integrated circuit - Google Patents

External dc drive and internal ac drive type josephson integrated circuit

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JPH04207417A
JPH04207417A JP2330190A JP33019090A JPH04207417A JP H04207417 A JPH04207417 A JP H04207417A JP 2330190 A JP2330190 A JP 2330190A JP 33019090 A JP33019090 A JP 33019090A JP H04207417 A JPH04207417 A JP H04207417A
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josephson
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circuit
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Yuji Hatano
雄治 波多野
Shinichiro Yano
振一郎 矢野
Koji Nakahara
宏治 中原
Koji Yamada
宏治 山田
Mikio Hirano
幹夫 平野
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To quicken a speed of clock of a Josephson circuit by converting a DC current inputted from the outside of a chip into an AC current in the chip. CONSTITUTION:DC currents 103, 104 inputted from the outside of a chip are converted into a AC current by a regulator 100 comprising DC drive type Josephson elements 151-154 in the chip and the AC current drives AC drive Josephson circuits 120, 130 on the same chip. Then a series parallel connection circuit comprising Josephson elements 151-154 connected in series and in parallel is inserted to a buffle circuit in place of two magnetic flux coupling Josephson elements implementing complementary switching to obtain an output voltage by a multi-stage of Josephson elements thereby increasing an output voltage of the entire DC power supply drive gate. Thus, high circuit integration for the integrated circuit is attained and a high speed operation of the circuit is realized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導ジョセフソン素子で構成されるジョセ
フソン論理回路に係り、特に、チップ外部からは直流電
源のみを供給する構成の外部直流内部交流駆動型ジョセ
フソン集積回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a Josephson logic circuit composed of superconducting Josephson elements, and in particular to an external DC internal circuit configured to supply only DC power from outside the chip. Concerning AC driven Josephson integrated circuits.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の代表的な直流電源動作ョセフソン論理回路の構造
がニー・エフ・ヘバード、エル・エフ・ドゥンクルベル
ガー、ティー・ニー・フルトン;′“直流駆動 ジョセ
フソン フリップフロップ、″アイ・イー・イー・イー
 トランザクション オン マグネティックス エムエ
ージ−15巻1979年1月号408頁から411頁ま
で(A、F、Hebard、 S、S、Pei、 L、
N、Dunkleberger、 andT、A、Fu
lton;“A DCPowered Josephs
on Flip−Flop、” IEEE Trans
、 on Magnetics、 Vol、 MAG−
15゜pρ、408−4M、 ’January、 1
979)に詳述されている。
The structure of a typical conventional DC-powered Josephson logic circuit is described by N.F. Hebard, L.F. Dunkleberger, and T.N. Fulton; E-Transactions on Magnetics MG-Volume 15, January 1979, pp. 408-411 (A, F, Hebard, S, S, Pei, L,
N., Dunkleberger, and T., A., Fu.
lton;“A DC Powered Josephs
on Flip-Flop,” IEEE Trans.
, on Magnetics, Vol, MAG-
15゜pρ, 408-4M, 'January, 1
979).

上記へバードの文献で開示されている回路の構造を第1
7図に示す。同図では磁束結合型ジョセフソン素子21
01及び2102の2個が直列接続され、それらの一方
が超電導状態から電圧状態にスイッチした反作用で他方
が逆に電圧状態から超電導状態にスイッチするような動
作条件を設定することにより直流電源動作を実現してい
る。このような構成の直流駆動回路はバッフル回路と呼
ばれている。そしてこれら2個のジョセフソン素子の各
々に複数の制御入力線2103を設け、各入力に対する
画素子の閾値論理機能を利用することにより直流電源駆
動の○RゲートやANDゲートが実現できることが示さ
れている。さらに入力信号線の結合方向を反転すること
により否定信号も生成できるので任意の組合せ回路及び
順序回路が実現可能である。
The structure of the circuit disclosed in the above-mentioned Hebard literature is
It is shown in Figure 7. In the figure, a flux-coupled Josephson element 21
Two units, 01 and 2102, are connected in series, and by setting operating conditions such that one of them switches from a superconducting state to a voltage state, the other switches from a voltage state to a superconducting state. It has been realized. A DC drive circuit having such a configuration is called a baffle circuit. It is shown that by providing a plurality of control input lines 2103 for each of these two Josephson elements and utilizing the threshold logic function of the pixel element for each input, it is possible to realize a DC power-driven ○R gate or an AND gate. ing. Furthermore, since a negative signal can also be generated by reversing the coupling direction of the input signal lines, arbitrary combinational circuits and sequential circuits can be realized.

しかしヘバードの回路ではジョセフソン素子として磁束
結合型のものを使用せざるを得す、抵抗結合型素子を使
用することはできない。抵抗結合型ジョセフソン素子は
一般的に磁束結合型素子に比べ占有面積が小さい、スイ
ッチング速度が速い。
However, in Hebard's circuit, a magnetic flux coupling type Josephson element must be used, and a resistance coupling type element cannot be used. Resistance-coupled Josephson devices generally occupy a smaller area and have faster switching speeds than magnetic flux-coupled devices.

磁束トラップに強い等の長所を有することが高田らによ
り指摘されている(特開昭56−032830)。とこ
ろが抵抗結合型素子は交流電源でないと駆動できないの
である。
Takada et al. pointed out that it has advantages such as being resistant to magnetic flux traps (Japanese Patent Laid-Open No. 56-032830). However, resistance-coupled devices can only be driven by an AC power source.

交流電源駆動の欠点は大振幅でクロックと等しい高周波
の電源電流をチップ内に安定に位相をそろえて供給する
ことが困難であるという点である。
A disadvantage of AC power supply driving is that it is difficult to supply a large amplitude, high frequency power supply current equal to that of the clock into the chip with stable phase alignment.

直流電源動作はこれに対してチップへの供給の困難性と
いう問題はない。
DC power supply operation, on the other hand, does not have the problem of difficulty in supplying power to the chip.

一方、従来の直流電源駆動型のものは出力振幅の点から
みると、出力電流についてはジョセフソン素子の閾値特
性を調整することにより数十μAから数mAの電流振幅
を負荷インダクタンスから取り出すことが可能である。
On the other hand, when looking at the output amplitude of conventional DC power supply type devices, it is possible to extract a current amplitude of several tens of μA to several mA from the load inductance by adjusting the threshold characteristics of the Josephson element. It is possible.

しかし、出力電圧についてはジョセフソン接合の電極材
料で決まってしまっており2代表的なニオブ系ジョセフ
ソン接合においては負荷抵抗2106若しくは2107
の両端の電圧として2mV程度を得るのが限度であって
、半導体回路と直接インターフェースをとるのが困難で
あるという問題点を有していた。
However, the output voltage is determined by the electrode material of the Josephson junction, and in typical niobium-based Josephson junctions, the load resistance is 2106 or 2107.
The problem is that it is difficult to obtain a voltage of about 2 mV across the terminal, and it is difficult to interface directly with a semiconductor circuit.

ジョセフソン素子複数個の直列接続体を2個並列に接続
し、それらの両端から増幅された出力電圧を取り出す方
法は鈴木秀雄、井上淳樹、今村健。
Hideo Suzuki, Junki Inoue, and Ken Imamura have developed a method for connecting two series-connected Josephson elements in parallel and extracting the amplified output voltage from both ends.

蓮尾信也; 「ジョセフソンIC−半導体ICインター
フェース回路」電子情報通信学会春季全国大会(198
9年)講演予稿集 No、5C−3−8゜第5−357
〜358頁に記載されており第18図に示すような構成
でジョセフソン接合2201の52段分の直列出力電圧
約150mVが得られている。しかし、上記回路は交流
電源で駆動されており、直流電源駆動回路で高電圧を取
り比す方法は未だ知られていない。
Shinya Hasuo; “Josephson IC-Semiconductor IC Interface Circuit” IEICE Spring National Conference (198
9th year) Lecture proceedings No. 5C-3-8゜No. 5-357
A series output voltage of about 150 mV for 52 stages of Josephson junctions 2201 is obtained with the configuration shown in FIG. However, the above-mentioned circuit is driven by an AC power supply, and a method for controlling high voltage in a DC power supply drive circuit is not yet known.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の第1の目的は回路の高集積化を図り。 The first object of the present invention is to achieve high integration of circuits.

高速動作を実現するためにチップ外部から入力される直
流電流をチップ上で交流電流に変換するレギュレータを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a regulator that converts direct current input from outside the chip into alternating current on the chip in order to realize high-speed operation.

また2本発明の第2の目的は出力電圧振幅の大きい直流
電源駆動ゲートを提供し、直流電源駆動ジョセフソン回
路と半導体回路とのインターフェースを容易にすること
にある。
A second object of the present invention is to provide a DC power supply driven gate with a large output voltage amplitude, thereby facilitating the interface between a DC power supply driven Josephson circuit and a semiconductor circuit.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記第1の目的は複数のジョセフソン素子を直並列に接
続してなるジョセフソン素子の直並列接続体をバッフル
回路における1個の磁束結合型ジョセフソン素子の代わ
りに挿入した直流電源駆動回路を構成し、その出力電流
とUて他のジョセフソン素子を駆動する交流電源電流を
得ることにより達成される。
The first purpose is to create a DC power supply drive circuit in which a series-parallel connection of Josephson elements, which is formed by connecting a plurality of Josephson elements in series and parallel, is inserted in place of one flux-coupled Josephson element in a baffle circuit. This is accomplished by configuring the output current and U to obtain an alternating current source current that drives the other Josephson elements.

また上記第2の目的は上記直流電源駆動回路を出カバソ
ファとして用いチップ内の交流電源駆動ジョセフソン回
路の出力を電圧振幅の大きい直流型式の信号に変換する
ことにより達成される。
The second object is achieved by using the DC power supply driving circuit as an output buffer sofa and converting the output of the AC power supply driving Josephson circuit in the chip into a DC type signal with a large voltage amplitude.

〔作用〕[Effect]

バッフル回路において相補的なスイッチングを行う2個
の磁束結合型ジョセフソン素子の代わりに複数のジョセ
フソン素子を直並列に接続してなるジョセフソン素子の
直並列接続体を挿入し、ジョセフソン素子多段骨の出力
電圧を得ることによって直流電源駆動ゲート全体として
の出力電圧を大きく取ることができる。
In place of two flux-coupled Josephson elements that perform complementary switching in the baffle circuit, a series-parallel connection body of Josephson elements, which is formed by connecting multiple Josephson elements in series and parallel, is inserted to create a multi-stage Josephson element. By obtaining the bone output voltage, the output voltage of the entire DC power supply drive gate can be increased.

なお、ここで単にジョセフソン素子の直列接続体を使用
しただけでは全てのジョセフソン素子を電圧状態に遷移
させることはできないことが知られている。直列接続し
たジョセフソン素子を改めて並列に接続するなどして、
構成素子の1個がスイッチした後の過渡現象により全素
子が電圧状態に遷移するようにしておかなくてはならな
い。
It is known that simply using a series connection of Josephson elements does not allow all Josephson elements to transition to a voltage state. By reconnecting the series-connected Josephson elements in parallel,
It must be ensured that the transient after one of the components switches causes all the components to transition to a voltage state.

実際の構成では上記直並列接続体の中に少なくとも1個
の磁束結合型ジョセフソン素子を含ませておき、同素子
への制御線入力の発生を過渡現象の契機とするのである
In an actual configuration, at least one magnetic flux coupling type Josephson element is included in the series-parallel connection body, and the occurrence of a control line input to the element is used as a trigger for a transient phenomenon.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の1実施例を第1図により説明する。同図100
は直流駆動レギュレータ、111乃至114は直流駆動
レギュレータ100から電源電流を供給される交流駆動
回路、120及び130は直流記動レギュレータ100
にスイッチング制御電流を供給する第1及び第2のドラ
イバー。
One embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. Figure 100
111 to 114 are AC drive circuits supplied with power supply current from the DC drive regulator 100, and 120 and 130 are DC drive regulators 100.
first and second drivers that provide switching control current to the motor;

140はドライバー120及び130にタイミング信号
を供給するクロック発生回路である。
140 is a clock generation circuit that supplies timing signals to the drivers 120 and 130.

直流郵動レギュレータ100はジョセフソン接合101
の直列接続体151乃至1542分流抵抗155乃至1
58.並列抵抗108及び109゜直流電流源103及
び104.インダクタンス1o2.制御入力線105及
び106からなる。
The DC mail regulator 100 is a Josephson junction 101
Series connection bodies 151 to 1542 shunt resistors 155 to 1
58. Parallel resistors 108 and 109° DC current sources 103 and 104. Inductance 1o2. Consists of control input lines 105 and 106.

第1のジョセフソン接合直列接続体151の第1の端子
、第2のジョセフソン接合直列接続体152の第1の端
子、第3のジョセフソン接合直列接続体153の第1の
端子、第4のジョセフソン接合直列接続体154の第1
の端子はインダクタンス102の第1の端子に共通に接
続される。
The first terminal of the first Josephson junction series connection body 151, the first terminal of the second Josephson junction series connection body 152, the first terminal of the third Josephson junction series connection body 153, the fourth The first of the Josephson junction series connections 154 of
are commonly connected to the first terminal of the inductance 102.

インダクタンス102の第2の端子は接地される。The second terminal of inductance 102 is grounded.

第1のジョセフソン接合直列接続体151の第2の端子
は第1の分流抵抗155の第1の端子、第1の並列抵抗
108の第1の端子が共通に接続され、さらにここに交
流駆動回路111が負荷として接続される。第2のジョ
セフソン接合直列接続体152の第2の端子は第2の分
流抵抗156の第1の端子、第2の並列抵抗109の第
1の端子が共通に接続され、さらにここに交流駆動回路
112が負荷として接続される。第3のジョセフソン接
合直列接続体153の第2の端子は第3の分流抵抗15
7の第1の端子、第1の並列抵抗108の第2の端子が
共通に接続され、さらにここに交流駆動回路113が負
荷として接続される。
The second terminal of the first Josephson junction series connection body 151 is commonly connected to the first terminal of the first shunt resistor 155 and the first terminal of the first parallel resistor 108, and is further connected to the AC drive A circuit 111 is connected as a load. The second terminal of the second Josephson junction series connection body 152 is commonly connected to the first terminal of the second shunt resistor 156 and the first terminal of the second parallel resistor 109, and is further connected to the AC drive A circuit 112 is connected as a load. The second terminal of the third Josephson junction series connection body 153 is connected to the third shunt resistor 15
7 and the second terminal of the first parallel resistor 108 are connected in common, and an AC drive circuit 113 is further connected here as a load.

第4のジョセフソン接合直列接続体154の第2の端子
は第4の分流抵抗158の第1の端子、第2の並列抵抗
109の第2の端子が共通に接続され、さらにここに交
流駆動回路114が負荷として接続される。第1の分流
抵抗155の第2の端子は第2の分流抵抗156の第2
の端子に接続され、ここに直流電流源103から直流電
流が注入される。第3の分流抵抗157の第2の端子は
第4の分流抵抗158の第2の端子に接続され、ここに
直流電流源104から直流電流が引き出される。第1の
制御入力線105は第1のジョセフソン接合直列接続体
151及び第2のジョセフソン接合直列接続体152を
構成する各ジョセフソン接合の制御線を共通に経由する
。第2の制御入力線106は第3のジョセフソン接合直
列接続体153及び第4のジョセフソン接合直列接続体
154を構成する各ジョセフソン接合の制御線を共通に
経由する。
The second terminal of the fourth Josephson junction series connection body 154 is commonly connected to the first terminal of the fourth shunt resistor 158 and the second terminal of the second parallel resistor 109, and is further connected to the AC drive A circuit 114 is connected as a load. The second terminal of the first shunt resistor 155 is connected to the second terminal of the second shunt resistor 156.
A DC current is injected therefrom from a DC current source 103. The second terminal of the third shunt resistor 157 is connected to the second terminal of the fourth shunt resistor 158, from which DC current is drawn from the DC current source 104. The first control input line 105 commonly passes through the control lines of the Josephson junctions forming the first series connection 151 and the second series connection 152 of Josephson junctions. The second control input line 106 commonly passes through the control lines of the Josephson junctions forming the third series connection 153 and the fourth series connection 154 of Josephson junctions.

交流駆動回路111乃至114は給電抵抗115を介し
て給電されるジョセフソン素子116を並列に並べたも
のであり、各ジョセフソン素子116の出力電流は別の
ジョセフソン素子に入力された後、負荷抵抗117で終
端される。
The AC drive circuits 111 to 114 are composed of Josephson elements 116 arranged in parallel to which power is supplied via a power supply resistor 115, and the output current of each Josephson element 116 is inputted to another Josephson element and then applied to the load. It is terminated with a resistor 117.

第1のドライバー120はジョセフソン素子121及び
122.負荷抵抗161乃至164゜並列抵抗123及
び124からなる。
The first driver 120 includes Josephson elements 121 and 122 . It consists of load resistances 161 to 164° and parallel resistances 123 and 124.

第1のジョセフソン素子121の第1の端子。The first terminal of the first Josephson element 121.

第2のジョセフソン素子122の第1の端子の接続点は
第1の出力点127となる。第1のジョセフソン素子1
21の第2の端子は第1の負荷抵抗161の第1の端子
、第2の負荷抵抗162の第1の端子、第1の並列抵抗
123の第1の端子。
The connection point of the first terminal of the second Josephson element 122 becomes the first output point 127. First Josephson element 1
The second terminal of 21 is the first terminal of the first load resistor 161, the first terminal of the second load resistor 162, and the first terminal of the first parallel resistor 123.

及び第2の並列抵抗124の第1の端子に接続され、こ
こが第1の直流電流給電点125となる。
and the first terminal of the second parallel resistor 124, which becomes the first DC current feeding point 125.

第2のジョセフソン素子122の第2の端子は第3の負
荷抵抗163の第1の端子、第4の負荷抵抗164の第
1の端子、第1の並列抵抗123の第2の端子、及び第
2の並列抵抗124の第2の端子に接続され、ここが第
2の直流電流給電点126となる。第1の負荷抵抗16
1の第2の端子、第2の負荷抵抗162の第2の端子、
第3の負荷抵抗163の第2の端子、第4の負荷抵抗1
64の第2の端子は共通に接続されて第2の出力点12
8となる。直流駆動レギュレータ100への第1の制御
入力線105は第1の出力点127から発生して第2の
出力点128に戻ってくる。
The second terminal of the second Josephson element 122 is connected to the first terminal of the third load resistor 163, the first terminal of the fourth load resistor 164, the second terminal of the first parallel resistor 123, and It is connected to the second terminal of the second parallel resistor 124, which becomes a second DC current feeding point 126. First load resistance 16
1, a second terminal of the second load resistor 162,
Second terminal of third load resistor 163, fourth load resistor 1
64 second terminals are commonly connected to the second output point 12
It becomes 8. A first control input line 105 to the DC drive regulator 100 originates from a first output point 127 and returns to a second output point 128 .

第1のジョセフソン素子121は2本の制御線を有し、
第1の直流バイアス電流165が正向きに、クロック発
生回路140の出力電流線149が逆向きに、それぞれ
入力されている。第2のジョセフソン素子122も2本
の制御線を有し、それぞれに第2の直流バイアス電流1
66が正向きに、クロック発生回路140の出力電流線
149も正向きに入力されている。
The first Josephson element 121 has two control lines,
The first DC bias current 165 is inputted in the forward direction, and the output current line 149 of the clock generation circuit 140 is inputted in the reverse direction. The second Josephson element 122 also has two control lines, each of which has a second DC bias current 1.
66 is inputted in the positive direction, and the output current line 149 of the clock generation circuit 140 is also inputted in the positive direction.

第2のドライバー130もジョセフソン素子131及び
132をはじめ、ドライバー120と同様の構造を有し
、第1のジョセフソン素子131の第1の端子、第2の
ジョセフソン素子132の第1の端子の接続点が第1の
出力点137となり、4個の負荷抵抗の一方の端子は共
通に接続されて第2の出力点138となる。直流駆動レ
ギュレータ100への第2の制御入力線106は第1の
出力点137から発生して第2の出力点138に戻って
くる。そして第1のジョセフソン素子131の第2の端
子、第2のジョセフソン素子132の第2の端子はそれ
ぞれ第1の直流電流給電点135及び第2の直流電流給
電点136となる。
The second driver 130 also has the same structure as the driver 120 including Josephson elements 131 and 132, the first terminal of the first Josephson element 131 and the first terminal of the second Josephson element 132. The connection point becomes the first output point 137, and one terminal of the four load resistors is connected in common and becomes the second output point 138. A second control input line 106 to the DC drive regulator 100 originates from a first output point 137 and returns to a second output point 138. The second terminal of the first Josephson element 131 and the second terminal of the second Josephson element 132 become a first DC current feeding point 135 and a second DC current feeding point 136, respectively.

第1のジョセフソン素子131は2本の制御線を有し、
それぞれに第2の直流バイアス電流166が正向きに、
クロック発生回路140の出力電流線149も正向きに
入力されている。第2のジョセフソン素子132も2本
の制御線を有し。
The first Josephson element 131 has two control lines,
The second DC bias current 166 is in the positive direction, respectively.
The output current line 149 of the clock generation circuit 140 is also input in the positive direction. The second Josephson element 132 also has two control lines.

それぞれに第1の直流バイアス電流165が正向きに、
クロック発生回路140の出力電流線149が逆向きに
入力されている。
The first DC bias current 165 is in the positive direction, respectively.
The output current line 149 of the clock generation circuit 140 is input in the opposite direction.

第1のドライバー120の第1の直流電流給電点125
には正の直流電流g181が接続され。
First DC current feed point 125 of first driver 120
A positive DC current g181 is connected to.

第2の直流電流給電点126には直流電流源181と同
じ大きさの負の直流電流源182が接続され、第2のド
ライバー130の第1の直流電流給電点135には正の
直流電流源183が接続され、第2の直流電流給電点1
36には直流電流源183と同じ大きさの負の直流電流
源184が接続される。
A negative DC current source 182 having the same size as the DC current source 181 is connected to the second DC current feeding point 126, and a positive DC current source is connected to the first DC current feeding point 135 of the second driver 130. 183 is connected to the second DC current feed point 1
A negative direct current source 184 having the same size as the direct current source 183 is connected to 36 .

また第1のドライバー120の第1の出力点127には
直流電流源185が接続され、第2の出力点128は接
地される。第2のドライバー130の第1の出力点13
7には直流電流源186が接続され、第、2の出力点1
38は接地される。
Further, a direct current source 185 is connected to a first output point 127 of the first driver 120, and a second output point 128 is grounded. First output point 13 of second driver 130
A direct current source 186 is connected to 7, and the second output point 1
38 is grounded.

クロック発生回路140は磁束結合型ジョセフソン素子
141及び142.負荷抵抗171及び172、並列抵
抗143からなる。なお、以下の実施例の説明ではジョ
セフソン素子として磁束結合型のものしか現れないので
磁束結合型ジョセフソン素子のことを単にジョセフソン
素子と記す。
The clock generation circuit 140 includes flux-coupled Josephson elements 141 and 142 . It consists of load resistors 171 and 172 and a parallel resistor 143. In the following description of the embodiments, only magnetic flux coupling type Josephson elements appear, so the flux coupling type Josephson element will be simply referred to as a Josephson element.

第1のジョセフソン素子141の第1の端子。The first terminal of the first Josephson element 141.

第2のジョセフソン素子141の第1の端子の接続点は
第1の出力点147となる。第1のジョセフソン素子1
41の第2の端子は第1の負荷抵抗171の第1の端子
、並列抵抗143の第1の端子に接続され、ここが第1
の直流電流給電点145となる。第2のジョセフソン素
子142の第2の端子は第2の負荷抵抗172の第1の
端子。
The connection point of the first terminal of the second Josephson element 141 becomes the first output point 147. First Josephson element 1
The second terminal of 41 is connected to the first terminal of the first load resistor 171 and the first terminal of the parallel resistor 143.
This becomes a direct current feeding point 145. The second terminal of the second Josephson element 142 is the first terminal of the second load resistor 172.

並列抵抗143の第2の端子に接続され、ここが第2の
直流電流給電点146となる。第1の負荷抵抗171の
第2の端子、第2の負荷抵抗172の第2の端子は共通
に接続されて第2の出力点148となる。出力電流線1
49は第1の出力点147から発生し、第1のドライバ
ー120.及び第2のドライバー130の制御入力線を
経由して第2の出力点148に戻ってくる。
It is connected to the second terminal of the parallel resistor 143, and this becomes a second DC current feeding point 146. The second terminal of the first load resistor 171 and the second terminal of the second load resistor 172 are commonly connected to form a second output point 148 . Output current line 1
49 originates from the first output point 147 and is connected to the first driver 120 . and returns to the second output point 148 via the control input line of the second driver 130.

第1のジョセフソン素子141は2本の制御線を有し、
それぞれに第1の直流バイアス電流175及び外部クロ
ック人力178が共に正向きに入力されている。第2の
ジョセフソン素子142も2本の制御線を有し、それぞ
れに第2の直流バイアス電流176が正向きに、外部ク
ロック人力178が逆向きに入力されている。第1の直
流電流給電点145には正の直流電流源177が接続さ
れ、第2の直流電流給電点146は接地される。
The first Josephson element 141 has two control lines,
A first DC bias current 175 and an external clock input 178 are both inputted in the positive direction to each of them. The second Josephson element 142 also has two control lines, to which the second DC bias current 176 is inputted in the forward direction and the external clock input 178 is inputted in the opposite direction. A positive DC current source 177 is connected to the first DC current feeding point 145, and the second DC current feeding point 146 is grounded.

並列抵抗143は、第1のジョセフソン素子141と第
2のジョセフソン素子142の両方が電圧状態に陥るハ
ングアップと呼ばれる状態が発生した時に、直流電源電
流を分流し、電圧状態に陥ったいずれかのジョセフソン
素子を超電導状態に引き戻す働きを有する。並列抵抗の
効果は直流駆動レギュレータ100.第1及び第2のド
ライバー120及び130でも同様である。なお以下の
説明では第1の出力点147から第2の出力点148に
向かう電流を正向きとして扱う。
The parallel resistor 143 shunts the DC power supply current when a condition called a hang-up occurs in which both the first Josephson element 141 and the second Josephson element 142 are in a voltage state. It has the function of returning the Josephson element to a superconducting state. The effect of the parallel resistance is the DC drive regulator 100. The same applies to the first and second drivers 120 and 130. Note that in the following description, the current flowing from the first output point 147 to the second output point 148 is treated as positive.

第1の直流バイアス電流175をI bit第2の直流
バイアス電流176をIb2.及び外部クロック人力1
78をICff1kとすると、第1のジョセフソン素子
141に流れる制御線電流の合計11n工及び第2のジ
ョセフソン素子142に流れる制御線電流の合計I l
nzは I tnl = I bz + I cab1+nt=
Ib2  IC凰に となる。ここでIcmbが工、11をある一定値として
土工、1と−Iwlの間で変化するものとし、Iblと
Ib2の間に I 1+3 = I b1+ 2 X I wsの関係
を設定しておく。
The first DC bias current 175 is I bit, and the second DC bias current 176 is Ib2. and external clock manual 1
78 is ICff1k, the total of the control line current flowing through the first Josephson element 141 is 11n, and the total of the control line current flowing through the second Josephson element 142 is I l
nz is I tnl = I bz + I cab1+nt=
Becomes Ib2 IC 凰. Here, it is assumed that Icmb is 11 and 11 is a certain constant value, and that it changes between 1 and -Iwl, and a relationship of I1+3=Ib1+2XIws is set between Ibl and Ib2.

ここでジョセフソン素子141乃至142のシンボル及
び回路図を第2図(a)、(b)に示す。
Here, symbols and circuit diagrams of the Josephson elements 141 and 142 are shown in FIGS. 2(a) and 2(b).

同図で201は第1のゲート電流端子、202は第2の
ゲート電流端子、203,204は2本の制御線である
。205はインダクタンス、206はジョセフソン接合
である。
In the figure, 201 is a first gate current terminal, 202 is a second gate current terminal, and 203 and 204 are two control lines. 205 is an inductance, and 206 is a Josephson junction.

第3図には第2図のジョセフソン素子の閾値特性を示す
。同図で縦軸(Ii)は端子201から端子202に印
加されるゲート電流、横軸(IC)は2本の制御線のい
ずれかに同図中(L)から(R)の方向に印加される制
御線電流であり、閾値曲線の内側が超電導状態、外側(
斜線部)が電圧状態である。
FIG. 3 shows the threshold characteristics of the Josephson element shown in FIG. 2. In the figure, the vertical axis (Ii) is the gate current applied from terminal 201 to terminal 202, and the horizontal axis (IC) is the gate current applied to either of the two control lines in the direction from (L) to (R) in the figure. The inside of the threshold curve is the superconducting state, and the outside (
The shaded area) is the voltage state.

前記1bxt Ibz+  Icmbの関係より、ジョ
セフソン素子141乃至142の動作点は同図A点及び
B点の間を交互にとることになる。ここで、第1のジョ
セフソン素子141の動作点が同図B点となって同素子
が電圧状態になると、出力電流線149を流れる出力電
流工。utlはI w2をある一定値として+Iwzか
ら−11+2に変化し、第2のジョセフソン素子142
の動作点がA点となる。即ち画素子の動作点は外部クロ
ック入力に対応して同図A点及びB点の間を交互に往復
し、成型された出力電流を発生し、クロック発生動作が
生じることになる。
Based on the relationship 1bxt Ibz+Icmb, the operating points of the Josephson elements 141 and 142 alternate between points A and B in the figure. Here, when the operating point of the first Josephson element 141 becomes point B in the figure and the element enters a voltage state, an output current flows through the output current line 149. utl changes from +Iwz to -11+2 with Iw2 as a certain constant value, and the second Josephson element 142
The operating point of is point A. That is, the operating point of the pixel element alternately reciprocates between points A and B in the figure in response to an external clock input, generating a shaped output current and causing a clock generation operation.

一方、第1図の直流電源電流177の値を前述の外部ク
ロック入力に同期したスイッチングを行うための動作点
よりも高く設定し、第3図の閾値特性において動作点A
も閾値曲線の外部に出すことにより、クロック発生回路
140に発振動作を起こさせることも可能である。この
発振周波数はゲート電流値工、または直流バイアス電流
I、工。
On the other hand, the value of the DC power supply current 177 in FIG. 1 is set higher than the operating point for performing switching synchronized with the external clock input described above, and the operating point A is set in the threshold characteristics in FIG.
It is also possible to cause the clock generation circuit 140 to perform an oscillation operation by taking the signal out of the threshold curve. This oscillation frequency is determined by the gate current value or the DC bias current I.

Ib2で調整可能である。It can be adjusted with Ib2.

ドライバー120及び130においても、第1の直流バ
イアス電流165及び第2の直流バイアス電流166と
クロック発生回路140の出力電流値I 112との間
にクロック発生回路140の場合と同様な関係を設定す
ることにより、それぞれを構成する2個のジョセフソン
素子を交互に電圧状態と超電導状態に設定することがで
きる。これに対応して第1のドライバー120の出力電
流工。ut2はIw3をある一定値として+11.また
は−工1.の値をとる。
In the drivers 120 and 130 as well, the same relationship as in the case of the clock generation circuit 140 is set between the first DC bias current 165 and the second DC bias current 166 and the output current value I 112 of the clock generation circuit 140. By doing so, the two Josephson elements constituting each can be alternately set to a voltage state and a superconducting state. Correspondingly, the output current of the first driver 120 is adjusted. ut2 is +11. with Iw3 being a certain constant value. Or - Engineering 1. takes the value of

なお、ジョセフソン素子121及び122の形状を調整
し閾値特性を設計することにより、ドライバー120の
出力電流振幅Iw3をクロック発生回路140の出力電
流振幅Iw2よりも大きくとることが可能である。すな
わち増幅されたクロック信号を発生することができる。
Note that by adjusting the shapes of the Josephson elements 121 and 122 and designing the threshold characteristics, it is possible to make the output current amplitude Iw3 of the driver 120 larger than the output current amplitude Iw2 of the clock generation circuit 140. That is, an amplified clock signal can be generated.

第2のドライバー130の出力電流I 0t113も同
様であるが、クロック発生回路140の出力電流r o
ut工、第1の直流バイアス電流165.及び第2の直
流バイアス電流166の制御線への入力の仕方が第1の
ドライバー120とは逆になっているので、第1のドラ
イバー120の出力電流Iout4は第2のドライバー
130の出力電流I Ouiと位相が逆転したものにな
っている。直流電流源185及び186の値をI 11
2に設定すると。
The same applies to the output current I 0t113 of the second driver 130, but the output current r o of the clock generation circuit 140
first DC bias current 165. Since the method of inputting the second DC bias current 166 to the control line is opposite to that of the first driver 120, the output current Iout4 of the first driver 120 is equal to the output current Iout4 of the second driver 130. The phase is reversed from that of Oui. The values of DC current sources 185 and 186 are I 11
When set to 2.

直流駆動レギュレータ100への第1の制御入力線10
5に流れる制御電流Icm及び第2の制御入力線106
に流れる制御電流IC2は I C4= I 0ut3 + I 112I cz 
= I 0ut3 + I w2となり、それぞれ0と
2 X I w2の間を変化する。
First control input line 10 to DC drive regulator 100
5 and the second control input line 106
The control current IC2 flowing in is I C4 = I 0ut3 + I 112I cz
= I 0ut3 + I w2, each varying between 0 and 2 X I w2.

直流駆動レギュレータ100のジョセフソン接合101
の直列接続体151の構造を第4図に示す。同直列接続
体151は分流抵抗155と接地面スルーホール(クラ
ンドプレーンコンタクトと呼ばれる)401の間に形成
される。ジョセフソン接合101は上部電極402と、
下部電極403の間に形成され、上部電極402の直上
を制御線404が葛折りに走る。ジョセフソン接合10
1は電源電流の流れる方向の寸法(図面では上下方向の
寸法)が電源電流の流れに垂直な方向の寸法(図面では
左右方向の寸法)に比べ十分短く設計されている。この
ことは電源電流の発生する自己磁場による超電導臨界電
流(電圧を発生せずにジョセフソン接合に流れうる超電
導電流の最大値)の低下を防ぎ、かつ電源電流に対する
寄生インダクタンスを低減し、直流駆動レギュレータ1
00の円滑なスイッチングを実現するのに不可欠である
Josephson junction 101 of DC drive regulator 100
The structure of the series connection body 151 is shown in FIG. The series connection body 151 is formed between the shunt resistor 155 and a ground plane through hole (referred to as a ground plane contact) 401. The Josephson junction 101 has an upper electrode 402;
A control line 404 is formed between the lower electrodes 403 and runs directly above the upper electrode 402 in a twisted manner. josephson junction 10
1 is designed so that the dimension in the direction in which the power supply current flows (the vertical dimension in the drawing) is sufficiently shorter than the dimension in the direction perpendicular to the flow of the power supply current (the horizontal dimension in the drawing). This prevents a drop in superconducting critical current (the maximum value of superconducting current that can flow through a Josephson junction without generating voltage) due to the self-magnetic field generated by the power supply current, reduces parasitic inductance with respect to the power supply current, and reduces DC drive. regulator 1
This is essential for realizing smooth switching of 00.

ジョセフソン接合101の閾値特性を第5図に示す。同
図では縦軸(工、)はゲート電流、横軸(IC)は制御
線電流であり、閾値曲線の内側が超電導状態、外側(斜
線部)が電圧状態である。
The threshold characteristics of the Josephson junction 101 are shown in FIG. In the figure, the vertical axis (D) is the gate current, and the horizontal axis (IC) is the control line current, the inside of the threshold curve is the superconducting state, and the outside (shaded area) is the voltage state.

前記Ic工、Iczの関係より、ジョセフソン接合10
1の動作点は同図A点及びB点の間を交互にとることに
なる。ここで、ジョセフソン接合101の動作点が同図
B点となって同接合が電圧状態になると、同接合の含ま
れるジョセフソン接合直列接続体全体が電圧状態になる
。すなわち。
From the relationship between Ic and Icz, Josephson junction 10
The operating point 1 is alternately taken between point A and point B in the figure. Here, when the operating point of the Josephson junction 101 becomes point B in the figure and the junction becomes a voltage state, the entire Josephson junction series connection including the junction becomes a voltage state. Namely.

直列接続体151に含まれるジョセフソン接合101の
1個が電圧状態になると、そのスイッチングに伴う過渡
電流変動が直列接続体152にも伝わり、一方直列接続
体152に含まれるジョセフソン接合101の1個が電
圧状態になってもそのスイッチングに伴う過渡電流変動
が直列接続体151に戻り、結果としてジョセフソン接
合直列接続体全体が電圧状態になる。
When one of the Josephson junctions 101 included in the series connection body 151 is in a voltage state, the transient current fluctuation accompanying the switching is also transmitted to the series connection body 152; Even if the junction becomes a voltage state, the transient current fluctuation caused by the switching returns to the series connection body 151, and as a result, the entire Josephson junction series connection body becomes a voltage state.

Ic4が0から2xIw、に変化し、直列接続体151
及び152が電圧状態になるとその反作用で直列接続体
153及び154は超電導状態になる。そして交流駆動
回路111及び112に電源電流I AClが供給され
る。一方、Ic2がO′から2xIw2に変化し、直列
接続体153及び154が電圧状態になるとその反作用
で直列接続体151及び152が超電導状態になる。そ
して交流駆動回路113及び114に電源電流I &C
2が供給される。
Ic4 changes from 0 to 2xIw, and the series connection body 151
When 152 and 152 are brought into a voltage state, the series connection bodies 153 and 154 become superconducting due to the reaction. Power supply current IACl is then supplied to AC drive circuits 111 and 112. On the other hand, when Ic2 changes from O' to 2xIw2 and the series-connected bodies 153 and 154 become in a voltage state, the series-connected bodies 151 and 152 become superconducting due to the reaction. Then, the power supply current I&C is supplied to the AC drive circuits 113 and 114.
2 is supplied.

以下余白 第6図には外部クロック入力Ieim+クロック発生回
路140の出力電流I ouc1+直流駐動レギュレー
タ100への第1の制御入力線105に流れる制御電流
Ic4及び第2の制御入力線106に流れる制御電流I
ce、交流輛交流踏動回路及び112の電源電流I a
Cz T交流駆動回路113及び114の電源電流I 
ACgのタイムチャートを示す。チップ外部からは直流
電源電流と小振幅のクロック入力を供給するのみでチッ
プ上に大振幅の交流電流を供給できることがわかる。
The blank space below in FIG. 6 shows external clock input Ieim + output current I ouc1 of the clock generation circuit 140 + control current Ic4 flowing to the first control input line 105 to the DC parking regulator 100 and control current flowing to the second control input line 106. current I
ce, AC vehicle AC stepping circuit and 112 power supply current I a
Cz T Power supply current I of AC drive circuits 113 and 114
A time chart of ACg is shown. It can be seen that a large-amplitude alternating current can be supplied on the chip by simply supplying a direct-current power supply current and a small-amplitude clock input from outside the chip.

第7図には交流駆動ジョセフソン回路111乃至114
で順序回路を構成した場合のデータの流れを示す。同図
で701乃至703は組合せ回路である。直流駆動フリ
ップフロップ711及び712は交流電源サイクル間で
、データを保持する働きを有する。セルフ・ゲート・ア
ンド(SelfGate And; 5GA)回路72
1及び722は交流電源サイクルの立上りの部分で直流
駆動フリップフロップのデータを読出し、該交流電源サ
イクルの間そのデータを保持する働きを有する。
FIG. 7 shows AC drive Josephson circuits 111 to 114.
The flow of data when a sequential circuit is configured is shown below. In the figure, 701 to 703 are combinational circuits. DC driven flip-flops 711 and 712 have the function of holding data between AC power cycles. Self Gate And (5GA) circuit 72
1 and 722 have the function of reading data from the DC-driven flip-flops at the rising edge of an AC power cycle and holding the data during the AC power cycle.

組合せ回路701乃至703を交流駆動回路111及び
112または113及び114のいずれかに所属させ、
データの流れに乗って逆相の交流電源I ac4及びI
 aCzで交互に駆動する。これにより、単相交流駆動
では必要であるセルフ・ゲート・アンドの出力確定を待
って直流駆動フリップフロップへのデータ書込みを許容
する操作が不用になる。
The combinational circuits 701 to 703 are assigned to either the AC drive circuits 111 and 112 or 113 and 114,
AC power supply I ac4 and I with opposite phase according to the flow of data
Drive alternately with aCz. This eliminates the need for waiting for the output of the self-gate AND to be determined before allowing data to be written to the DC-driven flip-flop, which is necessary in single-phase AC driving.

第8図には本発明の別の実施例を示す。同図で801及
び802は直流駆動レギュレータ。
FIG. 8 shows another embodiment of the invention. In the figure, 801 and 802 are DC drive regulators.

803は直流駆動レギュレータ801にスイッチング制
御電流を供給する第1のドライバー。
A first driver 803 supplies a switching control current to the DC drive regulator 801.

804は直流駆動レギュレータ802にスイッチング制
御電流を供給する第2のドライバー。
A second driver 804 supplies a switching control current to the DC drive regulator 802.

805はドライバー803にタイミング信号を供給する
クロック発生回路、806はドライバー804にタイミ
ング信号を供給するクロック発生回路である。
805 is a clock generation circuit that supplies a timing signal to the driver 803, and 806 is a clock generation circuit that supplies a timing signal to the driver 804.

直流駆動レギュレータ801は第1図の直流駆動レギュ
レータ100と同様の構成を有し、ジョセフソン接合直
列接続体811乃至814を含む。
The DC drive regulator 801 has a similar configuration to the DC drive regulator 100 of FIG. 1, and includes Josephson junction series connections 811 to 814.

但し該ジョセフソン接合直列接続体を構成するジョセフ
ソン接合が各2本の制御線を有することが直流駆動レギ
ュレータ100とは異なる。具体的には第4図で上部電
極402の直上を走っている制御線404が並走する2
本の配線に分かれ、ともに同じ上部電極上にくるのであ
る。そしてジョセフソン接合直列接続体811及び81
2を構成するジョセフソン接合の2本の制御線には直流
電流源871からの直流バイアス電流Iblと第1のド
ライバー803の出力電流工0□、が同方向に。
However, this differs from the DC drive regulator 100 in that each Josephson junction constituting the series connection of Josephson junctions has two control lines. Specifically, the control line 404 running directly above the upper electrode 402 in FIG.
It is divided into two wiring lines, both of which are placed on the same upper electrode. and Josephson junction series connected bodies 811 and 81
The DC bias current Ibl from the DC current source 871 and the output current 0□ of the first driver 803 are in the same direction in the two control lines of the Josephson junction constituting the second driver.

ジョセフソン接合直列接続体813及び814を構成す
るジョセフソン接合の2本の制御線にはIbよとI 0
ut3が逆方向にそれぞれ入力される。そして、ジョセ
フソン接合直列接続体811乃至814にはそれぞれ交
流駆動回路815乃至818が負荷として接続されてい
る。
The two control lines of the Josephson junction constituting the series connection bodies 813 and 814 have Ib and I0.
ut3 are respectively input in the opposite direction. AC drive circuits 815 to 818 are connected as loads to the series-connected Josephson junctions 811 to 814, respectively.

直流駆動レギュレータ802も同様にジョセフソン接合
直列接続体821乃至824を含み、それぞれ交流駆動
回路825乃至828が負荷として接続されている。そ
してジョセフソン接合直列接続体821及び822を構
成するジョセフソン接合の2本の制御線にはIblと第
2のドライバー804の出力電流工0ut4が同方向に
、ジョセフソン接合直列接続体823及び824を構成
するジョセフソン接合の2本の制御線にはIb1とI 
0ut4が逆方向にそれぞれ入力される。
The DC drive regulator 802 similarly includes Josephson junction series connections 821 to 824, and AC drive circuits 825 to 828 are connected as loads, respectively. The two control lines of the Josephson junctions constituting the series-connected Josephson junctions 821 and 822 have Ibl and the output current 0ut4 of the second driver 804 in the same direction, and the series-connected Josephson junctions 823 and 824 The two control lines of the Josephson junction that make up the
0ut4 are respectively input in the opposite direction.

第1のドライバー803はジョセフソン素子831及び
832.負荷抵抗833及び834゜並列抵抗835か
らなる。
The first driver 803 includes Josephson elements 831 and 832 . It consists of a load resistor 833 and an 834° parallel resistor 835.

第1のジョセフソン素子831の第1の端子。The first terminal of the first Josephson element 831.

第2のジョセフソン素子832の第1の端子の接続点は
第1の出力点838となる。第1のジョセフソン素子8
31の第2の端子は第1の負荷抵抗833の第1の端子
、並列抵抗835の第1の端子に接続され、ここが第1
の直流電流給電点836となる。第2のジョセフソン素
子832の第2の端子は第2の負荷抵抗834の第1の
端子。
The connection point of the first terminal of the second Josephson element 832 becomes the first output point 838. First Josephson element 8
31 is connected to the first terminal of the first load resistor 833 and the first terminal of the parallel resistor 835.
This becomes a DC current feeding point 836. The second terminal of the second Josephson element 832 is the first terminal of the second load resistor 834.

並列抵抗835の第2の端子に接続され、ここが第2の
直流電流給電点837となる。第1の負荷抵抗833の
第2の端子、第2の負荷抵抗834の第2の端子の接続
点が第2の出力点839となる。出力電流工0..は第
1の出力点838から発生して第1の直流駆動レギュレ
ータの制御入力線872を経由して第2の出力点839
に戻ってくる。
It is connected to the second terminal of the parallel resistor 835, and this becomes a second DC current feeding point 837. A connection point between the second terminal of the first load resistor 833 and the second terminal of the second load resistor 834 becomes a second output point 839. Output current 0. .. is generated from the first output point 838 and is transmitted to the second output point 839 via the control input line 872 of the first DC drive regulator.
come back to.

第1のジョセフソン素子831は2本の制御線を有し、
直流電流源874からの直流バイアス電流Tb3が逆向
きに、クロック発生回路805の出力電流工04、が正
向きに、それぞれ入力されている。第2のジョセフソン
素子832も2本の制御線を有し、それぞれに直流電流
源875からの直流バイアス電流Ib4が逆向きに、 
 Ioutzも逆向きに入力されている。
The first Josephson element 831 has two control lines,
The DC bias current Tb3 from the DC current source 874 is inputted in the reverse direction, and the output current generator 04 of the clock generation circuit 805 is inputted in the forward direction. The second Josephson element 832 also has two control lines, and the DC bias current Ib4 from the DC current source 875 is applied to each in the opposite direction.
Ioutz is also input in the opposite direction.

第2のドライバー804も第1のドライバー803と同
様の構造を有し、第1のジョセフソン素子841の第1
の端子、第2のジョセフソン素子842の第1の端子の
接続点は第1の出力点848となる。第1のジョセフソ
ン素子841の第2の端子は第1の直流電流給電点84
6となる。
The second driver 804 also has a similar structure to the first driver 803, and the first driver 804 of the first Josephson element 841
The connection point between the terminal of the second Josephson element 842 and the first terminal of the second Josephson element 842 becomes a first output point 848 . The second terminal of the first Josephson element 841 is connected to the first DC current feeding point 84
It becomes 6.

第2のジョセフソン素子842の第2の端子は第2の直
流電流給電点847となる。2個の負荷抵抗の接続点が
第2の出力点849となる。出力電流工。ut4は第1
の出力点848から発生して第2の直流踏動レギュレー
タの制御人力1iA873を経由して第2の出力点84
9に戻ってくる。
The second terminal of the second Josephson element 842 becomes a second direct current feeding point 847. The connection point between the two load resistors becomes a second output point 849. Output current engineer. ut4 is the first
The output is generated from the output point 848 of the controller and is transmitted to the second output point 84 via the control human power 1iA873 of the second DC stepping regulator.
I'll be back at 9.

第1のジョセフソン素子841は2本の制御線を有し、
直流電流源874からの直流バイアス電流Ib3が逆向
きに、クロック発生回路806の出力電流I 0ut2
が正向きに、それぞれ入力されている。第2のジョセフ
ソン素子842も2本の制御線を有し、それぞれに直流
電流源875からの直流バイアス電流Ib、が逆向きに
、工。utzも逆向きに入力されている。
The first Josephson element 841 has two control lines,
The DC bias current Ib3 from the DC current source 874 is reversed to the output current I0ut2 of the clock generation circuit 806.
are input in the positive direction. The second Josephson element 842 also has two control lines, each of which has a DC bias current Ib from the DC current source 875 in opposite directions. utz is also input in the opposite direction.

第1のドライバー803の第2の直流電流給電点837
は第2のドライバー804の第1の直流電流給電点84
6に接続され、第1のドライバー803の第1の直流電
流給電点836と第2のドライバー804の第2の直流
電流給電点847の間に直流電流源876が接続される
Second DC current feeding point 837 of first driver 803
is the first DC current feeding point 84 of the second driver 804
6, and a DC current source 876 is connected between the first DC current feeding point 836 of the first driver 803 and the second DC current feeding point 847 of the second driver 804.

第1のクロック発生回路805もドライバー803及び
804とほぼ同様の構造を有し、第1のジョセフソン素
子851の第1の端子、第2のジョセフソン素子852
の第1の端子の接続点は第1の出力点858となる。第
1のジョセフソン素子851の第2の端子は第1の直流
電流給電点856となる。第2のジョセフソン素子85
2の第2の端子は第2の直流電流給電点857となる。
The first clock generation circuit 805 has almost the same structure as the drivers 803 and 804, and the first terminal of the first Josephson element 851, the first terminal of the second Josephson element 852
The connection point of the first terminal becomes the first output point 858. The second terminal of the first Josephson element 851 becomes a first direct current feeding point 856. Second Josephson element 85
The second terminal of No. 2 becomes a second DC current feeding point 857.

2個の負荷抵抗の接続点が第2の出力点859となる。The connection point between the two load resistors becomes a second output point 859.

出力電流I 0ut1は第1の出力点858から発生し
て第1のドライバー803及び第2のクロック発生回路
806の制御入力線を経由して第2の出力点859に戻
ってくる。
The output current I0ut1 is generated from the first output point 858 and returns to the second output point 859 via the control input line of the first driver 803 and the second clock generation circuit 806.

第1のジョセフソン素子851は2本の制御線を有し、
直流電流源877からの直流バイアス電流より8が逆向
きに、クロック発生回路806の出力電流I 0ut2
が逆向きに、端子879より外部クロック入力I ca
bも逆向きにそれぞれ入力されている。第2のジョセフ
ソン素子852も3本の制御線を有し、 Ib□が逆向
きにg Ioutzが正向きに。
The first Josephson element 851 has two control lines,
8 is in the opposite direction from the DC bias current from the DC current source 877, and the output current I 0ut2 of the clock generation circuit 806
In the opposite direction, the external clock input I ca is input from the terminal 879.
b are also input in the opposite direction. The second Josephson element 852 also has three control lines, with Ib□ in the opposite direction and g Ioutz in the positive direction.

I Cf1kが逆向きにそれぞれ入力されている。ICf1k is input in the opposite direction.

第2のクロック発生回路806も第1のクロック発生回
路805と同様の構造を有し、第1のジョセフソン素子
861の第1の端子、第2のジョセフソン素子862の
第1の端子の接続点は第1の出力点868となる。第1
のジョセフソン素子861の第2の端子は第1の直流電
流給電点866となる。第2のジョセフソン素子862
の第2の端子は第2の直流電流給電点867となる。
The second clock generation circuit 806 also has the same structure as the first clock generation circuit 805, and the first terminal of the first Josephson element 861 and the first terminal of the second Josephson element 862 are connected. The point becomes the first output point 868. 1st
The second terminal of the Josephson element 861 becomes a first direct current feeding point 866. Second Josephson element 862
The second terminal becomes a second DC current feeding point 867.

2個の負荷抵抗の接続点が第2の出力点869となる。The connection point between the two load resistors becomes a second output point 869.

出力電流工。ut4は第1の出力点868から発生して
第2のドライバー804及び第1のクロック発生回路8
05の制御入力線を経由して第2の出力点869に戻っ
てくる。
Output current engineer. ut4 is generated from the first output point 868 and is connected to the second driver 804 and the first clock generation circuit 8.
It returns to the second output point 869 via the control input line 05.

第1のジョセフソン素子861は3本の制御線を有し、
直流電流源877からの直流バイアス電流Ibzが逆向
きに、クロック発生回路805の出力電流I。ut4が
正向きに、端子878より外部クロック入力Xc、にも
正向きにそれぞれ入力されている。第2のジョセフソン
素子862も3本の制曲線を有しllm2が逆向きに、
 l0utxが逆向きに。
The first Josephson element 861 has three control lines,
The DC bias current Ibz from the DC current source 877 is reversed to the output current I of the clock generation circuit 805. ut4 is input in the positive direction, and the external clock input Xc is also input in the positive direction from the terminal 878. The second Josephson element 862 also has three control curves, with llm2 in the opposite direction,
l0utx is in the opposite direction.

Ic。が正向きにそれぞれ入力されている。Ic. are entered in the correct direction.

クロック発生回路の出力電流Iout4及びIoutz
はI wlをある一定値として+I Illと−1,□
の間で変化する。外部゛クロック入力I cabも+I
w1と−I Jの間で変化させるとジョセフソン素子8
51゜852.862は直流バイアス電流以外の2人力
がともに+Iwlであるか、一方が+Iwlで他方がI
 81であるか、2人力がともに−Iwlであるかに対
応する3状態をとりうる。これらのうち2人力がともに
+I Illである状態のみが第3図の閾値曲線外に出
るように直流バイアス電流Ib2を設定することにより
、クロック発生回路805及び806は外部クロック入
力I cabに対する分局動作を行うことができる。
Output currents Iout4 and Ioutz of the clock generation circuit
is +I Ill and -1, □ with I wl as a certain constant value.
Varies between. External clock input I cab also +I
When changed between w1 and -IJ, Josephson element 8
51°852.862 means that the two human powers other than the DC bias current are both +Iwl, or one is +Iwl and the other is Iwl.
81 or both of the two manpowers are -Iwl. By setting the DC bias current Ib2 so that only the state in which both of these two inputs are +I Ill falls outside the threshold curve in FIG. It can be performed.

ドライバーの出力電流I ouz、及びI out4も
、それぞれ工。utl及びI 0ut4に同期して、か
つI 112をある一定値として+Ivzと−1112
の間で変化する。
The output currents I ouz and I out4 of the driver are also calculated respectively. +Ivz and -1112 in synchronization with utl and I0ut4 and with I112 as a certain constant value.
Varies between.

直流バイアス電流IblはI 113に等しく設定する
The DC bias current Ibl is set equal to I113.

直流駆動レギュレータ801より交流駆動回路815及
び816に供給される交流電源電流をIac工、交流駆
動回路817及び818に供給される交流電源電流をI
 &C2+直流駆動レギュレータ802より交流駆動回
路825及び826に供給される交流電源電流をI &
C3+交流駆動回路827及び828に供給される交流
電源電流をI aC4とする。
The AC power supply current supplied from the DC drive regulator 801 to the AC drive circuits 815 and 816 is Iac, and the AC power supply current supplied to the AC drive circuits 817 and 818 is Iac.
&C2+The AC power supply current supplied from the DC drive regulator 802 to the AC drive circuits 825 and 826 is I &
The AC power supply current supplied to C3+AC drive circuits 827 and 828 is IaC4.

第9図には上記Icmh+ Ioutl、 Ioutz
+l0uti+ l0ut4y Iacz+ Iaez
+ IaC3+ Iac4のタイムチャートを示す。電
流値の符号は特に意味がない。これにより位相がπ/2
ずつ異なった交流電源電流が発生できることがわかる。
In Figure 9, the above Icmh+ Ioutl, Ioutz
+l0uti+ l0ut4y Iacz+ Iaez
+ IaC3+ Iac4 time chart is shown. The sign of the current value has no particular meaning. This makes the phase π/2
It can be seen that different AC power supply currents can be generated.

第10図に、第8図の交流駆動ジョセフソン回路815
乃至818及び825乃至828で順序回路を構成した
場合のデータの流れを示す。同図で1001及び100
5は交流駆動回路815または816で構成された組合
せ回路、1002及び10o6は交流駆動回路827ま
たは828で構成された組合せ回路、1003は交流駆
動回路817または818で構成された組合せ回路。
FIG. 10 shows the AC drive Josephson circuit 815 of FIG.
The flow of data is shown when a sequential circuit is configured by 818 to 825 and 825 to 828. 1001 and 100 in the same figure
5 is a combination circuit made up of AC drive circuits 815 or 816; 1002 and 10o6 are combination circuits made up of AC drive circuits 827 or 828; and 1003 is a combination circuit made up of AC drive circuits 817 or 818.

10o4は交流駆動回路825または826で構成され
た組合せ回路である。データは同図の左から右の方向に
各相の交流電源I a+4 + I ac+ +I a
J 、 I aczに乗って流れる。
10o4 is a combination circuit composed of an AC drive circuit 825 or 826. The data is from left to right in the figure for each phase of the AC power supply I a+4 + I ac+ +I a
It flows on J, I acz.

ここで重要なのはIac工の1個のサイクル901にデ
ータを伝えるI aczのサイクルは902のみでその
次のサイクル903はもはや901とオーバーラツプ部
分を持たないということである。ジョセフソン素子はそ
れ自身がラッチング特性を有し、交流電源電流がオンで
ある間は入力信号電流が取り去られてもデータを保持す
る働きを有する。これにより、セルフ・ゲート・アンド
回路や直流駆動フリップフロップを必要とせずに順序回
路が構成可能となるのである。
What is important here is that the only Iacz cycle 902 that transmits data to one Iac cycle 901 is that the next cycle 903 no longer has any overlap with 901. The Josephson element itself has latching characteristics, and has the function of holding data even if the input signal current is removed while the AC power supply current is on. This makes it possible to construct a sequential circuit without requiring a self-gate AND circuit or a DC-driven flip-flop.

第7図または第10図の論理回路は元の電源は直流であ
るものの最終的には交流電源で駆動されており、得られ
る信号波形はユニポーラ(単極性)ではあるがRZ (
Return to Zero)型であり、電圧振幅も
2〜3mVである。直接半導体回路とインターフェース
をとることを可能にするための出力バッファの実施例を
第11図に示す。
Although the original power supply of the logic circuit in FIG. 7 or FIG. 10 is DC, it is ultimately driven by AC power, and the resulting signal waveform is unipolar (unipolar) but RZ (
The voltage amplitude is 2 to 3 mV. An embodiment of an output buffer to allow direct interface with semiconductor circuitry is shown in FIG.

本山カバソファはジョセフソン素子1100の直列接続
体11o1乃至1104.分流抵抗1105乃至110
8.並列抵抗1109及び1110、負荷抵抗1111
乃至1114.直流電流源1124及び1125.イン
ダクタンス1115及び1116.制御入力線1122
及び1123からなる。
The Motoyama hippo sofa is a series connection body of Josephson elements 1100 11o1 to 1104. Shunt resistance 1105 to 110
8. Parallel resistance 1109 and 1110, load resistance 1111
to 1114. DC current sources 1124 and 1125. Inductance 1115 and 1116. Control input line 1122
and 1123.

第1のジョセフソン素子直列接続体1101の第1の端
子、第2のジョセフソン素子直列接続体1102の第1
の端子、第3のジョセフソン素子直列接続体1103の
第1の端子、第4のジョセフソン素子直列接続体110
4の第1の端子はインダクタンス1115及び1116
の第1の端子に共通に接続される。インダクタンス11
15及び1116の第2の端子は接地される。
the first terminal of the first Josephson element series connection body 1101; the first terminal of the second Josephson element series connection body 1102;
, the first terminal of the third Josephson element series connection body 1103 , the fourth Josephson element series connection body 110
The first terminal of 4 has inductances 1115 and 1116
are commonly connected to the first terminals of the two terminals. Inductance 11
The second terminals of 15 and 1116 are grounded.

第1のジョセフソン素子直列接続体1101の第2の端
子には第1の分流抵抗11o5の第1の端子、第1の並
列抵抗1109の第1の端子、第1の負荷抵抗1111
の第1の端子が共通に接続される。第2のジョセフソン
素子直列接続体1102の第2の端子には第2の分流抵
抗1106の第1の端子、第2の並列抵抗1110の第
1の端子、第2の負荷抵抗1112の第1の端子が共通
に接続される。第3のジョセフソン素子直列接続体11
03の第2の端子には第3の分流抵抗1107の第1の
端子、第1の並列抵抗1109の第2の端子、第3の負
荷抵抗1113の第1の端子が共通に接続される。第4
のジョセフソン素子直列接続体1104の第2の端子に
は第4の分流抵抗1108の第1の端子、第2の並列抵
抗1110の第2の端子、第4の負荷抵抗1114の第
1の端子が共通に接続される。
The second terminal of the first Josephson element series connection body 1101 is connected to the first terminal of the first shunt resistor 11o5, the first terminal of the first parallel resistor 1109, and the first load resistor 1111.
The first terminals of the two terminals are connected in common. The second terminal of the second Josephson element series connection body 1102 is connected to the first terminal of the second shunt resistor 1106, the first terminal of the second parallel resistor 1110, and the first terminal of the second load resistor 1112. terminals are connected in common. Third Josephson element series connection body 11
The first terminal of the third shunt resistor 1107, the second terminal of the first parallel resistor 1109, and the first terminal of the third load resistor 1113 are commonly connected to the second terminal of the resistor 03. Fourth
The second terminal of the Josephson element series connection body 1104 is connected to the first terminal of the fourth shunt resistor 1108, the second terminal of the second parallel resistor 1110, and the first terminal of the fourth load resistor 1114. are commonly connected.

第1の分流抵抗1105の第2の端子は第2の分流抵抗
1106の第2の端子に接続されて直流電流注入点11
20となり、ここに直流電流源1124から直流電流が
注入される。第3の分流抵抗1107の第2の端子は第
4の分流抵抗1108の第2の端子に接続されて直流電
流引出点1121となり、ここに直流電流源1125か
ら直流電流が引き出される。第1の制御入力線1122
は第1のジョセフソン素子直列接続体1101及び第2
のジョセフソン素子直列接続体11o2を構成する各ジ
ョセフソン素子の制御線を共通に経由する。第2の制御
入力線1123は第3のジョセフソン素子直列接続体1
103及び第4のジョセフソン素子直列接続体1104
を構成する各ジョセフソン素子の制御線を共通に経由す
る。第1のジョセフソン素子直列接続体11o1の第2
の端子1126が出力端子となる。
The second terminal of the first shunt resistor 1105 is connected to the second terminal of the second shunt resistor 1106 to the DC current injection point 11.
20, into which DC current is injected from the DC current source 1124. The second terminal of the third shunt resistor 1107 is connected to the second terminal of the fourth shunt resistor 1108 to become a DC current extraction point 1121, from which DC current is extracted from the DC current source 1125. First control input line 1122
is the first Josephson element series connection body 1101 and the second Josephson element series connection body 1101
It passes through the control line of each Josephson element constituting the series connection body 11o2 of Josephson elements. The second control input line 1123 is connected to the third Josephson element series connection body 1
103 and fourth Josephson element series connection body 1104
The control line of each Josephson element constituting the control line is commonly passed through. The second of the first Josephson element series connection body 11o1
The terminal 1126 becomes the output terminal.

第11図のジョセフソン素子2個の直列接続部分113
oの構造を第12図に示す。同図でジョセフソン素子1
100は上部電極1201.下部電極1202.及びそ
の間のジョセフソン接合1211及び1212から形成
され、隣接するジョセフソン素子の上部電極同士または
下部電極同士が接触され密なレイアウトがなわれる。上
部電極1201の直上を制御線1203が葛折りに走る
Series connection part 113 of two Josephson elements in FIG.
The structure of o is shown in FIG. In the same figure, Josephson element 1
100 is an upper electrode 1201. Lower electrode 1202. and Josephson junctions 1211 and 1212 therebetween, and the upper electrodes or lower electrodes of adjacent Josephson elements are in contact with each other to form a dense layout. A control line 1203 runs in a crooked manner just above the upper electrode 1201.

第11図の制御入力線1122に入力信号りが。An input signal is input to the control input line 1122 in FIG.

制御入力線1123に入力信号りが発生した場合の出力
電圧V o u tの動作波形を第13図に示す。
FIG. 13 shows the operating waveform of the output voltage V out when an input signal is generated on the control input line 1123.

第1図の直流駆動レギュレータと同様の原理で。It uses the same principle as the DC drive regulator shown in Figure 1.

ジョセフソン素子6段分の出力電圧が発生し2士数mV
の出力電圧振幅が得られる。また、信号型式もN RZ
 (Non Return to Zero)型であり
半導体回路とのインターフェースも容易となる。
The output voltage of 6 stages of Josephson elements is generated and is several mV.
An output voltage amplitude of Also, the signal type is N RZ
(Non Return to Zero) type, which facilitates interface with semiconductor circuits.

第14図は出力バッファの別の実施例を示す。FIG. 14 shows another embodiment of the output buffer.

本出力バッファはジョセフソン素子1401及び140
2、並列抵抗1405.負荷抵抗1403及び1404
.直流電流源1407及び1408゜インダクタンス1
406.制御入力線1410及び1411からなる。1
4o9は出力端子である。
This output buffer consists of Josephson elements 1401 and 140.
2. Parallel resistance 1405. Load resistance 1403 and 1404
.. DC current source 1407 and 1408° inductance 1
406. Consists of control input lines 1410 and 1411. 1
4o9 is an output terminal.

ジョセフソン素子1401または1402の構造を第1
5図に示す。同図で1501は上部電極。
The structure of the Josephson element 1401 or 1402 is
It is shown in Figure 5. In the figure, 1501 is the upper electrode.

1502は下部電極、その間の1503がジョセフソン
接合であり、上部電極1501の直上を制御線1504
が葛折りに走る。
1502 is a lower electrode, 1503 between them is a Josephson junction, and a control line 1504 is connected directly above the upper electrode 1501.
runs at a loss.

本素子の閾値特性を第16図に示す、同図で縦 く軸(
■、)はゲート電流、横軸(IC)は制御線電流であり
、閾値曲線の内側が超電導状態、外側(斜線部)が6段
が全てスイッチしている電圧状態である。
The threshold characteristics of this device are shown in Figure 16, where the vertical axis (
(2), ) is the gate current, and the horizontal axis (IC) is the control line current, the inside of the threshold curve is the superconducting state, and the outside (shaded area) is the voltage state where all six stages are switched.

制御入力線1410及び1411に入力信号を加えジョ
セフソン素子1401及び1402の動  、作意を同
図A点及びB点の間を交互にとらせることにより出力端
子1409からやはり電圧振幅十数mVの出力を取り出
すことができる。
By applying input signals to the control input lines 1410 and 1411 and causing the Josephson elements 1401 and 1402 to operate alternately between points A and B in the same figure, a voltage amplitude of 10-odd mV is also generated from the output terminal 1409. Output can be extracted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、第1の本発明の構成とした直流駆
動レギュレータによれば、チップ外部から入力される直
流電流をチップ上で交流電流に変換できるので、ジョセ
フソン回路のクロックの高速化に大きな効果がある。ま
た、第2の本発明の構成とした出力バッファによれば、
電圧振幅の大きい直流型式の出力信号を取り出せるので
、ジョセフソン回路と半導体回路とのインターフェース
を容易にすることに効果がある。
As explained above, according to the DC drive regulator configured according to the first aspect of the present invention, DC current input from outside the chip can be converted to AC current on the chip, which can speed up the clock of the Josephson circuit. It has a big effect. Furthermore, according to the output buffer configured according to the second aspect of the present invention,
Since a DC type output signal with a large voltage amplitude can be extracted, it is effective in facilitating the interface between the Josephson circuit and the semiconductor circuit.

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

第1図は本発明による直流駆動レギュレータの実施例構
成図、第2図(a)、(b)は第1図で用いるジョセフ
ソン素子のシンボルと回路図、第3図は第2図のジョセ
フソン素子の閾値特性を示す図、第4図は第1図中のジ
ョセフソン接合直列接続体の構造を示す図、第5図は第
4図のジョセフソン接合直列接続体に含まれるジョセフ
ソン接合の閾値特性を示す図、第6図は第1図の直流即
動レギュレータの入出力電流の動作タイムチャート、第
7図は第1図の直流駆動レギュレータで駆動される順序
回路におけるデータの流れを示す図。 第8図は本発明による直流駆動レギュレータの別の実施
例の構成図、第9図は第8図の直流駆動レギュレータの
入出力電流の動作タイムチャート。 第10図は第8図の直流駆動レギュレータで駆動される
順序回路におけるデータの流れを示す図。 第11図は本発明による出カバソファの実施例構成図、
第12図は第11図で用いるジョセフソン素子直列接続
体の構造を示す図、第13図は第11図の出力バッファ
の入出力電流の動作タイムチャート、第14図は本発明
による出力バッファの別の実施例の構成図、第15図は
第14図中のジョセフソン素子の構造を示す図、第16
図は第15図のジョセフソン素子の閾値特性を示す図。 第17図は従来の文献中に記載されている直流駆動回路
の構成を示す図、第18図は別の従来の文献中に記載さ
れているジョセフソン接合52段分の直列出力電圧を得
る回路の構成を示す図である。 〈符号の説明〉 100.801,802・・・直流駆動レギュレータ1
20.130,803,804・・・ドライバー140
.805,806・・・クロック発生回路101.20
6,1211,1212・・・ジョセフソン接合 102.205.1115,1116.1406・・・
インダクタンス 105.106,203,204,872゜873.1
122.1123,1410゜1411・・・制御入力
線 108.109,123,124,143゜835.1
109,1110.1405・・並列抵111〜114
,815〜818,825〜828・・・交流駆動回路 117.161〜164,171,172゜833.8
34.1111〜1114,1403゜1404.21
06.2107−・・負荷抵抗121.122,131
,132,141゜142.831,832,841,
842゜851.852,861,862,1401゜
1402.2101.2102・・・ジョセフソン素子 代理人弁理士  中 村 純之助 (b) Ll了香図 第2図 第3図 100−−−1:R,kth L−”、’ユL−7+0
1−−−’;itフン、#令 117− 負奇抵坑 +51−154−−ヅit7ソンjHjU’1t81啼
体155〜158−分遣抵抗 120.130−−ドライノで− 121,122−−シ゛コセ7ソン系±123、124
−4F+抵抗 +40−70ツク斃慨回劉ト 第4図 第5図 →time 第6図 第7図 →time 第9図 第10図 +211        1212   1211!2
01−一一上邦電緬 +202−m−下部を極 +203−一一制イIP轢 1211 1212〜−−シ”st”7ンレ捧(ンim
e 第13図 第14図 第15図 第16図
Figure 1 is a block diagram of an embodiment of the DC drive regulator according to the present invention, Figures 2 (a) and (b) are symbols and circuit diagrams of the Josephson element used in Figure 1, and Figure 3 is the Josephson element shown in Figure 2. Figure 4 is a diagram showing the structure of the series-connected Josephson junction in Figure 1, and Figure 5 is the Josephson junction included in the series-connected Josephson junction in Figure 4. Figure 6 is an operation time chart of the input/output current of the DC immediate-acting regulator in Figure 1, and Figure 7 is a diagram showing the data flow in the sequential circuit driven by the DC drive regulator in Figure 1. Figure shown. FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of the DC drive regulator according to the present invention, and FIG. 9 is an operation time chart of input and output currents of the DC drive regulator of FIG. FIG. 10 is a diagram showing the flow of data in a sequential circuit driven by the DC drive regulator of FIG. 8. FIG. 11 is a configuration diagram of an embodiment of the outcover sofa according to the present invention;
12 is a diagram showing the structure of the series connection of Josephson elements used in FIG. 11, FIG. 13 is an operation time chart of the input/output current of the output buffer of FIG. 11, and FIG. 14 is a diagram of the output buffer according to the present invention. FIG. 15 is a block diagram of another embodiment, and FIG. 16 is a diagram showing the structure of the Josephson element in FIG. 14.
The figure is a diagram showing the threshold characteristic of the Josephson element shown in FIG. 15. FIG. 17 is a diagram showing the configuration of a DC drive circuit described in a conventional document, and FIG. 18 is a circuit that obtains a series output voltage for 52 stages of Josephson junctions, which is described in another conventional document. FIG. <Explanation of symbols> 100.801,802...DC drive regulator 1
20.130,803,804...Driver 140
.. 805, 806...Clock generation circuit 101.20
6,1211,1212...Josephson junction 102.205.1115,1116.1406...
Inductance 105.106, 203, 204, 872°873.1
122.1123, 1410° 1411... Control input line 108.109, 123, 124, 143° 835.1
109, 1110.1405...Parallel resistor 111-114
, 815-818, 825-828...AC drive circuit 117.161-164,171,172°833.8
34.1111~1114,1403°1404.21
06.2107--Load resistance 121.122, 131
,132,141゜142.831,832,841,
842゜851.852,861,862,1401゜1402.2101.2102... Motoko Josephson, Patent Attorney Junnosuke Nakamura (b) Ll Ryoka Figure 2 Figure 3 100---1:R ,kth L-”,'Yu L-7+0
1---'; it hun, #order 117- negative odd resistance +51-154--dit7sonjHjU'1t81 body 155-158-separate resistance 120.130--dryno-121,122--shikose 7son system ±123, 124
-4F+resistance +40-70 tsuku round trip Figure 4 Figure 5 → time Figure 6 Figure 7 → time Figure 9 Figure 10 +211 1212 1211!2
01-11 Kamiho Electric Burma +202-m-lower part +203-11 system iIP road 1211 1212~--shi "st" 7 Nre dedication (n im
e Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 Fig. 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、チップ外部から入力される直流電流を、チップ上の
直流駆動型のジョセフソン素子で構成されたレギュレー
タにより交流電流に変換し、この交流電流により、同一
チップ上の交流駆動型ジョセフソン回路を駆動すること
を特徴とする外部直流内部交流駆動型ジョセフソン集積
回路。 2、請求項1記載のチップ上に、直流駆動型のジョセフ
ソン素子で構成された出力バッファを備え、チップから
の信号出力を上記出力バッファを介して外部に取出すこ
とを特徴とする外部直流内部交流駆動型ジョセフソン集
積回路。 3、請求項1記載のレギュレータ、請求項2記載の出力
バッファは、それぞれ、複数のジョセフソン素子を直並
列に接続してなる第1のジョセフソン素子直並列接続体
の一方端と第1の負荷抵抗の一方端とを第1の節点で接
続し、同じく第2のジョセフソン素子直並列接続体の一
方端と第2の負荷抵抗の一方端とを第2の節点で接続し
、上記第1のジョセフソン素子直並列接続体と第2のジ
ョセフソン素子直並列接続体の各他方端を第3の節点で
接続し、上記第1の負荷抵抗と第2の負荷抵抗の各他方
端を第4の節点で接続し、上記第1の節点と第2の節点
とを第3の抵抗で接続し、上記第3の節点と第4の節点
とをインダクタンスで接続し、上記第1の節点と第2の
節点とを直流電流供給端とし第3の節点あるいは第4の
節点のいずれか一方を信号出力端とした構造であること
を特徴とする外部直流内部交流駆動型ジョセフソン集積
回路。
[Claims] 1. A DC current input from outside the chip is converted into an AC current by a regulator composed of a DC-driven Josephson element on the chip, and this AC current is used to convert the DC current input from outside the chip into an AC current on the same chip. What is claimed is: 1. An external DC internal AC driven Josephson integrated circuit, characterized in that it drives a driven Josephson circuit. 2. An external DC internal device, characterized in that an output buffer composed of a DC-driven Josephson element is provided on the chip according to claim 1, and a signal output from the chip is taken out to the outside via the output buffer. AC driven Josephson integrated circuit. 3. The regulator according to claim 1 and the output buffer according to claim 2 each have one end of a first Josephson element series-parallel connection body formed by connecting a plurality of Josephson elements in series and parallel, and a first One end of the load resistor is connected at the first node, and one end of the second Josephson element series-parallel connection body and one end of the second load resistor are connected at the second node. The other ends of the first series-parallel connection of Josephson elements and the second series-parallel connection of Josephson elements are connected at a third node, and the other ends of the first load resistance and the second load resistance are connected to each other at a third node. The first node and the second node are connected by a third resistor, the third node and the fourth node are connected by an inductance, and the first node and the fourth node are connected by an inductance. and the second node are DC current supply ends, and either the third node or the fourth node is a signal output end.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020010337A (en) * 2015-11-17 2020-01-16 ノースロップ グラマン システムズ コーポレイションNorthrop Grumman Systems Corporation Josephson Transmission Line (JTL) system

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