JPH0428172B2 - - Google Patents

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JPH0428172B2
JPH0428172B2 JP60172517A JP17251785A JPH0428172B2 JP H0428172 B2 JPH0428172 B2 JP H0428172B2 JP 60172517 A JP60172517 A JP 60172517A JP 17251785 A JP17251785 A JP 17251785A JP H0428172 B2 JPH0428172 B2 JP H0428172B2
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JP
Japan
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write
gate
input
josephson
gates
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JP60172517A
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JPS6234413A (ja
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Juji Hatano
Hideaki Nakane
Kunio Yamashita
Yutaka Harada
Ushio Kawabe
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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マスターフリツプフロツ
プに係り、特にAC駆動ジヨセフソンLSIに適用
して好適な動作マージンの広いジヨセフソンマス
ターフリツプフロツプに関する。 〔発明の背景〕 AC駆動ジヨセフソン論理回路で用いられるフ
リツプフロツプの代表的なものが例えば、「アイ
イーイーイー ジヤーナル オブ エスエスシー
ボル エスシー−17 ナンバーシツクス
(IEEE.Journal.of sloid state circuits、Vol.SC
−17、No.6)1982年12月」に報じられている。 同文献Fig.2に記載されているマスターフリツ
プフロツプの構造を第1図に転載する。同図で1
01,102はORゲート、103は2入力AND
ゲート、104は書込ゲートである。111は書
込イネーブル入力(IW)、112はデータ入力
(ID)、113はAC電源(VAC)、114は書込ゲ
ートへの駆動入力(Id)、121は負荷抵抗、1
22,123は結合抵抗、124,125は給電
抵抗(Rp)、107は永久電流115(IL)が蓄
積されるストレージループである。ILはマスター
フリツプフロツプの出力電流としての意味を持
つ。書込ゲート104に並列に配された抵抗12
6はダンピング抵抗である。 書込ゲート104の臨界電流Inは書込イネーブ
ル入力IWの関数In(IW)として同文献のFig.6(b)に
示されている。これを第2図に転載する。ストレ
ージループに‘1'書込を行う場合、駆動電流Id
全てがILに転送されるわけではなく、若干量が書
込ゲート104のゲート電流として残留する。こ
の残留量は定常的には量子化されており、In(IW
以下の値である。ストレージループ107に‘1'
書込を行う場合書込イネーブル入力IWは閾値特性
の谷間(第2図201の領域)に設定するので書
込ゲート104の残留ゲート電流は同図IFLOOR(=
谷間の高さ)以下の値となる。すなわち、‘1'書
込時のストレージループ出力IL1はIL1=(Id
IFLOOR)以下Id以下の不定の値、となる。一方、
‘0'書込時にはIFLOOR以下の値がストレージルー
プに残留するので、‘0'書込時ストレージループ
出力IL0は IL0=IFLOOR以下の不定の値 となる。 すなわち‘0'、‘1'の出力振幅差を拡げるには
閾値曲線のIFLOORを小さくとらなくてはならない。
IFLOOR/In(0)の比を小さくするには書込ゲート
102のLIn積を小さくとらなくてはならない。
しかし入力電流IWに対する感度の点からLにも下
限がある。このためIFLOORを小さくするにも限度
がある。 〔発明の目的〕 本発明の発明は‘0'レベルの出力電流値が従来
よりもIFLOOR小さくなるようにしてほぼ零となる
構造のストレージループを提供し、もつてフリツ
プフロツプ全体の動作の安定性を強化することに
ある。 〔発明の概要〕 従来はストレージループの中には1つの書込ゲ
ートしか含まれていなかつた。すなわち1つのジ
ヨセフソンデバイスとインダクタンスでストレー
ジループが構成されていた。そしてこの唯一の書
込ゲートには駆動入力Idと書込イネーブル入力IW
が与えられており、駆動入力Idと書込イネーブル
IWがオン状態の時にストレージループに‘1'が書
込まれ、駆動入力Idがオフで書込イネーブルIW
オンの時に‘0'が書込れていた。 本発明ではストレージループの中に2つの書込
ゲートが含まれる。すなわち2つのジヨセフソン
デバイスとインダクタンスでストレージループが
構成されている。2つ目の書込ゲートへの駆動入
力、書込イネーブル入力を1つ目の書込みゲート
のものと区別するために夫々Id′,IW′とすると、
Id,IW,Id′,IW′の全てがオン状態になる時にス
トレージループに‘0'が書込まれ、一方の駆動入
力Id、書込イネーブルIWはオンであるが、他方の
駆動入力Id′、書込イネーブル入力IW´はオフで
ある時に‘1'が書込れるようにするものである。 〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を説明する。第3図は本発
明に係るストレージループとその周辺の書込ゲー
ト駆動電流、書込イネーブル入力発生回路までを
含めたマスターフリツプフロツプの構成を示す。
同図でORゲート301〜305および書込ゲー
ト306,307は第4図bにその構造を示すよ
うな3接合ジヨセフソン磁気量子干渉計のORゲ
ートである。第4図bにおいて401は分流抵
抗、402,403はインダクタンス、404は
ダンピング抵抗、405〜407はジヨセフソン
接合である。402と403は磁気的に相互に結
合している。なお書込ゲート306,307では
ORゲート301〜305に比してインダクタン
ス403のインダクタンス値が概ね1/2に設定さ
れる。第4図aは、第4図bの3接合ジヨセフソ
ン磁気量子干渉計を符号で示したもので、端子番
号a〜eが、第4図bの端子番号a〜eに対応し
ている。第3図で312,313は第5図bに構
造を示す抵抗接合型のANDゲートである。同図
で501,502は抵抗、503,504はジヨ
セフソン接合である。第5図aは、第5図bの
ANDゲートを符号で示したもので、端子番号a
〜cが、第5図bの端子番号a〜cに対応してい
る。再び第3図で321,322はデバイス間の
結合抵抗、323は負荷抵抗、324はダンピン
グ抵抗である。2つの書込ゲート306,307
は基準電圧端(第4図bにおけるb端子)が接合
され、夫々の出力端(第4図bにおけるe端子)
とインダクタンス331とを接続して形成した超
電導ループがストレージループとよばれる部分で
あり、ここにAC電源サイクル間で保持されるべ
きデータが永久電流ILの形で蓄えられる。ORゲ
ート301は書込ゲート306の入力端(第4図
bのc、d端子)に書込イネーブル入力IWE1を与
える。ORゲート302,303およびANDゲー
ト311は書込ゲート307に書込イネーブル入
力IWE2を与える。IWE1が発生すると同時にORゲー
ト304がスイツチし、ORゲート304の出力
がANDゲート312で増幅されて書込ゲート3
06の電源端子(第4図bのa端子)への駆動入
力IG1がオンになる。一方、IWE2が発生すると同時
にORゲート305がスイツチし、ORゲート3
05の出力がANDゲート313で増幅され書込
ゲート307の第3図に示した回路構成で、書き
込みゲート306だけがスイツチするとインダク
タンス331に電流が流れ“1”が書き込まれ
る。一方書き込みゲート306,307の両方が
スイツチすると、該インダクタンス331には該
書き込みゲート306,307から逆方向に等量
の電流が供給されるから結果として流れる電流は
零である。従つて、この時は“0”が書き込まれ
る。ストレージループへの書込動作の基本的な入
力順序を以下に述べる。まず‘1'を書込む場合、
書込ゲート306に駆動入力IG1をオンにした状
態で書込イネーブル入力IWE1をオンにする。書込
イネーブル307に対しては駆動入力IG2、書込
イネーブルIW2ともオフにする。こうするとイン
ダクタンス331にほぼIG1−IFLOOR(IFLOORは第2
図参照)の値が書込まれ、電源電圧VSを取去つ
てもこの値は保存される。次に‘0'を書込む場合
駆動入力IG1,IG2書込イネーブルIWE1,IWE2の全て
をオンにする。こうすると書込ゲート306,3
07は同じバイアス状態におかれインダクタンス
331には電流が流れない。この状態はAC電源
VSを取り去つても持続する。従つて、“0”が書
き込んだ時の該ストレージループに流れる電流は
零にすることが出来る。駆動入力IG1,IG2および
書込入力イネーブルIWE1,IWE2はタイミング信号
IW及び前段からのデータ入力(補信号)ICから
ORゲート301〜305、ANDゲート311〜
313を用いて生成される。タイミング信号IW
AC電源の全てのサイクルにおいて、電源電圧VS
の立上り後一定時間の遅延を経てオンになる。こ
の遅延はストレージループのデータをスレーブフ
リツプフロツプが読み出すための時間である。タ
イミング信号IWが発生すると直ちにIWE1とIG1が発
生する。さらに当該サイクルにおいてデータ入力
ICがオンになるとAND回路311がオン状態に
なり書込入力IWE2と駆動入力IG2が発生する。デー
タ入力ICがオンならなければ書込入力IWE2駆動入
力IG2はオフのままである。すなわちデータ入力IC
がオフの時には書込ゲート306のみがスイツチ
しストレージループに‘1'書込がなされる。デー
タ入力ICがオンの時には書込ゲート306,30
7の両方がスイツチし‘0'書込がなされる。書込
れたデータはAC電源VSが取除かれても保存され
る。第6図のシミユレーシヨン結果では、“0”
書き込みをした時のストレージループに流れる電
流が零である。このことにより、本発明により良
好な“0”書き込み動作を実現出来ることがわか
る。 すなわち、本発明の本質的に他と異なる部分は
第2の書込ゲート307の存在である。第3図で
破線で囲んだ部分(ORゲート302,303,
305、ANDゲート313、書込ゲート307、
抵抗320,321,322を含む)は書込ゲー
ト307に伴い派生的に新設されたものであり、
第3図に記した以外の構成法も可能である。第6
図には第3図の回路の動作のシミユレーシヨン結
果を示す。AC電源VSの3つのサイクルにおいて
IC=‘0',‘1',‘0'でありそれに対応してスト
レージループ出力はILは‘1'、‘0'、‘1'に変化
している。そして、その値はAC電源VSの切替り
部分の時間帯でも正常に継続している。 下表は、本シミユレーシヨンに用いた素子の値
を示すものである。
【表】
〔発明の効果〕
以上説明したごとく本発明によれば‘0'レベル
の出力電流値が非常に小さいマスターフリツプフ
ロツプを提供でき、もつてスレーブフリツプフロ
ツプでの読出しマージンを広げることができ、フ
リツプフロツプ全体の動作マージンを広げること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はストレージループの構造の概略を示す
図、第2図は書込ゲートの閾値曲線を示す図、第
3図は本発明によるマスターフリツプフロツプの
実施例を示す図、第4図aは3接合磁気量子干渉
型回路の符号を示す図、第4図bは3接合磁気量
干渉型回路の構成を示す図、第5図aは抵抗接合
型ANDゲートの符号を示す図、第5図bはその
ANDゲートの構成を示す図、第6図はマスター
フリツプフロツプでの動作シミユレーシヨン結果
を示す図、第7図はマスターフリツプフロツプの
スレーブフリツプフロツプとの結合の方法を示す
説明図である。 符号の説明、301〜307……ジヨセフソン
3接合磁気量子干渉計、312,313……抵抗
結合型ANDゲート、321〜324……抵抗、
331……インダクタンス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 夫々の基準電圧端が接続された第1、第2の
    ジヨセフソンデバイスのゲートと、上記第1、第
    2のジヨセフソンデバイスのゲートの夫々の出力
    端に、第1、第2の端子が接続された負荷インダ
    クタンスと、 書込イネーブル信号が与えられたときに、一方
    のジヨセフソンデバイスのゲートの電源端子に駆
    動電流を与え、かつその入力端子に書込電流を与
    える手段と、 書込イネーブル信号が与えられたときに、入力
    信号に基き、他方のジヨセフソンデバイスのゲー
    トの電源端子に駆動電流を与え、かつその入力端
    子に書込電流を与えることを禁止又は許可する手
    段とを有し、 上記2つのジヨセフソンデバイスのゲートと上
    記負荷インダクタンスにより構成される超電導ル
    ープに、入力信号に応じた電流を保持するジヨセ
    フソンマスターフリツプフロツプ。
JP60172517A 1985-08-07 1985-08-07 ジヨセフソンマスタ−フリツプフロツプ Granted JPS6234413A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60172517A JPS6234413A (ja) 1985-08-07 1985-08-07 ジヨセフソンマスタ−フリツプフロツプ

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JP60172517A JPS6234413A (ja) 1985-08-07 1985-08-07 ジヨセフソンマスタ−フリツプフロツプ

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JPS6234413A JPS6234413A (ja) 1987-02-14
JPH0428172B2 true JPH0428172B2 (ja) 1992-05-13

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ID=15943420

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JP60172517A Granted JPS6234413A (ja) 1985-08-07 1985-08-07 ジヨセフソンマスタ−フリツプフロツプ

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JP (1) JPS6234413A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8936870B2 (en) 2011-10-13 2015-01-20 Sion Power Corporation Electrode structure and method for making the same
US9005311B2 (en) 2012-11-02 2015-04-14 Sion Power Corporation Electrode active surface pretreatment
US9040201B2 (en) 2006-03-22 2015-05-26 Sion Power Corporation Electrode protection in both aqueous and non-aqueous electrochemical cells, including rechargeable lithium batteries
US9065149B2 (en) 1999-11-23 2015-06-23 Sion Power Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US10879527B2 (en) 2016-05-20 2020-12-29 Sion Power Corporation Protective layers for electrodes and electrochemical cells

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JPS6234413A (ja) 1987-02-14

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