JPH043131B2 - - Google Patents
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- JPH043131B2 JPH043131B2 JP56209225A JP20922581A JPH043131B2 JP H043131 B2 JPH043131 B2 JP H043131B2 JP 56209225 A JP56209225 A JP 56209225A JP 20922581 A JP20922581 A JP 20922581A JP H043131 B2 JPH043131 B2 JP H043131B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inductor
- circuit
- current
- josephson
- interferometer
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/92—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of superconductive devices
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超電導素子、特にジヨセフソン接合を
使つたスイツチ回路に関する。
使つたスイツチ回路に関する。
ジヨセフソン接合を使つたスイツチ回路は大別
して電流注入形と磁器結合形に分類される。磁気
結合型のスイツチ回路で特にジヨセフソン干渉計
を使つた回路は入出力分離や利得の点で電流注入
形回路よりも優れている。磁気結合形回路のうち
でも干渉計を構成するインダクタに直流電流を流
し込む形の回路はコントロール配線を必要とせず
構造も簡単である。第１図に従来技術による公知
の回路例を示す。第１図に示す回路は例えば
Hamiltonの論文（IEEE MAG Vol17 577〜
582、1981）に詳しい。第１図の回路はジヨセフ
ソン接合１０１，１０２とインダクタ１０３，１
０４で２接合のジヨセフソン干渉計を構成してお
り、ジヨセフソン干渉計と並列に負荷抵抗１０６
が接続されており、電流源１０５よりゲート電流
Igがジヨセフソン干渉計に供給されている。コン
トロール電流Icは入力端子１０７よりインダクタ
１０３に供給される。この様な回路では回路の感
度を大きくし利得を大きくするためインダクタ１
０３のインダクタンスをインダクタ１０４のイン
ダクタンスよりも大きくする。第２図はジヨセフ
ソン干渉計に流れうる最大の超電導電流とインダ
クタ１０３に流れるコントロール電流Icとの関係
でいき値特性と言われる。第１図に示す回路では
インダクタ１０３，１０４のインダクタンスが異
なるため、いき値特性は第２図に示す様に対称形
でない歪んだ形になつている。第１図に示す回路
ではコントロール電流Icが零の場合の動作点は第
２図のＡ点で、ジヨセフソン干渉計は超電導状態
にあり、コントロール電流Icが流れると動作点は
Ｂ点に移り、ジヨセフソン干渉計は電圧状態に移
る。しかし第１図に示す回路では第２図に示す様
にいき値特性が歪んでいるため、動作点Ａにおい
て流せるゲート電流Igは、本来ジヨセフソン接合
だけに流しうる最大の超電導電流よりも少ない。
第１図に示す回路を多段接続した場合、ゲート電
流Igのうちで抵抗１０６に分流した電流が次段の
スイツチ回路を駆動するわけであり、ゲート電流
Igが少ないと、抵抗１０６に流れる電流すなわ
ち、次段のスイツチ回路に流れるコントロール電
流Icが少ないため、第２図に示す様に動作マージ
ンが非常に少ない欠点がある。
して電流注入形と磁器結合形に分類される。磁気
結合型のスイツチ回路で特にジヨセフソン干渉計
を使つた回路は入出力分離や利得の点で電流注入
形回路よりも優れている。磁気結合形回路のうち
でも干渉計を構成するインダクタに直流電流を流
し込む形の回路はコントロール配線を必要とせず
構造も簡単である。第１図に従来技術による公知
の回路例を示す。第１図に示す回路は例えば
Hamiltonの論文（IEEE MAG Vol17 577〜
582、1981）に詳しい。第１図の回路はジヨセフ
ソン接合１０１，１０２とインダクタ１０３，１
０４で２接合のジヨセフソン干渉計を構成してお
り、ジヨセフソン干渉計と並列に負荷抵抗１０６
が接続されており、電流源１０５よりゲート電流
Igがジヨセフソン干渉計に供給されている。コン
トロール電流Icは入力端子１０７よりインダクタ
１０３に供給される。この様な回路では回路の感
度を大きくし利得を大きくするためインダクタ１
０３のインダクタンスをインダクタ１０４のイン
ダクタンスよりも大きくする。第２図はジヨセフ
ソン干渉計に流れうる最大の超電導電流とインダ
クタ１０３に流れるコントロール電流Icとの関係
でいき値特性と言われる。第１図に示す回路では
インダクタ１０３，１０４のインダクタンスが異
なるため、いき値特性は第２図に示す様に対称形
でない歪んだ形になつている。第１図に示す回路
ではコントロール電流Icが零の場合の動作点は第
２図のＡ点で、ジヨセフソン干渉計は超電導状態
にあり、コントロール電流Icが流れると動作点は
Ｂ点に移り、ジヨセフソン干渉計は電圧状態に移
る。しかし第１図に示す回路では第２図に示す様
にいき値特性が歪んでいるため、動作点Ａにおい
て流せるゲート電流Igは、本来ジヨセフソン接合
だけに流しうる最大の超電導電流よりも少ない。
第１図に示す回路を多段接続した場合、ゲート電
流Igのうちで抵抗１０６に分流した電流が次段の
スイツチ回路を駆動するわけであり、ゲート電流
Igが少ないと、抵抗１０６に流れる電流すなわ
ち、次段のスイツチ回路に流れるコントロール電
流Icが少ないため、第２図に示す様に動作マージ
ンが非常に少ない欠点がある。
本発明の目的は第１図に示す回路の動作マージ
ンを広くし、安定に動作する回路を提供すること
にある。
ンを広くし、安定に動作する回路を提供すること
にある。
本発明の要点は第１図の回路にバイアス回路を
付加して、回路の動作点を広い範囲に移動させた
ことである。
付加して、回路の動作点を広い範囲に移動させた
ことである。
以下本発明を実施例を使つて説明する。第３図
は本発明の第１の実施例である。第３図の回路は
第１図に示す回路のインダクタ１０３に電流源２
０１よりバイアス電流Ibを流せる構成をしてい
る。このため第３図に示す回路では第４図に示す
様に超電導状態にあるジヨセフソン干渉計に流せ
るゲート電流Igを第１図に示す回路より多くで
き、そのため回路の動作マージンを多く取ること
ができる。第５図は第３図に示す回路の実際的な
実施例である。第５図に示す回路では第３図に示
す回路の電流源１０５を電圧源配線２５０と抵抗
２５１で、電流源２０１を電圧源配線２６０と抵
抗２６１におきかえてある。第６図は第５図の回
路のインダクタ１０３のを２つのインダクタ１０
３ａ，１０３ｂに分け、その中点にバイアス電流
Ibを流し込む様にした回路である。
は本発明の第１の実施例である。第３図の回路は
第１図に示す回路のインダクタ１０３に電流源２
０１よりバイアス電流Ibを流せる構成をしてい
る。このため第３図に示す回路では第４図に示す
様に超電導状態にあるジヨセフソン干渉計に流せ
るゲート電流Igを第１図に示す回路より多くで
き、そのため回路の動作マージンを多く取ること
ができる。第５図は第３図に示す回路の実際的な
実施例である。第５図に示す回路では第３図に示
す回路の電流源１０５を電圧源配線２５０と抵抗
２５１で、電流源２０１を電圧源配線２６０と抵
抗２６１におきかえてある。第６図は第５図の回
路のインダクタ１０３のを２つのインダクタ１０
３ａ，１０３ｂに分け、その中点にバイアス電流
Ibを流し込む様にした回路である。
第７図は本発明の第２の実施例である。第７図
に示す回路は第１図に示す回路のインダクタ１０
３とトランス結合するインダクタ３０１をもう
け、そのインダクタ３０１に電流源３００よりバ
イアス電流を流す様にしたものであり、回路の動
作点は第４図に示すものと同じである。第８図は
第７図に示す回路の実際的な実施例である。第８
図の回路では第７図の回路の電流源１０５を電圧
源配線２５０と抵抗２５１で、電流源３００を電
圧源配線２６０と抵抗３５０でおきかえてある。
に示す回路は第１図に示す回路のインダクタ１０
３とトランス結合するインダクタ３０１をもう
け、そのインダクタ３０１に電流源３００よりバ
イアス電流を流す様にしたものであり、回路の動
作点は第４図に示すものと同じである。第８図は
第７図に示す回路の実際的な実施例である。第８
図の回路では第７図の回路の電流源１０５を電圧
源配線２５０と抵抗２５１で、電流源３００を電
圧源配線２６０と抵抗３５０でおきかえてある。
以上の説明ではジヨセフソン干渉計として２接
合の場合について説明したが、それ以外に３接合
以上のジヨセフソン干渉計を用いても本発明を実
施できる。第９図は３接合のジヨセフソン干渉計
に本発明を実施した例である。３個のジヨセフソ
ン接合５０１，５０２，５０３とインダクタ５１
０，５１１で構成される３接合のジヨセフソン干
渉計が第１図に示す回路の２接合ジヨセフソン干
渉計とおきかわつている。第９図に示す回路の動
作点は第１０図に示されるが、バイアス電流Ibを
流すことにより動作マージンを広くすることがで
きるのは第４図の場合と同じである。第１１図は
第９図に示す回路の実際的な実施例であり、第９
図の電流源１０５を電圧源配線２５０と抵抗２５
１で、電流源２０１を電圧源配線２６０と抵抗２
６１でおきかえてある。第１２図は３接合ジヨセ
フソン干渉計に本発明を実施した他の例である。
３接合ジヨセフソン干渉計のインダクタ５１０，
５１１とトランス結合をインダクタ５３０，５３
１をもうけ、インダクタ５３０，５３１に流れる
バイアス電流によつて第１０図に示す様に動作点
を移動させる。
合の場合について説明したが、それ以外に３接合
以上のジヨセフソン干渉計を用いても本発明を実
施できる。第９図は３接合のジヨセフソン干渉計
に本発明を実施した例である。３個のジヨセフソ
ン接合５０１，５０２，５０３とインダクタ５１
０，５１１で構成される３接合のジヨセフソン干
渉計が第１図に示す回路の２接合ジヨセフソン干
渉計とおきかわつている。第９図に示す回路の動
作点は第１０図に示されるが、バイアス電流Ibを
流すことにより動作マージンを広くすることがで
きるのは第４図の場合と同じである。第１１図は
第９図に示す回路の実際的な実施例であり、第９
図の電流源１０５を電圧源配線２５０と抵抗２５
１で、電流源２０１を電圧源配線２６０と抵抗２
６１でおきかえてある。第１２図は３接合ジヨセ
フソン干渉計に本発明を実施した他の例である。
３接合ジヨセフソン干渉計のインダクタ５１０，
５１１とトランス結合をインダクタ５３０，５３
１をもうけ、インダクタ５３０，５３１に流れる
バイアス電流によつて第１０図に示す様に動作点
を移動させる。
以上の説明では電圧源配線２５０と２６０を別
別にもうけたが、抵抗２５１，２６１を選べばこ
の２つの配線を共通にできる。
別にもうけたが、抵抗２５１，２６１を選べばこ
の２つの配線を共通にできる。
本発明によれば簡単な構造で動作マージンの広
いスイツチ回路を提供できる。そのため安定に動
作するスイツチ回路を提供でき、高信頼度の大形
デイジタルシステムを構成することも可能になる
ため本発明の効果は非常に大きい。
いスイツチ回路を提供できる。そのため安定に動
作するスイツチ回路を提供でき、高信頼度の大形
デイジタルシステムを構成することも可能になる
ため本発明の効果は非常に大きい。
第１図は従来のスイツチ回路を示す回路図、第
２図は第１図に示す回路の動作を説明する図、第
３図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第４
図は第３図の回路の動作説明図、第５図、第６図
は第３図に示す回路の実際的構成例とその変形例
をそれぞれ示す回路図、第７図、第８図は本発明
の第２の実施例をそれぞれ示す回路図、第９図、
第１１図は本発明の第３の実施例をそれぞれ示す
回路図、第１０図は第３の実施例の動作説明図、
第１２図は本発明の第４の実施例を示す回路図で
ある。 １０１，１０２……ジヨセフソン接合、１０
３，１０４……インダクタ、１０５……電流源、
１０６……負荷抵抗、２０１……電流源、２５
０，２６０……電圧源配線、２５１，２６１……
抵抗、３０１……インダクタ、３５０……抵抗、
５０１，５０２，５０３……ジヨセフソン接合、
５１０，５１１……インダクタ、５２０，５２１
……インダクタ。
２図は第１図に示す回路の動作を説明する図、第
３図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第４
図は第３図の回路の動作説明図、第５図、第６図
は第３図に示す回路の実際的構成例とその変形例
をそれぞれ示す回路図、第７図、第８図は本発明
の第２の実施例をそれぞれ示す回路図、第９図、
第１１図は本発明の第３の実施例をそれぞれ示す
回路図、第１０図は第３の実施例の動作説明図、
第１２図は本発明の第４の実施例を示す回路図で
ある。 １０１，１０２……ジヨセフソン接合、１０
３，１０４……インダクタ、１０５……電流源、
１０６……負荷抵抗、２０１……電流源、２５
０，２６０……電圧源配線、２５１，２６１……
抵抗、３０１……インダクタ、３５０……抵抗、
５０１，５０２，５０３……ジヨセフソン接合、
５１０，５１１……インダクタ、５２０，５２１
……インダクタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１及び第２のジヨセフソン接合と、第１及
び第２のインダクタとを含み、上記第１及び上記
第２にジヨセフソン接合は、上記第１及び第２の
インダクタを介して接続されて成るいき値特性が
非対象のジヨセフソン干渉計と、上記第１のジヨ
セフソン接合と上記第２のジヨセフソン接合の接
続配線と負荷に供給電流を分流する手段と、上記
第１のジヨセフソン接合と上記第１のインダクタ
との接続配線にコントロール電流を流す手段と、
上記第１のインダクタを介してバイアス電流を供
給するバイアス手段とを設けたことを特徴とする
超電導スイツチ回路。 ２ 特許請求の範囲第１項のバイアス手段は、上
記第１のジヨセフソン接合と上記第１のインダク
タが接続されている接続配線にバイアス電流を供
給することを特徴とする超電導スイツチ回路。 ３ 特許請求の範囲第１項のバイアス手段は、上
記第１のインダクタと磁気結合されたインダクタ
にバイアス電流を供給することを特徴とする超電
導スイツチ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56209225A JPS58111532A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 超電導スイツチ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56209225A JPS58111532A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 超電導スイツチ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58111532A JPS58111532A (ja) | 1983-07-02 |
| JPH043131B2 true JPH043131B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=16569417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56209225A Granted JPS58111532A (ja) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | 超電導スイツチ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58111532A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6037182A (ja) * | 1983-08-09 | 1985-02-26 | Fujitsu Ltd | 超伝導回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558829A (en) * | 1978-07-03 | 1980-01-22 | Koei Chem Co Ltd | Fixed catalyst contact reactor |
-
1981
- 1981-12-25 JP JP56209225A patent/JPS58111532A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558829A (en) * | 1978-07-03 | 1980-01-22 | Koei Chem Co Ltd | Fixed catalyst contact reactor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58111532A (ja) | 1983-07-02 |
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