JPH0445008B2 - - Google Patents

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JPH0445008B2
JPH0445008B2 JP61027948A JP2794886A JPH0445008B2 JP H0445008 B2 JPH0445008 B2 JP H0445008B2 JP 61027948 A JP61027948 A JP 61027948A JP 2794886 A JP2794886 A JP 2794886A JP H0445008 B2 JPH0445008 B2 JP H0445008B2
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josephson junction
josephson
circuit
junction element
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Yoshifusa Wada
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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、ジヨセフソン論理回路やジヨセフソ
ン記憶回路に用いられる否定回路に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a NOT circuit used in Josephson logic circuits and Josephson memory circuits.

(従来技術とその問題点) ジヨセフソン回路で論理回路を構成する場合、
従来のシリコン技術を用いて論理回路を構成する
場合と同様、否定信号の発生は必要不可欠であ
る。しかしながら、ジヨセフソン論理回路は、信
号増幅率が小さいのでクラツチ動作が主となり、
否定回路を構成し難いという欠点があつた。
(Prior art and its problems) When configuring a logic circuit using Josephson circuits,
As in the case of constructing logic circuits using conventional silicon technology, generation of a negation signal is essential. However, Josephson logic circuits have a small signal amplification factor, so clutch operation is the main operation.
The drawback was that it was difficult to construct a negative circuit.

従来、入力信号の補信号を発生する回路とし
て、昭和55年発行の雑誌アイ・ビー・エム・ジヤ
ーナル・オブ・リサーチ・アンド・デイベロツプ
メント(IBM Journal of research and
development),第24巻 第2号第139頁に記載さ
れているタイムドインバータ回路や、インダクタ
ンスを除いて抵抗とジヨセフソン接合素子のみで
構成される否定回路として、昭和58年4月に発行
された昭和58年度電子通信学会総合全国大会講演
論文集、分冊2、第2−448頁タイムドインバー
タNOR論理回路が知られている。
Conventionally, as a circuit that generates a complementary signal to an input signal, there is a circuit that generates a complementary signal to an input signal.
development), Volume 24, No. 2, Page 139, and a negative circuit consisting only of resistors and Josephson junction elements, excluding inductance, published in April 1982. Proceedings of the 1981 National Conference of the Institute of Electronics and Communication Engineers, Volume 2, page 2-448 Timed inverter NOR logic circuits are known.

前記タイムドインバータ回路は、第5図に示す
ように、それぞれ2個のインダクタンス511〜
514と2個のジヨセフソン接合素子521〜5
24からなる2接合スクイツド501,502を
スイツチゲートとして2個直列に接続した回路で
ある。2個の2接合スクイツド501,502に
は端子544を介してゲート電流が注入されてい
る。否定を取りたいデータ信号は、端子541か
ら第1の2接合スクイツド501に与えられる。
第2の2接合スクイツド502には否定信号を発
生させるタイミング信号が端子542から入力さ
れる。出力信号は、負荷抵抗532を介して出力
端子543から取り出される。
As shown in FIG. 5, the timed inverter circuit has two inductances 511 to 511, respectively.
514 and two Josephson junction elements 521-5
This is a circuit in which two 2-junction squids 501 and 502 consisting of 24 are connected in series as switch gates. A gate current is injected into the two two-junction squids 501 and 502 via a terminal 544. A data signal to be negated is applied from a terminal 541 to the first two-junction squid 501.
A timing signal for generating a negative signal is input to the second two-junction squid 502 from a terminal 542. The output signal is taken out from the output terminal 543 via the load resistor 532.

インバータ回路は以下のように動作する。 The inverter circuit operates as follows.

1 データ信号“1”が2接合スクイツド501
に入力され、2接合スクイツド501がスイツ
チしゲート電流の大部分は負荷抵抗531に流
入する。その後タイミング信号が2接合スクイ
ツド502に入力されても、2接合スクイツド
502にはゲート電流がほとんど流れていない
ので、2接合スクイツドはスイツチしない。従
つて出力端子543には出力電流が現れていな
い。即ち“0”が出力される。
1 Data signal “1” is 2-junction squid 501
The two-junction squid 501 switches, and most of the gate current flows into the load resistor 531. Even if a timing signal is then input to the 2-junction squid 502, the 2-junction squid 502 does not switch because almost no gate current flows through the 2-junction squid 502. Therefore, no output current appears at the output terminal 543. That is, "0" is output.

2 データ信号“0”が2接合スクイツド501
に入力される。この時、2接合スクイツド50
1はスイツチせずゲート電流は、2接合スクイ
ツド502に流れ続ける。続いてタイミング信
号が2接合スクイツド502に入力されると、
2接合スクイツド502はスイツチし、出力端
子543に出力電流即ち“1”が現われる。
2 Data signal “0” is 2-junction squid 501
is input. At this time, 2-junction squid 50
1 is not switched and the gate current continues to flow through the two-junction squid 502. Subsequently, when the timing signal is input to the two-junction squid 502,
The two-junction squid 502 switches and an output current, or "1", appears at the output terminal 543.

以上のようにして、入力データ信号の補信号が
発生される。
In the manner described above, a complementary signal of the input data signal is generated.

第6図は、従来のタイムドインバータNOR論
理回路を示したものである。この回路は、ジヨセ
フソン接合素子601〜607と、抵抗611〜
618と、入力抵抗619,620と、負荷抵抗
621とから構成されている。データ信号は、デ
ータ信号入力端子631へ入力され、タイミング
信号はタイミング信号入力端子632へ入力され
る。ゲート電流は端子634から注入される。
FIG. 6 shows a conventional timed inverter NOR logic circuit. This circuit consists of Josephson junction elements 601-607 and resistors 611-607.
618, input resistors 619 and 620, and a load resistor 621. The data signal is input to a data signal input terminal 631, and the timing signal is input to a timing signal input terminal 632. Gate current is injected from terminal 634.

データ信号“1”が入力された場合の動作: データ信号“1”が入力されるとジヨセフソン
接合素子601,602が順次スイツチする。ジ
ヨセフソン接合素子601,602のスイツチに
より、ゲート電流は、ジヨセフソン接合素子60
6へ流れ、ジヨセフソン接合606をスイツチさ
せる。ジヨセフソン接合素子601,602,6
06のスイツチにより、ゲート電流は、負荷抵抗
621へ流れ込み、ジヨセフソン接合素子603
〜605に電流が流れなくなる。
Operation when data signal "1" is input: When data signal "1" is input, Josephson junction elements 601 and 602 are switched in sequence. By switching the Josephson junction elements 601 and 602, the gate current is changed to the Josephson junction element 60.
6 and switches Josephson junction 606. Josefson junction element 601, 602, 6
06, the gate current flows into the load resistor 621 and the Josephson junction element 603.
~605, current stops flowing.

データ信号より遅れて、タイミング信号が入力
端子632へ入力される。この時、ジヨセフソン
接合素子603〜605にはゲート電流がほとん
ど流れていないので、ジヨセフソン接合素子60
3〜605はスイツチしない。以上の動作により
出力端子633には出力が現れていない。即ちデ
ータ信号“1”の補信号“0”が出力される。
A timing signal is input to input terminal 632 with a delay from the data signal. At this time, since almost no gate current flows through the Josephson junction elements 603 to 605, the Josephson junction elements 603 to 605
3 to 605 do not switch. Due to the above operation, no output appears at the output terminal 633. That is, a complementary signal "0" of the data signal "1" is output.

データ信号“0”が入力された場合の動作: データ信号“0”は、信号電流が零を意味す
る。よつて、データ信号“0”がデータ信号入力
端子631へ入力されてもジヨセフソン接合素子
601〜605の状態は変化しない。即ち、ジヨ
セフソン接合素子601〜605にはゲート電流
が流れ続ける。
Operation when data signal “0” is input: Data signal “0” means that the signal current is zero. Therefore, even if the data signal "0" is input to the data signal input terminal 631, the states of the Josephson junction elements 601 to 605 do not change. That is, the gate current continues to flow through the Josephson junction elements 601-605.

続いてタイミング信号がタイミング信号入力端
子632に入力されるとジヨセフソン接合素子6
03〜605がスイツチする。ジヨセフソン接合
素子603〜605のスイツチにより、ゲート電
流はジヨセフソン接合素子606,607へ流れ
込み、両ゲートをスイツチさせる。ジヨセフソン
接合素子601〜607のスイツチにより、ゲー
ト電流は出力端子633へ流れ、出力信号“1”
が得られる。即ち、データ信号“0”の補信号
“1”が出力される。
Subsequently, when the timing signal is input to the timing signal input terminal 632, the Josephson junction element 6
03-605 switch. By switching Josephson junction devices 603-605, gate current flows into Josephson junction devices 606 and 607, switching both gates. Due to the switches of Josephson junction elements 601 to 607, the gate current flows to the output terminal 633, and the output signal is "1".
is obtained. That is, a complementary signal "1" of the data signal "0" is output.

(発明が解決しようとする問題点) 第5図に示した従来のタイムドインバータ回路
は、インダクタンスおよびトランスとジヨセフソ
ン接合素子から構成されるスクイツドでスイツチ
ゲートが構成されていた。従つて、所望のインダ
クタンス値を実現するために、否定回路の面積が
小さくできないという欠点があつた。即ち、スク
イツドのインダクタンスをL、論理に用いるゲー
ト電流値をIとすると、LIΦ0/2(Φ0は磁束量
子を表わし、Φ0=2.07×10-5ウエバである)の関
係がある。従つて、消費電力を小さくするため、
論理電流Iを小さくするとLがますます大きくな
り、回路面積の縮小化が一層困難になつていた。
又、回路面積の増大は、信号伝送時間の増大をも
たらし、論理回路や記憶回路の高速化の障害とな
つていた。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional timed inverter circuit shown in FIG. 5, a switch gate is constructed of a squid composed of an inductance, a transformer, and a Josephson junction element. Therefore, there is a drawback that the area of the negative circuit cannot be reduced in order to realize a desired inductance value. That is, when the Squid inductance is L and the gate current value used for logic is I, there is a relationship of LIΦ 0 /2 (Φ 0 represents a magnetic flux quantum, and Φ 0 =2.07×10 -5 Weber). Therefore, in order to reduce power consumption,
When the logic current I is reduced, L becomes larger and larger, making it even more difficult to reduce the circuit area.
Furthermore, an increase in circuit area results in an increase in signal transmission time, which has been an obstacle to increasing the speed of logic circuits and memory circuits.

一方、第6図に示した従来のタイムドインバー
タNOR論理回路は、インダクタンスを除いて抵
抗とジヨセフソン接合素子のみで構成されている
ので、回路面積の縮小化、回路の高速化は可能で
あるが、入出力信号分離のためのジヨセフソン接
合素子607が入力抵抗620を介して接地され
ているため、下記の理由により動作マージンが狭
いという欠点があつた。
On the other hand, the conventional timed inverter NOR logic circuit shown in Figure 6 consists of only resistors and Josephson junction elements, excluding inductance, so it is possible to reduce the circuit area and increase the speed of the circuit. Since the Josephson junction element 607 for input/output signal separation is grounded via the input resistor 620, there is a drawback that the operating margin is narrow for the following reason.

即ち、前述した様に、データ信号“0”の場
合、ジヨセフソン接合素子603〜605のスイ
ツチの後ジヨセフソン接合素子606,607が
スイツチする。この場合、ジヨセフソン接合素子
606を先にスイツチさせる条件の方が動作マー
ジンがより広くとれる。しかし、ジヨセフソン接
合素子606を先にスイツチさせる場合において
も、ゲート電流は、ジヨセフソン接合素子607
と入力抵抗620を介して接地へと分流している
ため、ジヨセフソン接合素子606へ注入される
ゲート電流が減少し、動作マージンの下限が大き
くなり回路の動作マージンが狭くなつていた。
That is, as described above, when the data signal is "0", the Josephson junction elements 606 and 607 are switched after the Josephson junction elements 603 to 605 are switched. In this case, a wider operating margin can be obtained under the condition that Josephson junction element 606 is switched first. However, even in the case where Josephson junction element 606 is switched first, the gate current is
Since the gate current is shunted to ground via the input resistor 620, the gate current injected into the Josephson junction element 606 is reduced, and the lower limit of the operating margin becomes large, narrowing the operating margin of the circuit.

本発明の目的は、上記した従来のジヨセフソン
否定回路の欠点を除き、面積の小型化と回路動作
の高速化を図ると共に、動作マージンを広く取れ
る電流制限型ジヨセフソン否定回路を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a current-limited Josephson inverter which eliminates the drawbacks of the conventional Josephson inverter described above, reduces the area, increases the speed of circuit operation, and provides a wide operating margin.

(問題点を解決するための手段) 本発明の電流制限型ジヨセフソン否定回路は、
ゲート電流の注入端と注出端を有する2個以上の
第1のスイツチ用ジヨセフソン接合素子と、前記
ジヨセフソン接合素子にゲート電流を注入する抵
抗回路と、一端が前記注入端に接続され他の一端
が第1の信号入力端子に接続された入出力分離ジ
ヨセフソン接合素子と、前記第1の信号入力端子
と接地との間に接続された入力抵抗と、前記入出
力分離ジヨセフソン接合素子が接続されたのとは
別の注入端に接続された負荷抵抗とを含み、前記
第1のスイツチ用ジヨセフソン接合素子の注出端
を回路の電流の注出端とした第1のジヨセフソン
論理回路と、ゲート電流の注入端と注出端を有す
る2個以上の第2のスイツチ用ジヨセフソン接合
素子と、前記第2のスイツチ用ジヨセフソン接合
素子にゲート電流を注入する抵抗回路と、一端が
前記第2のスイツチ用ジヨセフソン接合素子の注
入端に接続され他の一端が第2の信号入力端子に
接続された電流制限ジヨセフソン接合素子と、前
記第2のスイツチ用ジヨセフソン接合素子の前記
電流制限ジヨセフソン接合素子が接続されたのと
は別の注入端と出力端子に接続された負荷抵抗と
を含み、前記第2のスイツチ用ジヨセフソン接合
素子の注出端を回路の電流の注出端とした第2の
ジヨセフソン論理回路から構成され、前記第2の
信号入力端子と接地間に入力抵抗が接続されてお
らず、前記第1のジヨセフソン論理回路の電流の
注出端を前記第2のジヨセフソン論理回路の抵抗
回路に接続し、前記第2のジヨセフソン論理回路
の電流の注出端を接地することにより得られる。
(Means for solving the problem) The current-limited Josephson inverter of the present invention has the following features:
two or more Josephson junction elements for a first switch having an injection end and an extraction end for gate current; a resistor circuit for injecting gate current into the Josephson junction elements; one end connected to the injection end and the other end; is connected to a first signal input terminal, an input resistor connected between the first signal input terminal and ground, and the input/output isolation Josephson junction element is connected. a load resistor connected to an injection end different from that of the first Josephson logic circuit, the output end of the Josephson junction element for the first switch being a current output end of the circuit; two or more Josephson junction elements for a second switch, each having an injection end and an outflow end, a resistor circuit for injecting a gate current into the Josephson junction element for the second switch, and one end for the second switch; A current-limiting Josephson junction element connected to an injection end of the Josephson junction element and whose other end is connected to a second signal input terminal, and the current-limiting Josephson junction element of the second Josephson junction element are connected. and a load resistor connected to an output terminal and an injection end different from that of the second Josephson logic circuit, wherein the output terminal of the second Josephson junction element is the current output terminal of the circuit. wherein an input resistor is not connected between the second signal input terminal and ground, and a current extraction end of the first Josephson logic circuit is connected to a resistance circuit of the second Josephson logic circuit. , is obtained by grounding the current extraction end of the second Josephson logic circuit.

(作用) 本発明の電流制限型ジヨセフソン否定回路は、
第1の信号入力端子にデータ信号を、第2の信号
入力端子にタイミング信号をそれぞれ入力し、デ
ータ信号より遅れてタイミング信号を立上げるこ
とによりタイミング信号の立上りでデータ信号の
補信号を発生する回路である。
(Function) The current-limited Josephson negation circuit of the present invention has the following characteristics:
A data signal is input to the first signal input terminal, and a timing signal is input to the second signal input terminal, and by raising the timing signal later than the data signal, a complementary signal of the data signal is generated at the rise of the timing signal. It is a circuit.

即ち、データ信号“1”を入力した時、第1の
ジヨセフソン論理回路をスイツチさせることによ
り第2のジヨセフソン論理回路に注入されるゲー
ト電流を減少させ、続いて入力されるタイミング
信号によつても第2のジヨセフソン論理回路がス
イツチしない様に回路定数が設定される。
That is, when a data signal "1" is input, the gate current injected into the second Josephson logic circuit is reduced by switching the first Josephson logic circuit, and the gate current injected into the second Josephson logic circuit is also reduced by the subsequently input timing signal. Circuit constants are set so that the second Josephson logic circuit does not switch.

一方、データ信号“0”を入力した時には、第
1のジヨセフソン論理回路がスイツチせず、ゲー
ト電流のほとんどは第2のジヨセフソン論理回路
に注入され、続いて入力されるタイミング信号に
より第2のジヨセフソン論理回路がスイツチし、
データ信号“0”の補信号“1”が出力される。
On the other hand, when the data signal "0" is input, the first Josephson logic circuit does not switch, and most of the gate current is injected into the second Josephson logic circuit. The logic circuit switches,
A complementary signal "1" of the data signal "0" is output.

本発明の回路は、第2の信号入力端子が低イン
ピーダンスの回路で接地されていないので、入出
力分離ジヨセフソン接合素子をスイツチさせる動
作マージンが広がり、回路動作マージンが広くな
る特徴を持つ。
In the circuit of the present invention, since the second signal input terminal is a low impedance circuit and is not grounded, the operating margin for switching the input/output separation Josephson junction element is widened, and the circuit operating margin is widened.

(第1の実施例) 本発明の電流制限型ジヨセフソン否定回路の第
1の実施例を第1図に示す。第1のジヨセフソン
論理回路の第1のスイツチ用ジヨセフソン接合素
子101,102は、抵抗回路を構成している抵
抗111,112を介して並列に接続されてい
る。同様に、第2のジヨセフソン論理回路の第2
のスイツチ用ジヨセフソン接合素子103,10
4は抵抗回路の抵抗113,114を介して並列
に接続されている。第1のジヨセフソン論理回路
の電流の注出端は、第2のジヨセフソン論理回路
の電流の注入端に接続され、第2のジヨセフソン
論理回路の電流の注出端は接地されている。以
下、第1図に基ずいて、本実施例の回路動作を説
明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the current-limited Josephson inverter according to the present invention is shown in FIG. The Josephson junction elements 101 and 102 for the first switch of the first Josephson logic circuit are connected in parallel through resistors 111 and 112 forming a resistance circuit. Similarly, the second
Josephson junction element 103, 10 for switch
4 are connected in parallel via resistors 113 and 114 of a resistor circuit. The current extraction end of the first Josephson logic circuit is connected to the current injection end of the second Josephson logic circuit, and the current extraction end of the second Josephson logic circuit is grounded. Hereinafter, the circuit operation of this embodiment will be explained based on FIG.

データ信号“1”の補信号の発生: データ信号“1”が第1の信号入力端子121
に入力されると、第1のスイツチ用ジヨセフソン
接合素子101がスイツチする。ジヨセフソン接
合素子101のスイツチにより、続いて第1のス
イツチ用ジヨセフソン接合素子102もスイツチ
する。ジヨセフソン接合素子101,102のス
イツチにより、ゲート電流は入出力分離ジヨセフ
ソン接合素子105の方へ流れ込み、入出力分離
ジヨセフソン接合素子105をスイツチさせる。
ジヨセフソン接合素子101,102,105の
スイツチにより、ゲート電流の大部分は負荷抵抗
116へ流れ込む。従つて、第2のジヨセフソン
論理回路の第2のスイツチ用ジヨセフソン接合素
子103,104を流れていたゲート電流はほと
んど零に減少する。
Generation of complementary signal of data signal “1”: Data signal “1” is connected to the first signal input terminal 121
, the first switching Josephson junction element 101 switches. Switching the Josephson junction element 101 subsequently switches the Josephson junction element 102 for the first switch. The switching of the Josephson junction elements 101 and 102 causes the gate current to flow towards the input/output isolation Josephson junction element 105, causing the input/output isolation Josephson junction element 105 to switch.
The switching of Josephson junction devices 101 , 102 , 105 causes most of the gate current to flow into load resistor 116 . Therefore, the gate current flowing through the second Josephson junction elements 103 and 104 for the second switch in the second Josephson logic circuit is reduced to almost zero.

続いて、第2の信号入力端子122にタイミン
グ信号が入力される。タイミング信号は、第2の
ジヨセフソン論理回路の第2のスイツチ用ジヨセ
フソン接合素子103へ流れ込むが、ジヨセフソ
ン接合素子103にはゲート電流がほとんど流れ
ていないのでスイツチしない。従つて第2のスイ
ツチ用ジヨセフソン接合素子104もスイツチせ
ず、出力電流は現われない。以上の動作により、
入力データ信号“1”の補信号であるデータ信号
“0”が、出力端子123より得られる。
Subsequently, a timing signal is input to the second signal input terminal 122. The timing signal flows into the second switching Josephson junction element 103 of the second Josephson logic circuit, but since almost no gate current flows through the Josephson junction element 103, it does not switch. Accordingly, the second switching Josephson junction element 104 also does not switch, and no output current appears. With the above operation,
A data signal “0” which is a complementary signal of the input data signal “1” is obtained from the output terminal 123.

データ信号“0”の補信号の発生: データ信号“0”が、第1の信号入力端子12
1に入力される。信号“0”は入力電流が零であ
ることを意味する。よつて、第1のジヨセフソン
論理回路の第1のスイツチ用ジヨセフソン接合素
子101は変化しない、即ちスイツチしない。よ
つてゲート電流は、第1のジヨセフソン論理回路
から、第2のジヨセフソン論理回路の第2のスイ
ツチ用ジヨセフソン接合素子103,104へ注
入され続ける。
Generation of complementary signal of data signal “0”: Data signal “0” is input to the first signal input terminal 12.
1 is input. A signal "0" means that the input current is zero. Therefore, the first switching Josephson junction element 101 of the first Josephson logic circuit does not change, ie does not switch. Thus, gate current continues to be injected from the first Josephson logic circuit into the second switching Josephson junction elements 103, 104 of the second Josephson logic circuit.

続いて、第2の信号入力端子122にタイミン
グ信号が入力される。第2のジヨセフソン論理回
路の第2のスイツチ用ジヨセフソン接合素子10
3,104にはゲート電流が流れているので、タ
イミング信号電流の注入により、ジヨセフソン接
合素子103,104が順次スイツチする。ジヨ
セフソン接合素子103,104のスイツチによ
りゲート電流の大半は、入出力分離ジヨセフソン
接合素子105へ分流される。ゲート電流の分流
比は、入力抵抗115の抵抗値r1と、負荷抵抗1
16,117の抵抗値r4,r5とタイミング信号の
電流値Itにほぼ依存する。ここで、抵抗回路の抵
抗111〜114の抵抗値r2,r3は入力抵抗の抵
抗値r1に比して十分小さいとして無視している。
入出力分離スイツチ用ジヨセフソン接合素子10
5の臨界電流値aIpを、分流された電流値以下に
設定することにより、ジヨセフソン接合素子10
5がスイツチする。従つて、ゲート電流とタイミ
ング信号電流は、負荷抵抗116と負荷抵抗11
7へ分流して流れる。よつて出力端子123に
は、データ信号“0”の補信号である信号“1”
が出力される。
Subsequently, a timing signal is input to the second signal input terminal 122. Josephson junction element 10 for the second switch of the second Josephson logic circuit
Since a gate current flows through transistors 3 and 104, Josephson junction elements 103 and 104 are sequentially switched by injection of a timing signal current. Most of the gate current is shunted to the input/output isolation Josephson junction element 105 by switching the Josephson junction elements 103 and 104. The gate current diversion ratio is determined by the resistance value r 1 of the input resistor 115 and the load resistance 1
It almost depends on the resistance values r 4 and r 5 of 16 and 117 and the current value I t of the timing signal. Here, the resistance values r 2 and r 3 of the resistors 111 to 114 of the resistance circuit are ignored as they are sufficiently smaller than the resistance value r 1 of the input resistance.
Josephson junction element 10 for input/output isolation switch
By setting the critical current value a Ip of 5 to be below the shunted current value, Josephson junction element 10
5 switches. Therefore, the gate current and the timing signal current are connected to the load resistor 116 and the load resistor 11.
7 and flows. Therefore, the output terminal 123 receives a signal “1” which is a complementary signal of the data signal “0”.
is output.

以上のようにして、本実施例の回路は、第1の
信号入力端子121に入力されるデータ信号の補
信号を、第2の信号入力端子122に入力される
タイミング信号に同期して発生させ、出力端子1
23へ送出す。なお、本実施例において、ゲート
電流Igは、ゲート電流注入端子124から、各信
号を入力する以前に注入されている。
As described above, the circuit of this embodiment generates the complementary signal of the data signal input to the first signal input terminal 121 in synchronization with the timing signal input to the second signal input terminal 122. , output terminal 1
Send to 23. In this embodiment, the gate current I g is injected from the gate current injection terminal 124 before inputting each signal.

第2図は、スイツチ用ジヨセフソン接合素子1
01〜104の臨界電流値をIp、電流制限ジヨセ
フソン接合素子106の臨界電流値をbIoとした
時の、本実施例のしきい値特性を示したものであ
る。図の縦軸は、端子124に注入されるゲート
電流Ig示し、横軸は、第1および第2の信号入力
端子121,122に入力されるデータ信号電流
Idとタイミング信号電流Itをそれぞれ示す。図に
おいて、ゲート電流Ig、データ信号電流Id、タイ
ミング信号電流Itとも、スイツチ用ジヨセフソン
接合素子101〜104の臨界電流値Ipで規格化
して示してある。第2図aは、ゲート電流Igとデ
ータ信号電流Idの関係、第2図bは、ゲート電流
Igとタイミング信号電流Itの関係をそれぞれ示し
たものである。
Figure 2 shows Josephson junction element 1 for switch.
The threshold characteristic of this example is shown when the critical current value of 01 to 104 is I p and the critical current value of the current limiting Josephson junction element 106 is bIo. The vertical axis in the figure shows the gate current Ig injected into the terminal 124, and the horizontal axis shows the data signal current input into the first and second signal input terminals 121 and 122.
I d and timing signal current I t are shown, respectively. In the figure, the gate current I g , the data signal current I d , and the timing signal current I t are all normalized by the critical current value I p of the Josephson junction elements 101 to 104 for switches. Figure 2a shows the relationship between gate current Ig and data signal current Id , and Figure 2b shows the relationship between gate current Ig and data signal current Id.
The relationship between I g and timing signal current I t is shown.

先ず、データ信号“1”が入力された後、タイ
ミング信号が入力された時の動作しきい値を説明
する。しきい値201は、入出力分離ジヨセフソ
ン接合素子105の臨界電流値aIpを示す。aIp
上のデータ信号電流Idは、入出力分離ジヨセフソ
ン接合素子105を介して、スイツチ用ジヨセフ
ソン接合素子101,102の方へ注入されな
い。
First, the operating threshold value when a timing signal is input after a data signal "1" is input will be explained. A threshold value 201 indicates a critical current value aI p of the input/output separation Josephson junction element 105. A data signal current I d greater than or equal to aI p is not injected into the switch Josephson junction elements 101 and 102 via the input/output separation Josephson junction element 105 .

しきい値202は、ゲート電流Igとデータ信号
電流Idとが加算されて、スイツチ用ジヨセフソン
接合素子101をスイツチさせるしきい値Ig
(2+r3/r1)(Ip−Id)を示したものである。aIp
以上のデータ信号電流Idは、ジヨセフソン接合素
子101へ注入されないため、しきい値202
は、データ信号電流がしきい値201より大きい
領域Id>aIpで一定Ig>(2+r3/r1)(1−a)Ip
のしきい値203となる。
The threshold value 202 is a threshold value I g > which switches the Josephson junction element 101 for switching when the gate current I g and the data signal current I d are added together.
(2+r 3 /r 1 )(I p −I d ). aI p
The above data signal current I d is not injected into the Josephson junction element 101, so the threshold value 202
is constant in the region I d > aI p where the data signal current is larger than the threshold value 201 I g > (2+r 3 /r 1 ) (1-a) I p
becomes the threshold value 203.

しきい値204は、スイツチ用ジヨセフソン接
合素子101,102がスイツチした後、入出力
分離ジヨセフソン接合素子105がスイツチする
しきい値Ig>(1+r1/r4)aIp+(r1/r4)Idを示
したものである。これは入力抵抗115の抵抗値
r1、負荷抵抗116の抵抗値r4、ジヨセフソン接
合素子105の臨界電流値aIpに依存して変化す
る。ただし、抵抗111,112の抵抗値r2は、
r1,r4に比して十分小さいとして省略してある。
より詳細には、抵抗111,112を含めて計算
される。
The threshold value 204 is the threshold value at which the input/output separation Josephson junction element 105 switches after the switch Josephson junction elements 101 and 102 switch, I g > (1 + r 1 / r 4 ) aI p + (r 1 / r 4 ) It shows I d . This is the resistance value of input resistor 115
r 1 , the resistance value r 4 of the load resistor 116, and the critical current value aI p of the Josephson junction element 105. However, the resistance value r 2 of resistors 111 and 112 is
It is omitted because it is sufficiently small compared to r 1 and r 4 .
More specifically, it is calculated including the resistances 111 and 112.

ジヨセフソン接合素子101,102,105
のスイツチにより、ゲート電流は負荷抵抗116
へ流れ込む。負荷抵抗116の抵抗値r4が、
Vg/Ig(Vgはジヨセフソン接合素子のギヤツプ電
圧)より小さく設定されている場合、ゲート電流
のほとんどは負荷抵抗116へ吸収され、第2の
ジヨセフソン論理回路への漏れ電流は、ジヨセフ
ソン接合素子101,102の非線形抵抗値を
Rnとした時、2Vg/Rn以下となる。従つて、続
いてタイミング信号が第2の信号入力端子122
に入力されても、ジヨセフソン接合素子103,
104はスイツチしない。
Josefson junction elements 101, 102, 105
The gate current is controlled by the load resistor 116 by the switch of
flows into. The resistance value r 4 of the load resistor 116 is
When set smaller than V g /I g (where V g is the gap voltage of the Josephson junction element), most of the gate current is absorbed by the load resistor 116, and the leakage current to the second Josephson logic circuit is The nonlinear resistance value of elements 101 and 102 is
When R n , it becomes 2V g /R n or less. Therefore, the timing signal is then sent to the second signal input terminal 122.
Even if input to Josephson junction element 103,
104 does not switch.

しきい値205は、ゲート電流のみでスイツチ
用ジヨセフソン接合素子101,102がスイツ
チしない条件Ig<(2+r3/r1)Ipを示したもので
ある。
The threshold value 205 indicates the condition I g <(2+r 3 /r 1 )I p under which the Josephson junction elements 101 and 102 for switching do not switch with only the gate current.

以上の条件の導出において、ジヨセフソン接合
素子101,102の非線形抵抗は、各抵抗値
r1,r2,r3,r4に比して十分大きいことを仮定し
簡単のため計算式から省いてある。より正確に
は、各ジヨセフソン接合素子の比線形抵抗を考慮
して各しきい値が求められる。
In deriving the above conditions, the nonlinear resistance of Josephson junction elements 101 and 102 is calculated for each resistance value.
It is assumed that it is sufficiently larger than r 1 , r 2 , r 3 , and r 4 and is omitted from the calculation formula for simplicity. More precisely, each threshold value is determined by considering the specific linear resistance of each Josephson junction element.

次に第2図bに基ずいて、データ信号“0”が
第1の信号入力端子121に入力された後、タイ
ミング信号が入力された時の動作を説明する。電
流制限ジヨセフソン接合素子106の臨界電流値
bIpであるので、しきい値201と同様のしきい
値211が得られる。
Next, based on FIG. 2b, the operation when a timing signal is input after the data signal "0" is input to the first signal input terminal 121 will be described. Critical current value of current limiting Josephson junction element 106
Since bI p , a threshold 211 similar to the threshold 201 is obtained.

タイミング信号の電流Itにより第2のジヨセフ
ソン論理回路のスイツチ用ジヨセフソン接合素子
103がスイツチするしきい値は、It<bIpの領域
でIg>(2+r3/r1)(Ip−It)のしきい値212
と、It>bIpの領域で一定Ig>(2+r3/r1)(1−
b)Ipのしきい値213となる。続いて、入出力
分離ジヨセフソン接合素子105がスイツチする
しきい値214は、Ig>(1+r1/(r4+r5))aIp
+Itとなる。ここで、抵抗113,114の抵抗
値r3は、r3<r1<r4,r5であることから無視して
いる。
The threshold value at which the switching Josephson junction element 103 of the second Josephson logic circuit is switched by the current I t of the timing signal is I g > (2+r 3 /r 1 ) (I p − I t ) threshold value 212
and I g > ( 2 + r 3 / r 1 ) (1-
b) It becomes the threshold value 213 of I p . Subsequently, the threshold value 214 at which the input/output separation Josephson junction element 105 switches is I g > (1 + r 1 / (r 4 + r 5 )) aI p
+I t . Here, the resistance value r 3 of the resistors 113 and 114 is ignored because r 3 < r 1 < r 4 , r 5 .

しきい値215は、ゲート電流のみでジヨセフ
ソン接合素子103,104がスイツチしない条
件Ig<(2+r3/r1)Ipを示したものである。
The threshold value 215 represents the condition I g <(2+r 3 /r 1 ) I p under which the Josephson junction elements 103 and 104 are not switched by the gate current alone.

以上の条件式の導出において、ジヨセフソン接
合素子101〜105の比線形抵抗は、各抵抗値
r1〜r5に比して十分大きいこと、抵抗回路の抵抗
111〜114の抵抗値r2,r3は、他の抵抗の抵
抗値r1,r4,r5に比して十分小さいことを仮定し、
簡単のため要所以外は計算から省いた。より正確
には、これら全ての抵抗値を考慮して各しきい値
が求められる。但しこの正確なしきい値と第2図
のしきい値との差は極少である。
In deriving the above conditional expression, the specific linear resistance of Josephson junction elements 101 to 105 is calculated for each resistance value.
The resistance values r 2 and r 3 of the resistors 111 to 114 of the resistance circuit are sufficiently large compared to the resistance values r 1 , r 4 , and r 5 of the other resistors. Assuming that,
For the sake of simplicity, we omitted all the important points from the calculation. More precisely, each threshold value is determined by considering all of these resistance values. However, the difference between this accurate threshold and the threshold shown in FIG. 2 is extremely small.

以上、しきい値202,203,204,20
5に囲まれた斜線の領域221、およびしきい値
212,213,215に囲まれた斜線の領域2
22が、本実施例の動作領域となる。図から、デ
ータ信号“0”の時入出力分離ジヨセフソン接合
素子105がスイツチするしきい値214は、動
作特性に影響していないのが分かる。より正確
に、非線形抵抗および抵抗回路の抵抗111〜1
14を考慮すると、動作領域221,222は多
少縮小される。
Above, threshold values 202, 203, 204, 20
5, and a hatched area 2 surrounded by threshold values 212, 213, and 215.
22 is the operating area of this embodiment. From the figure, it can be seen that the threshold value 214 which is switched by the input/output separation Josephson junction element 105 when the data signal is "0" does not affect the operating characteristics. More precisely, the resistances 111-1 of nonlinear resistance and resistance circuits
14, the operating areas 221 and 222 are somewhat reduced.

ここで、前述しなかつたが、本否定回路は、負
荷抵抗116の抵抗値r4の設定によつて、動作領
域が大きく変わる。特に、本実施例の否定回路の
出力電流を増大するため、負荷抵抗116の抵抗
値をr4>Vg/Igに設定する場合が問題となる。r4
>Vg/Igに設定されると、負荷抵抗116へ吸収
しきれないゲート電流(Ig−Vg/r4)(2/(2
+a))が、第2のジヨセフソン論理回路へ漏れ
て来る。この漏れ電流と続いて入力されるタイミ
ング信号電流によつても、第2のジヨセフソン論
理回路のスイツチ用ジヨセフソン接合素子10
3,104は、スイツチしないことが要求され
る。この条件は、Ig<(2+a)Ip+Vg/r4−(2
+a)Itなるしきい値216で表わせる。図にお
いて、しきい値216としきい値211とは、ゲ
ート電流Igが、しきい値215より大きい領域で
交差している。ここで、しきい値211は、タイ
ミング信号電流がIt>bIpの領域において、一定It
=bIpでありbIp以上のタイミング信号電流がスイ
ツチ用ジヨセフソン接合素子へ注入されないこと
示している。従つて、It>bIpの領域のしきい値2
16は、第2のジヨセフソン論理回路のスイツチ
に影響しない。即ち、しきい値211としきい値
215の交点に、しきい値216を交わらせた時
が、しきい値216が動作特性に影響しない最大
の抵抗値r4を与える条件となる。従つて、負荷抵
抗116の抵抗値r4を前記の条件値以下に設定す
ることにより、第2のジヨセフソン論理回路へ対
する第1のジヨセフソン論理回路の漏れ電流の効
果を除くことができる。
Although not mentioned above, the operating range of this NOT circuit changes greatly depending on the setting of the resistance value r4 of the load resistor 116. In particular, a problem arises when the resistance value of the load resistor 116 is set to r 4 >V g /I g in order to increase the output current of the NOT circuit of this embodiment. r 4
>V g /I g , the gate current (I g −V g /r 4 ) (2/(2
+a)) leaks into the second Josephson logic circuit. Due to this leakage current and the timing signal current inputted subsequently, the Josephson junction element 10 for the switch of the second Josephson logic circuit
3,104 is required not to switch. This condition is I g < (2 + a) I p + V g /r 4 - (2
+a) It can be expressed as a threshold value 216. In the figure, threshold 216 and threshold 211 intersect in a region where gate current I g is greater than threshold 215 . Here, the threshold value 211 is constant I t in the region where the timing signal current is I t >bI p
= bI p, indicating that a timing signal current greater than bI p is not injected into the Josephson junction element for the switch. Therefore, the threshold value 2 in the region I t > bI p
16 does not affect the switch of the second Josephson logic circuit. That is, when the threshold value 216 crosses the intersection of the threshold value 211 and the threshold value 215, the condition is such that the threshold value 216 provides the maximum resistance value r 4 without affecting the operating characteristics. Therefore, by setting the resistance value r 4 of the load resistor 116 below the above-mentioned condition value, the effect of the leakage current of the first Josephson logic circuit on the second Josephson logic circuit can be eliminated.

以上、本実施例は、回路素子としてインダクタ
ンスを用いていないので、回路面積の縮小化が図
られている。又、第2のジヨセフソン論理回路
は、入力抵抗が除かれ電流制限ジヨセフソン接合
素子が挿入されているので、動作領域の拡大が図
られている。
As described above, since this embodiment does not use an inductance as a circuit element, the circuit area can be reduced. Furthermore, since the input resistor is removed from the second Josephson logic circuit and a current limiting Josephson junction element is inserted, the operating range is expanded.

なお、第2のジヨセフソン論理回路の入力抵抗
を除いたことは、否定回路の用いられ方から問題
ない。即ち、第2のジヨセフソン論理回路へ入力
されるタイミング信号は、全ての否定回路に並列
に入力される。又、第2図bのしきい値特性から
bIp以上のタイミング信号電流は、否定回路の動
作に影響しない。このことは、或る否定回路の負
荷変動により、他の否定回路へ流入するタイミン
グ信号電流Itが増大しても、他の否定回路の動作
領域は全く影響されないことを意味する。しかも
タイミング信号は、全否定回路に一勢に入力さ
れ、各否定回路を同時に動作させる。又、データ
信号による第1のジヨセフソン論理回路のスイツ
チ動作は、第2の信号入力端子へ影響を及ぼさな
いことから、否定回路から前段のタイミング信号
発生回路へ雑音が流入して、前段の回路をスイツ
チさせる故障モードは生じない。
Note that there is no problem in eliminating the input resistance of the second Josephson logic circuit because of the way the NOT circuit is used. That is, the timing signal input to the second Josephson logic circuit is input in parallel to all the NOT circuits. Also, from the threshold characteristics shown in Figure 2b,
A timing signal current greater than or equal to bI p does not affect the operation of the inverter. This means that even if the timing signal current I t flowing into another NOT circuit increases due to a load change in a certain NOT circuit, the operating range of the other NOT circuit is not affected at all. Furthermore, the timing signal is inputted to all the NOT circuits at once, causing each NOT circuit to operate simultaneously. In addition, since the switching operation of the first Josephson logic circuit caused by the data signal does not affect the second signal input terminal, noise flows from the inverting circuit into the previous stage timing signal generation circuit, causing the previous stage circuit to be damaged. No failure modes occur that cause a switch.

(第2の実施例) スイツチ用ジヨセフソン接合素子を3個並列接
続した、本発明の第2の実施例を回路図で第3図
に示す。第1のジヨセフソン論理回路の第1のス
イツチ用ジヨセフソン接合素子301〜303
は、抵抗回路を構成している抵抗311〜315
を介して並列に接続されている。同様に、第2の
ジヨセフソン論理回路の第2のスイツチ用ジヨセ
フソン接合素子304〜306は、抵抗回路の抵
抗316〜320を介して並列に接続されてい
る。他の回路構成は第1の実施例と同一である。
(Second Embodiment) A circuit diagram of a second embodiment of the present invention in which three Josephson junction elements for a switch are connected in parallel is shown in FIG. Josephson junction elements 301 to 303 for the first switch of the first Josephson logic circuit
are the resistors 311 to 315 that constitute the resistance circuit.
are connected in parallel via. Similarly, the second switch Josephson junction elements 304-306 of the second Josephson logic circuit are connected in parallel via resistors 316-320 of the resistive circuit. The other circuit configurations are the same as in the first embodiment.

本実施例は、第1の実施例にスイツチ用ジヨセ
フソン接合素子303,306が付加された構成
であり、第1の実施例と同様の動作をする。即ち
データ信号“1”の入力により、第1のスイツチ
用ジヨセフソン接合素子301〜303が順次ス
イツチし、続いて、入出力分離ジヨセフソン接合
素子307がスイツチする。従つてゲート電流は
負荷抵抗322へ流れ込み、第2のジヨセフソン
論理回路へはほとんど漏れて行かない。従つて、
続いてタイミング信号が第2の信号入力端子33
2に入力されても、第2のジヨセフソン論理回路
の第2のスイツチ用ジヨセフソン接合素子304
〜306はスイツチせず、出力端子に出力電流は
現われない。
This embodiment has a configuration in which Josephson junction elements 303 and 306 for switches are added to the first embodiment, and operates in the same way as the first embodiment. That is, upon input of the data signal "1", the first switch Josephson junction elements 301 to 303 are sequentially switched on, and then the input/output separation Josephson junction element 307 is switched on. Therefore, the gate current flows into the load resistor 322, with little leakage to the second Josephson logic circuit. Therefore,
Subsequently, the timing signal is sent to the second signal input terminal 33.
2, the Josephson junction element 304 for the second switch of the second Josephson logic circuit
~306 is not switched and no output current appears at the output terminal.

一方、データ信号“0”が第1の信号入力端子
331に入力された時は、第1および第2のジヨ
セフソン論理回路は変化せず、ゲート電流Igは第
2の論理回路へ注入され続ける。従つて、続いて
タイミング信号が第2の信号入力端子332に入
力されると、第2のジヨセフソン論理回路の第2
のスイツチ用ジヨセフソン接合素子304〜30
6が順次スイツチする。続いて、入出力分離ジヨ
セフソン接合素子307がスイツチし、出力端子
333へ出力電流が注出される。
On the other hand, when the data signal "0" is input to the first signal input terminal 331, the first and second Josephson logic circuits do not change, and the gate current I g continues to be injected into the second logic circuit. . Therefore, when the timing signal is subsequently input to the second signal input terminal 332, the second
Josephson junction elements 304-30 for switches
6 switches sequentially. Subsequently, the input/output separation Josephson junction element 307 is switched on, and an output current is injected into the output terminal 333.

本実施例の動作を示すしきい値特性を第4図に
示す。スイツチ用ジヨセフソン接合素子301〜
306の臨界電流値をIp、入出力分離ジヨセフソ
ン接合素子307の臨界電流値をaIp、電流制限
ジヨセフソン接合素子の臨界電流値をbIp、ゲー
ト電流をIg、抵抗311〜313の抵抗値をr2
抵抗316〜318の抵抗値をr3とする。
FIG. 4 shows threshold characteristics showing the operation of this embodiment. Josephson junction element 301 for switch
306 critical current value is I p , critical current value of input/output separation Josephson junction element 307 is aI p , critical current value of current limiting Josephson junction element is bI p , gate current is I g , resistance value of resistors 311 to 313 r 2 ,
Let the resistance value of the resistors 316 to 318 be r3 .

第4図aはゲート電流Igとデータ信号電流Id
関係を示したものである。しきい値401は、入
出力分離ジヨセフソン接合素子307の臨界電流
値を示したもの、しきい値402,403は、第
1のジヨセフソン論理回路スイツチ用ジヨセフソ
ン接合素子301をスイツチさせるしきい値Ig
(3+r3/r2)(Ip−Id),Ig>(3+r3/r1)(1−
a)Ipを示したものである。スイツチ用ジヨセフ
ソン接合素子301〜303がスイツチした後、
入出力分離ジヨセフソン接合素子307がスイツ
チするしきい値404は、Ig>(1+r1/r4)aIp
+(r1/r4)Idとなる。しきい値405はスイツチ
用ジヨセフソン接合素子301〜303がゲート
電流Igのみでスイツチしない条件Ig<(3+r3
r1)Ipを示す。
FIG. 4a shows the relationship between the gate current Ig and the data signal current Id . The threshold value 401 indicates the critical current value of the input/output separation Josephson junction element 307, and the threshold values 402 and 403 are threshold values I g for switching the Josephson junction element 301 for the first Josephson logic circuit switch. >
(3 + r 3 / r 2 ) (I p − I d ), I g > (3 + r 3 / r 1 ) (1−
a) I p is shown. After the Josephson junction elements 301 to 303 for switches switch,
The threshold value 404 at which the input/output separation Josephson junction element 307 switches is I g > (1+r 1 /r 4 )aI p
+(r 1 /r 4 )I d . The threshold value 405 is the condition that the Josephson junction elements 301 to 303 for switching do not switch with only the gate current I g <(3+r 3 /
r 1 ) indicates I p .

第4図bは、同じくゲート電流Igとタイミング
信号電流Itの関係を示したものである。しきい値
411は電流制限ジヨセフソン接合素子308の
臨界電流値を、しきい値412,413は、ゲー
ト電流Igとタイミング信号電流Itとで、第2のジ
ヨセフソン論理回路のスイツチ用ジヨセフソン接
合素子304〜306をスイツチさせる条件、Ig
>(3+r3/r1)(Ip−It),Ig>(3+r3/r1)(1

b)Ipをそれぞれ示す。スイツチ用ジヨセフソン
接合素子304〜306がスイツチした後入出力
分離ジヨセフソン接合素子307がスイツチする
条件はIg>(1+r1/(r4+r5))aIp+Itで、しき
い値414で示されている。しきい値415は、
ゲート電流のみでスイツチ用ジヨセフソン接合素
子304〜306がスイツチしない条件Ig<(3
+r3/r1)Ipである。
FIG. 4b similarly shows the relationship between the gate current Ig and the timing signal current It . The threshold value 411 is the critical current value of the current limiting Josephson junction element 308, and the threshold values 412 and 413 are the gate current I g and the timing signal current I t of the Josephson junction element for the switch of the second Josephson logic circuit. Conditions for switching 304 to 306, I g
>(3+r 3 /r 1 )(I p −I t ), I g >(3+r 3 /r 1 )(1

b) Indicate I p respectively. The condition for the input/output separation Josephson junction element 307 to switch after the switching Josephson junction elements 304 to 306 are switched is I g > (1 + r 1 / (r 4 + r 5 )) aI p + I t , which is indicated by the threshold value 414. has been done. The threshold value 415 is
Conditions I g < (3
+r 3 /r 1 )I p .

負荷抵抗322の抵抗値r4がr4>Vg/Igの場
合、しきい値416で示される条件(Ig−Vg
r4)(3/(3+a))が加わる。しきい値416
が、しきい値411としきい値415の交点に交
わるようにした時、しきい値416が否定回路の
動作領域に影響しない条件下で、最大の出力電流
を、得ることができる条件である。
When the resistance value r 4 of the load resistor 322 is r 4 >V g /I g , the condition indicated by the threshold value 416 (I g −V g /
r 4 ) (3/(3+a)) is added. threshold 416
When the threshold value 411 and the threshold value 415 intersect, this is a condition in which the maximum output current can be obtained under the condition that the threshold value 416 does not affect the operating region of the NOT circuit.

以上、しきい値402,403,404,40
5に囲まれた領域421、およびしきい値41
2,413,415に囲まれた領域422が本実
施例の動作領域となる。図から、データ信号
“0”の時入出力分離ジヨセフソン接合素子30
7がスイツチするしきい値414は動作特性に影
響しないのが分かる。より正確には、ジヨセフソ
ン接合素子の非線形抵抗と、抵抗回路の抵抗31
1〜320を考慮する必要があり、これにより動
作領域421,422が多少縮小される。本実施
例は、スイツチ用ジヨセフソン接合素子3個を並
列に接続しているので、第1の実施例よりゲート
電流Igの動作領域が広がつている。但し、入出力
分離ジヨセフソン接合素子307と電流制限ジヨ
セフソン接合素子308の臨界電流値aIp,bIp
は、最適値が選ばれている。
Above, threshold value 402, 403, 404, 40
5, and the threshold value 41
An area 422 surrounded by 2, 413, and 415 is the operating area of this embodiment. From the figure, when the data signal is "0", the input/output separation Josephson junction element 30
It can be seen that threshold 414, which is switched by 7, does not affect the operating characteristics. More precisely, the nonlinear resistance of Josephson junction element and the resistance 31 of the resistance circuit
1 to 320 must be taken into account, which reduces the operating areas 421 and 422 to some extent. In this embodiment, three Josephson junction elements for a switch are connected in parallel, so that the operating range of the gate current Ig is wider than in the first embodiment. However, the critical current values aI p , bI p of the input/output separating Josephson junction element 307 and the current limiting Josephson junction element 308
The optimal value is selected.

以上、本実施例によつても、第1の実施例と同
一の効果が得られる。なお、本発明の他の実施例
として、第1および第2のジヨセフソン論理回路
のスイツチ用ジヨセフソン接合素子を2個以上抵
抗等を介して並列接続し、抵抗回路によつてゲー
ト電流を注入した回路が挙げられる。
As described above, this embodiment also provides the same effects as the first embodiment. In addition, as another embodiment of the present invention, there is a circuit in which two or more Josephson junction elements for switches of the first and second Josephson logic circuits are connected in parallel via a resistor, etc., and gate current is injected by the resistor circuit. can be mentioned.

(発明の効果) 以上、本発明によれば、従来否定回路に用いら
れていたインダクタンスを除いた否定回路が実現
され、インダクタンスの制約により回路面積が縮
小できない欠点が除かれ、回路の小型化がはかれ
る。回路の小型化による信号伝送遅延の縮小によ
り回路の高速化が図れるとともに、磁界結合によ
るジヨセフソン接合素子のスイツチ制御を除くこ
とによる高速化が図れる。さらに、タイミング信
号に対する入力抵抗を除くことにより動作領域の
拡大がはかられている。しかも、入力抵抗の除去
は、本否定回路の使用に対して何ら制約とならな
い。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, a negative circuit without inductance, which was conventionally used in negative circuits, is realized, and the disadvantage that the circuit area cannot be reduced due to inductance constraints is eliminated, and the circuit can be miniaturized. It is measured. The speed of the circuit can be increased by reducing the signal transmission delay due to the miniaturization of the circuit, and the speed can also be increased by eliminating the switch control of Josephson junction elements using magnetic field coupling. Furthermore, by eliminating the input resistance for timing signals, the operating range is expanded. Moreover, the removal of the input resistance does not impose any restrictions on the use of the present NOT circuit.

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

第1図は、本発明の第1の実施例を示した回路
図、第2図は、第1の実施例の回路のしきい値特
性を示した図で、第2図aはデータ信号電流Id
ゲート電流Igの関係を示した図、第2図bはタイ
ミング信号電流Itとゲート電流Igの関係を示した
図、第3図は、本発明の第2の実施例を示した回
路図、第4図は、第2の実施例の回路のしきい値
特性を示した図で、第4図aはデータ信号電流Id
とゲート電流Igの関係、第4図bはタイミング信
号電流Itとゲート電流Igの関係を示した図、第5
図は、従来の2接合スクイツドを用いたインバー
タ回路の回路図、第6図は従来のタイムドインバ
ータNOR論理回路の回路図である。 101〜104,301〜306……スイツチ
用ジヨセフソン接合素子、105,307……入
出力分離ジヨセフソン接合素子、106,308
……電流制限ジヨセフソン接合素子、111〜1
14,311〜320……抵抗回路の抵抗、11
5,321……入力抵抗、116,117,32
2,323……負荷抵抗、121,331……第
1の信号入力端子、122,332……第2の信
号入力端子、123,333……出力端子、12
4,334……ゲート電流注入端子、Ig……ゲー
ト電流、Id……データ信号電流、It……タイミン
グ信号電流、Ip……スイツチ用ジヨセフソン接合
素子の臨界電流値、201〜205,211〜2
16,401〜405,411〜416……しき
い値、221,222,421,422……動作
領域、501,502……2接合スクイツド、5
11〜514……インダクタンス、521〜52
4……ジヨセフソン接合素子、531,532…
…負荷抵抗、541……データ信号入力端子、5
42……タイミング信号入力端子、543……出
力端子、544……ゲート電流注入端子、601
〜607……ジヨセフソン接合素子、611〜6
18……抵抗、619,620……入力抵抗、6
21……負荷抵抗、631……データ信号入力端
子、632……タイミング信号入力端子、633
……出力端子、634……ゲート電流注入端子。
Fig. 1 is a circuit diagram showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the threshold characteristics of the circuit of the first embodiment, and Fig. 2a shows the data signal current. Figure 2b is a diagram showing the relationship between I d and gate current I g , Figure 2b is a diagram showing the relationship between timing signal current I t and gate current I g , and Figure 3 is a diagram showing the relationship between timing signal current I t and gate current I g. The illustrated circuit diagram, FIG. 4, is a diagram showing the threshold characteristics of the circuit of the second embodiment, and FIG. 4a shows the data signal current I d
Figure 4b shows the relationship between timing signal current It and gate current Ig , and Figure 5b shows the relationship between timing signal current It and gate current Ig .
The figure is a circuit diagram of a conventional inverter circuit using a two-junction squid, and FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional timed inverter NOR logic circuit. 101-104, 301-306... Josephson junction element for switch, 105, 307... Input/output separation Josephson junction element, 106, 308
...Current limiting Josefson junction element, 111~1
14,311-320...Resistance of resistance circuit, 11
5, 321...Input resistance, 116, 117, 32
2,323...Load resistance, 121,331...First signal input terminal, 122,332...Second signal input terminal, 123,333...Output terminal, 12
4,334...Gate current injection terminal, Ig ...Gate current, Id ...Data signal current, It...Timing signal current, Ip ... Critical current value of Josephson junction element for switch, 201-205 ,211-2
16,401-405,411-416...threshold value, 221,222,421,422...operating area, 501,502...2 junction squid, 5
11-514...Inductance, 521-52
4... Josephson junction element, 531, 532...
...Load resistance, 541...Data signal input terminal, 5
42...Timing signal input terminal, 543...Output terminal, 544...Gate current injection terminal, 601
~607... Josephson junction element, 611~6
18...Resistance, 619,620...Input resistance, 6
21...Load resistance, 631...Data signal input terminal, 632...Timing signal input terminal, 633
...Output terminal, 634...Gate current injection terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ゲート電流の注入端と注出端を有する2個以
上の第1のスイツチ用ジヨセフソン接合素子と、
前記ジヨセフソン接合素子にゲート電流を注入す
る抵抗回路と、一端が前記注入端に接続され他の
一端が第1の信号入力端子に接続された入出力分
離ジヨセフソン接合素子と、前記第1の信号入力
端子と接地との間に接続された入力抵抗と、前記
入出力分離ジヨセフソン接合素子が接続されたの
とは別の注入端に接続された負荷抵抗とを含み、
前記第1のスイツチ用ジヨセフソン接合素子の注
出端を回路の電流の注出端とした第1のジヨセフ
ソン論理回路と、ゲート電流の注入端と注出端を
有する2個以上の第2のスイツチ用ジヨセフソン
接合素子と、前記第2のスイツチ用ジヨセフソン
接合素子にゲート電流を注入する抵抗回路と、一
端が前記第2のスイツチ用ジヨセフソン接合素子
の注入端に接続され他の一端が第2の信号入力端
子に接続された電流制限ジヨセフソン接合素子
と、前記第2のスイツチ用ジヨセフソン接合素子
の前記電流制限ジヨセフソン接合素子が接続され
たのとは別の注入端と出力端子に接続された負荷
抵抗とを含み、前記第2のスイツチ用ジヨセフソ
ン接合素子の注出端を回路の電流の注出端とした
第2のジヨセフソン論理回路から構成され、前記
第2の信号入力端子と接地間に入力抵抗が接続さ
れておらず、前記第1のジヨセフソン論理回路の
電流の注出端を前記第2のジヨセフソン論理回路
の抵抗回路に接続し、前記第2のジヨセフソン論
理回路の電流の注出端を接地したことを特徴とす
る電流制限型ジヨセフソン否定回路。
1. Two or more Josephson junction elements for a first switch having a gate current injection end and a gate current exit end,
a resistance circuit for injecting a gate current into the Josephson junction element; an input/output separation Josephson junction element having one end connected to the injection end and the other end connected to a first signal input terminal; and the first signal input. an input resistor connected between the terminal and ground, and a load resistor connected to an injection end different from that to which the input/output isolation Josephson junction element is connected;
a first Josephson logic circuit in which the outlet end of the Josephson junction element for the first switch is a current outlet end of the circuit; and two or more second switches each having a gate current injection end and a gate current outlet end. a resistance circuit for injecting a gate current into the Josephson junction element for the second switch, one end of which is connected to the injection end of the Josephson junction element for the second switch, and the other end of which is connected to the injection end of the Josephson junction element for the second switch; a current-limiting Josephson junction element connected to the input terminal; and a load resistor connected to an injection terminal and an output terminal different from that to which the current-limiting Josephson junction element of the second switch Josephson junction element is connected. comprising a second Josephson logic circuit with the outlet end of the second Josephson junction element for the switch as the outlet end of the current of the circuit, and an input resistance between the second signal input terminal and ground. The current extraction end of the first Josephson logic circuit is connected to the resistance circuit of the second Josephson logic circuit, and the current extraction end of the second Josephson logic circuit is grounded. A current-limited Josephson negation circuit characterized by:
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6127949A (en) * 1984-07-17 1986-02-07 Takasago Corp Preparation of optically active enamine or imine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6127949A (en) * 1984-07-17 1986-02-07 Takasago Corp Preparation of optically active enamine or imine

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