JPH10163857A - Superconducting integrated circuit and its driving method - Google Patents

Superconducting integrated circuit and its driving method

Info

Publication number
JPH10163857A
JPH10163857A JP8321305A JP32130596A JPH10163857A JP H10163857 A JPH10163857 A JP H10163857A JP 8321305 A JP8321305 A JP 8321305A JP 32130596 A JP32130596 A JP 32130596A JP H10163857 A JPH10163857 A JP H10163857A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
phase
power supply
pulsating power
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8321305A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2852416B2 (en
Inventor
Masahiro Aoyanagi
昌宏 青柳
Hiroshi Nakagawa
博 仲川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP8321305A priority Critical patent/JP2852416B2/en
Publication of JPH10163857A publication Critical patent/JPH10163857A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2852416B2 publication Critical patent/JP2852416B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To unnecessitate the generation of two-phase pulsating flow power current that has overlaps in the same pulsating flow power, then, to reduce a current amount to flow to a current clamper and to suppress wasteful power consumption extremely about the operation of a superconductive integrated circuit. SOLUTION: One of 1st phase and 2nd phase pulsating flow power current P1 and P2 whose phases are different by 180 deg. is supplied to a combining logic circuit 21 that is a preceding stage of a latch circuit 11, and the other is supplied to a combining logic circuit 21 that is a subsequent stage of the circuit 11. Pulsating flow power current P1' or P2' whose phase rises earlier than the current P1 or P2 that is supplied to the circuit 21 of the subsequent stage is supplied to the circuit 11. A delay circuit 12 is provided between the circuit 11 and the circuit 21 of the subsequent stage. A latch output of the circuit 11 is controlled to reach a combining logic circuit of a corresponding subsequent stage after the pulsating flow power current is supplied to the circuit 21 of the subsequent stage by adjusting a signal propagation delay time of the circuit 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ジョセフソン接合
素子を最も基本的な能動素子として用いた組み合せ論理
回路やラッチ回路を含む超伝導集積回路とその駆動方法
に関し、特に消費電力低減のための改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting integrated circuit including a combinational logic circuit and a latch circuit using a Josephson junction element as the most basic active element, and a driving method thereof. Regarding improvement.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板チップ上にジョセフソン接合素子を
用いて構築された直接結合型(電流注入型)超伝導ゲー
ト回路の集合から成る超伝導集積回路(いわゆるジョセ
フソン集積回路)では、当該ゲート回路の特質からし
て、電源電流の供給に関し、少しく工夫を要する。すな
わち、当該ゲート回路は通常、零電圧状態と抵抗状態
(電圧状態)との間で遷移可能であるが、一旦状態遷移
を起こすと電源が断たれない限りその状態を維持する
「ラッチングモード」で動作する。
2. Description of the Related Art In a superconducting integrated circuit (a so-called Josephson integrated circuit) composed of a set of direct-coupling (current injection type) superconducting gate circuits constructed using a Josephson junction element on a substrate chip, Due to the characteristics of the circuit, it is necessary to take some measures to supply the power supply current. That is, the gate circuit can normally transition between the zero voltage state and the resistance state (voltage state), but once the state transition occurs, the state is maintained in a “latching mode” unless the power is turned off. Operate.

【0003】従って、この種のゲート回路をして経時的
に動作を繰返させるためには、電源電流波形を原理的に
は単極性脈流波形として所定周期で当該ゲート回路をリ
セットできるようにせねばらず、かつ、ゲート回路の持
つ本質的な高速動作性を損なうことのないように、この
脈流電源電流の周波数は例えば1GHz以上にも及ぶ相当に
高い周波数とされる。さらに、一つまたは複数のゲート
回路を用いて所定の論理演算をなす単位の組み合せ論理
回路を組んだ場合、その組み合せ論理回路もまた、当然
にラッチングモードで動作するので、論理演算結果を次
段の組み合せ論理回路に受け渡すには、当該次段の組み
合せ論理回路には前段の組み合せ論理回路に供給される
脈流電源電流に対し所定の位相差、一般には 180°の位
相差を置いた脈流電源電流を供給せねばならない。しか
も、この種のゲート回路を用いて構成される組み合せ論
理回路では、周知のように「不感帯」の存在のため、先
に入力信号が与えられてから脈流電源電流が立ち上がる
と所定の演算は行えず、入力信号の到達の前に脈流電源
電流が供給されていなければならない。
Therefore, in order to make such a gate circuit repeat its operation with time, the power supply current waveform must be set to a unipolar pulsating waveform in principle so that the gate circuit can be reset at a predetermined cycle. The frequency of the pulsating power supply current is set to a considerably high frequency of, for example, 1 GHz or more so as not to impair the essential high-speed operability of the gate circuit. Further, when a combinational logic circuit of a unit for performing a predetermined logical operation is formed by using one or a plurality of gate circuits, the combinational logic circuit also naturally operates in the latching mode. In order to transfer the current to the combinational logic circuit of the next stage, the next stage of the combinational logic circuit has a pulse having a predetermined phase difference, generally 180 °, with respect to the pulsating power supply current supplied to the preceding stage of the combinational logic circuit. Power supply current must be supplied. In addition, in the combinational logic circuit configured using this type of gate circuit, as is well known, the existence of a "dead zone" means that when the pulsating power supply current rises after an input signal is supplied first, a predetermined operation is performed. No, the pulsating power supply current must be supplied before the input signal arrives.

【0004】そこでまず、立ち上がり位相差は上述のよ
うに 180°であったにしても、図4に即し後述するよう
に、これら第一、第二の位相の脈流電源電流は、互いに
オーバラップしている部分Toを持つようにされる。そう
ではなく、前段の組み合せ論理回路への脈流電源電流の
供給が停止するとき(立ち下がりタイミング)と後段の
組み合せ論理回路への脈流電源電流の供給が行われると
き(立ち上がりタイミング)が同時であると、動作余裕
が全く見込めず、少しでも信号伝搬のタイミングが狂う
と論理演算結果が失われ兼ねない。
[0004] First, even if the rising phase difference is 180 ° as described above, the pulsating power supply currents of the first and second phases overlap each other as described later with reference to FIG. It is made to have the wrapping part To. Rather, the supply of the pulsating power supply current to the preceding combinational logic circuit stops (falling timing) and the supply of the pulsating power supply current to the subsequent combinational logic circuit (rising timing) occurs simultaneously. In this case, no operation margin can be expected, and if the timing of signal propagation is slightly deviated, the logical operation result may be lost.

【0005】ところが、第一相、第二相の脈流電源電流
が共にオンとなっているオーバラップ部分があると、こ
れは換言すれば、これらの第一相脈流電源電流により駆
動される組み合せ論理回路群と第二相脈流電源電流によ
り駆動される組み合せ論理回路群が全て動作可能な状態
になることを意味し、従って段間信号が将棋倒し的に伝
搬する、いわゆる「パンチスルー現象」を起こす恐れが
生まれる。
However, if there is an overlap portion where both the first-phase and second-phase pulsating power supply currents are on, in other words, this is driven by these first-phase pulsating power supply currents. This means that the combinational logic circuit group and the combinational logic circuit group driven by the second-phase pulsating power supply current are all in an operable state. Therefore, the so-called "punch-through phenomenon" in which interstage signals propagate in a shogi manner. The fear of causing

【0006】そこで、これを防ぐために、カスケード接
続された組み合せ論理回路の段間には、前段の組み合せ
論理回路が演算した論理演算結果をラッチし、一旦ラッ
チしたならばその後の入力信号の変化には追従せず、ラ
ッチした信号のみを後段の組み合せ論理回路に受け渡す
ラッチ回路が必要となる。しかし、この種のラッチ回路
にも、直接結合型の超伝導回路構成であるが故の特殊性
があり、入力信号と脈流電源電流の印加タイミング関係
について言うと、前述の組み合せ論理回路とは逆に、先
に入力信号が印加されている状態で後から脈流電源電流
が供給された場合に限り、当該脈流電源電流の供給タイ
ミングで入力信号をラッチするように構成されている。
これが逆の関係になると、やはり「不感帯」での動作と
なり、正規のラッチ動作を生起し得ない。これは、入力
信号と同じ論理値の信号を出力する肯定ラッチ回路や、
反転論理値の信号を出力する否定ラッチ回路、さらには
それら双方の出力を表し得るいわゆるデュアルレイル方
式に適用可能な肯定/否定ラッチ回路等、ラッチ回路の
種類が変わっても変わらない事実である。
Therefore, in order to prevent this, between the stages of the cascade-connected combinational logic circuits, the result of the logical operation performed by the preceding combinational logic circuit is latched. Requires a latch circuit that passes only the latched signal to the subsequent combinational logic circuit without following. However, this type of latch circuit also has a special characteristic due to the direct coupling type superconducting circuit configuration. When it comes to the relationship between the input signal and the application timing of the pulsating power supply current, the aforementioned combinational logic circuit is Conversely, the input signal is latched at the supply timing of the pulsating power supply current only when the pulsating power supply current is supplied later while the input signal is applied.
If this relationship is reversed, the operation is still in the "dead zone", and a normal latch operation cannot be caused. This is a positive latch circuit that outputs a signal with the same logical value as the input signal,
This is a fact that the latch circuit does not change even if the type of the latch circuit changes, such as a negative latch circuit that outputs an inverted logical value signal, and a positive / negative latch circuit applicable to a so-called dual-rail system that can represent both outputs.

【0007】もちろん、上述のことはこの種の分野にお
ける当業者には周知であるが、なお念のため、図3に即
し、従来の超伝導集積回路の簡単な動作モデルを挙げて
理解の助けとする。
[0007] Of course, the above is well known to those skilled in this field, but just in case, with reference to FIG. 3, a simple operational model of a conventional superconducting integrated circuit is given. To help.

【0008】図3に示された回路例は基本的な動作説明
のためにループ構成となっており、信号の一時記憶回路
となっている。すなわち、それぞれは同じ構成で良いラ
ッチ回路11が二つあり、その一方には便宜上符号Aを、
他方には符号Bを付す。同様に、それぞれは同様の構成
であっても良いし、それぞれ所定の論理演算をなすため
に異なっていても良い組み合せ論理回路(図中では単に
「論理回路」と表記:以下の文章中でも単に論理回路と
記す)21も二つあり、第一ラッチ回路Aの後段に位置す
る論理回路21には符号Aを、第二ラッチ回路Bの後段に
位置する論理回路21には符号Bを付してある。
[0010] The circuit example shown in FIG. 3 has a loop configuration for explaining the basic operation, and serves as a temporary signal storage circuit. That is, there are two latch circuits 11 each having the same configuration, and one of them is denoted by A for convenience.
The other is denoted by the symbol B. Similarly, each of them may have the same configuration, or may be different from each other in order to perform a predetermined logical operation. The logic circuit 21 located downstream of the first latch circuit A is denoted by the symbol A, and the logic circuit 21 located downstream of the second latch circuit B is denoted by the symbol B. is there.

【0009】ラッチ回路11,11にはそれぞれ端子Ta,Tb
があるが、端子Taはラッチ回路の入力部分に設けられて
いる増幅ゲートに供給される電源端子であり、このゲー
トでは予め電源が供給されているときに入力信号Siが供
給されると所定の電流増幅率に従って入力信号を増幅す
る。一般にこの種の増幅ゲートはファンインを増すため
に設けられているもので、順序動作をなすことだけに限
るならば、原理的にはなくても良い。ここでは実際に即
し、そうした増幅ゲートが設けられているものとする。
The latch circuits 11, 11 have terminals Ta, Tb, respectively.
However, the terminal Ta is a power supply terminal supplied to an amplification gate provided at an input portion of the latch circuit, and at this gate, when an input signal Si is supplied when power is supplied in advance, a predetermined value is provided. The input signal is amplified according to the current amplification factor. Generally, this kind of amplification gate is provided to increase the fan-in, and may be omitted in principle if it is limited to only performing sequential operation. Here, it is assumed that such an amplification gate is provided in accordance with the actual situation.

【0010】ラッチ回路11の後段部分に設けられている
電源端子Tbは、ラッチ動作に関与する電源端子であっ
て、先に前段の増幅ゲートから増幅された入力信号Siが
到着している状態でこの電源端子Tbに電流が供給された
場合に限り、当該電流供給のタイミングで増幅された入
力信号Siをラッチする。ただし、出力信号Soの出力に関
しては、一般にこれも周知であるが、ファンアウトを増
すために、またこのラッチ回路自体に所定の動作遅延時
間を持たせるために、例えば三段程度等、適当な段数の
増幅ゲートが付されているため、ラッチ動作からは少し
遅れる。
A power supply terminal Tb provided at the subsequent stage of the latch circuit 11 is a power supply terminal involved in the latch operation, and is a state in which the input signal Si amplified from the previous amplification gate has arrived first. Only when a current is supplied to the power supply terminal Tb, the input signal Si amplified at the current supply timing is latched. However, as for the output of the output signal So, as is generally well known, in order to increase the fan-out and to provide the latch circuit itself with a predetermined operation delay time, an appropriate value such as, for example, about three stages is used. Since a number of stages of amplification gates are provided, the operation is slightly delayed from the latch operation.

【0011】論理回路21に設けられている電源端子Tc
は、その論理回路が所定の論理演算をなすために必要な
電源電流を供給する端子であって、これも周知のよう
に、こうした論理回路では先に電源端子Tcに電源電流が
供給されてからラッチ回路からの出力信号So(論理回路
から見れば入力信号)の入力を受けなければ所定の論理
演算をすることができない。
A power supply terminal Tc provided in the logic circuit 21
Is a terminal for supplying a power supply current necessary for the logic circuit to perform a predetermined logic operation.As is well known, in such a logic circuit, a power supply current is first supplied to the power supply terminal Tc. Unless an output signal So (input signal as viewed from a logic circuit) is received from the latch circuit, a predetermined logic operation cannot be performed.

【0012】してみるに、図示の場合、図面中央に示す
通り、二相脈流電源電流の一方に符号P1を、他方に符号
P2を付し、それらをこの種の分野の慣行に従い、単にP1
相電流、P2相電流と呼ぶこととすると、ラッチ回路Aの
ラッチ動作を生起させるべき電源端子Tbと論理回路Aの
電源端子Tc、及びラッチ回路Bの前段増幅部分の電源端
子TaにはP1相電流が供給され、一方、ラッチ回路Aの前
段増幅部分の電源端子Taとラッチ回路Bのラッチ動作を
生起させるべき電源端子Tb、及び論理回路Bの電源端子
TcにはP2相電流が供給されている。
In the case shown in the drawing, as shown in the center of the drawing, a symbol P1 is assigned to one of the two-phase pulsating currents, and a symbol P1 is assigned to the other.
P2 and follow them in this area of practice, simply P1
The P1 phase current and the P2 phase current are referred to as a power supply terminal Tb for causing a latch operation of the latch circuit A, a power supply terminal Tc for the logic circuit A, and a power supply terminal Ta of a pre-amplification part of the latch circuit B. On the other hand, a current is supplied, while a power supply terminal Ta of the pre-amplification part of the latch circuit A, a power supply terminal Tb for causing a latch operation of the latch circuit B to occur, and a power supply terminal of the logic circuit B
The P2 phase current is supplied to Tc.

【0013】そして、いずれも脈流電源電流であるP1相
電流とP2相電流との間には立ち上がり位相差τが与えら
れ、さらに双方が共にオンとなっている(流れている,
あるいは立ち上がっている)オーバラップ時間Toが生じ
ている。ただし、それぞれの周波数は同一で、立ち上が
っている期間も同じである。
A rising phase difference τ is given between the P1 phase current and the P2 phase current, both of which are pulsating power supply currents, and both are turned on (flowing,
(Or rising) overlap time To has occurred. However, each frequency is the same, and the rising period is also the same.

【0014】今、波形図部分の時刻t1に示すように、P1
相電流のみがオンとなっている状態では、図3(A) にお
いて丸で囲った端子にのみP1相電流が供給されるので、
論理回路Aが所定の論理演算をなすことができ、その出
力は当該P1相電流の立ち上がりよりも遅れて後続のラッ
チ回路Bの入力に入力信号Siとして与えられるため、こ
の後続のラッチ回路Bの入力部分に設けられている前述
の増幅ゲートにより、当該信号Siは増幅されて待機して
いる。
Now, as shown at time t1 in the waveform diagram, P1
In the state where only the phase current is on, the P1 phase current is supplied only to the terminal circled in FIG.
The logic circuit A can perform a predetermined logic operation, and its output is given as an input signal Si to the input of the subsequent latch circuit B with a delay from the rise of the P1 phase current. The signal Si is amplified by the above-described amplification gate provided at the input portion and is on standby.

【0015】以降、同様に、丸で囲った符号P1あるいは
P2は対応するP1相電流ないしP2相電流がオンとなってい
ることを示すが、次に時刻t2にてP2相電流が立ち上がる
と、図3(B) に示すような電源供給状態となり、この立
ち上がりタイミングt2でラッチ回路Bはその入力信号Si
(増幅されている)をラッチする。しかし、これも前述
のように、ラッチ回路自体にある程度以上の信号伝搬遅
延時間が見込まれるので、後続の論理回路BにP2相電流
が供給されても、まだその立ち上がりタイミングt2では
ラッチ回路出力信号Soが当該論理回路Bの入力に到達し
ないため、不感帯での動作に入ることはない。すなわ
ち、予めラッチ回路Bに見込まれている信号伝搬遅延時
間を経過した後、既に電源が供給されている論理回路B
にラッチ回路Bの出力Soが供給されたとき以降、当該論
理回路Bは所定の論理演算をなすことができる。
Hereinafter, similarly, the circled code P1 or
P2 indicates that the corresponding P1 phase current or P2 phase current is on. When the P2 phase current rises next at time t2, the power supply state becomes as shown in FIG. At the rising timing t2, the latch circuit B receives the input signal Si.
(Amplified). However, as described above, since the signal propagation delay time is expected to be longer than a certain level in the latch circuit itself, even if the P2 phase current is supplied to the subsequent logic circuit B, the latch circuit output signal is still generated at the rising timing t2. Since So does not reach the input of the logic circuit B, the operation in the dead zone does not start. That is, after elapse of the signal propagation delay time expected in the latch circuit B in advance, the logic circuit B already supplied with power is
After the output So of the latch circuit B is supplied to the logic circuit B, the logic circuit B can perform a predetermined logical operation.

【0016】この状態は、時刻t3及び図3(C) に示すよ
うに、P1相電流が立ち下がってもP2相電流がオンとなっ
ている限り続くが、一方、P2相電流が供給されている期
間には、ラッチ回路Aの入力部分に設けられている前述
の増幅ゲートにも電源が供給されているので、論理回路
Bにての論理演算が終了した時点でこれを入力信号Siと
して増幅し、ラッチ回路Aの後段部分であるラッチ部の
入力に待機させておくことができる。
This state continues as long as the P2 phase current remains on even when the P1 phase current falls, as shown at time t3 and FIG. 3 (C), while the P2 phase current is supplied. During this period, power is also supplied to the above-described amplification gate provided in the input portion of the latch circuit A, and when the logic operation in the logic circuit B is completed, this is amplified as an input signal Si. However, it is possible to wait for the input of the latch unit, which is the latter part of the latch circuit A.

【0017】ここで、時刻t4で示すように再びP1相電流
が立ち上がると、図3(D) の状態となり、ラッチ回路A
では増幅された入力信号Siをラッチすることができ、ま
た、論理回路Aでは所定の論理演算を行い得る状態とな
って、ラッチ回路Aでの所定の信号伝搬遅延時間の経過
後、当該ラッチ回路Aのラッチ出力Soを受け取れば、こ
れに基づき、当該所定の論理演算動作をし始める。
Here, when the P1 phase current rises again as shown at time t4, the state shown in FIG.
Can latch the amplified input signal Si, and the logic circuit A can perform a predetermined logic operation. After a predetermined signal propagation delay time in the latch circuit A, the latch circuit When the latch output So of A is received, the predetermined logical operation is started based on this.

【0018】その後、P2相電流が立ち下がると、今まで
説明してきた当初の状態、すなわち図3(A) の状態に戻
り、以降、P1相電流、P2相電流に設定されている所定の
周波数に従い上述の動作を繰返す。もちろん、実際の超
伝導集積回路ではずっと複雑な回路構成となり、論理回
路21を構成する内部ゲート段数もそれぞれ達成すべき論
理演算に応じて大きく異なるが、少なくとも前段の論理
回路21とその論理演算結果をラッチするラッチ回路11、
そしてこのラッチ回路11とその出力を受けて定められた
論理演算をなす後段の論理回路21との順序動作関係は基
本的に上述のようになる。
Thereafter, when the P2 phase current falls, it returns to the initial state described above, that is, the state of FIG. 3A, and thereafter, the predetermined frequency set to the P1 phase current and the P2 phase current And the above operation is repeated. Of course, the actual superconducting integrated circuit has a much more complicated circuit configuration, and the number of internal gate stages forming the logic circuit 21 greatly differs depending on the logic operation to be achieved, but at least the preceding logic circuit 21 and its logic operation result A latch circuit 11, which latches
The sequential operation relationship between the latch circuit 11 and the subsequent logic circuit 21 that performs a predetermined logical operation in response to the output is basically as described above.

【0019】一方、このように互いにオーバラップする
第一相、第二相脈流電源電流P1,P2は、実際には図4に
示されるような電源装置構成により得られる。
On the other hand, the first-phase and second-phase pulsating power supply currents P1 and P2 which overlap each other as described above are actually obtained by a power supply device configuration as shown in FIG.

【0020】まず、半導体基板等、適当なる基板チップ
31の上には、実現すべき回路機能に応じ、複数個のラッ
チ回路11の群や論理回路21の群が所定のパタンで配置、
接続されて超伝導集積回路が構築されている。もちろ
ん、実際の回路ではこれらが複雑に入れ子状に配置され
ることがあるが、本発明では超伝導集積回路の内部構造
そのものに興味を示すものではないので、図中では簡単
のため、複数個のラッチ回路群を単に一つの枠で囲って
ラッチ回路11と示し、同様に複数個の論理回路21の群も
単に一つの枠で囲って論理回路21と示してある。さら
に、基板チップの周辺四辺に沿って点々と小さな四角の
記号が示されているが、これはいわゆるボンディングパ
ッドであって、配線等は図示していないが、これを介
し、基板チップ上に搭載されている超伝導集積回路と外
部回路との接続が採られる。
First, a suitable substrate chip such as a semiconductor substrate
On the 31, a group of a plurality of latch circuits 11 and a group of logic circuits 21 are arranged in a predetermined pattern according to a circuit function to be realized,
A superconducting integrated circuit is constructed by being connected. Of course, in an actual circuit, these may be nested in a complicated manner, but the present invention does not show any interest in the internal structure of the superconducting integrated circuit itself. The latch circuit group described above is simply enclosed in one frame and shown as a latch circuit 11, and similarly, a group of a plurality of logic circuits 21 is simply enclosed in one frame and shown as a logic circuit 21. Furthermore, small square symbols are shown dotted around the four sides of the substrate chip, which are so-called bonding pads, and wiring and the like are not shown, but are mounted on the substrate chip through this. The connection between the superconducting integrated circuit and the external circuit is adopted.

【0021】基板チップ31を支持するチップキャリア
(周知故に図示せず)の上か、または図示するように当
該基板チップ31の上には、高周波二相脈流電源の一構成
要素として、外部に設けられている図示しない高周波電
力源と基板チップ31上に搭載された超伝導集積回路との
インピーダンス整合を採るため、まずはインピーダンス
変換トランス32が搭載されている。一般に高周波電力源
から見た超伝導集積回路の負荷としてのインピーダンス
はかなり低く、このようなインピーダンス変換トランス
の使用は殆ど必須であって、例えば一次巻線対二次巻線
の巻線比は 4:1等に選ばれ、インピーダンス比にして1
6:1 になるように等される。すなわち、インピーダン
ス変換トランス32はインピーダンス変換に関し、いわゆ
るダウンコンバータとして用いられる。
On a chip carrier (not shown because it is well known) for supporting the substrate chip 31, or on the substrate chip 31 as shown, as a component of a high-frequency two-phase pulsating power supply, In order to obtain impedance matching between the provided high-frequency power source (not shown) and the superconducting integrated circuit mounted on the substrate chip 31, an impedance conversion transformer 32 is first mounted. Generally, the impedance as a load of a superconducting integrated circuit viewed from a high-frequency power source is quite low, and the use of such an impedance conversion transformer is almost essential. For example, the turn ratio of the primary winding to the secondary winding is 4 : 1 is selected, and the impedance ratio is 1
Equal to 6: 1. That is, the impedance conversion transformer 32 relates to impedance conversion and is used as a so-called down converter.

【0022】インピーダンス変換トランス32の一次巻線
は中点端子を有し、これは接地記号で示すように、基板
チップ31上に設けられている図示しないグラウンドプレ
ーンに接続される。一次巻線の両端には、外部に設けら
れた図示しない高周波電力源から平衡給電方式により、
シールド線路33を介して互いに位相の 180°異なる交流
電流φ1,φ2 が供給され、これにより、二次巻線の両端
にも対応する周波数の電流波形φ1s,φ2sが表れる。
The primary winding of the impedance conversion transformer 32 has a midpoint terminal, which is connected to a ground plane (not shown) provided on the substrate chip 31, as indicated by a ground symbol. At both ends of the primary winding, a balanced high-frequency power source (not shown)
Alternating currents φ1 and φ2 whose phases are different from each other by 180 ° are supplied via the shield line 33, whereby current waveforms φ1s and φ2s having corresponding frequencies appear at both ends of the secondary winding.

【0023】しかし、二次巻線の中点端子はそのまま接
地されるのではなく、これには直流バイアス電流Ibが供
給されているため、図4中に併示のように、二次巻線両
端に表れる各二次出力波形φ1s,φ2sは、その分、正方
向にシフトされ、原則としてそれぞれ単相脈流電源電流
とされる。ただし、実際にはこれも図中に併示のよう
に、若干量dIだけ、負領域に入る電流部分が残るように
直流バイアス電流Ibの大きさが決められることが多い。
これは、各回路中に用いられているジョセフソン接合素
子に流れる電流が零になっても位相の回転が直ちには零
にならず、従ってパンチスルーを起こす恐れがあるのを
防ぐためである。また、平衡給電方式とするのは、結局
は超伝導集積回路の接地電位を確立するグラウンドプレ
ーン電位を変動させないためである。かなり微小な電圧
を取扱うこの種の超伝導集積回路では、接地電位ないし
グラウンドプレーン電位の僅かな変動でも大きな問題と
なる場合がある。平衡給電方式を採用しておけば、この
恐れはかなり確実に低減される。
However, the midpoint terminal of the secondary winding is not grounded as it is, but is supplied with a DC bias current Ib, and as shown in FIG. Each of the secondary output waveforms φ1s and φ2s appearing at both ends is shifted in the positive direction by that amount, and is in principle a single-phase pulsating power supply current. However, in practice, as also shown in the figure, the magnitude of the DC bias current Ib is often determined so that a current portion entering the negative region by a small amount dI remains.
This is to prevent the phase rotation from being immediately reduced to zero even when the current flowing through the Josephson junction element used in each circuit becomes zero, thereby preventing punch-through. The reason why the balanced power supply method is adopted is that the ground plane potential for establishing the ground potential of the superconducting integrated circuit is not changed. In this type of superconducting integrated circuit that handles a very small voltage, even a slight change in the ground potential or the ground plane potential may cause a serious problem. If a balanced power supply system is adopted, this fear is considerably reduced.

【0024】インピーダンス変換トランス32の二次巻線
の各端部と中点端子との間の巻線部分に対しては、それ
ぞれ並列に電圧レギュレータ34,34が挿入されている。
これは一般に複数 n個のジョセフソン接合を直列に接続
して構成されたもので、これによりその両端電圧をジョ
セフソン接合一個のギャップ電圧Vgの n倍の電圧n・Vgに
安定化するものであるが、結局は電流クランパとして働
き、その結果、ラッチ回路11や論理回路21に供給される
電源電流はそれぞれ第一相、第二相の脈流電源電流P1,
P2に整形される。なお、上述した負領域に入る電流分dI
の大きさは、各電圧レギュレータ34,34に用いられてい
るジョセフソン接合の臨界電流値よりも小さな値範囲内
で選ばれる。
Voltage regulators 34, 34 are inserted in parallel with respect to the winding between each end of the secondary winding of the impedance conversion transformer 32 and the midpoint terminal.
This is generally composed of a plurality of n Josephson junctions connected in series, thereby stabilizing the voltage at both ends to a voltage nVg which is n times the gap voltage Vg of one Josephson junction. However, after all, it works as a current clamper, and as a result, the power supply currents supplied to the latch circuit 11 and the logic circuit 21 are the pulsating power supply currents P1, P2 of the first phase and the second phase, respectively.
Formatted as P2. Note that the current component dI that enters the negative region described above
Is selected within a value range smaller than the critical current value of the Josephson junction used in each of the voltage regulators 34, 34.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した従
来例においては、外部高周波電力源から供給される互い
に位相の 180°ずれた一組の交流波形φ1,φ2 をのみ整
形して互いにオーバラップする部分Toを有する第一、第
二相脈流電源電流P1,P2を一組のみ得ており、これを図
3に即して説明したように、それぞれ対応する端子群Ta
〜Tcに振り分けて供給していた。もっとも、インピーダ
ンス変換トランス自体を小型化するため、これを例えば
二つ以上M個設け、それぞれが超伝導集積回路のM個に
分けた領域の一つ宛を担当するように構成されたもの等
もあるが、この場合も、位相について鑑みると、それら
M個のインピーダンス変換トランスの取扱う位相関係は
全く同一であって、互いに全く同じ波形の第一、第二相
脈流電源電流P1,P2を共に出力するようになっている。
従って、そうしたものも、順序動作のための電源として
は結局はトランス一個を持つ図4の構造に収斂させて考
えることができる。
However, in the above-described conventional example, only a pair of AC waveforms φ1 and φ2, which are supplied from an external high-frequency power source and are 180 ° out of phase with each other, are shaped and overlap each other. Only one set of the first and second phase pulsating power supply currents P1 and P2 having the portion To is obtained, and as described with reference to FIG.
~ Tc. However, in order to reduce the size of the impedance conversion transformer itself, for example, two or more M transformers are provided, each of which is configured to serve one of the M divided regions of the superconducting integrated circuit. However, also in this case, considering the phases, the phase relations handled by the M impedance conversion transformers are exactly the same, and the first and second phase pulsating power supply currents P1 and P2 having exactly the same waveform are used together. Output.
Therefore, such a power supply can be considered as a power supply for sequential operation after all, converging to the structure of FIG. 4 having one transformer.

【0026】してみるに、上述した通り、ラッチ回路を
段間に挟んで順序動作する論理回路を含む超伝導集積回
路を構築する場合、図4中のP1相電流、P2相電流の関係
に併示のように、それらの間には互いにオーバラップす
る時間領域Toを必要とする。そして、動作余裕を満たす
ためには、立ち上がり縁側と立ち下がり縁側の合計でオ
ーバラップ時間To×2 は全立ち上がり時間の50%程度に
設計するのが好ましいとされる。そのため、電流クラン
パ34にてクランプされる電流値Icは、これも図4中に併
示のように、インピーダンス変換トランスの二次側に表
れる電流のピーク対ピーク値(いわゆる p-p値)Ia の三
分の一程度(Ic≒Ia/3)に留めなければならない。
As described above, when constructing a superconducting integrated circuit including a logic circuit that operates sequentially with a latch circuit interposed therebetween, as described above, the relationship between the P1 phase current and the P2 phase current in FIG. As shown, a time domain To overlap between them is required. In order to satisfy the operation margin, it is preferable that the total overlap time To × 2 of the rising edge side and the falling edge side is designed to be about 50% of the total rising time. Therefore, the current value Ic clamped by the current clamper 34 is, as also shown in FIG. 4, the peak-to-peak value (so-called pp value) Ia of the current appearing on the secondary side of the impedance conversion transformer. Must be reduced to about one part (Ic ≒ Ia / 3).

【0027】これが従来における脈流電源電流供給上の
大きな問題の一つである。つまり、上記を換言するなら
ば、インピーダンス変換トランスの二次側出力に表れる
出力脈流電源電流波形φ1s,φ2sの中、クランプ電流値
Icよりも上の三分の二の振幅部分は電圧レギュレータ
(電流クランパ)34に吸収されるので、超伝導集積回路
の動作には何等関与しない無駄な電流分となっていると
言える。
This is one of the major problems in the conventional pulsating power supply. In other words, in other words, in the output pulsating power supply current waveforms φ1s and φ2s appearing on the secondary side output of the impedance conversion transformer, the clamp current value
Since the two-thirds amplitude portion above Ic is absorbed by the voltage regulator (current clamper) 34, it can be said that it is a useless current component that is not involved in the operation of the superconducting integrated circuit at all.

【0028】本発明はこの点に鑑みてなされたもので、
電流クランパに吸収される電流分を小さくすることで電
源の高効率化ないしは小型化を図らんとするものであ
る。
The present invention has been made in view of this point.
By reducing the amount of current absorbed by the current clamper, the power supply is made more efficient or smaller.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、上記した論理回路を駆動する第一相、第二相
脈流電源電流P1,P2を第一の二相脈流電源から供給され
る第一組の二相脈流電源電流とするならば、これとは別
に第二組の二相脈流電源電流P1',P2' を出力する第二の
二相脈流電源を用意し、この第二組の二相脈流電源電流
P1',P2' を第一組の二相脈流電源電流P1,P2に対し位相
差を置くようにして、この第二組の脈流電源電流により
ラッチ回路を駆動する。そして、ラッチ回路とその後段
の論理回路の間には、ジョセフソン接合素子を用いて構
成され、第一組の二相脈流電源電流と第二組の二相脈流
電源電流との間の所定の位相差に応じてラッチ回路が出
力するラッチ出力を遅延させる遅延回路を設けるように
する。
According to the present invention, in order to achieve the above object, the first-phase and second-phase pulsating power supply currents P1 and P2 for driving the above-described logic circuit are supplied from a first two-phase pulsating power supply. If it is the first set of two-phase pulsating power source current to be supplied, prepare a second two-phase pulsating power source that outputs the second set of two-phase pulsating power source currents P1 'and P2' separately And this second set of two-phase pulsating power supply current
The latch circuit is driven by the second pair of pulsating power supply currents so that P1 'and P2' have a phase difference with respect to the first pair of two-phase pulsating power supply currents P1 and P2. Then, between the latch circuit and the logic circuit at the subsequent stage, it is configured using a Josephson junction element, and is provided between the first set of two-phase pulsating power supply currents and the second set of two-phase pulsating power supply currents. A delay circuit for delaying a latch output from the latch circuit according to a predetermined phase difference is provided.

【0030】こうすると、第一の二相脈流電源から供給
される第一組の第一相、第二相脈流電源電流P1,P2同士
の位相差、及び第二の二相脈流電源から供給される第二
組の第一相、第二相脈流電源電流P1',P2' 同士の位相差
は単に 180°にしておけば良く、それらP1,P2同士、及
びP1',P2' 同士の間ではオーバラップする部分を作る必
要がなくなる。そのため、各脈流電源電流が若干負領域
に入る部分を有するにしても、第一、第二の二相脈流電
源においてはそれぞれ、外部高周波電力源から供給され
た交流電流波形のピーク対ピーク値のほぼ半分程の値で
電流クランプすることができるようになり、電流クラン
パに流す電流分は従来に比し、かなり低減することがで
きる。
Thus, the phase difference between the first set of first and second phase pulsating power supply currents P1 and P2 supplied from the first two-phase pulsating power supply, and the second two-phase pulsating power supply The phase difference between the first and second phase pulsating power supply currents P1 'and P2' of the second set supplied from the P1 'and P2' may be simply set to 180 °, and those P1 and P2 and P1 'and P2' There is no need to create overlapping parts between each other. Therefore, even if each pulsating power supply current has a portion that slightly enters the negative region, the first and second two-phase pulsating power sources each have a peak-to-peak AC current waveform supplied from an external high-frequency power source. The current can be clamped at approximately half the value, and the amount of current flowing through the current clamper can be considerably reduced as compared with the conventional case.

【0031】また、本発明によると、上記した遅延回路
は、単に信号伝搬に遅延を掛けるだけではなく(そうで
あっても良いが)、この回路自体が何等かの所定の論理
演算機能を有する単段または組み合せ論理回路であるよ
うにすることもできる。そして、この遅延回路における
信号伝搬遅延時間は、当該遅延回路を構成する複数の直
列な論理ゲートの数を決定することにより、各論理ゲー
トの持つ信号伝搬遅延時間の合計として設定することが
できる。
Further, according to the present invention, the above-described delay circuit not only delays signal propagation (although it may be so), but the circuit itself has some predetermined logical operation function. It may be a single-stage or combinational logic circuit. The signal propagation delay time in this delay circuit can be set as the total signal propagation delay time of each logic gate by determining the number of a plurality of serial logic gates constituting the delay circuit.

【0032】さらに、方法的な視点からまとめてみる
と、本発明は、ラッチ回路の前段に設けられている論理
回路には位相が 180°異なる第一相、第二相脈流電源電
流の中の一方を、また、ラッチ回路の後段に設けられて
いる論理回路には他方を供給すると共に、ラッチ回路に
は後段の論理回路に供給される脈流電源電流よりも早く
立ち上がる位相の脈流電源電流を供給し、かつ、ラッチ
回路と後段の論理回路の間にジョセフソン接合素子を用
いて構成された遅延回路を設けて、この遅延回路の信号
伝搬遅延時間を調整し、後段の論理回路に供給される脈
流電源電流の供給以降にラッチ回路のラッチ出力が当該
後段の論理回路に到達するようにすることを特徴とする
超伝導集積回路の駆動方法を提案する。
Further, from a method perspective, the present invention provides a logic circuit provided in the preceding stage of the latch circuit in which the first-phase and second-phase pulsating power supply currents whose phases are different from each other by 180 °. And a pulsating power supply having a phase that rises earlier than a pulsating power supply current supplied to the subsequent logic circuit to the latch circuit. A current is supplied, and a delay circuit configured using a Josephson junction element is provided between the latch circuit and the subsequent logic circuit, and a signal propagation delay time of the delay circuit is adjusted, and the delay circuit is provided to the subsequent logic circuit. A method for driving a superconducting integrated circuit, characterized in that a latch output of a latch circuit reaches a logic circuit at a subsequent stage after supply of a supplied pulsating power supply current, is proposed.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】図1には本発明により構成された
超伝導集積回路の望まし実施形態が示されている。回路
構成は従来例との対比を採る上で都合の良いように、図
3に示した回路構成と同様のものとなっており、ループ
構成で信号を一時的に記憶する回路例となっている。本
発明にて特徴的なことは、実質的に同図(F) に示される
ような脈流電源電流の供給形態と、ラッチ回路11の出力
したラッチ出力Soをさらに意図的に必要時間だけ遅延さ
せる遅延回路12の存在にある。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of a superconducting integrated circuit constructed according to the present invention. The circuit configuration is similar to the circuit configuration shown in FIG. 3 for convenience in comparison with the conventional example, and is a circuit example for temporarily storing signals in a loop configuration. . Characteristic features of the present invention are that the supply form of the pulsating power supply current substantially as shown in FIG. 2F and the latch output So output from the latch circuit 11 are further intentionally delayed by a necessary time. There is a delay circuit 12 that causes the delay.

【0034】まず、図示する超伝導集積回路に供給すべ
き脈流電源電流につき見てみると、本発明では第一の二
相脈流電源(本図では図示せず)から供給される第一組
の二相脈流電源電流P1,P2と、第一の二相脈流電源とは
別途に設けられた第二の二相脈流電源(やはり本図では
図示せず)から供給される第二組の二相脈流電源電流P
1',P2' とを用いる。以下では先の従来例に関する説明
におけると同様、第一組の二相脈流電源電流P1,P2をそ
れぞれ単にP1相電流、P2相電流、第二組の二相脈流電源
電流P1',P2' をそれぞれ単に P1'相電流、P2'相電流と呼
ぶ。しかるに、本発明ではP1相電流と P1'相電流、及び
P2相電流と P2'相電流との間には所定の位相差τを設定
するが、第一組のP1相電流とP2相電流同士や、第二組の
P1'相電流と P2'相電流同士は、共に丁度 180°の位相
差を置き、かつオーバラップ部分のない波形関係であっ
て良い(若干のオーバラップは許容できる)。このような
特徴が、後述するように、電源の高効率化、小型化を生
む。
First, looking at the pulsating power supply current to be supplied to the superconducting integrated circuit shown in the figure, according to the present invention, the first two-phase pulsating power supply (not shown in the figure) supplied from the first two-phase pulsating power supply. A pair of two-phase pulsating power supply currents P1 and P2 and a second two-phase pulsating power supply (also not shown in the drawing) provided separately from the first two-phase pulsating power supply Two sets of two-phase pulsating power supply current P
1 'and P2' are used. In the following, as in the description of the prior art, the first set of two-phase pulsating power supply currents P1 and P2 are simply referred to as P1 phase current, P2 phase current, and the second set of two-phase pulsating power supply currents P1 'and P2, respectively. 'Are simply called P1' phase current and P2 'phase current, respectively. However, in the present invention, the P1 phase current and the P1 'phase current, and
A predetermined phase difference τ is set between the P2 phase current and the P2 ′ phase current.
The P1'-phase current and the P2'-phase current may have a phase relationship of exactly 180 ° and have a waveform relationship with no overlapping portion (a slight overlap is acceptable). Such features result in higher efficiency and smaller size of the power supply, as described later.

【0035】図3に示したものと同一の構成であって良
いラッチ回路11の出力Soは本発明により追加された遅延
回路12に与えられ、この回路12を介して遅延されたラッ
チ出力Soが後段の組み合せ論理回路(以下、これまでの
約束に従い単に「論理回路」)21の入力に与えられる。遅
延回路12には新たにその回路を駆動する脈流電源電流を
供給するための電源端子Tdが付加されているが、他の端
子Ta〜Tcは図3に即して説明した従来例におけるものに
対応する。従ってこの実施形態でも、原理的には必要で
はないが、実際には設けられることの多い増幅ゲートが
ラッチ回路11の入力部に備えられていることを想定して
いる。
The output So of the latch circuit 11, which may have the same configuration as that shown in FIG. 3, is supplied to a delay circuit 12 added according to the present invention, and the latch output So delayed through this circuit 12 is output. It is provided to the input of a combinational logic circuit (hereinafter simply referred to as “logic circuit”) 21 in the subsequent stage. A power supply terminal Td for supplying a pulsating power supply current for newly driving the circuit is added to the delay circuit 12, but the other terminals Ta to Tc are those in the conventional example described with reference to FIG. Corresponding to Therefore, also in this embodiment, it is assumed that an amplification gate, which is not necessary in principle, but is often provided, is provided in the input section of the latch circuit 11.

【0036】さて、これも先の従来例の説明に呼応さ
せ、二つ設けられているラッチ回路11の一方に符号A
を、他方に符号Bを付し、これら各ラッチ回路の後段に
接続する遅延回路12と論理回路21にもそれぞれ符号A,
Bを付すと、本発明ではまず、論理回路A,Bとラッチ
回路A,Bの前段信号増幅部分(増幅ゲート)にはP1相
電流とP2相電流のどちらか一方を供給し、ラッチ回路
A,Bの当該ラッチ動作に関与する部分の電源端子と後
続の遅延回路A,Bには別な電源から整形した P1'相電
流と P2'相電流のどちらか一方を供給する。
Now, this also corresponds to the description of the prior art example, and one of the two latch circuits 11 has a symbol A
And a delay circuit 12 and a logic circuit 21 connected to the latter stage of each of the latch circuits, respectively.
B, first, in the present invention, one of the P1 phase current and the P2 phase current is supplied to the logic circuits A and B and the preceding signal amplification portion (amplification gate) of the latch circuits A and B. , B and one of the P1'-phase current and the P2'-phase current shaped from another power source are supplied to the power supply terminal of the part involved in the latch operation and the subsequent delay circuits A and B.

【0037】以下、順序動作を追いながら説明すると、
図1(F) 中の時刻t1に示すように、第一組の二相脈流電
源電流P1,P2の中のP1相電流がオンとなっており、第二
組の二相脈流電源電流P1',P2' の中の P1'相電流が立ち
上がってからしばらく経っているときには、図1(A) に
示すように、論理回路Aに電源が供給されている状態に
なり、当該論理回路Aが所定の論理演算をなしている。
なお、これまでもそうであり、これからもそうである
が、各論理回路A,Bに対する他の入力変数の入力端子
は図示を省略している。また、 P1'相電流は、後述のよ
うにその立ち上がりが有効に機能し、かつ、その後、遅
延回路Aが所定の遅延時間を持たせてラッチ回路Aのラ
ッチ出力Soを論理回路Aに供給するために必要となる電
源電流であるので、その立ち上がり以降、論理回路Aが
所定の論理演算に入ることができた後は、特に考慮しな
いで良い電源電流となる。
In the following, description will be given while following the sequential operation.
As shown at time t1 in FIG. 1 (F), the P1 phase current in the first set of two-phase pulsating power supply currents P1 and P2 is on, and the second set of two-phase pulsating power supply current When it has been a while since the P1 'phase current in P1' and P2 'has risen, as shown in FIG. 1A, power is supplied to the logic circuit A, and the logic circuit A Perform a predetermined logical operation.
The input terminals of other input variables for each of the logic circuits A and B have been omitted from the drawings so far. In addition, the rising edge of the P1 'phase current functions effectively as described later, and then the delay circuit A supplies the latch output So of the latch circuit A to the logic circuit A with a predetermined delay time. Therefore, after the logic circuit A can start a predetermined logical operation after the rise, the power supply current is a power supply current that does not need to be considered.

【0038】論理回路Aが所定の論理演算を終わると、
この論理演算結果信号がラッチ回路Bの入力信号Siとし
てその入力部分に設けられている増幅ゲートに与えら
れ、このゲートには既に端子Taを介し、第一組のP1相電
流が与えられているので、当該信号を増幅して後続のラ
ッチ部の入力に待機させておく。
When the logic circuit A completes a predetermined logic operation,
This logical operation result signal is supplied as an input signal Si of the latch circuit B to an amplification gate provided at the input portion thereof, and this gate is already supplied with a first set of P1 phase currents via a terminal Ta. Therefore, the signal is amplified and made to wait for the input of the subsequent latch unit.

【0039】次に、時刻t2に至り、第二組の二相脈流電
源電流の中、それまでオンとなっていた P1'相電流が立
ち下がると図1(B) に示す状態となり、当該 P1'相電流
の立ち下がりとほぼ同時に立ち上がって良い、同じ第二
組の二相脈流電源電流に属する P2'相電流が立ち上が
り、これは第二ラッチ回路Bのラッチ動作を生起させる
べき電源端子Tbに供給されるため、既に増幅されて待機
していた入力信号(論理回路Aの論理演算結果信号)Si
がこの時点でラッチされる。さらに、遅延回路Bも動作
可能な状態になり、先に端子Tdを介して当該第二組の P
2'相電流が供給されている状態でラッチ回路B自体の信
号伝搬遅延時間を経過した後に印加される入力信号に対
して、ラッチ出力Soを遅延させて出力する動作を開始す
る。
Next, at time t2, when the P1 'phase current, which has been on, falls in the second set of two-phase pulsating power supply currents, the state shown in FIG. The P2'-phase current, which may rise almost simultaneously with the fall of the P1'-phase current and belongs to the same second set of two-phase pulsating power supply currents, rises, which is the power supply terminal at which the latch operation of the second latch circuit B should occur. Input signal (logic operation result signal of logic circuit A) Si that has already been amplified and is on standby because it is supplied to Tb.
Are latched at this point. Further, the delay circuit B is also in an operable state, and the second set of P
The operation of delaying and outputting the latch output So with respect to the input signal applied after the signal propagation delay time of the latch circuit B itself has elapsed while the 2′-phase current is being supplied is started.

【0040】そして、遅延回路Bが未だラッチ出力Soを
出力しない中に、図1(F) 中の時刻t3で示すように、所
定の位相差τに従い第一組の二相脈流電源電流に属する
P2相電流が立ち上がると図1(C) の状態になり、ラッチ
回路Bから遅延回路Bを介し後段に接続された論理回路
Bに予め電源が供給された状態になる。従ってこのとき
以降、遅延回路Bがラッチ出力Soを出力すると、これを
受けた論理回路Bは当該ラッチ出力Soを入力変数とし
て、所定の論理演算を開始することができる。このこと
から分かるように、遅延回路12は所定の位相差τを置い
た関係の二相脈流電源電流P2',P2(ひいてはP1',P1)間
にあって当該位相差τ以上の所定の時間だけ信号の伝搬
を遅延させる機能を営む。ただしこの遅延時間にはラッ
チ回路11自身の持つ遅延時間も含まれるので、遅延回路
12に設定する遅延時間は必要な遅延時間からこのラッチ
回路11における遅延時間を差し引いたものとして良い。
Then, while the delay circuit B has not yet output the latch output So, as shown at time t3 in FIG. 1 (F), the delay circuit B generates the first set of two-phase pulsating current according to the predetermined phase difference τ. Belong
When the P2 phase current rises, the state is as shown in FIG. 1C, and the power is supplied in advance from the latch circuit B to the logic circuit B connected to the subsequent stage via the delay circuit B. Therefore, after this time, when the delay circuit B outputs the latch output So, the logic circuit B that has received the latch output So can start a predetermined logical operation using the latch output So as an input variable. As can be seen from this, the delay circuit 12 is located between the two-phase pulsating power supply currents P2 'and P2 (and thus P1' and P1) with a predetermined phase difference .tau. Performs the function of delaying signal propagation. However, since this delay time includes the delay time of the latch circuit 11 itself, the delay circuit
The delay time set to 12 may be obtained by subtracting the delay time in the latch circuit 11 from the necessary delay time.

【0041】立ち上がったP2相電流はまた、第一のラッ
チ回路Aの入力部に設けられている既述の増幅ゲートに
も端子Taを介して供給されるので、論理回路Bにて所定
の論理演算が終わり、その出力が入力信号Siとして印加
されるとこれを増幅し、当該ラッチ回路Aの後段部分の
ラッチ部の入力に当該増幅した信号Siを待機させてお
く。
The rising P2 phase current is also supplied to the above-described amplification gate provided at the input of the first latch circuit A via the terminal Ta. When the operation is completed and the output is applied as an input signal Si, the input signal Si is amplified, and the amplified signal Si is put on standby at the input of the latch unit at the subsequent stage of the latch circuit A.

【0042】次に図1(F) 中の時刻t4に示すように、P2'
相電流が立ち下がると、これは同じ組の P1'相電流の立
ち上がりを意味するから、図1(D) に示すように、この
立ち上がりにより、ラッチ回路Aのラッチ動作を生起す
る部分が予め待機している入力信号をラッチし、さらに
後続の遅延回路Aも動作可能な状態になり、先に端子Td
を介して当該 P1'相電流が供給されている状態でラッチ
回路A自体の信号伝搬遅延時間を経過した後に印加され
る入力信号に対してラッチ出力Soの遅延出力動作を開始
する。
Next, as shown at time t4 in FIG.
When the phase current falls, this means the rise of the P1 'phase current of the same set. Therefore, as shown in FIG. The input signal is latched, and the subsequent delay circuit A also becomes operable.
, The delay output operation of the latch output So is started in response to the input signal applied after the signal propagation delay time of the latch circuit A itself has passed while the P1 ′ phase current is being supplied via the P1 ′ phase current.

【0043】そして、この遅延回路Aが未だラッチ出力
Soを出力しない中に、図1(F) 中の時刻t5で示すよう
に、第一組の二相脈流電源電流に属するP1相電流が立ち
上がると、図1(E) の状態になり、後段に接続された論
理回路Aには予め電源が供給された状態になる、このと
き以降、遅延回路Aがラッチ出力Soを出力すると、論理
回路Aは所定の論理演算をすることができるようにな
り、再び図1(A) に示す状態に戻る。それ以降はもちろ
ん、第一組、第二組の各脈流電源電流の周波数に応じ、
上述の動作を繰返す。なお、先にも述べたが、図1に示
す回路例はループ構成による信号の記憶回路を構成する
が、これは二組のカスケード回路セットA,Bで本発明
に関与する基本的な順序動作を端的に記述できるがため
の例示であって、実際の超伝導集積回路に認められる通
り、オープンループ構成とし、ラッチ回路11、遅延回路
12、論理回路21のカスケード接続を何段にも接続した回
路に展開できる。
Then, the delay circuit A still outputs the latch output.
While the So is not output, as shown at time t5 in FIG. 1 (F), when the P1 phase current belonging to the first set of two-phase pulsating current sources rises, the state shown in FIG. Power is supplied to the logic circuit A connected to the subsequent stage in advance. When the delay circuit A outputs the latch output So after this time, the logic circuit A can perform a predetermined logic operation. And returns to the state shown in FIG. After that, of course, according to the frequency of each pulsating power supply current of the first set and the second set,
The above operation is repeated. As described above, the circuit example shown in FIG. 1 constitutes a signal storage circuit having a loop configuration, which is composed of two sets of cascade circuit sets A and B, which are basic sequential operations related to the present invention. This is an example for simply describing, and as is recognized in an actual superconducting integrated circuit, an open loop configuration, a latch circuit 11, a delay circuit
12. The cascade connection of the logic circuits 21 can be expanded to circuits connected in any number of stages.

【0044】遅延回路12に設定すべき信号伝搬の遅延時
間に関しては既述したが、この遅延回路12はそれ自体が
所定の論理演算機能を有する単段またはカスケード接続
された何段かの論理ゲート構成から成るものとすること
ができる(図中では論理回路A,Bに対してと同様、他
の入力変数の入力端子等は図示していないが)。そし
て、当該遅延回路12に設定すべき必要な遅延時間は、例
えばこの遅延回路12を複数の直列な論理ゲートの集合と
して構成した場合、当該論理ゲート数を調整、決定する
ことにより、各論理ゲートの持つ信号伝搬遅延時間の合
計として設定することができる。
Although the delay time of signal propagation to be set in the delay circuit 12 has been described above, this delay circuit 12 is a single-stage or several-stage cascade-connected logic gate having a predetermined logical operation function. It is possible to have a configuration (although input terminals for other input variables are not shown in the figure, as in the case of the logic circuits A and B). The necessary delay time to be set in the delay circuit 12 is, for example, when the delay circuit 12 is configured as a set of a plurality of serial logic gates, by adjusting and determining the number of the logic gates, Can be set as the sum of the signal propagation delay times of

【0045】一方、本発明を装置構成として展開すると
きには、例えば図2に例示の装置構造とすることができ
る。ここでも対応する符号は既に図4に即して説明した
装置構造におけるものと同一ないし同様であって良い構
成要素を示しており、それらの説明に関しても重複する
場合にはこれを避ける。
On the other hand, when the present invention is developed as an apparatus configuration, for example, the apparatus structure illustrated in FIG. 2 can be used. Here also, the corresponding reference numerals indicate constituent elements which may be the same as or similar to those in the device structure already described with reference to FIG. 4, and in the case where the description thereof is repeated, this will be avoided.

【0046】基板チップ31を支持するチップキャリア
(図示せず)の上か、または図示するように当該基板チ
ップ31の上には、高周波二相脈流電源の一構成要素であ
って外部に設けられている図示しない高周波電力源と基
板チップ31上に搭載された超伝導集積回路とのインピー
ダンス整合を採るためのインピーダンス変換トランスが
第一と第二の二つ(符号32,32')搭載されている。
On the chip carrier (not shown) for supporting the substrate chip 31 or, as shown in the figure, on the substrate chip 31, a component of a high-frequency two-phase pulsating power supply, which is provided outside The first and second two impedance conversion transformers (signs 32 and 32 ') for impedance matching between a high-frequency power source (not shown) and a superconducting integrated circuit mounted on the substrate chip 31 are mounted. ing.

【0047】第一、第二の各インピーダンス変換トラン
ス32,32' の一次巻線はそれぞれ中点端子を有し、これ
は接地記号で示すように、基板チップ31上に設けられて
いる図示しないグラウンドプレーンに接続される。第一
のインピーダンス変換トランス32の一次巻線の両端に
は、外部に設けられた図示しない第一の高周波電力源か
ら平衡給電方式によりシールド線路33を介して互いに位
相の 180°異なる交流電流φ1,φ2(一般に正弦波交流電
流)が供給され、これにより当該第一のインピーダンス
変換トランス32の二次巻線の両端にも対応する周波数の
交番電流波形が表れる。
The primary windings of the first and second impedance conversion transformers 32, 32 'each have a midpoint terminal, which is provided on the substrate chip 31 as shown by the ground symbol (not shown). Connected to ground plane. At both ends of the primary winding of the first impedance conversion transformer 32, alternating currents φ1 and φ2 having phases different from each other by 180 ° through a shielded line 33 from a first high-frequency power source (not shown) provided outside through a shielded line 33. φ2 (generally a sinusoidal alternating current) is supplied, whereby an alternating current waveform having a corresponding frequency appears at both ends of the secondary winding of the first impedance conversion transformer 32.

【0048】同様に第二のインピーダンス変換トランス
32' の一次巻線の両端には、外部に設けられた図示しな
い第二の高周波電力源から平衡給電方式によりシールド
線路33' を介してこれも一般に正弦波交流電流である互
いに位相の 180°異なる交流電流φ1', φ2'が供給さ
れ、これにより二次巻線の両端にも対応する周波数の交
番電流波形が表れる。ただし、ここで注意したいのは、
本発明の場合、第一の高周波電力源の出力する第一組の
交流電流φ1,φ2 と、第二組の高周波電力源の出力する
第二組の交流電流φ1', φ2'との間には、既に図1に即
して説明した位相差τに相当する位相差τが生ずるよう
にしていることである。図示の場合には、第二組の交流
電流φ1', φ2'の方が第一組の交流電流φ1,φ2 よりも
τだけ早く立ち上がるようになっている。
Similarly, the second impedance conversion transformer
At both ends of the primary winding 32 ', a second high-frequency power source (not shown) provided outside via a shielded line 33' by a balanced power feeding system also has a phase difference of 180 ° which is also a sine wave alternating current. Different alternating currents φ1 ′ and φ2 ′ are supplied, whereby an alternating current waveform having a corresponding frequency appears at both ends of the secondary winding. However, note that
In the case of the present invention, between a first set of alternating currents φ1 and φ2 output from the first high-frequency power source and a second set of alternating currents φ1 ′ and φ2 ′ output from the second high-frequency power source. Means that a phase difference τ corresponding to the phase difference τ already described with reference to FIG. 1 is generated. In the case shown, the second set of AC currents φ1 ′, φ2 ′ rises earlier by τ than the first set of AC currents φ1, φ2.

【0049】第一、第二のインピーダンス変換トランス
32,32' のそれぞれの二次巻線の中点端子はそのまま接
地されるのではなく、これには直流バイアス電流Ib,I
b' がそれぞれ供給されているため、図2中に併示のよ
うに、第一のインピーダンス変換トランス32の二次巻線
両端に表れる各二次出力交番波形φ1s,φ2s、及び第二
のインピーダンス変換トランス32' の二次巻線両端に表
れる各二次出力交番波形φ1s',φ2s' は、それぞれその
分、正方向にシフトされ、原則としてそれぞれ単相脈流
電源電流とされる。ただし、先にも述べたように、駆動
される負荷回路中に用いられているジョセフソン接合素
子に流れる電流が零になっても位相の回転が直ちには零
にならず、パンチスルーを起こす恐れがあるのを防ぐた
め、望ましくは図中に併示のように、それぞれ若干量d
I,d1' だけ、負領域に入る電流部分が残るように、各
直流バイアス電流Ib,Ib' の大きさが決められる。
First and second impedance conversion transformers
The midpoint terminal of each of the secondary windings 32 and 32 'is not grounded as it is, but it is connected to the DC bias currents Ib and Ib.
Since each of b ′ is supplied, as shown in FIG. 2, each of the secondary output alternating waveforms φ1s and φ2s appearing at both ends of the secondary winding of the first impedance conversion transformer 32, and the second impedance Each of the secondary output alternating waveforms φ1s ′ and φ2s ′ appearing at both ends of the secondary winding of the conversion transformer 32 ′ is shifted in the positive direction by that amount, and is in principle a single-phase pulsating power supply current. However, as described above, even if the current flowing through the Josephson junction element used in the driven load circuit becomes zero, the phase rotation does not immediately become zero, and punch-through may occur. In order to prevent the presence of
The magnitudes of the DC bias currents Ib and Ib 'are determined so that a current portion that enters the negative region by I and d1' remains.

【0050】インピーダンス変換トランス32,32' の各
々の二次巻線の各端部と中点端子との間の巻線部分に対
しては、それぞれ並列に電圧レギュレータ34,34;34',
34'が挿入されている。この働きは既に従来例に即し説
明した通りであり、結局は電流クランパとして働くた
め、最終的にラッチ回路11、遅延回路12、論理回路21に
選択的に供給される第一組、第二組の二相脈流電源電流
はそれぞれ第一相、第二相の脈流電源電流P1,P2;P1',
P2' に整形される。なお、上述した負領域に入る電流分
dIの大きさは、これも既述の通り、各電圧レギュレータ
34,34に用いられているジョセフソン接合の臨界電流値
よりも小さな値範囲内で選ばれる。
A voltage regulator 34, 34; 34 ', 34', is connected in parallel to a winding portion between each end of the secondary winding of each of the impedance conversion transformers 32, 32 'and the midpoint terminal.
34 'is inserted. This function has already been described in accordance with the conventional example, and eventually functions as a current clamper, so that the first set and the second set, which are finally selectively supplied to the latch circuit 11, the delay circuit 12, and the logic circuit 21, are provided. The two-phase pulsating power supply currents of the set are the first-phase and second-phase pulsating power supply currents P1, P2; P1 ',
Formatted as P2 '. It should be noted that the current component entering the negative region described above
As described above, the magnitude of dI depends on each voltage regulator.
The value is selected within a range smaller than the critical current value of the Josephson junction used in 34, 34.

【0051】しかるに、このような電源装置により駆動
される超伝導集積回路は、本発明に従うと、ラッチ回路
11とそれに続く遅延回路12、そしてその後段の論理回路
21のセットを多数セット有するが、図2中に図1中にお
けるのと対応する端子符号を併示したように、第一の二
相脈流電源の負荷となる回路と第二の二相脈流電源の負
荷となる回路の等価インピーダンスが異なり、一般には
論理回路21の数の方が多く、その等価インピーダンスは
各回路の並列合成値となるために低くなりがちである。
However, according to the present invention, a superconducting integrated circuit driven by such a power supply device is a latch circuit.
11 followed by a delay circuit 12, followed by a logic circuit
Although there are a large number of 21 sets, as shown in FIG. 2 together with terminal symbols corresponding to those in FIG. 1, a circuit serving as a load of the first two-phase pulsating power supply and a second two-phase pulsating power source are provided. The equivalent impedances of the circuits serving as the load of the power supply are different. Generally, the number of the logic circuits 21 is larger, and the equivalent impedance tends to be low because the equivalent impedance of each circuit is a combined value.

【0052】従って図示の場合のように、論理回路21に
対し端子Tcを介して電源を供給したり、ラッチ回路11中
にあっても入力部分の増幅ゲートに対し端子Taを介し電
源を供給する方の第一の電源にあっては、そのインピー
ダンス変換トランス32におけるインピーダンス変換比を
例えば 2:1 程度とした場合、端子Tbを介してラッチ回
路11のラッチ動作を生起する部分への電源や、端子Tdを
介して遅延回路への電源を供給する方のインピーダンス
変換トランス32' のそれは 8:1 程度とすることができ
る。当然、この場合には、図示では同じピーク対ピーク
値に示してあるが、第一の入力交流波形φ1,φ2 のそれ
Iaと第二の入力交流波形φ1', φ2'のそれIa' は異なっ
ていて良く、少ない負過電流で済む方を小さくできる。
こうしたことからまず言えることは、本発明の場合、各
トランスの負担する回路数(論理ゲート数)が減少する
ことので、従前のように単一のインピーダンス変換トラ
ンスにより全回路部分に電源を供給する場合に比し、個
々には小型なトランスを用いることができる。
Therefore, as shown in the figure, power is supplied to the logic circuit 21 via the terminal Tc, or power is supplied to the amplification gate of the input portion via the terminal Ta even in the latch circuit 11. In the first power supply, when the impedance conversion ratio in the impedance conversion transformer 32 is set to, for example, about 2: 1, the power supply to the portion that causes the latch operation of the latch circuit 11 via the terminal Tb, The impedance conversion transformer 32 'that supplies power to the delay circuit via the terminal Td can have a voltage of about 8: 1. Of course, in this case, although the same peak-to-peak value is shown in the figure, that of the first input AC waveforms φ1 and φ2
Ia and Ia ′ of the second input AC waveforms φ1 ′ and φ2 ′ may be different from each other, and it is possible to reduce a case where a small overcurrent is required.
First of all, from the above, in the case of the present invention, since the number of circuits (the number of logic gates) borne by each transformer decreases, power is supplied to all circuit parts by a single impedance conversion transformer as before. As compared with the case, a small transformer can be used individually.

【0053】しかし、本発明においてより特徴的なこと
は、第一組の二相脈流電源電流P1,P2と第二組の二相脈
流電源電流P1',P2' との間に位相差τを置くことにより
それらをオーバラップさせることで、第一組の二相脈流
電源電流P1,P2同士と第二組の二相脈流電源電流P1',P
2' 同士の間にはオーバラップ部分を設ける必要がなく
なったことである。そのため、図2に併示のように、電
流クランパ34,34' による電流クランプ値Ic,Ic' は、
既述したように若干、二相脈流電源電流を負領域に入れ
るためのオフセット電流分d1,d1' の存在を考慮して
も、それぞれのインピーダンス変換トランス32,32' の
二次側に表れる電流波形のピーク対ピーク値Ia,Ia' の
ほぼ二分の一程度(Ic,Ic' ≒Ia/2,Ia'/2)にまで高め
られる。つまり、図4に即して説明した従来例の場合と
比べ、電流クランパ34,34' に吸収される電流分を低減
できるので、その分、確実にエネルギ消費に関し高効率
化を果たすことができ、換言すれば用いるインピーダン
ス変換トランスにも、より小型なものを用いることがで
きるようになる。
However, what is more characteristic of the present invention is that the phase difference between the first set of two-phase pulsating power supply currents P1 and P2 and the second set of two-phase pulsating power supply currents P1 'and P2'. The first set of two-phase pulsating power supply currents P1, P2 and the second set of two-phase pulsating power supply currents P1 ', P
There is no need to provide an overlap between the 2's. Therefore, as shown in FIG. 2, the current clamp values Ic and Ic 'by the current clampers 34 and 34' are
As described above, even if the existence of the offset currents d1 and d1 'for slightly putting the two-phase pulsating power supply current into the negative region is considered, it appears on the secondary side of the respective impedance transforming transformers 32 and 32'. The peak-to-peak value Ia, Ia 'of the current waveform is increased to approximately one half (Ic, Ic' ≒ Ia / 2, Ia '/ 2). That is, since the amount of current absorbed by the current clampers 34 and 34 'can be reduced as compared with the case of the conventional example described with reference to FIG. 4, the efficiency can be reliably improved with respect to energy consumption. In other words, it is possible to use a smaller impedance conversion transformer.

【0054】以上、本発明の望ましい実施形態につき詳
記したが、本発明に要旨構成に基づく限り、任意の改変
は自由である。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, any modifications can be freely made as long as the present invention is based on the gist.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によると、別な電源から整形した
二相脈流電源電流を用い、ラッチ回路には後段の論理回
路に供給される脈流電源電流よりも早く立ち上がる位相
の脈流電源電流を供給し、かつ、ラッチ回路と後段の論
理回路の間にジョセフソン接合素子を用いて構成された
遅延回路を設けて、この遅延回路の信号伝搬遅延時間を
調整し、後段の論理回路に供給される脈流電源電流の供
給以降にラッチ回路からのラッチ出力が当該後段の論理
回路に到達するようにしたので、同一の脈流電源中では
オーバラップを有する二相脈流電源電流の生成を要さな
い。従って電流クランパに流す電流量を低減することが
でき、超伝導集積回路の動作に関しては無駄となる電力
消費を随分と抑えることができる。また、その結果、電
源自体を小型化することもできる。
According to the present invention, a two-phase pulsating power source current shaped from another power source is used, and a pulsating power source having a phase which rises earlier than a pulsating power source current supplied to a subsequent logic circuit is used for a latch circuit. A current is supplied, and a delay circuit configured using a Josephson junction element is provided between the latch circuit and the subsequent logic circuit, and a signal propagation delay time of the delay circuit is adjusted, and the delay circuit is provided to the subsequent logic circuit. Since the latch output from the latch circuit reaches the subsequent logic circuit after the supply of the supplied pulsating power supply current, generation of a two-phase pulsating power supply current having an overlap in the same pulsating power supply Do not need. Therefore, the amount of current flowing to the current clamper can be reduced, and wasteful power consumption of the operation of the superconducting integrated circuit can be considerably reduced. As a result, the power supply itself can be downsized.

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

【図1】本発明により構成される超伝導集積回路の動作
例に関する説明図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an operation example of a superconducting integrated circuit configured according to the present invention.

【図2】本発明を満たす装置構成例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a device configuration satisfying the present invention.

【図3】従来の超伝導集積回路の動作例に関する説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram relating to an operation example of a conventional superconducting integrated circuit.

【図4】従来の超伝導集積回路の装置構成例に関する概
略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram relating to a device configuration example of a conventional superconducting integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ラッチ回路, 12 遅延回路, 21 組み合せ論理回路, 31 基板チップ, 32,32' インピーダンス変換トランス, 34,34' 電圧レギュレータ(電圧クランパ), P1,P2 第一組の二相脈流電源電流 P1',P2' 第二組の二相脈流電源電流. 11 latch circuit, 12 delay circuit, 21 combinational logic circuit, 31 substrate chip, 32, 32 'impedance conversion transformer, 34, 34' voltage regulator (voltage clamper), P1, P2 First set of two-phase pulsating current P1 ', P2' Second set of two-phase pulsating power supply current.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれジョセフソン接合素子を用いて
構成された複数の組み合せ論理回路と複数のラッチ回路
とを有し,該複数の組み合せ論理回路は、周波数は同一
であるが互いに所定の位相差を置いた第一相、第二相脈
流電源電流の一方により駆動される群と他方により駆動
される群とから成り,該組み合せ論理回路の各々は、そ
れぞれに該脈流電源電流が供給された後に入力信号が印
加されることで所定の論理演算をなし、論理演算結果信
号を出力すると共に,上記複数のラッチ回路も、周波数
が同一であって互いに所定の位相差を置いた第一相、第
二相脈流電源電流の一方により駆動される群と他方によ
り駆動される群とから成るが,該ラッチ回路の各々は、
上記複数の組み合せ論理回路の中、該ラッチ回路の前段
に設けられている組み合せ論理回路が出力した上記論理
演算結果信号が該ラッチ回路の入力に先に到達している
状態で該ラッチ回路に上記脈流電源電流が供給されたと
きに限り、該脈流電源電流が供給されたタイミングで該
論理演算結果信号をラッチし、該論理演算結果信号を該
ラッチ回路の出力として後段に設けられている組み合せ
論理回路に受け渡すように構成されている直接結合型の
ラッチ回路となっている超伝導集積回路であって;上記
組み合せ論理回路を駆動する上記第一相、第二相脈流電
源電流を第一組の二相脈流電源電流としてこれを第一の
二相脈流電源から供給し;上記ラッチ回路を駆動する上
記第一相、第二相脈流電源電流を第二組の二相脈流電源
電流として第二の二相脈流電源から供給すると共に;該
第一組の二相脈流電源電流と該第二組の二相脈流電源電
流との間に所定の位相差を設け,かつ、上記ラッチ回路
と該ラッチ回路の後段の組み合せ論理回路の間に、ジョ
セフソン接合素子を用いて構成され、上記第一組の二相
脈流電源電流と第二組の二相脈流電源電流との間の所定
の位相差に応じて該ラッチ回路が出力するラッチ出力を
遅延させる遅延回路を設けたこと;を特徴とする超伝導
集積回路。
A plurality of combinational logic circuits and a plurality of latch circuits each using a Josephson junction element, wherein the plurality of combinational logic circuits have the same frequency but a predetermined phase difference from each other. And a group driven by one of the first and second phase pulsating power supply currents, and each of the combinational logic circuits is supplied with the pulsating power supply current respectively. After the input signal is applied, a predetermined logical operation is performed, a logical operation result signal is output, and the plurality of latch circuits also have a first phase having the same frequency and a predetermined phase difference from each other. , A group driven by one of the second-phase pulsating power supply currents, and a group driven by the other.
In the state where the logical operation result signal output by the combinational logic circuit provided in the preceding stage of the latch circuit among the plurality of combinational logic circuits reaches the input of the latch circuit first, Only when the pulsating power supply current is supplied, the logical operation result signal is latched at the timing when the pulsating power supply current is supplied, and the logical operation result signal is provided at a subsequent stage as an output of the latch circuit. A superconducting integrated circuit that is a direct-coupled latch circuit configured to pass to a combinational logic circuit; the first and second phase pulsating power supply currents driving the combinational logic circuit. Supplying a first set of two-phase pulsating power supply currents from the first two-phase pulsating power supply; and supplying the first and second phase pulsating power supply currents for driving the latch circuit to a second set of two-phase pulsating power supply currents. The second as pulsating power supply current Providing a predetermined phase difference between the first set of two-phase pulsating power supply currents and the second set of two-phase pulsating power supply currents; A predetermined circuit between the first set of two-phase pulsating power supply currents and the second set of two-phase pulsating power supply currents is configured using a Josephson junction element between the combinational logic circuits at the subsequent stage of the latch circuit. A delay circuit for delaying a latch output from the latch circuit in accordance with a phase difference;
【請求項2】 請求項1記載の超伝導集積回路であっ
て;上記第一組の上記第一相、第二相脈流電源電流同士
の位相差、及び上記第二組の第一相、第二相脈流電源電
流同士の位相差は 180°であること;を特徴とする超伝
導集積回路。
2. The superconducting integrated circuit of claim 1, wherein the first set of the first phase, the phase difference between the second phase pulsating power supply currents, and the second set of the first phase, The phase difference between the second-phase pulsating power supply currents is 180 °;
【請求項3】 請求項1または2記載の超伝導集積回路
であって;上記遅延回路は、論理演算機能を有する単段
または組み合せ論理回路であること;を特徴とする超伝
導集積回路。
3. The superconducting integrated circuit according to claim 1, wherein said delay circuit is a single-stage or combinational logic circuit having a logical operation function.
【請求項4】 請求項1,2または3記載の超伝導集積
回路であって;上記第一組、第二組の二相脈流電源は、
それぞれ、中点端子を有する一次巻線と、同じく中点端
子を有する二次巻線とを有するインピーダンス変換トラ
ンスを含み;各インピーダンス変換トランスのそれぞれ
の上記一次巻線の中点端子は超伝導集積回路の接地電位
を確立するグラウンドプレーンに接続され、該一次巻線
の両端には、外部より平衡給電方式により給電される互
いに位相の 180°異なる交流電流が供給される一方;各
インピーダンス変換トランスのそれぞれの上記二次巻線
の上記中点端子には外部より直流バイアス電流が供給さ
れると共に;該二次巻線の両端と上記二次巻線の中点端
子との間に電圧レギュレータが介在することにより、該
二次巻線両端に表れる交流電流出力が上記第一相、第二
相の脈流電源電流に整形されること;を特徴とする超伝
導集積回路。
4. The superconducting integrated circuit according to claim 1, wherein said first and second sets of two-phase pulsating power supplies are:
Each including an impedance conversion transformer having a primary winding having a midpoint terminal and a secondary winding also having a midpoint terminal; the midpoint terminal of each of the primary windings of each impedance conversion transformer is a superconducting integrated Connected to a ground plane that establishes the ground potential of the circuit, and to both ends of the primary winding are supplied alternating currents 180 ° out of phase with each other, which are supplied from the outside by a balanced power supply system; A DC bias current is externally supplied to the midpoint terminals of the respective secondary windings; and a voltage regulator is interposed between both ends of the secondary windings and the midpoint terminal of the secondary windings. Thereby, the alternating current output appearing at both ends of the secondary winding is shaped into the first-phase and second-phase pulsating power supply currents;
【請求項5】 請求項4記載の超伝導集積回路であっ
て;上記インピーダンス変換トランスは、上記組み合せ
論理回路及び上記ラッチ回路の構築されている基板チッ
プ上に設けられていること;を特徴とする超伝導集積回
路。
5. The superconducting integrated circuit according to claim 4, wherein the impedance conversion transformer is provided on a substrate chip on which the combinational logic circuit and the latch circuit are constructed. Superconducting integrated circuits.
【請求項6】 請求項4記載の超伝導集積回路であっ
て;上記インピーダンス変換トランスは、上記組み合せ
論理回路及び上記ラッチ回路の構築されている基板チッ
プを支持するチップキャリア上に設けられていること;
を特徴とする超伝導集積回路。
6. The superconducting integrated circuit according to claim 4, wherein said impedance conversion transformer is provided on a chip carrier that supports a substrate chip on which said combinational logic circuit and said latch circuit are constructed. thing;
A superconducting integrated circuit characterized by the following.
【請求項7】 ジョセフソン接合素子を用いて構成さ
れ、脈流電源電流が供給された後に入力信号が印加され
ることで所定の論理演算をなす複数の組み合せ論理回路
と、同じくジョセフソン接合素子を用いて構成され、前
段に設けられている組み合せ論理回路が演算した論理演
算結果信号を脈流電源電流が供給されたタイミングでラ
ッチし、後段に設けられている組み合せ論理回路に受け
渡す複数の直接結合型のラッチ回路を有する超伝導集積
回路の駆動方法であって;上記ラッチ回路の上記前段に
設けられている上記組み合せ論理回路には位相が180°
異なる第一相、第二相脈流電源電流の中の一方を、ま
た、該ラッチ回路の上記後段に設けられている上記組み
合せ論理回路には他方を供給すると共に;該ラッチ回路
には上記後段の組み合せ論理回路に供給される脈流電源
電流よりも早く立ち上がる位相の脈流電源電流を供給
し;かつ、該ラッチ回路と上記後段の組み合せ論理回路
の間にジョセフソン接合素子を用いて構成された遅延回
路を設け;該遅延回路の信号伝搬遅延時間を調整して、
該後段の組み合せ論理回路に供給される上記脈流電源電
流の該供給以降に該ラッチ回路のラッチ出力が該後段の
組み合せ論理回路に到達するようにすること;を特徴と
する超伝導集積回路の駆動方法。
7. A plurality of combinational logic circuits configured using a Josephson junction element and performing a predetermined logical operation by applying an input signal after a pulsating power supply current is supplied, and a Josephson junction element The logic operation result signal calculated by the combinational logic circuit provided in the preceding stage is latched at the timing when the pulsating power supply current is supplied, and is passed to the combinational logic circuit provided in the subsequent stage. A method of driving a superconducting integrated circuit having a latch circuit of a direct coupling type, wherein the combinational logic circuit provided at the preceding stage of the latch circuit has a phase of 180 °.
One of the different first-phase and second-phase pulsating power supply currents and the other to the combinational logic circuit provided at the latter stage of the latch circuit; And a pulsating power supply current having a phase rising faster than the pulsating power supply current supplied to the combinational logic circuit; and a Josephson junction element is provided between the latch circuit and the subsequent combinational logic circuit. Adjusting the signal propagation delay time of the delay circuit;
The latch output of the latch circuit reaching the subsequent combinational logic circuit after the supply of the pulsating power supply current supplied to the subsequent combinational logic circuit; Drive method.
【請求項8】 請求項7記載の方法であって;上記遅延
回路は、論理演算機能を有する組み合せ論理回路を用い
て構成すること;を特徴とする方法。
8. The method according to claim 7, wherein said delay circuit is configured using a combinational logic circuit having a logical operation function.
【請求項9】 請求項7または8記載の方法であって;
上記遅延回路の信号伝搬遅延時間は、該遅延回路を構成
する複数の直列な論理ゲートの当該数を決定することに
より、各論理ゲートの持つ信号伝搬遅延時間の合計とし
て設定すること;を特徴とする方法。
9. The method according to claim 7 or 8, wherein:
The signal propagation delay time of the delay circuit is set as the total signal propagation delay time of each logic gate by determining the number of the plurality of serial logic gates constituting the delay circuit. how to.
JP8321305A 1996-12-02 1996-12-02 Superconducting integrated circuit and its driving method Expired - Lifetime JP2852416B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8321305A JP2852416B2 (en) 1996-12-02 1996-12-02 Superconducting integrated circuit and its driving method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8321305A JP2852416B2 (en) 1996-12-02 1996-12-02 Superconducting integrated circuit and its driving method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10163857A true JPH10163857A (en) 1998-06-19
JP2852416B2 JP2852416B2 (en) 1999-02-03

Family

ID=18131098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8321305A Expired - Lifetime JP2852416B2 (en) 1996-12-02 1996-12-02 Superconducting integrated circuit and its driving method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2852416B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021015866A1 (en) * 2019-07-22 2021-01-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Determining critical timing paths in a superconducting circuit design

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021015866A1 (en) * 2019-07-22 2021-01-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Determining critical timing paths in a superconducting circuit design
US11380835B2 (en) 2019-07-22 2022-07-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Determining critical timing paths in a superconducting circuit design

Also Published As

Publication number Publication date
JP2852416B2 (en) 1999-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021204013B2 (en) Four-input Josephson gates
US5973485A (en) Method and apparatus for a multiple stage sequential synchronous regulator
JP4681755B2 (en) Single flux quantum logic circuit and single flux quantum output conversion circuit
US10411713B2 (en) Superconducting circuits based devices and methods
US10084454B1 (en) RQL majority gates, and gates, and or gates
CN111903060A (en) Superconducting integrated circuit with clock signal distributed via inductive coupling
US6570425B2 (en) Phase difference signal generator and multi-phase clock signal generator having phase interpolator
US6819177B2 (en) Electronic circuit for a switching power amplifier and method for switching the output stage of a switching power amplifier
US6853570B2 (en) Circuit for quasi-square-wave or resonant driving of a capacitive load
US5818276A (en) Non-overlapping clock generator circuit and method therefor
JPH08288827A (en) Logical building block free from short-circuit current and sudden fault
JP2852416B2 (en) Superconducting integrated circuit and its driving method
US6741107B2 (en) Synchronous clock generator for integrated circuits
EP0082540B1 (en) Josephson logic integrated circuit
US20050280442A1 (en) Semiconductor integrated circuit
US20090167355A1 (en) High performance pulsed buffer
CN100433021C (en) Pipelined buffer
JP3783072B2 (en) Reference pulse generator
Kim et al. An integrated programmable gate timing control and gate driver chip for a 48V-to-0.75 V active-clamp forward converter power block
JPH07254850A (en) In-phase signal output circuit, opposite phase signal output circuit and two-phase signal output circuit
JP2896493B2 (en) High frequency power supply for Josephson integrated circuits
Beha et al. A four input-AND-gate with five asymmetric interferometers
JPH06303111A (en) Ac power supply and its application
JP3459867B2 (en) Josephson latch circuit
Chen et al. A new on-chip all-digital three-phase full-bridge dc/ac power inverter with feedforward and frequency control techniques

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term