JPS59103428A - ジヨセフソン論理回路 - Google Patents
ジヨセフソン論理回路Info
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- JPS59103428A JPS59103428A JP21295582A JP21295582A JPS59103428A JP S59103428 A JPS59103428 A JP S59103428A JP 21295582 A JP21295582 A JP 21295582A JP 21295582 A JP21295582 A JP 21295582A JP S59103428 A JPS59103428 A JP S59103428A
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- Japan
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- logic gate
- current path
- gate circuit
- data signal
- superconducting logic
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/195—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using superconductive devices
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- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ジョセフソン素子を用いたジョセフソン論理
回路に関し、特に、2飴表示で「1」及び「0」をとる
データ信号入力が「1」で得られているとき、第1及び
第2のデータ信号出力をそれぞれで11」及び「0」で
出力させることができ、そしてその状態からデータ信号
入力がrOJになっても、第1及び第2のデータ信号出
力をそれぞれ「1」及びrOJに保持さぜることができ
、また、データ信号入力がrOJで得られているとき、
第1及び第2のデータ信号入力をそれぞれ「0」及び「
1−1で出力さけることができ、そしてその状態からデ
ータ信号入力が11」になっても、第1及び第2のデー
タ信号出力をそれぞれrOJ及び「1」に保持させるこ
とができる、という機能(以下これをセルフゲーティン
グアンド機能と称する)を得ることができるジョセフソ
ン論理回路に関する。
回路に関し、特に、2飴表示で「1」及び「0」をとる
データ信号入力が「1」で得られているとき、第1及び
第2のデータ信号出力をそれぞれで11」及び「0」で
出力させることができ、そしてその状態からデータ信号
入力がrOJになっても、第1及び第2のデータ信号出
力をそれぞれ「1」及びrOJに保持さぜることができ
、また、データ信号入力がrOJで得られているとき、
第1及び第2のデータ信号入力をそれぞれ「0」及び「
1−1で出力さけることができ、そしてその状態からデ
ータ信号入力が11」になっても、第1及び第2のデー
タ信号出力をそれぞれrOJ及び「1」に保持させるこ
とができる、という機能(以下これをセルフゲーティン
グアンド機能と称する)を得ることができるジョセフソ
ン論理回路に関する。
従来、上述したセルフゲーティングアンド機能を得るこ
とができるジョセフソン論理回路が種々提案されている
が、いずれも構造が複雑であり、且つ動作余裕度が狭い
という欠点を有していた。
とができるジョセフソン論理回路が種々提案されている
が、いずれも構造が複雑であり、且つ動作余裕度が狭い
という欠点を有していた。
よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な、上述
したセルフゲーティングアンド機能を得ることができる
ジョセフソン論理回路を提案せんとするもので、以下詳
述するところから明らかとなるであろう。
したセルフゲーティングアンド機能を得ることができる
ジョセフソン論理回路を提案せんとするもので、以下詳
述するところから明らかとなるであろう。
第1図は、本願第1番目の発明によるジョセフソン論理
回路の一例を示し、以下述べる構成3− を有する。
回路の一例を示し、以下述べる構成3− を有する。
第1、第2及び第3の超伝導論理ゲート回路G 1 、
G 2及びG3を有する。
G 2及びG3を有する。
超伝導論理グー1〜回路G1は、それ自体公知の磁気結
合形超伝導論理ゲート回路または電流注入形超伝導論理
ゲート回路の構成を有する。
合形超伝導論理ゲート回路または電流注入形超伝導論理
ゲート回路の構成を有する。
従って、超伝導論理ゲート回路G1は、バイアス電流路
81(超伝導論理ゲート回路G1を示しているブロック
内を通って延長している)に介挿され且つ入力電流路S
1を介して入力信号の供給を受けるジョセフソン素子(
図示せず)を有し、且つジョセフソン素子に接続された
出力電流路01を有する。
81(超伝導論理ゲート回路G1を示しているブロック
内を通って延長している)に介挿され且つ入力電流路S
1を介して入力信号の供給を受けるジョセフソン素子(
図示せず)を有し、且つジョセフソン素子に接続された
出力電流路01を有する。
この場合、ジョセフソン素子は、そのジョセフソン素子
本体に近接して延長している制御線を有している場合、
その制御線に入力電流路S1を介して入力信号の電流を
流し、これにもとずきその制御ll線から発生する磁束
をジョセフソン素子本体に作用させることで、入力電流
路S1を介して入力信号の供給を受ける。なお、こ4− の場合、超伝導論理ゲート回路G1は磁気結合形超伝導
論理ゲート回路の構成を有している。
本体に近接して延長している制御線を有している場合、
その制御線に入力電流路S1を介して入力信号の電流を
流し、これにもとずきその制御ll線から発生する磁束
をジョセフソン素子本体に作用させることで、入力電流
路S1を介して入力信号の供給を受ける。なお、こ4− の場合、超伝導論理ゲート回路G1は磁気結合形超伝導
論理ゲート回路の構成を有している。
また、ジョセフソン素子は、上述した制御線を有してい
ない場合、ジョセフソン素子本体に入力電流路S1を介
して入力信号の電流を流すことで、入力端子路S1を介
して入力信号の供給を受ける。なお、この場合、超伝導
論理ゲート回路G1は電流注入形超伝導論理ゲート回路
の構成を有している。
ない場合、ジョセフソン素子本体に入力電流路S1を介
して入力信号の電流を流すことで、入力端子路S1を介
して入力信号の供給を受ける。なお、この場合、超伝導
論理ゲート回路G1は電流注入形超伝導論理ゲート回路
の構成を有している。
さらに、出力電流路01は抵抗R1を直列に接続してお
り、ジョセフソン素子が、バイアス電流路B1を介して
バイアス電流を流している状態から、有電圧状態に転移
した場合、そのバイアス電流を抵抗R1を通って流す。
り、ジョセフソン素子が、バイアス電流路B1を介して
バイアス電流を流している状態から、有電圧状態に転移
した場合、そのバイアス電流を抵抗R1を通って流す。
また、超伝導論理ゲート回路G2も、それ自体公知の磁
気結合形超伝導論理ゲート回路または電流注入形超伝導
論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導論理ゲート
回路G1と同様に、バイアス電流路B2に介挿され且つ
入力電流路S2を介して入力信号の供給を受けるジョセ
フソン素子(図示せず)を有し、且つジョセフソン素子
に接続された出力電流路02を有づる。
気結合形超伝導論理ゲート回路または電流注入形超伝導
論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導論理ゲート
回路G1と同様に、バイアス電流路B2に介挿され且つ
入力電流路S2を介して入力信号の供給を受けるジョセ
フソン素子(図示せず)を有し、且つジョセフソン素子
に接続された出力電流路02を有づる。
なお、出力電流路02は、超伝導論理ゲート回路G1の
場合と同様に、抵抗R2を直列に接続している。
場合と同様に、抵抗R2を直列に接続している。
さらに、超伝導論理ゲーI・回路G3も、それ自体公知
の磁気結合形超伝導論理ゲート回路または電流注入形超
伝導論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導論理ゲ
ート回路G1と同様に、バイアス電流路[33に介挿さ
れ且つ入力電流路S3を介して入力信号の供給を受ける
ジョセフソン素子(図示せず)を有し、且つジョセフソ
ン素子に接続された出力電流路03を有する。なお、出
力電流路03は、超伝導論理ゲート回路G1の場合と同
様に、抵抗R3を直列に接続している。
の磁気結合形超伝導論理ゲート回路または電流注入形超
伝導論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導論理ゲ
ート回路G1と同様に、バイアス電流路[33に介挿さ
れ且つ入力電流路S3を介して入力信号の供給を受ける
ジョセフソン素子(図示せず)を有し、且つジョセフソ
ン素子に接続された出力電流路03を有する。なお、出
力電流路03は、超伝導論理ゲート回路G1の場合と同
様に、抵抗R3を直列に接続している。
然して、超伝導論哩ゲート回路G1のバイアス電流路B
1と、超伝導論理ゲート回路G2のバイアス電流路B2
と、超伝導論理ゲート回路G3の入力電流路S3とが直
列に接続されてバイアス電源端子TB1に接続されてい
る。
1と、超伝導論理ゲート回路G2のバイアス電流路B2
と、超伝導論理ゲート回路G3の入力電流路S3とが直
列に接続されてバイアス電源端子TB1に接続されてい
る。
また、超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3
が、バイアス電源端子TB1または他のバイアス電源端
子TB2に接続されている。
が、バイアス電源端子TB1または他のバイアス電源端
子TB2に接続されている。
但し、図においては、バイアス電流路B3がバイアス電
源端子TB2に接続されている場合を示している。
源端子TB2に接続されている場合を示している。
さらに、超伝導論理ゲート回路G1の入ノ〕電流路S1
が制御信号入力端子下Cに接続されている。
が制御信号入力端子下Cに接続されている。
なおさらに、超伝導論理ゲート回路G2の入力電流路S
+がデータ信号入力端子TDに接続されている。
+がデータ信号入力端子TDに接続されている。
また、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路02がデ
ータ信号用ノITO1に接続され、また超伝導論理ゲー
ト回路G3の出力電流路o3がデータ信号出力TO2に
接続されている。
ータ信号用ノITO1に接続され、また超伝導論理ゲー
ト回路G3の出力電流路o3がデータ信号出力TO2に
接続されている。
以上が、本願第1番目の発明によるジョeフソン論理回
路の一例構成である。
路の一例構成である。
7−
このような構成によれば、次に述べる作用が得られるの
で、前述したヒルフゲーティングアンド機能を得ること
ができる。
で、前述したヒルフゲーティングアンド機能を得ること
ができる。
(I)第3図に示すように、バイアス電源端子TB1か
らのバイアス電流TBIが零(これを2値表示で「0」
とする)、バイアス電源端子TB2からのバイアス電流
IB2が零(これも2値表示で「0」とする)、制御信
号入力端子TCC日日の制御信号入力電流ICが零(こ
れも2値表示で「0」とする)、データ信号入力端子T
Dからのデータ信号入力電流IDが零(これも2値表示
で「0」とする)であるとした場合、超伝導論理ゲート
回路G2の出力電流路02、及び超伝導論理ゲート回路
G3の出力電流TO2にそれぞれ得られる電圧VO1及
びVO2はともに零(これを2値表示で「O」8− とする)である。
らのバイアス電流TBIが零(これを2値表示で「0」
とする)、バイアス電源端子TB2からのバイアス電流
IB2が零(これも2値表示で「0」とする)、制御信
号入力端子TCC日日の制御信号入力電流ICが零(こ
れも2値表示で「0」とする)、データ信号入力端子T
Dからのデータ信号入力電流IDが零(これも2値表示
で「0」とする)であるとした場合、超伝導論理ゲート
回路G2の出力電流路02、及び超伝導論理ゲート回路
G3の出力電流TO2にそれぞれ得られる電圧VO1及
びVO2はともに零(これを2値表示で「O」8− とする)である。
〔■〕しかしながら、第3図に示すように、上述した(
I)の状態から、データ信号入力端子TDからのデータ
信号入力電流IDが零以外のある値(これを2値表示で
「1」とする)になり、そしてバイアス電源端子TB1
からのバイアス電流IB1が零以外のある値(これを2
値表示で「1」とする)になり、且つバイアス電源端子
TB2からのバイアス電源端子IB2が零以外のある値
(これを2値表示で「1」とする)になれば、超伝導論
理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態になる
ため、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路02に、
「1」をとっているバイアス電流IB1か、「1」をと
っているデータ信号出力電流IO1として流れる。
I)の状態から、データ信号入力端子TDからのデータ
信号入力電流IDが零以外のある値(これを2値表示で
「1」とする)になり、そしてバイアス電源端子TB1
からのバイアス電流IB1が零以外のある値(これを2
値表示で「1」とする)になり、且つバイアス電源端子
TB2からのバイアス電源端子IB2が零以外のある値
(これを2値表示で「1」とする)になれば、超伝導論
理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態になる
ため、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路02に、
「1」をとっているバイアス電流IB1か、「1」をと
っているデータ信号出力電流IO1として流れる。
このためデータ信号出力端子TO1に、データ信号出力
電流101の11」に応じて、「1」をとるデータ信号
出力電圧VO1が得られる。
電流101の11」に応じて、「1」をとるデータ信号
出力電圧VO1が得られる。
また、この場合、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフ
ソン素子が電圧状態になるため、超伝導論理ゲート回路
G3の入力電流路S3には、「1」をとっているバイア
ス電流IB1が流れない。
ソン素子が電圧状態になるため、超伝導論理ゲート回路
G3の入力電流路S3には、「1」をとっているバイア
ス電流IB1が流れない。
このため、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路03
に、データ信号出力電流■02がrlJとして流れず、
従って「0]としてしか流れない。
に、データ信号出力電流■02がrlJとして流れず、
従って「0]としてしか流れない。
よって、データ信号出力TO2に、データ信号出力電流
102のrOJに応じて、「0」をとるデータ信号出力
電圧VO2が得られる。
102のrOJに応じて、「0」をとるデータ信号出力
電圧VO2が得られる。
(III)また、第3図に示すように、上述した(II
)の状態から、データ信号入力端子TDからのデータ信
号出力電流TDが「0」になっても、超伝導論理ゲート
回路G2のジョセフソン素子が電圧状態を保っているの
で、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路02に、デ
ータ信号出力電流101が「1」として流れる。
)の状態から、データ信号入力端子TDからのデータ信
号出力電流TDが「0」になっても、超伝導論理ゲート
回路G2のジョセフソン素子が電圧状態を保っているの
で、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路02に、デ
ータ信号出力電流101が「1」として流れる。
このため、データ信号出力端子TO1にデータ信号出力
電圧VO1が[11で得られることが保持される。
電圧VO1が[11で得られることが保持される。
また、同様に、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路
03にデータ信号出力電流102がrOJをとって流れ
る。
03にデータ信号出力電流102がrOJをとって流れ
る。
このため、データ信号出力端子TO2にデータ信号出力
電圧VO2が「0」で得ることが保持される。
電圧VO2が「0」で得ることが保持される。
(IV)また、第4図に示すように、上述した( I
)の状態から、バイアス電源端子TBIからのバイアス
電源端子IB1が「1」になり、また、バイアス電源端
子TB2からのバイアス電源端子IB2が「1」になっ
ても、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が
電圧状態にならない。。
)の状態から、バイアス電源端子TBIからのバイアス
電源端子IB1が「1」になり、また、バイアス電源端
子TB2からのバイアス電源端子IB2が「1」になっ
ても、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が
電圧状態にならない。。
このため、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路o2
に、データ信号出力電流I11− 〇1が10」で流れ、このためデータ信号出力端子TO
Iにデータ信号出力電圧vO1が「0」で得られる。
に、データ信号出力電流I11− 〇1が10」で流れ、このためデータ信号出力端子TO
Iにデータ信号出力電圧vO1が「0」で得られる。
また、この場合、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフ
ソン素子が電圧状態にならないので、超伝導論理ゲート
回路C4−の入力電流路S3に電流が「1」として流れ
る。
ソン素子が電圧状態にならないので、超伝導論理ゲート
回路C4−の入力電流路S3に電流が「1」として流れ
る。
このため、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフソン素
子が電圧状態になり、このため、超伝導論理ゲート回路
G3の出力電流路03にデータ信号用ノ〕電流102が
「1」で流れ、従って、データ信号出力端子TO2にデ
ータ信号出力電圧VO2が「1」で得られる。
子が電圧状態になり、このため、超伝導論理ゲート回路
G3の出力電流路03にデータ信号用ノ〕電流102が
「1」で流れ、従って、データ信号出力端子TO2にデ
ータ信号出力電圧VO2が「1」で得られる。
(V)また、第4図に示すように、上述した( IV
)の状態から、制御信号入力端子TCからの制御信号入
力電流ICが「1」になり、次でそれに遅れて、データ
信号入力端子TSからのデータ信号入力電流IDが「1
」になれば、超伝導論理ゲート回路G1のジ12− ヨセフソン素子が電圧状態になる。
)の状態から、制御信号入力端子TCからの制御信号入
力電流ICが「1」になり、次でそれに遅れて、データ
信号入力端子TSからのデータ信号入力電流IDが「1
」になれば、超伝導論理ゲート回路G1のジ12− ヨセフソン素子が電圧状態になる。
このため、超伝導論理ゲート回路G2のバイアス電流路
B2にバイアス電流IB1が「1」で流れない。よって
、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧
状態に転移しない。
B2にバイアス電流IB1が「1」で流れない。よって
、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧
状態に転移しない。
従って、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路o2に
データ信号出力電流101がrOJで流れ、データ信号
出力端子TO1にデータ信号出力電圧VO1が「0」で
得られることが保持される。
データ信号出力電流101がrOJで流れ、データ信号
出力端子TO1にデータ信号出力電圧VO1が「0」で
得られることが保持される。
また、この場合、超伝輿論理ゲート回路G1のジョセフ
ソン素子が電圧状態になっているので、超伝導論理ゲー
ト回路G3の入力電流路S3には、バイアス電流IB1
が「1」で流れない。
ソン素子が電圧状態になっているので、超伝導論理ゲー
ト回路G3の入力電流路S3には、バイアス電流IB1
が「1」で流れない。
よって、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路03に
、データ信号出力電流IO2がrOJとして流れ、デー
タ信号出力TO2でデータ信号出力電圧VO2が「o」
で得られることが保持される。
、データ信号出力電流IO2がrOJとして流れ、デー
タ信号出力TO2でデータ信号出力電圧VO2が「o」
で得られることが保持される。
上述したように、本願第1番目の発明によるジョセフソ
ン論理回路によれば、セルフゲーティングアンド機能が
得られる。
ン論理回路によれば、セルフゲーティングアンド機能が
得られる。
そして、上述した本願第1番目の発明によるジョセフソ
ン論理回路によれば、上述したセルフゲーティングアン
ド機能を、3つの超伝導論理ゲート回路G1、G2及び
G3を用いた簡易な構造で得ることができ、また、第1
図で上述した構成を有するので動作余裕度が広いという
特徴を有する。
ン論理回路によれば、上述したセルフゲーティングアン
ド機能を、3つの超伝導論理ゲート回路G1、G2及び
G3を用いた簡易な構造で得ることができ、また、第1
図で上述した構成を有するので動作余裕度が広いという
特徴を有する。
因みに、バイアス電流IBI及びIB2、データ信号出
力電流ID及び制御信号入力電流ICの「1」の値が、
ある値から±25%変化しても、上述したセルフゲーテ
ィングアンド機能が得られた。
力電流ID及び制御信号入力電流ICの「1」の値が、
ある値から±25%変化しても、上述したセルフゲーテ
ィングアンド機能が得られた。
次に、第4図を伴なって本願第2番目の発明によるジョ
セフソン論理回路の一例を述べよう。
セフソン論理回路の一例を述べよう。
第4図において、第1図との対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。
して詳細説明を省略する。
第4図に示す、本願第2番目の発明によるジョセフソン
論理回路の一例は、第1図に示す本願第1番目の発明に
よるジョセフソン論理回路の構成において、その超伝導
論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に他のジョセ
フソン素子SJが接続されていることを除いては、第1
図に示す本願第1番目の発明によるジョセフソン論理回
路の構成と同様である。
論理回路の一例は、第1図に示す本願第1番目の発明に
よるジョセフソン論理回路の構成において、その超伝導
論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に他のジョセ
フソン素子SJが接続されていることを除いては、第1
図に示す本願第1番目の発明によるジョセフソン論理回
路の構成と同様である。
但し、この場合、ジョセフソン素子SJは、バイアス電
源端子TB2からのバイアス電流IB2の値に比し小さ
な臨界ジョセフソン電流値ソン論理回路の一例構成であ
る。
源端子TB2からのバイアス電流IB2の値に比し小さ
な臨界ジョセフソン電流値ソン論理回路の一例構成であ
る。
このような構成によれば、第1図で上述した本願第1番
目の発明によるジョセフソン論理回路の場合と、次の事
項を除いて、同じ動作が得られる。
目の発明によるジョセフソン論理回路の場合と、次の事
項を除いて、同じ動作が得られる。
バイアス電源端子TB2からバイアス電流IB2が「1
」で1qられるとき、先ずジョセフソン素子SJにバイ
アス電流IB2が[1]で流れ、これに応じてジョセフ
ソン素子SJが電圧状態になり、そしてこのようにジョ
セフソン素子SJが電圧状態になってからバイアス電流
IB2が超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B
3に流れる。 従って、第4図に示す、本願第2番目の
発明によるジョセフソン論理回路の場合も、第1図に示
1本願第1番目の発明にJ:るジョセフソン論理回路の
場合と同様のセルフゲーティングアンド機能と、効果と
が得られる。
」で1qられるとき、先ずジョセフソン素子SJにバイ
アス電流IB2が[1]で流れ、これに応じてジョセフ
ソン素子SJが電圧状態になり、そしてこのようにジョ
セフソン素子SJが電圧状態になってからバイアス電流
IB2が超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B
3に流れる。 従って、第4図に示す、本願第2番目の
発明によるジョセフソン論理回路の場合も、第1図に示
1本願第1番目の発明にJ:るジョセフソン論理回路の
場合と同様のセルフゲーティングアンド機能と、効果と
が得られる。
しかしながら、第4図に示す本願第2番目の発明による
ジョセフソン論理回路の場合、上述したように、バイア
ス電流TB2が11」で1qられるとき、ジョセフソン
素子SJが電圧状態になってから、バイアス電流IB2
が超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に流
れるので、上述した(If)の状態が得られる場合、超
伝導論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態
になってから、超伝導論理ゲー]・回路G3のバイアス
電流路B3にバイアス電流IB2が供給される。
ジョセフソン論理回路の場合、上述したように、バイア
ス電流TB2が11」で1qられるとき、ジョセフソン
素子SJが電圧状態になってから、バイアス電流IB2
が超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に流
れるので、上述した(If)の状態が得られる場合、超
伝導論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態
になってから、超伝導論理ゲー]・回路G3のバイアス
電流路B3にバイアス電流IB2が供給される。
このため、超伝導論理ゲート回路G3が誤動作する儒れ
を有効に回避することができる、という特徴を、第1図
の示づ本願第1番目の発明によるジョセフソン論理回路
の特徴の外、有する。
を有効に回避することができる、という特徴を、第1図
の示づ本願第1番目の発明によるジョセフソン論理回路
の特徴の外、有する。
第1図は、本願第1番目の発明によるジョセフソン論理
回路の一例を示す系統的な接続図である。 第2図及び第3図は、その動作の説明に供する電流波形
図である。 第4図は、本願第2番目の発明によるジョセフソン論理
回路の一例を示す系統的な接続図である。 01〜G3・・・・・・・・・超伝導論理ゲート回路8
1〜B3・・・・・・・・・バイアス電流路S1〜S3
・・・・・・・・・入力電流路01〜03・・・・・・
・・・出力電流路R1〜R3・・・・・・・・・抵抗 TB1.T132・・・バイアス電源端子TC・・・・
・・・・・・・・・・・・・・制御信号入力端子TD・
・・・・・・・・・・・・・・・・・データ信号入力端
子出願人 日本電信電話公社 0 0 00−0 く ω Q ロ 国 0 0 0 0騙ロー− O0000 < ceJQo印 161− 0 0 0 〇 −〇、=− 手続補正書 昭和59イU 3月 !:I E] 1、事件の表示 特願昭57−212955号2、発
明の名称 ジョセフソン論理回路3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号名 称
(422)日本電信電話公社 代表者 真 藤 恒 4、代理人 住 所 〒102 東京都千代田区麹町5丁目7番地
秀和紀尾井町TBR820号 5、補正命令の日付 自発補正 6、補正により増加する発明の数 なし7、補正の対
象 明細書の全文及び図面8、補正の内容 (1)明細書の全文を別紙のとおり訂正覆る。 (2)図面中、第1図及び第4図を別紙のとおり訂正す
る。 以上 明 細 岡(全文訂正) 1、発明の名称 ジョセフソン論理回路2、特許請求
の範囲 1、バイアス電流路に介挿され且つ入力電流路を介して
入力信号の供給を受けるジョセフソン素子を有し、且つ
上記ジョセフソン素子に接続された出力電流路を有する
超伝導論理グー1〜回路の3つを、第1、第2及び第3
の超伝導論理ゲート回路として有し、 上記第1の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路ど、
上記第2の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第3の超伝導論理ゲート回路の入力電流路とが直列
に接続されてバイアス電源端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路が上
記バイアス電源端子または他のバイアス電源端子に接続
され、 上記第1の超伝導論理ゲート回路の入力電流路が制御信
号入力端子に接続され、 上記第2の超伝導論理ゲート回路の入力電流路がデータ
信号入力端子に接続され、上記第2及び第3の超伝導論
理ゲート回路の出力電流路がそれぞれ第1及び第2のデ
ータ信号出力端子に接続されていることを特徴とするジ
ョセフソン論理回路。 2、バイアス電流路に介挿され且つ入力電流路を介して
入力信号の供給を受けるジョセフソン素子を有し、且つ
上記ジョセフソン素子に接続された出力電流路を有する
超伝導論理ゲート回路の3つを、第1、第2及び第3の
超伝導論理ゲート回路として有し、 上記第1の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第2の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第3の超伝導論理ゲート回路の入力電流路とが直列
に接続されてバイアス電源端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路が上
記バイアス電源端子または伯のバイアス電源端子に接続
され、 上記第1の超伝導論理ゲート回路の入力電1− 流路が制御信号入力端子に接続され、 上記第2の超伝導論理ゲート回路の入力電流路がデータ
信号入力端子に接続され、上記第2及び第3の超伝導論
理ゲート回路の出力電流路がそれぞれ第1及び第2のデ
ータ信号出力端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路に、
他のジョセフソン素子が接続されていることを特徴とす
るジョセフソン論理回路。 3、発明の詳細な説明 本発明の分野 本発明は、ジョセフソン素子を用いたジョセフソン論理
回路に関し、特に、2値表示で「1」及び「0」をとる
データ信号入力が[1,1で得られているとき、第1及
び第2のデータ信号出力をそれぞれ2値表示の「1」及
び「0]で出力させることができ、そしてその状態から
データ信号入力が「0」になっても、第1及び第2のデ
ータ信号出力をそれぞれ「1」及びrOJ2− に保持させることができ、また、データ信号入力が「0
」で得られているとき、第1及び第2のデータ信号出力
をそれぞれ「0[及び「1」で出力させることができ、
そしてその状態からデータ信号入力が「1」になっても
、第1及び第2のデータ信号出力をそれぞれrOJ及び
「1」に保持させることができる、という機能(以下こ
れをセルフゲーティングアンド機能と称する)を得るこ
とができるジョセフソン論理回路に関する。 本発明の背崇 従来、上述したセルフゲーティングアンド機能を得るこ
とができるジョセフソン論理回路が種々提案されている
が、いずれも構造が複雑であり、且つ動作余裕度が狭い
という欠点を有していた。 本発明の目的 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な、上述
したセルフゲーティングアンド機能を得ることができる
ジョセフソン論理回路を提案lんとでるしので、以下詳
j」iするところfar +5明らかどなるであろう。 本願箱1 m l−1の発明の好適な実施例第1図は、
本願第1番目の発明によるジョヒフソン論理回路の実施
例を示し、以下)ホベる構成を右する。 すなわら、第1、第2及び第3の超伝導論理グー1〜回
路G1、G2及びG3を有する。 超伝導論理グー1〜回路G1は、それ自体公知の磁気結
合形層伝導論理ゲート回路または電流注入形超伝導論理
グート回路の構成を有づる。。 従って、超伝導論理ゲート回路G1は、バイアス電流路
131(超伝導論理ゲート回路G1を示しているブロッ
ク内を通って延長1)でいる)に介挿されdつ入力電流
路S1を介して人力信号の供給を受けるジョセフソン素
子(図示せず)を有し、且つジョセフソン素子に接続ざ
1tだ出力電流路01を有ηる。 この場合、ジョセフソン素子は、そのジョセフソン素子
本体に近接して延長している制御線を有している場合、
その制御線に入力電流路S1を介して入力信号の電流を
流し、これにもどずきその制御線から発生する磁束をジ
ョセフソン素子本体に作用さけることで、入力電流路S
1を介して入力信号の供給を受ける。なお、この場合、
超伝導論理ゲニ1〜回路G1は磁気結合形層伝導論理グ
ーi〜回路の構成を有している。 また、ジョセフソン素子は、上述した制御線を有してい
ない場合、ジョセフソン素子本体に入力電流路S1を介
して人力信号の電流を流1ことで、入力電流路S1を介
して入力信号の供給を受ける。なお、この場合、超伝導
論理ゲート回路G1は電流注入形層伝導論理グー1〜回
路の構成を有している。 さらに、出力電流路01は、抵抗R1を直列に接続して
おり、ジョセフソン素子が、バイアス電流路B1を介し
てバイアス電流を流lノでいる状態から、有電圧状態に
転移lノだ場合、そのバイアス電流を、抵抗R1に流す
。 また、超伝導論理グー1へ回路G2も、それ白5一 体公知の磁気結合形層伝導論理ゲート回路または電流注
入形超伝導論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導
論理グー1〜回路G1ど同様に、バイアス電流路132
に介挿され月つ入力電流路S2を介して人力信号の供給
を受けるジョはフソン素子(図示せず)を有し、月つジ
ョセフソン素子に接続された出力電流路02を有する3
、なお、出力電流路02は、超伝導論理ゲート回路G1
の場合と同様に、抵抗R2を直列に接続している。 さらに、超伝導論理ゲート回路G3も、それ自体公知の
磁気結合形層伝導論理グーi〜回路または電流注入形超
伝導論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導論理グ
ー]・回路G1と同様に、バイアス電流路133に介挿
され且つ人カフR流路S3を介1ノで入力信号の供給を
受けるジョセフソン素子(図示せず)を有し、dつジ=
+ 1:フソン素子に接続された出力電流路03を有す
る。なお、出力電流路03は、超伝導論理ゲート回路G
1の場合と同様に、抵抗R3を直列に6− 接続している。 然して、超伝導論理ゲート回路G1のバイアス電流路B
1と、超伝導論理ゲート回路G2のバイアス電流路13
2ど、超伝導論理グー1〜回路G3の入力電流路S3と
が直列に接続されてバイアス雷m端子T81に接続され
ている。 また、超伝導論理グー1へ回路G3のバイアス電流路]
33が、バイアス電源端子TB1または他のバイアス電
源端子丁B2に接続されている。 但し、図においては、バイアス電流路133がバイアス
電源端子TB2に接続されている場合を示している。 さらに、超伝導論理ゲート回路G1の入力電流路$1が
制御信号入力端子TCに接続されている。 なおざらに、超伝導論理ゲート回路G2の入力端子路$
2がデータ信号入力端子TDに接続されている。 また、超伝導論理グーI−回路G2の出力電流路02が
データ信号出力端子下01に接続され、また超伝導論理
ゲート回路G3の出力電流路03がデータ信号出力端子
”[02に接続されている。 以上が、本願第1番目の発明によるジョレフソン論理回
路の実施例構成である。 このような構成によれば、次に述べる作用が得られるの
で、前述したセルノゲーテイングアンド機能をjするこ
とができる、。 (1)第2図[I]に示すように、バイアス電源端子−
rBlからのバイアス電流I81が零(これを2値表示
で「O」とする)、バイアス電源端子T B 2からの
バイアス電流lB2が零(これも2値表示でrOJとす
る)であり、且つ制御信号入力端子TCからの制御信号
入力電流ICが零(これも2値表示で「O」とする)、
データ信号入力端FTDからのデータ信号入力電流ID
が零(これも2値表示でrOJとする)であるどした場
合、超伝導論理グー1〜回路G1のバイアス電流路B1
に流れる電流、超伝導論理ゲート回路G1の出力電流路
01に流れる電流、超伝導論理ゲート回路G2のバイア
ス電流路[32に流れる電流、及び超伝導論理ゲート回
路G3のバイアス電流路B3に流れる電流はともに零、
従って10」であり、また、超伝導論理ゲート回路G2
の出力電流路02に流れる電流■01、及び超伝導論理
ゲート回路G3の出力電流路03に流れる電?At T
02はともに零、従ってrOJである。 従って、データ信号出力端子101及び−「02にそれ
ぞれ得られる電圧vO1及びVO2は、ともに零(これ
を2値表示で「0]とする)である。 〔2)しかしながら、上述した〔1]の状態から、第2
図[n]に示すように、データ信号入力端子TDからの
データ(g号入力電流IDが零以外のある値(これを2
値表示で「1」とする)になり、そしてバイアス電9一 部端子T’ B 1からのバイアス電流1131が零以
外のある値(これを2値表示で1−1.1どする)にな
り、且つバイアス電源端子T132からのバイアス電流
IB2が零以外のある値(これを2値表示で[11と覆
る)になれば、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフソ
ン素子が電圧状態になる1゜ このため、超伝導論理グー1−回路G2の出力電流路0
2に、「1」をとつ(いるバイアス電流IB1が、「1
」をとっているデータ信号出力電流L O1として流れ
る。 このためデータ信号出力端子TOIGこ、データ信号出
力電流I01の「1」に応じて、「1」をとるデータ信
号出力電圧vO1が得られる。 また、この場合、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフ
ソン素子が電圧状態になるため、超伝導論理ゲート回路
G3の入力電流路S3に番よ、「1」をとっているバイ
アス電流IB1が流れない。 −1〇− このため、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路03
に、データ信号出力電流Io2が[11として流れず、
従っ(rOJとしてしか流れない。 よって、データ信号出力−r02に、ア゛−タ信号出力
電流102の「0」に応じて、「0」をとるデータ信号
出力電圧V 02 h(得られる。 〔3〕また、上述した(2)の状態から、第2図[11
rlに示すように、データ信号入力端子TDからのデー
タ信号用ツノ電流TDが「0」になっても、超伝導論理
ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態を保って
いるので、超伝導論理グー1〜回路G2の出力電流路o
2に、データ信号出力電流■01が11」として流れて
いる状態を保っている。 このため、データ信号出力端子TO1にデータ信号出力
電圧VO1が11」で得られていることが保持される。 また、同様に、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路
03にデータ信号出力電流TO2が[0,Iをとって流
れている状態を保っている。 このため、データ信号出力端子TO2にデータ信号出力
電圧VO2が10」で得られていることが保持される。 (4)また、上述した(1)の状態から、バイアス電源
端子TB1からのバイアス電源端子IBIが「1」にな
り、また、バイアス電源端子TB2からのバイアス電流
1132が「1」になっても、超伝導論理ゲート回路G
2のジョセフソン素子は電圧状態にならない。 このため、第3図[TV]に示すように、超伝導論理ゲ
ート回路G2の出力電流路02に、データ信号出力電流
101がrOJで流れ、このため、データ信号出力端子
TO1にデータ信号出力電圧Vo1が「0」で得られる
。 また、この場合、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフ
ソン素子が電圧状態に’Jらないので、超伝導論理ゲー
ト回路G3の入力電流路S3に電流が[1−1として流
れる。。 このため、超伝導論理ゲート回路G3のジョセフソン素
子が電圧状態になり、このため、超伝導論理ゲート回路
G3の出力電流路03にデータ信()出力電流102が
[1Jで流れ、従って、データ信号出力端子TO2にデ
ータ信号出力電圧VO2が「1」で得られる。 〔5〕また、上述した〔4〕の状態から、第3図[V]
に示すように、制御信号入力端子TOからの制御信号入
力電流ICが[1)になり、次でそれに遅れて、データ
信号入力端子T Dからのデータ信号入力電流IDが「
1」になれば、超伝導論理ゲート回路G1のジョセフソ
ン素子が電圧状態になる、。 このため、超伝導論理ゲート回路G2のバイアス電流路
132にバイアス電流IBI13− が「1」で流れない。よっC1超伝導論理ゲート回路G
2のジョセフソン素子が電圧状態に転移しない。 従って、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路o2に
データ信号出力電流101がrOJで流れ、データ信号
出力端子T。 1にデータ信号出力電圧VO1が「0」で得られている
ことが保持される。 また、この場合、超伝導論理ゲート回路G1のジョセフ
ソン素fが電圧状態になっているので、超伝導論理ゲー
ト回路G3の入力電流路S3には、バイアス電流IB1
が「1」で流れない。 よって、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路03に
、データ信(J出力電流102が「0」として流れ、デ
ータ信号出力端子TO2でデータ信号出力電圧VO2が
[0,1で得られていることが保持される。 上述したように、第1図に示す本願第1番1(の発明に
よるジョセフソン論理回路によれば、=1 71− データ信号入力(データ信号入力電流11〕)が「1」
で得られているとき、第1及第2のデータ信号出力(デ
ータ信号比)〕電流IO1及びIO2>をそれぞれ「1
」及rOJで出力ざゼることができく第2図[II])
、そしてその状態から、データ信号入力(データ信(シ
入力電流TD)がrOJになっても、第1及第2のデー
タ信号出力(データ信号出力電流Io1及102)をそ
れぞれ「1」及rOJに保持させることができる(第2
図[■])。また、データ信号入力(データ信号入力電
流10)がrOJで得られているとき、第1及第2のデ
ータ信号出力(データ信号出力電流1[1及びC02)
をそれぞれrOJ及[1]で出力(\ljることができ
く第2図[IV] ) 、そしてその状態から、データ
信号入力(データ信号入力電流TO)がrIJになって
も、第1及第2のデータ信号出力(データ信号出力電流
IO1及102)をそれぞれrOJ及「1]に保持させ
ることができる(第2図[V])。 従って、第1図に示す本願第1番目の発明によるジョセ
フソン論理回路によれば、 セルフゲーティングアンド機能が得られる。 そして、第1図に示す本願第1番1]の発明によるジョ
セフソン論理回路によれば、上述したセルフゲーティン
グアンド機能が、3つの超伝導論理ゲート回路G1、G
2及びG3を用いた簡易な構造で得られるという特徴を
有する。また、第1図に示す簡易な構成を有するので、
動作余裕度が広いという特徴を有する。因みに、バイア
ス電流rB1及びIB2、データ信号入ツノ電流ID及
び制御信号入力電流ICの[11の値を、予定値から±
25%変化させても、上述したレルフゲーティングアン
ド機能が、確実に得られた。 本願第2番目の発明の好適な実B 次に、第4図を伴なって本願第2番[−1の発明にJ:
るジョセフソン論理回路の実施例を述べよう。 第4図においで、第1図どの対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。 第4図に示す、本願第2番目の発明によるジョはフソン
論理回路の実施例は、第1図に示す本願第1番目の発明
によるジョセフソン論理回路の構成において、その超伝
導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に他のジョ
セフソン素子SJが接続されていることを除い゛C1第
1図に示す本願第1番目の発明によるジョセフソン論理
回路の構成と同様である。 但し、この場合、ジョセフソン素子SJは、バイアス電
源端子TB2からのバイアス電流IB2の値に比し小さ
な臨界ジョセフソン電流値を有する。 以上が、本願第2番目の発明によるジョセフソン論理回
路の実施例の構成である。 このような構成によれば、それが、上述した事項を除い
て第1図で上述1)だ本願第1番目の発明によるジョセ
フソン論理回路の場合と同格であるので、次の事項を除
いて、第1図で上述した本願第1番目の発明によるジョ
セフソン論17− 理回路の場合と同格の動作が得られる。 すなわちバイアス電源端ffB2からバイアス電流IB
2が「1」で得られるとき、先ずジョセフソン素子SJ
にバイアス電流IB2が「1」で流れ、これに応じてジ
ョセフソン素子SJが電圧状態になり、そして、このよ
うにジョセフソン素子SJが電圧状態になってから、バ
イアス電流I82が超伝導論理ゲート回路G3のバイア
ス電流路133に流れる。 従って、第4図に示す本願第2番目の発明によるジョは
フソン論理回路の場合も、第1図に示す本願第1番目の
発明によるジョセフソン論理回路の場合と同様のセルフ
ゲーティングアンド機能と、効果とが得られる。 しかしながら、第4図に示す本願第2番目の発明による
ジョセフソン論理回路の場合、上述したように、バイア
ス電流TB2が「1」で得られるとき、ジョセフソン素
子S Jが電圧状態になってから、バイアス電流IB2
が超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に流
れ18− るので、上述した〔2〕の状態が得られる場合、超伝導
論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態にな
ってから、超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路
133にバイアス電流■B2が供給される。 このため、超伝導論理ゲート回路63が誤動作する慣れ
を有効に回避することができる、という特徴を、第1図
の示す本願第1番1(の発明によるジョセフソン論理回
路の特徴の外、有する。 4、図面の簡単な説明 第1図は、本願第1番目の発明によるジョセフソン論理
回路の実施例を示す系統的接続図である。 第2図及び第3図は、その動作の説明に供する電流波形
図である。 第4図は、本願第2番目の発明によるジョセフソン論理
回路の実施例を示す系統的接続図である。 G1−G3・・・・・・・・・超伝導論理ゲート回路8
1〜B3・・・・・・・・・バイアス電流路S1〜S3
・・・・・・・・・入力電流路01〜03・・・・・・
・・・出力電流路R1〜R3・・・・・・・・・抵抗 TB1.TB2・・・バイアス電源端子TC・・・・・
・・・・・・・・・・・・・制御信号入力端fTD・・
・・・・・・・・・・・・・・・・データ信号入力端子
TO1,TO2・・・データ信号出力端子出願人 日
本電信電話公社
回路の一例を示す系統的な接続図である。 第2図及び第3図は、その動作の説明に供する電流波形
図である。 第4図は、本願第2番目の発明によるジョセフソン論理
回路の一例を示す系統的な接続図である。 01〜G3・・・・・・・・・超伝導論理ゲート回路8
1〜B3・・・・・・・・・バイアス電流路S1〜S3
・・・・・・・・・入力電流路01〜03・・・・・・
・・・出力電流路R1〜R3・・・・・・・・・抵抗 TB1.T132・・・バイアス電源端子TC・・・・
・・・・・・・・・・・・・・制御信号入力端子TD・
・・・・・・・・・・・・・・・・・データ信号入力端
子出願人 日本電信電話公社 0 0 00−0 く ω Q ロ 国 0 0 0 0騙ロー− O0000 < ceJQo印 161− 0 0 0 〇 −〇、=− 手続補正書 昭和59イU 3月 !:I E] 1、事件の表示 特願昭57−212955号2、発
明の名称 ジョセフソン論理回路3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号名 称
(422)日本電信電話公社 代表者 真 藤 恒 4、代理人 住 所 〒102 東京都千代田区麹町5丁目7番地
秀和紀尾井町TBR820号 5、補正命令の日付 自発補正 6、補正により増加する発明の数 なし7、補正の対
象 明細書の全文及び図面8、補正の内容 (1)明細書の全文を別紙のとおり訂正覆る。 (2)図面中、第1図及び第4図を別紙のとおり訂正す
る。 以上 明 細 岡(全文訂正) 1、発明の名称 ジョセフソン論理回路2、特許請求
の範囲 1、バイアス電流路に介挿され且つ入力電流路を介して
入力信号の供給を受けるジョセフソン素子を有し、且つ
上記ジョセフソン素子に接続された出力電流路を有する
超伝導論理グー1〜回路の3つを、第1、第2及び第3
の超伝導論理ゲート回路として有し、 上記第1の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路ど、
上記第2の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第3の超伝導論理ゲート回路の入力電流路とが直列
に接続されてバイアス電源端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路が上
記バイアス電源端子または他のバイアス電源端子に接続
され、 上記第1の超伝導論理ゲート回路の入力電流路が制御信
号入力端子に接続され、 上記第2の超伝導論理ゲート回路の入力電流路がデータ
信号入力端子に接続され、上記第2及び第3の超伝導論
理ゲート回路の出力電流路がそれぞれ第1及び第2のデ
ータ信号出力端子に接続されていることを特徴とするジ
ョセフソン論理回路。 2、バイアス電流路に介挿され且つ入力電流路を介して
入力信号の供給を受けるジョセフソン素子を有し、且つ
上記ジョセフソン素子に接続された出力電流路を有する
超伝導論理ゲート回路の3つを、第1、第2及び第3の
超伝導論理ゲート回路として有し、 上記第1の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第2の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第3の超伝導論理ゲート回路の入力電流路とが直列
に接続されてバイアス電源端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路が上
記バイアス電源端子または伯のバイアス電源端子に接続
され、 上記第1の超伝導論理ゲート回路の入力電1− 流路が制御信号入力端子に接続され、 上記第2の超伝導論理ゲート回路の入力電流路がデータ
信号入力端子に接続され、上記第2及び第3の超伝導論
理ゲート回路の出力電流路がそれぞれ第1及び第2のデ
ータ信号出力端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路に、
他のジョセフソン素子が接続されていることを特徴とす
るジョセフソン論理回路。 3、発明の詳細な説明 本発明の分野 本発明は、ジョセフソン素子を用いたジョセフソン論理
回路に関し、特に、2値表示で「1」及び「0」をとる
データ信号入力が[1,1で得られているとき、第1及
び第2のデータ信号出力をそれぞれ2値表示の「1」及
び「0]で出力させることができ、そしてその状態から
データ信号入力が「0」になっても、第1及び第2のデ
ータ信号出力をそれぞれ「1」及びrOJ2− に保持させることができ、また、データ信号入力が「0
」で得られているとき、第1及び第2のデータ信号出力
をそれぞれ「0[及び「1」で出力させることができ、
そしてその状態からデータ信号入力が「1」になっても
、第1及び第2のデータ信号出力をそれぞれrOJ及び
「1」に保持させることができる、という機能(以下こ
れをセルフゲーティングアンド機能と称する)を得るこ
とができるジョセフソン論理回路に関する。 本発明の背崇 従来、上述したセルフゲーティングアンド機能を得るこ
とができるジョセフソン論理回路が種々提案されている
が、いずれも構造が複雑であり、且つ動作余裕度が狭い
という欠点を有していた。 本発明の目的 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な、上述
したセルフゲーティングアンド機能を得ることができる
ジョセフソン論理回路を提案lんとでるしので、以下詳
j」iするところfar +5明らかどなるであろう。 本願箱1 m l−1の発明の好適な実施例第1図は、
本願第1番目の発明によるジョヒフソン論理回路の実施
例を示し、以下)ホベる構成を右する。 すなわら、第1、第2及び第3の超伝導論理グー1〜回
路G1、G2及びG3を有する。 超伝導論理グー1〜回路G1は、それ自体公知の磁気結
合形層伝導論理ゲート回路または電流注入形超伝導論理
グート回路の構成を有づる。。 従って、超伝導論理ゲート回路G1は、バイアス電流路
131(超伝導論理ゲート回路G1を示しているブロッ
ク内を通って延長1)でいる)に介挿されdつ入力電流
路S1を介して人力信号の供給を受けるジョセフソン素
子(図示せず)を有し、且つジョセフソン素子に接続ざ
1tだ出力電流路01を有ηる。 この場合、ジョセフソン素子は、そのジョセフソン素子
本体に近接して延長している制御線を有している場合、
その制御線に入力電流路S1を介して入力信号の電流を
流し、これにもどずきその制御線から発生する磁束をジ
ョセフソン素子本体に作用さけることで、入力電流路S
1を介して入力信号の供給を受ける。なお、この場合、
超伝導論理ゲニ1〜回路G1は磁気結合形層伝導論理グ
ーi〜回路の構成を有している。 また、ジョセフソン素子は、上述した制御線を有してい
ない場合、ジョセフソン素子本体に入力電流路S1を介
して人力信号の電流を流1ことで、入力電流路S1を介
して入力信号の供給を受ける。なお、この場合、超伝導
論理ゲート回路G1は電流注入形層伝導論理グー1〜回
路の構成を有している。 さらに、出力電流路01は、抵抗R1を直列に接続して
おり、ジョセフソン素子が、バイアス電流路B1を介し
てバイアス電流を流lノでいる状態から、有電圧状態に
転移lノだ場合、そのバイアス電流を、抵抗R1に流す
。 また、超伝導論理グー1へ回路G2も、それ白5一 体公知の磁気結合形層伝導論理ゲート回路または電流注
入形超伝導論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導
論理グー1〜回路G1ど同様に、バイアス電流路132
に介挿され月つ入力電流路S2を介して人力信号の供給
を受けるジョはフソン素子(図示せず)を有し、月つジ
ョセフソン素子に接続された出力電流路02を有する3
、なお、出力電流路02は、超伝導論理ゲート回路G1
の場合と同様に、抵抗R2を直列に接続している。 さらに、超伝導論理ゲート回路G3も、それ自体公知の
磁気結合形層伝導論理グーi〜回路または電流注入形超
伝導論理ゲート回路の構成を有し、従って超伝導論理グ
ー]・回路G1と同様に、バイアス電流路133に介挿
され且つ人カフR流路S3を介1ノで入力信号の供給を
受けるジョセフソン素子(図示せず)を有し、dつジ=
+ 1:フソン素子に接続された出力電流路03を有す
る。なお、出力電流路03は、超伝導論理ゲート回路G
1の場合と同様に、抵抗R3を直列に6− 接続している。 然して、超伝導論理ゲート回路G1のバイアス電流路B
1と、超伝導論理ゲート回路G2のバイアス電流路13
2ど、超伝導論理グー1〜回路G3の入力電流路S3と
が直列に接続されてバイアス雷m端子T81に接続され
ている。 また、超伝導論理グー1へ回路G3のバイアス電流路]
33が、バイアス電源端子TB1または他のバイアス電
源端子丁B2に接続されている。 但し、図においては、バイアス電流路133がバイアス
電源端子TB2に接続されている場合を示している。 さらに、超伝導論理ゲート回路G1の入力電流路$1が
制御信号入力端子TCに接続されている。 なおざらに、超伝導論理ゲート回路G2の入力端子路$
2がデータ信号入力端子TDに接続されている。 また、超伝導論理グーI−回路G2の出力電流路02が
データ信号出力端子下01に接続され、また超伝導論理
ゲート回路G3の出力電流路03がデータ信号出力端子
”[02に接続されている。 以上が、本願第1番目の発明によるジョレフソン論理回
路の実施例構成である。 このような構成によれば、次に述べる作用が得られるの
で、前述したセルノゲーテイングアンド機能をjするこ
とができる、。 (1)第2図[I]に示すように、バイアス電源端子−
rBlからのバイアス電流I81が零(これを2値表示
で「O」とする)、バイアス電源端子T B 2からの
バイアス電流lB2が零(これも2値表示でrOJとす
る)であり、且つ制御信号入力端子TCからの制御信号
入力電流ICが零(これも2値表示で「O」とする)、
データ信号入力端FTDからのデータ信号入力電流ID
が零(これも2値表示でrOJとする)であるどした場
合、超伝導論理グー1〜回路G1のバイアス電流路B1
に流れる電流、超伝導論理ゲート回路G1の出力電流路
01に流れる電流、超伝導論理ゲート回路G2のバイア
ス電流路[32に流れる電流、及び超伝導論理ゲート回
路G3のバイアス電流路B3に流れる電流はともに零、
従って10」であり、また、超伝導論理ゲート回路G2
の出力電流路02に流れる電流■01、及び超伝導論理
ゲート回路G3の出力電流路03に流れる電?At T
02はともに零、従ってrOJである。 従って、データ信号出力端子101及び−「02にそれ
ぞれ得られる電圧vO1及びVO2は、ともに零(これ
を2値表示で「0]とする)である。 〔2)しかしながら、上述した〔1]の状態から、第2
図[n]に示すように、データ信号入力端子TDからの
データ(g号入力電流IDが零以外のある値(これを2
値表示で「1」とする)になり、そしてバイアス電9一 部端子T’ B 1からのバイアス電流1131が零以
外のある値(これを2値表示で1−1.1どする)にな
り、且つバイアス電源端子T132からのバイアス電流
IB2が零以外のある値(これを2値表示で[11と覆
る)になれば、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフソ
ン素子が電圧状態になる1゜ このため、超伝導論理グー1−回路G2の出力電流路0
2に、「1」をとつ(いるバイアス電流IB1が、「1
」をとっているデータ信号出力電流L O1として流れ
る。 このためデータ信号出力端子TOIGこ、データ信号出
力電流I01の「1」に応じて、「1」をとるデータ信
号出力電圧vO1が得られる。 また、この場合、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフ
ソン素子が電圧状態になるため、超伝導論理ゲート回路
G3の入力電流路S3に番よ、「1」をとっているバイ
アス電流IB1が流れない。 −1〇− このため、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路03
に、データ信号出力電流Io2が[11として流れず、
従っ(rOJとしてしか流れない。 よって、データ信号出力−r02に、ア゛−タ信号出力
電流102の「0」に応じて、「0」をとるデータ信号
出力電圧V 02 h(得られる。 〔3〕また、上述した(2)の状態から、第2図[11
rlに示すように、データ信号入力端子TDからのデー
タ信号用ツノ電流TDが「0」になっても、超伝導論理
ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態を保って
いるので、超伝導論理グー1〜回路G2の出力電流路o
2に、データ信号出力電流■01が11」として流れて
いる状態を保っている。 このため、データ信号出力端子TO1にデータ信号出力
電圧VO1が11」で得られていることが保持される。 また、同様に、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路
03にデータ信号出力電流TO2が[0,Iをとって流
れている状態を保っている。 このため、データ信号出力端子TO2にデータ信号出力
電圧VO2が10」で得られていることが保持される。 (4)また、上述した(1)の状態から、バイアス電源
端子TB1からのバイアス電源端子IBIが「1」にな
り、また、バイアス電源端子TB2からのバイアス電流
1132が「1」になっても、超伝導論理ゲート回路G
2のジョセフソン素子は電圧状態にならない。 このため、第3図[TV]に示すように、超伝導論理ゲ
ート回路G2の出力電流路02に、データ信号出力電流
101がrOJで流れ、このため、データ信号出力端子
TO1にデータ信号出力電圧Vo1が「0」で得られる
。 また、この場合、超伝導論理ゲート回路G2のジョセフ
ソン素子が電圧状態に’Jらないので、超伝導論理ゲー
ト回路G3の入力電流路S3に電流が[1−1として流
れる。。 このため、超伝導論理ゲート回路G3のジョセフソン素
子が電圧状態になり、このため、超伝導論理ゲート回路
G3の出力電流路03にデータ信()出力電流102が
[1Jで流れ、従って、データ信号出力端子TO2にデ
ータ信号出力電圧VO2が「1」で得られる。 〔5〕また、上述した〔4〕の状態から、第3図[V]
に示すように、制御信号入力端子TOからの制御信号入
力電流ICが[1)になり、次でそれに遅れて、データ
信号入力端子T Dからのデータ信号入力電流IDが「
1」になれば、超伝導論理ゲート回路G1のジョセフソ
ン素子が電圧状態になる、。 このため、超伝導論理ゲート回路G2のバイアス電流路
132にバイアス電流IBI13− が「1」で流れない。よっC1超伝導論理ゲート回路G
2のジョセフソン素子が電圧状態に転移しない。 従って、超伝導論理ゲート回路G2の出力電流路o2に
データ信号出力電流101がrOJで流れ、データ信号
出力端子T。 1にデータ信号出力電圧VO1が「0」で得られている
ことが保持される。 また、この場合、超伝導論理ゲート回路G1のジョセフ
ソン素fが電圧状態になっているので、超伝導論理ゲー
ト回路G3の入力電流路S3には、バイアス電流IB1
が「1」で流れない。 よって、超伝導論理ゲート回路G3の出力電流路03に
、データ信(J出力電流102が「0」として流れ、デ
ータ信号出力端子TO2でデータ信号出力電圧VO2が
[0,1で得られていることが保持される。 上述したように、第1図に示す本願第1番1(の発明に
よるジョセフソン論理回路によれば、=1 71− データ信号入力(データ信号入力電流11〕)が「1」
で得られているとき、第1及第2のデータ信号出力(デ
ータ信号比)〕電流IO1及びIO2>をそれぞれ「1
」及rOJで出力ざゼることができく第2図[II])
、そしてその状態から、データ信号入力(データ信(シ
入力電流TD)がrOJになっても、第1及第2のデー
タ信号出力(データ信号出力電流Io1及102)をそ
れぞれ「1」及rOJに保持させることができる(第2
図[■])。また、データ信号入力(データ信号入力電
流10)がrOJで得られているとき、第1及第2のデ
ータ信号出力(データ信号出力電流1[1及びC02)
をそれぞれrOJ及[1]で出力(\ljることができ
く第2図[IV] ) 、そしてその状態から、データ
信号入力(データ信号入力電流TO)がrIJになって
も、第1及第2のデータ信号出力(データ信号出力電流
IO1及102)をそれぞれrOJ及「1]に保持させ
ることができる(第2図[V])。 従って、第1図に示す本願第1番目の発明によるジョセ
フソン論理回路によれば、 セルフゲーティングアンド機能が得られる。 そして、第1図に示す本願第1番1]の発明によるジョ
セフソン論理回路によれば、上述したセルフゲーティン
グアンド機能が、3つの超伝導論理ゲート回路G1、G
2及びG3を用いた簡易な構造で得られるという特徴を
有する。また、第1図に示す簡易な構成を有するので、
動作余裕度が広いという特徴を有する。因みに、バイア
ス電流rB1及びIB2、データ信号入ツノ電流ID及
び制御信号入力電流ICの[11の値を、予定値から±
25%変化させても、上述したレルフゲーティングアン
ド機能が、確実に得られた。 本願第2番目の発明の好適な実B 次に、第4図を伴なって本願第2番[−1の発明にJ:
るジョセフソン論理回路の実施例を述べよう。 第4図においで、第1図どの対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。 第4図に示す、本願第2番目の発明によるジョはフソン
論理回路の実施例は、第1図に示す本願第1番目の発明
によるジョセフソン論理回路の構成において、その超伝
導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に他のジョ
セフソン素子SJが接続されていることを除い゛C1第
1図に示す本願第1番目の発明によるジョセフソン論理
回路の構成と同様である。 但し、この場合、ジョセフソン素子SJは、バイアス電
源端子TB2からのバイアス電流IB2の値に比し小さ
な臨界ジョセフソン電流値を有する。 以上が、本願第2番目の発明によるジョセフソン論理回
路の実施例の構成である。 このような構成によれば、それが、上述した事項を除い
て第1図で上述1)だ本願第1番目の発明によるジョセ
フソン論理回路の場合と同格であるので、次の事項を除
いて、第1図で上述した本願第1番目の発明によるジョ
セフソン論17− 理回路の場合と同格の動作が得られる。 すなわちバイアス電源端ffB2からバイアス電流IB
2が「1」で得られるとき、先ずジョセフソン素子SJ
にバイアス電流IB2が「1」で流れ、これに応じてジ
ョセフソン素子SJが電圧状態になり、そして、このよ
うにジョセフソン素子SJが電圧状態になってから、バ
イアス電流I82が超伝導論理ゲート回路G3のバイア
ス電流路133に流れる。 従って、第4図に示す本願第2番目の発明によるジョは
フソン論理回路の場合も、第1図に示す本願第1番目の
発明によるジョセフソン論理回路の場合と同様のセルフ
ゲーティングアンド機能と、効果とが得られる。 しかしながら、第4図に示す本願第2番目の発明による
ジョセフソン論理回路の場合、上述したように、バイア
ス電流TB2が「1」で得られるとき、ジョセフソン素
子S Jが電圧状態になってから、バイアス電流IB2
が超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路B3に流
れ18− るので、上述した〔2〕の状態が得られる場合、超伝導
論理ゲート回路G2のジョセフソン素子が電圧状態にな
ってから、超伝導論理ゲート回路G3のバイアス電流路
133にバイアス電流■B2が供給される。 このため、超伝導論理ゲート回路63が誤動作する慣れ
を有効に回避することができる、という特徴を、第1図
の示す本願第1番1(の発明によるジョセフソン論理回
路の特徴の外、有する。 4、図面の簡単な説明 第1図は、本願第1番目の発明によるジョセフソン論理
回路の実施例を示す系統的接続図である。 第2図及び第3図は、その動作の説明に供する電流波形
図である。 第4図は、本願第2番目の発明によるジョセフソン論理
回路の実施例を示す系統的接続図である。 G1−G3・・・・・・・・・超伝導論理ゲート回路8
1〜B3・・・・・・・・・バイアス電流路S1〜S3
・・・・・・・・・入力電流路01〜03・・・・・・
・・・出力電流路R1〜R3・・・・・・・・・抵抗 TB1.TB2・・・バイアス電源端子TC・・・・・
・・・・・・・・・・・・・制御信号入力端fTD・・
・・・・・・・・・・・・・・・・データ信号入力端子
TO1,TO2・・・データ信号出力端子出願人 日
本電信電話公社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、バイアス電流路に介挿され且つ入力電流路を介して
入力信号の供給を受けるジョセフソン素子を有し、且つ
上記ジョセフソン素子に接続された出力電流路を有する
超伝導論理ゲート回路の3つを、第1、第2及び第3の
超伝導論理ゲート回路として有し、 上記第1の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第2の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第3の超伝導論理ゲート回路の入力電流路とが直列
に接続されてバイアス電源端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路が上
記バイアス電源端子または他のバイアス電源端子に接続
され、 上記第1の超伝導論理ゲート回路の入力電流路が制御信
号入力端子に接続され、 上記第2の超伝導論理ゲート回路の入力電−1−−一・ 流路がデータ信号入力端子に接続され、上記第2及び第
3の超伝導論理ゲート回路の出力電流路がそれぞれ第1
及び第2のデータ信号入力端子に接続されていることを
特徴とするジョセフソン論理回路。 2、バイアス電流路に介挿され且つ入力電流路を介して
入力信号の供給を受けるジョセフソン素子を有し、且つ
上記ジョセフソン素子に接続された出力電流路を有する
超伝導論理ゲート回路の3つを、第1、第2及び第3の
超伝導論理ゲート回路として右し、 上記第1の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第2の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路と、
上記第3の超伝導論理ゲート回路の入力電流路とが直列
に接続されてバイアス電源端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路が上
記バイアス電源端子または他のバイアス電源端子に接続
され、 上記第1の超伝導論理ゲート回路の入力電2− 流路が制御信号入力端子に接続され、 上記第2の超伝導論理ゲート回路の入力電流路がデータ
信号入力端子に接続され、上記第2及び第3の超伝導論
理ゲート回路の出力電流路がそれぞれ第1及び第2のデ
ータ信号入力端子に接続され、 上記第3の超伝導論理ゲート回路のバイアス電流路に、
他のジョセフソン素子が接続されていることを特徴とす
るジョセフソン論理回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21295582A JPS59103428A (ja) | 1982-12-04 | 1982-12-04 | ジヨセフソン論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21295582A JPS59103428A (ja) | 1982-12-04 | 1982-12-04 | ジヨセフソン論理回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59103428A true JPS59103428A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=16631058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21295582A Pending JPS59103428A (ja) | 1982-12-04 | 1982-12-04 | ジヨセフソン論理回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59103428A (ja) |
-
1982
- 1982-12-04 JP JP21295582A patent/JPS59103428A/ja active Pending
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