JPS59125119A - Generating circuit of timing signal - Google Patents

Generating circuit of timing signal

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Publication number
JPS59125119A
JPS59125119A JP23380382A JP23380382A JPS59125119A JP S59125119 A JPS59125119 A JP S59125119A JP 23380382 A JP23380382 A JP 23380382A JP 23380382 A JP23380382 A JP 23380382A JP S59125119 A JPS59125119 A JP S59125119A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
circuit
timing signal
josephson
regulator circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP23380382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Ohori
達也 大堀
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59125119A publication Critical patent/JPS59125119A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/38Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of superconductive devices

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the occupied area for a generating circuit of timing signals by using a regulator circuit which supplies the bias current to a logical circuit in order to generate the timing signal synchronously with a main clock signal. CONSTITUTION:A resistance 2 and a Josephson element 4 connected in series are connected in parallel to a regulator circuit 1 which shapes the waveform of an AC current is supplied from outside. A control line 3 is put between the circuit and the earth, and the element 4 is controlled with a current Ij flowing to the circuit 1. Then a timing signal synchronous with a main clock signal is generated at a joint 5 between the resistance 2 and the element 4. This timing signal is supplied to a logical circuit. Thus the constitution is extremely simplified for a timing signal generating circuit with a big reduction of the occupied area.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ジョセフソン素子を用いたタイミング信号発
生回路に係わり、特に、デユーティ・サイクル内の前半
の任意の時間にクロック信号に同期したタイミング信号
を発生するタイミング信号発生回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a timing signal generation circuit using a Josephson element, and particularly to a timing signal generation circuit that generates a timing signal synchronized with a clock signal at an arbitrary time in the first half of a duty cycle. The present invention relates to a timing signal generation circuit.

従来技術と問題点 近年、ジョセフソン素子を用いた諸回路の研究開発が盛
んである。
Prior Art and Problems In recent years, research and development of various circuits using Josephson elements has been active.

斯かる回路にあっては、当然のことながら集積化された
ものでなければならないが、例えば、ジョセフソン素子
を使用した論理回路では、それを動作させるのに必要な
タイミング信号を外部から供給するようにしている。
Naturally, such circuits must be integrated, but for example, in logic circuits using Josephson elements, the timing signals necessary to operate them must be supplied externally. That's what I do.

従って、ジョセフソン素子を用いた論理回路を実用化す
るには、ジョセフソン素子を使用したタイミング信号発
生回路を実現して、それ等を一つに集積化できるように
しなりればならない。
Therefore, in order to put a logic circuit using Josephson elements into practical use, it is necessary to realize a timing signal generation circuit using Josephson elements and to be able to integrate them into one.

一般に、タイミング信号の発生手段としては、大別して
、同期式のものと非同期式のものとがある。同期式のも
のとしては、多相クロック方式の採用が考えられるが、
これは占有面積及び動作マージンの点で問題があり、ま
た、非同期式のものでは、ビット数が多くなると複雑な
回路を必要とし、演算速度の低下及び占有面積の増大の
点で問題がある。
In general, timing signal generating means can be broadly classified into synchronous type and asynchronous type. As a synchronous type, it is possible to adopt a multiphase clock system, but
This poses a problem in terms of occupied area and operating margin, and in the case of an asynchronous type, as the number of bits increases, a complicated circuit is required, resulting in problems in terms of a reduction in calculation speed and an increase in occupied area.

ジョセフソン素子を用いたタイミング信号発生回路にし
ても、集積化に適するようにする為には漠然と設計され
たものであってはならず、前記諸事項を踏まえた上で、
小さな占有面積でコンパクトのものを得るようにしなけ
ればならない。
Even in the case of a timing signal generation circuit using a Josephson element, in order to be suitable for integration, it must not be vaguely designed, and after taking into account the above matters,
One must try to obtain something compact with a small footprint.

発明の目的 本発明は、論理回路にバイアス電流を供給するレギュレ
ータ回路を利用することに依り、メイン・クロック信号
に同期してタイミング信号を発生することができる構成
が簡単で占有面積が小さいタイミング信号発生回路を提
供しようとするものである。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention provides a timing signal that has a simple configuration and occupies a small area, which can generate a timing signal in synchronization with a main clock signal by using a regulator circuit that supplies a bias current to a logic circuit. The purpose is to provide a generation circuit.

発明の構成 当該技術分野、即ち、ジョセフソン素子を使用した論理
回路に於いて、外部から供給される交流電流を複数のジ
ョセフソン素子の直列接続体を用いて波形整形し、論理
回路網に一定のバイアス電流を供給する方式のレギュレ
ータ回路は既知である。
Structure of the Invention In this technical field, that is, in logic circuits using Josephson elements, alternating current supplied from the outside is waveform-shaped using a series connection of a plurality of Josephson elements, and a constant current is applied to a logic circuit network. A regulator circuit of a type that supplies a bias current of 1 is known.

本発明は、前蓼己複数のジョセフソン素子の直列接続体
(レギュレータ回路)と接地との間に制御線を挿入し、
直列接続された抵抗及びジョセフソン素子を前記直列接
続されたレギj−レーク回路及び制御線に並列接続し、
該制御線に流れる該レギュレータ回路の電流で前記ジョ
セフソン素子を制御し、前記抵抗とジョセフソン素子と
の接続点にクロック・タイムのデユーティ時間中に於け
る前半の任意の時刻にメイン・クロック信号に同期した
タイミング信号を発生させ、これを論理回路網に送出で
きるようにしである。
In the present invention, a control line is inserted between a series connection body (regulator circuit) of a plurality of Josephson elements and ground,
A series-connected resistor and a Josephson element are connected in parallel to the series-connected leg j-rake circuit and a control line,
The Josephson element is controlled by the current of the regulator circuit flowing through the control line, and a main clock signal is applied to the connection point between the resistor and the Josephson element at any time in the first half of the duty time of the clock time. This allows it to generate a timing signal synchronized with the logic circuit and send it to the logic circuitry.

発明の実施例 第1図は本発明一実施例の要部回路図である。Examples of the invention FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of an embodiment of the present invention.

図に於いて、1は前記波形整形用ジョセフソン素子の直
列接続体(以下、レギュレータ回路と呼ぶことにする)
、2は電流供給用抵抗、3は量子干渉素子に対する制御
線、4は量子干渉素子(実体は勿論ジョセフソン素子で
あるが判別を容易にする為、前記用語を使用する)、5
は量子干渉素子4に接続されタイミング信号を必要とす
る次段の素子への入力信号を伝播する出力線、Tsは外
部から入力する交流電流、Ijはレギュレータ回路1を
ながれる電流(制御)電流)、TIはレギュレータ回路
1に並列に接続される負荷(論理回路網)を流れる電流
、Igは量子干渉素子4を流れるゲート電流をそれぞれ
示している。
In the figure, 1 is a series connection of the waveform shaping Josephson elements (hereinafter referred to as a regulator circuit).
, 2 is a current supply resistor, 3 is a control line for the quantum interference device, 4 is a quantum interference device (the actual device is, of course, a Josephson device, but the above terminology is used for ease of identification), 5
is an output line that is connected to the quantum interference element 4 and propagates an input signal to the next stage element that requires a timing signal, Ts is an alternating current input from the outside, Ij is a current (control) current flowing through the regulator circuit 1) , TI indicates a current flowing through a load (logic circuit network) connected in parallel to the regulator circuit 1, and Ig indicates a gate current flowing through the quantum interference element 4, respectively.

第1図に示した実施例の動作を第2図乃至第4図を参照
しつつ説明する。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIGS. 2 to 4.

第2図は縦軸にレギュレータ回路1に於ける電流(1)
を、横軸に電圧(V)を採った線図である。
In Figure 2, the vertical axis represents the current (1) in regulator circuit 1.
is a diagram in which the horizontal axis represents voltage (V).

図には、レギュレータ回路1のI−■特性が表わされて
いると共に交流電圧Isを与えた際にレギュレータ回路
1と負荷にどのような電流が分流するかが表され、また
、実線6はレギュレータ回路1に一接続された負荷の負
荷直線を示している。図から判るように、レギュレ−タ
回路1には、当初、紹゛伝導電流が流れ、電圧Vは零で
あるが、電流がToを越えると零電圧状態は有限電圧状
態へとジャンプし、後は通密の抵抗体に電流を流す場合
と同様になるものであり、レギュレータ回路1はこのよ
うな電流・電圧特性を利用してレギュレーション動作を
行なっている。
The figure shows the I-■ characteristic of the regulator circuit 1, and also shows what kind of current is shunted to the regulator circuit 1 and the load when an AC voltage Is is applied, and the solid line 6 is A load straight line of a load connected to the regulator circuit 1 is shown. As can be seen from the figure, a conduction current initially flows through the regulator circuit 1, and the voltage V is zero, but when the current exceeds To, the zero voltage state jumps to a finite voltage state, and then This is similar to when a current is passed through a closed resistor, and the regulator circuit 1 performs a regulation operation using such current/voltage characteristics.

第3図は縦軸に交流電流Is及び制御電流Tjを、横軸
に時間Tを採った線図である。
FIG. 3 is a diagram in which the vertical axis represents the alternating current Is and the control current Tj, and the horizontal axis represents the time T.

図に於いて、点線は交流電流Isを、実線はレギュレー
タ回路を流れる電流1jを表わし、また、量子干渉素子
4のゲート電流1gは(Is−Tj)に比例している。
In the figure, the dotted line represents the alternating current Is, the solid line represents the current 1j flowing through the regulator circuit, and the gate current 1g of the quantum interference element 4 is proportional to (Is-Tj).

図中に於いて(TI  To)が1クロック時間Tcl
中のデユーティ時間となる。
In the figure, (TI To) is one clock time Tcl
The duty time will be in the middle.

第4図は縦軸にゲート電流tgを、横軸に制御電流1j
を採った線図である。
In Figure 4, the vertical axis represents the gate current tg, and the horizontal axis represents the control current 1j.
This is a line diagram taken.

図には、第3図から知得される量子干渉素子4のゲート
電流1gと制御電流TjのToからTI迄の間に生ずる
変化を量子干渉素子4の閾値電流I tl+ (I g
 )と共に示しである。
In the figure, changes occurring between To and TI in the gate current 1g and control current Tj of the quantum interference device 4, which are known from FIG. 3, are expressed as threshold current I tl+ (I g
).

時刻To以降は、ゲート電流1gが一定値に達していて
、制御電流Tjのみが第3図に於いて実線で示した曲線
に沿って変化する。第4図中、点Aは時刻T=Toに於
ける(Ig、Ij)の位置を、また、点Cは時刻T=T
cl/2に於ける(rg、Tj)の位置をそれぞれ示し
ているが、図に表わされているように、点へから点Cに
至る迄に闇値線7を横切ると量子干渉素子4が非零電圧
状態にスイッチして、出力線5に出力信号を生ずる。
After time To, the gate current 1g reaches a constant value, and only the control current Tj changes along the curve shown by the solid line in FIG. In Fig. 4, point A indicates the position of (Ig, Ij) at time T=To, and point C indicates the position of (Ig, Ij) at time T=T.
The positions of (rg, Tj) at cl/2 are shown, but as shown in the figure, if the dark value line 7 is crossed from point C to point C, the quantum interference element 4 switches to a non-zero voltage state, producing an output signal on output line 5.

第4図中のパラメータである闇値電流1th(Ig)は
クロック毎で當に一定であるから、第3図から明かなよ
うに、クロック毎にI thで決る一定の時刻Tmに於
いてタイミング信号が発生ずるものである。そして、量
子干渉素子4の制御電流1jに対する感度を変えること
に依り1th(Ig)を適当な値に設定できるので、タ
イミング信号を発生させる時刻TmをToからTel/
2の間の任意の時刻に設定することができる。第4図に
示した闇値電流1 th (l g )は対称型3接合
干渉素子に対応するものであるが、闇値電流1th(f
g)のゲート電流rgに対する依存性が小さいもの、例
えば非対称型量子干渉素子等の方がより良好な動作マー
ジンを得ることができる。
Since the dark value current 1th (Ig), which is a parameter in FIG. 4, is exactly constant for each clock, as is clear from FIG. A signal is generated. Since 1th (Ig) can be set to an appropriate value by changing the sensitivity of the quantum interference element 4 to the control current 1j, the time Tm at which the timing signal is generated can be changed from To to Tel/
It can be set to any time between 2 and 3. The dark value current 1 th (l g ) shown in FIG. 4 corresponds to the symmetric three-junction interference element, but the dark value current 1 th (f
A better operating margin can be obtained by using a device with a smaller dependence of g) on the gate current rg, such as an asymmetric quantum interference device.

第5図は他の実施例の要部回路図であり、第1図6二関
して説明した部分と同部分は同記号で指示しである。
FIG. 5 is a circuit diagram of a main part of another embodiment, and the same parts as those explained in connection with FIG. 162 are indicated by the same symbols.

図に於いて、8は制御線、9及び10は量子干渉素子、
Itl、lt2は量子干渉素子9及び10の出力電流を
それぞれ示している。尚、本実施例では、タイミング信
号を発生する為の量子干渉素子を二つ使用しであるが、
これは更に多数にしても良い。
In the figure, 8 is a control line, 9 and 10 are quantum interference elements,
Itl and lt2 indicate the output currents of the quantum interference elements 9 and 10, respectively. Note that in this example, two quantum interference devices are used to generate timing signals, but
This number may be further increased.

第6図は第5図に示した実施例の動作を説明する為のタ
イミング・チャートであり、次に、このタイミング・チ
ャートを参照しつつ動作を説明する。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 5. Next, the operation will be explained with reference to this timing chart.

第5図に見られる実施例では、制御線8を流れる制御電
流1jに対する感度が量子干渉素子9と10とでは異な
っている。従って、第6図に見ら線は量子干渉素子9及
び10をノン・ラソヂング・モードで動作させた時の波
形を表わすものである。
In the embodiment shown in FIG. 5, the quantum interference elements 9 and 10 have different sensitivities to the control current 1j flowing through the control line 8. Therefore, the lines shown in FIG. 6 represent waveforms when the quantum interference elements 9 and 10 are operated in the non-lasoding mode.

第7図は更に他の実施例を表わす要部回路図である。FIG. 7 is a main circuit diagram showing still another embodiment.

図に於いて、11は量子干渉素子、12は制御線、13
は電力供給線、14及び14′は抵抗、15は制御線を
それぞれ示している。
In the figure, 11 is a quantum interference element, 12 is a control line, and 13 is a quantum interference element.
denotes a power supply line, 14 and 14' resistors, and 15 a control line.

本実施例では、制御線として、レギュレータ回路からの
電流が流れる制御線12の外に論理回路への電力供給線
13より抵抗14を介してもう一つの制御線15を設け
たものである。
In this embodiment, as a control line, in addition to the control line 12 through which the current from the regulator circuit flows, another control line 15 is provided via a resistor 14 from a power supply line 13 to the logic circuit.

第8図は第7図に見られる実施例に関するゲート電流1
gと制御電流1cとの関係を表わす線図である。
FIG. 8 shows the gate current 1 for the embodiment seen in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between g and control current 1c.

第7図の実施例に於いては、第3図の時刻]゛。In the embodiment of FIG. 7, the time of FIG. 3].

て印加されているので、抵抗14の値を変えてオフ・七
ノド電流1offの値を設定することができ、従って、
タイミング信号が生しる時間の設定は、第5図実施例で
説明した量子干渉素子の感度を調整する旨の手段に依存
するよりも容易に行なうことができる。
Therefore, the value of the off-state current 1off can be set by changing the value of the resistor 14, and therefore,
Setting the time at which the timing signal occurs can be done more easily than relying on the means for adjusting the sensitivity of the quantum interference device described in the embodiment of FIG.

発明の効果 本発明に依れば、ジョセフソン素子で構成された論理回
路に一定のバイアス電流を供給する為、外部から供給さ
れる交流電流を波形整形する複数のジョセフソン素子の
直列接続体、即ち、レギュレータ回路に対し、抵抗とジ
ョセフソン素子とを直列接続したものを並列に接続し且
つ該レギュレータ回路に於ける前記直列接続体と接地と
の間に前記抵抗と直列接続されたジョセフソン素子を制
御する制御線を挿入し、レギュレータ回路をながれる電
流でそのジョセフソン素子を制御することに依り、抵抗
とジョセフソン素子の接続点にメイン・クロック信号に
同期するタイミング信号を発生させ、そのタイミング信
号を論理回路に供給するようにしているので、そのタイ
ミング信号発生回路の構成は極めて簡素であり、従って
小型であるから、その占有面積は著しく小さい。また、
そのタイミング信号はクロック・タイムのデユーティ・
時間に於ける前半の任意の時刻に発生させ得るように自
由に調整することができる。
Effects of the Invention According to the present invention, in order to supply a constant bias current to a logic circuit composed of Josephson elements, there is provided a series connection body of a plurality of Josephson elements that shapes the waveform of an externally supplied alternating current; That is, a resistor and a Josephson element connected in series are connected in parallel to the regulator circuit, and the Josephson element is connected in series with the resistor between the series connection body and ground in the regulator circuit. By inserting a control line to control the Josephson element and controlling the Josephson element with the current flowing through the regulator circuit, a timing signal synchronized with the main clock signal is generated at the connection point between the resistor and the Josephson element, and the timing Since the signal is supplied to the logic circuit, the timing signal generating circuit has an extremely simple configuration and is therefore compact, so that its occupied area is extremely small. Also,
The timing signal is the duty ratio of the clock time.
It can be freely adjusted so that it can occur at any time in the first half of time.

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

第1図は本発明一実施例の要部回路図、第2図は第1図
に示した実施例の電流I:電電圧時特性表わす線図、第
3図は交流電流Is及び制御電流1j :時間Tの特性
を表わす線図、第4図はゲート電流■g:制御電流Ij
の特性を表わす線図、第5図は本発明の他の実施例を表
わす要部回路図、第6図は第5図に示した実施例の動作
を説明する為のタイミング・チャート、第7図は本発明
の更に他の実施例を表わす要部回路図、第8図は第7図
に見られる実施例に関するゲート電流rg:制御電流T
cの特性を表わす線図である。 図に於いて、■は複数のジョセフソン素子直列接続体、
2は抵抗、3は制御線、4は量子干渉素子、5は出力線
、Isは交流電流、Ijはレギュレーク回路を流れる電
流(制御電流)、■1は負荷に流れる電流、tgはゲー
ト電流である。 第 1 図 第2図 第3図 第4図 第5図 第 6 図 第7図 3 第8図
Fig. 1 is a circuit diagram of a main part of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing characteristics of current I versus electric voltage in the embodiment shown in Fig. 1, and Fig. 3 is an alternating current Is and a control current 1j. : Diagram showing characteristics of time T, Figure 4 shows gate current ■g: Control current Ij
5 is a main circuit diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 5, and FIG. The figure is a main circuit diagram showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a gate current rg: control current T for the embodiment shown in FIG.
It is a diagram showing the characteristic of c. In the figure, ■ is a series connection of multiple Josephson elements,
2 is the resistance, 3 is the control line, 4 is the quantum interference element, 5 is the output line, Is is the alternating current, Ij is the current flowing through the regulator circuit (control current), ■1 is the current flowing to the load, tg is the gate current be. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 3 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数のジョセフソン素子の直列接続体と、該直列接続体
の一方の端子に一方の端子が接続された抵抗と、該抵抗
の他方の端子と接地の間に接続されたジョセフソン素子
と、前記直列接続体と接地の間に接続され前記抵抗の他
方の端子と接地の間に挿入されたジョセフソン素子に対
する制御を行なう制御線とを備えてなることを特徴とす
るタイミング信号発生回路。
a series connection body of a plurality of Josephson elements; a resistor having one terminal connected to one terminal of the series connection body; a Josephson element connected between the other terminal of the resistor and ground; A timing signal generating circuit comprising: a control line connected between the series connection body and ground, and controlling a Josephson element inserted between the other terminal of the resistor and ground.
JP23380382A 1982-12-30 1982-12-30 Generating circuit of timing signal Pending JPS59125119A (en)

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