JPS60254914A - ジヨセフソンパルス発生回路 - Google Patents
ジヨセフソンパルス発生回路Info
- Publication number
- JPS60254914A JPS60254914A JP11142684A JP11142684A JPS60254914A JP S60254914 A JPS60254914 A JP S60254914A JP 11142684 A JP11142684 A JP 11142684A JP 11142684 A JP11142684 A JP 11142684A JP S60254914 A JPS60254914 A JP S60254914A
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- JP
- Japan
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- current
- josephson junction
- josephson
- inductance
- resistor
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/38—Generators 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)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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】
（１）発明の技術分野
本発明は、ジョセフソン接合素子を用いたパルス発生回
路に係り、特に急峻な立上り、立下り特性を有するパル
スを発生するジョセフソンパルス発生回路に関する。
路に係り、特に急峻な立上り、立下り特性を有するパル
スを発生するジョセフソンパルス発生回路に関する。
（２）発明の背景
ジョセフソン接合による特性を利用したジョセフソン接
合素子は現在、スイッチ回路、メモリ回路、論理回路等
に用いられている。特にジョセフソン素子は発生熱量が
小さく、メモリ回路、論理回路を高集積化することが可
能である為有望視されている。またメモリ回路、論理回
路は数十ピコオーダの高速動作を行なうことができ、し
たがってこれら回路に用いられるクロック信号等の制御
信号も高速である必要があり、通審メモリ回路、論理回
路にはジョセフソン接合素子を用いたパルス発生回路が
用いられている。
合素子は現在、スイッチ回路、メモリ回路、論理回路等
に用いられている。特にジョセフソン素子は発生熱量が
小さく、メモリ回路、論理回路を高集積化することが可
能である為有望視されている。またメモリ回路、論理回
路は数十ピコオーダの高速動作を行なうことができ、し
たがってこれら回路に用いられるクロック信号等の制御
信号も高速である必要があり、通審メモリ回路、論理回
路にはジョセフソン接合素子を用いたパルス発生回路が
用いられている。
（３）従来技術と問題点
ジョセフソン接合素子を用いた従来のパルス発生回路は
、例えば１個または複数個のジョセフソン接合を並列に
接続し、この回路にバイアス電流を直接注入し、ジョセ
フソン接合のインダクタンス部と磁気結合する制御線に
電流を流してインダクタンスの誘導電流によりバイアス
電流を注入される電源回路と電源回路の出力に抵抗を介
して接続されたジョセフソン接合により構成されている
。
、例えば１個または複数個のジョセフソン接合を並列に
接続し、この回路にバイアス電流を直接注入し、ジョセ
フソン接合のインダクタンス部と磁気結合する制御線に
電流を流してインダクタンスの誘導電流によりバイアス
電流を注入される電源回路と電源回路の出力に抵抗を介
して接続されたジョセフソン接合により構成されている
。
電源回路に一定のバイアス電流が流れている時、制御電
流を流すことにより電源回路の出力を得、この出力を抵
抗を介してジョセフソン接合に入力する。ジョセフソン
接合はジョセフソン接合に入力した電流がジョセフソン
接合の臨界電流を超えない時は電流を流すが、入力電流
が臨界電流を超えると高抵抗状態となりジョセフソン接
合に流れる電流を遮断する。ジョセフソン接合のこの特
性によりジョセフソン接合を流れた電流はパルス電流と
なり、ジョセフソン接合に磁気結合等により接続された
ジョセフソン接合以下の論理回路にパルス信号として用
いられる。
流を流すことにより電源回路の出力を得、この出力を抵
抗を介してジョセフソン接合に入力する。ジョセフソン
接合はジョセフソン接合に入力した電流がジョセフソン
接合の臨界電流を超えない時は電流を流すが、入力電流
が臨界電流を超えると高抵抗状態となりジョセフソン接
合に流れる電流を遮断する。ジョセフソン接合のこの特
性によりジョセフソン接合を流れた電流はパルス電流と
なり、ジョセフソン接合に磁気結合等により接続された
ジョセフソン接合以下の論理回路にパルス信号として用
いられる。
しかしながらこのパルス発生回路においては、ジョセフ
ソン接合が電源回路からの電流により高抵抗になると、
電源回路からの電流は逆に電源回路に抵抗を介して逆流
する。また電流の一部はジョセフソン接合が高抵抗では
あるが無限大の抵抗値ではないため、ジョセフソン接合
のもれ電流としてジョセフソン接合に流れる。したがっ
てジョセフソン接合以下の論理回路に供給されるパルス
信号はパルスの立下がり後、一定の直ａＷｔ−分を有す
ることになり相対的にパルスレヘルが城下し、効率の悪
いパルス発生回路となってしまう欠点を有している。
ソン接合が電源回路からの電流により高抵抗になると、
電源回路からの電流は逆に電源回路に抵抗を介して逆流
する。また電流の一部はジョセフソン接合が高抵抗では
あるが無限大の抵抗値ではないため、ジョセフソン接合
のもれ電流としてジョセフソン接合に流れる。したがっ
てジョセフソン接合以下の論理回路に供給されるパルス
信号はパルスの立下がり後、一定の直ａＷｔ−分を有す
ることになり相対的にパルスレヘルが城下し、効率の悪
いパルス発生回路となってしまう欠点を有している。
（４）発明の目的
本発明は、上述の従来の欠点に鑑み、急峻な立上り、立
下り特性を維持しつつ直流成分が除去された効率の良い
パルス信号を発生することを可能にした、ジョセフソン
パルス発生回路を提供することを目的とする。
下り特性を維持しつつ直流成分が除去された効率の良い
パルス信号を発生することを可能にした、ジョセフソン
パルス発生回路を提供することを目的とする。
（５）発明の構成
上記目的は、本発明によれば、バイアス電流供給時には
内部のジョセフソン素子に電流を流して出力抵抗には電
流を流さず、さらに制御電流が供給されたとき前記ジョ
セフソン素子がカットオフされて前記出力抵抗に電流を
流す電源回路と、前記出力抵抗の他端に接続されるジョ
セフソン接合素子と並列接続されるインダクタンスと抵
抗との直列回路を有することを特徴とするジョセフソン
パルス発生回路を提供することによって達成される。
内部のジョセフソン素子に電流を流して出力抵抗には電
流を流さず、さらに制御電流が供給されたとき前記ジョ
セフソン素子がカットオフされて前記出力抵抗に電流を
流す電源回路と、前記出力抵抗の他端に接続されるジョ
セフソン接合素子と並列接続されるインダクタンスと抵
抗との直列回路を有することを特徴とするジョセフソン
パルス発生回路を提供することによって達成される。
（６）発明の実施例
以下、本発明の実施例を添付図面にしたがって詳述する
。
。
図は本発明のジョセフソンパルス発生回路の等価回路図
である。
である。
同図は点線で示す電源回路部ｌとパルス発生゛部２で構
成され、電源回路部１には端子３からバイアス電流が入
力し１．端子４から制御電流が入力する。電源回路部１
のジョセフソン接合５．６．７は並列に接続されいわゆ
る３接合量子干渉素子を構成し、ジョセフソン接合５，
６間にはインダクタンス８．９を有し、ジョセフソン接
合６．７間にはインダクタンス１０．ＩＬを有する。ま
たインダクタンス８．９の接続点は抵抗１２を介して端
子３に接続され、インダクタンス１０．１１の接続点は
抵抗１３を介して、端子３に接続されている。−万端子
４と接地間にはインダクタンス８゜９．１０．１１と各
々個々に磁気結合したインダクタンス１４，１５，１６
．１７が直列に接続され、インダクタンス１７の一端は
この直列回路に流れる制御電流の終端用抵抗１８を介し
て接地されている。
成され、電源回路部１には端子３からバイアス電流が入
力し１．端子４から制御電流が入力する。電源回路部１
のジョセフソン接合５．６．７は並列に接続されいわゆ
る３接合量子干渉素子を構成し、ジョセフソン接合５，
６間にはインダクタンス８．９を有し、ジョセフソン接
合６．７間にはインダクタンス１０．ＩＬを有する。ま
たインダクタンス８．９の接続点は抵抗１２を介して端
子３に接続され、インダクタンス１０．１１の接続点は
抵抗１３を介して、端子３に接続されている。−万端子
４と接地間にはインダクタンス８゜９．１０．１１と各
々個々に磁気結合したインダクタンス１４，１５，１６
．１７が直列に接続され、インダクタンス１７の一端は
この直列回路に流れる制御電流の終端用抵抗１８を介し
て接地されている。
一方パルス発生部２は電源回路部ｌがらの出力電流が入
力される抵抗１９と抵抗１９と接地間に並列に接続され
たジョセフソン接合２０とインダクタンス２１、抵抗２
２の直列回路によって構成されてい、る。
力される抵抗１９と抵抗１９と接地間に並列に接続され
たジョセフソン接合２０とインダクタンス２１、抵抗２
２の直列回路によって構成されてい、る。
以上のような構成のジョセフソンパルス発生回路におい
て、その動作説明を以下で行なう。
て、その動作説明を以下で行なう。
端子３からバイアス電流を電源回路１に入力すると、抵
抗１９は有限抵抗、ジョセフソン接合５゜６は初期状態
では零抵抗であるため端子３がら入力したバイアス電流
は抵抗１２、インダクタンス８．９を介してジョセフソ
ン接合５．６に入力し、またバイアス電流は抵抗１３．
インダクタンス１０．１１を介してもジョセフソン接合
６．７に入力する。ジョセフソン接合５，６．７に入力
するこのバイアス電流はジョセフソン接合５，６゜７の
臨界電流以下である。このためバイアス電流はジョセフ
ソン接合５，６．７を通して接地に流れ込む。ここで端
子４から制御電流がインダクタンス１４． １ｓ： １
６．１７に流れ込むとインダクタンス１４，１５，１６
．１７と磁気結合するインダクタンス８，９，１０．１
１に電流が誘起される。この誘起電流により、ジョセフ
ソン接合５．６．７に流れていたバイアス電流の比率が
変化し、ジョセフソン接続５，６．７のうちの１つにお
いて、流れる電流が、その接合の臨界電流を越え、その
接合は高抵抗状態となり、その接合を流れていたバイア
ス電流が他の２つの接合に転送されるため、他の２つの
接合も臨界電流を越え、高抵抗状態となる。
抗１９は有限抵抗、ジョセフソン接合５゜６は初期状態
では零抵抗であるため端子３がら入力したバイアス電流
は抵抗１２、インダクタンス８．９を介してジョセフソ
ン接合５．６に入力し、またバイアス電流は抵抗１３．
インダクタンス１０．１１を介してもジョセフソン接合
６．７に入力する。ジョセフソン接合５，６．７に入力
するこのバイアス電流はジョセフソン接合５，６゜７の
臨界電流以下である。このためバイアス電流はジョセフ
ソン接合５，６．７を通して接地に流れ込む。ここで端
子４から制御電流がインダクタンス１４． １ｓ： １
６．１７に流れ込むとインダクタンス１４，１５，１６
．１７と磁気結合するインダクタンス８，９，１０．１
１に電流が誘起される。この誘起電流により、ジョセフ
ソン接合５．６．７に流れていたバイアス電流の比率が
変化し、ジョセフソン接続５，６．７のうちの１つにお
いて、流れる電流が、その接合の臨界電流を越え、その
接合は高抵抗状態となり、その接合を流れていたバイア
ス電流が他の２つの接合に転送されるため、他の２つの
接合も臨界電流を越え、高抵抗状態となる。
ここで抵抗１９の抵抗値はジョセフソン接合５゜６．７
の高抵抗値よりも小さいため、端子３から入力したバイ
アス電流は抵抗１２．１３の並列抵抗を介してパルス発
生部２の抵抗１９に流れ込む。
の高抵抗値よりも小さいため、端子３から入力したバイ
アス電流は抵抗１２．１３の並列抵抗を介してパルス発
生部２の抵抗１９に流れ込む。
抵抗１９を流れたバイアス電流は抵抗２２が存在するた
め、ジョセフソン接合２０に流れ込み、この時のジョセ
フソン接合２０に流れる電流の立上りはインダクタンス
２１が存在するためインダクタンスには急激に電流が流
れないので、初期において電流はほとんどすべてジョセ
フソン接合２０に流れるのでバイアス電流の立上りは急
峻な特性となる。その後ジョセフソン接合２０の臨界電
流を超えると、ジョセフソン接合２０は高抵抗状態とな
りジョセフソン接合にバイアス電流が流れなくなる。こ
のため電源回路部１のバイアス電流は、インダクタンス
２１と抵抗２２の直列回路を介して接地に流れ込む。こ
の時抵抗２２はジョセフソン接合５，６．７の高抵抗と
抵抗１９の直列抵抗、およびジョセフソン接合２０の高
抵抗に比べて十分率さい値の抵抗値であるため、確実に
パルス発生部２に入力したバイアス電流をバイパスする
ことができる。したがって従来のジョセフソン発生回路
のように一度パルス発生部２に入力したバイアス電流が
電源回路部１に逆入力したり、ジョセフソン接合２０に
入力したりすることはない。したがってジョセフソン接
合２０に流れていたバイアス電流の立下がり後一定の直
流電流が流れることもなく急峻な立下り特性を得ること
ができ、このジョセフソン接合２０に流れるバイアス電
流をパルス信号としてジョセフソン接合２０以下の論理
回路に用いることができる。
め、ジョセフソン接合２０に流れ込み、この時のジョセ
フソン接合２０に流れる電流の立上りはインダクタンス
２１が存在するためインダクタンスには急激に電流が流
れないので、初期において電流はほとんどすべてジョセ
フソン接合２０に流れるのでバイアス電流の立上りは急
峻な特性となる。その後ジョセフソン接合２０の臨界電
流を超えると、ジョセフソン接合２０は高抵抗状態とな
りジョセフソン接合にバイアス電流が流れなくなる。こ
のため電源回路部１のバイアス電流は、インダクタンス
２１と抵抗２２の直列回路を介して接地に流れ込む。こ
の時抵抗２２はジョセフソン接合５，６．７の高抵抗と
抵抗１９の直列抵抗、およびジョセフソン接合２０の高
抵抗に比べて十分率さい値の抵抗値であるため、確実に
パルス発生部２に入力したバイアス電流をバイパスする
ことができる。したがって従来のジョセフソン発生回路
のように一度パルス発生部２に入力したバイアス電流が
電源回路部１に逆入力したり、ジョセフソン接合２０に
入力したりすることはない。したがってジョセフソン接
合２０に流れていたバイアス電流の立下がり後一定の直
流電流が流れることもなく急峻な立下り特性を得ること
ができ、このジョセフソン接合２０に流れるバイアス電
流をパルス信号としてジョセフソン接合２０以下の論理
回路に用いることができる。
また抵抗２２を有することにより、インダクタンス２１
とジョセフソン接合２０と接地間で構成される閉ループ
回路に超伝導電流が流れることもない。
とジョセフソン接合２０と接地間で構成される閉ループ
回路に超伝導電流が流れることもない。
以上説明したように本実施例によれば、ジョセフソン接
合２０と並列にインダクタンス２１．抵抗２２の直列回
路を接続することにより、ジョセフソン接合２０のパル
ス電流の立上りに対してすなわち高周波に対してその直
列回路は高インピーダンス特性を持ち、電流の直流成分
に対してすなわち低周波に対しては低インピーダンス特
性を持ぢ、この特性を利用して急峻な立上り、立下り特
性を有するパルス信号を発生することができる。
合２０と並列にインダクタンス２１．抵抗２２の直列回
路を接続することにより、ジョセフソン接合２０のパル
ス電流の立上りに対してすなわち高周波に対してその直
列回路は高インピーダンス特性を持ち、電流の直流成分
に対してすなわち低周波に対しては低インピーダンス特
性を持ぢ、この特性を利用して急峻な立上り、立下り特
性を有するパルス信号を発生することができる。
本発明は以上の実施例に限るわけではなく、電源回路部
１は３接合量子干渉素子に限らずジョセフソン接合を１
個または２個で構成しても良（、また制御電流も磁気結
合に限らず直接注入する回路を用いて注入しても同様に
実施することができる。
１は３接合量子干渉素子に限らずジョセフソン接合を１
個または２個で構成しても良（、また制御電流も磁気結
合に限らず直接注入する回路を用いて注入しても同様に
実施することができる。
（７）発明の効果
以上詳細に説明したように本発明によれば、急峻な立上
り、立下り特性を有するパルス信号を発 。
り、立下り特性を有するパルス信号を発 。
生することができ、直流成分を含むこともないので相対
的にパルスレベルが減下することもなく、効率の良いパ
ルス発生回路を提供することができる。
的にパルスレベルが減下することもなく、効率の良いパ
ルス発生回路を提供することができる。
また本発明のパルス発生回路は従来の回路のジョセフソ
ン接合２０に並列にインダクタンスと抵抗の直列回路を
接続するだけで構成でき、非富に簡単な回路で実施する
ことができる。
ン接合２０に並列にインダクタンスと抵抗の直列回路を
接続するだけで構成でき、非富に簡単な回路で実施する
ことができる。
図は本発明のジョセフソンパルス発生回路の等価回路図
である。
である。
Claims (1)
- バイアス電流供給時には内部のジョセフソン素子に電流
を流して出力抵抗には電流を流さず、さらに制御電流が
供給されたとき前記ジョセフソン素子がカントオフされ
て前記出力抵抗に電流を流す電源回路と、前記出力抵抗
の他端に接続されるジョセフソン接合素子と並列接続さ
れるインダクタンスと抵抗との直列回路を有することを
特徴とするジョセフソンパルス発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142684A JPS60254914A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | ジヨセフソンパルス発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11142684A JPS60254914A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | ジヨセフソンパルス発生回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254914A true JPS60254914A (ja) | 1985-12-16 |
| JPH0213966B2 JPH0213966B2 (ja) | 1990-04-05 |
Family
ID=14560880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11142684A Granted JPS60254914A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | ジヨセフソンパルス発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60254914A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5336941A (en) * | 1991-08-06 | 1994-08-09 | Nec Corporation | Superconducting circuit and method for driving the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630732A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mounting method of semiconductor pellet |
| JPS5866419A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-20 | Hitachi Ltd | 超電導回路 |
| JPS58147229A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-02 | Nec Corp | ジヨセフソン効果を用いた電流注入型パルス発生回路 |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP11142684A patent/JPS60254914A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630732A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mounting method of semiconductor pellet |
| JPS5866419A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-20 | Hitachi Ltd | 超電導回路 |
| JPS58147229A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-02 | Nec Corp | ジヨセフソン効果を用いた電流注入型パルス発生回路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5336941A (en) * | 1991-08-06 | 1994-08-09 | Nec Corporation | Superconducting circuit and method for driving the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0213966B2 (ja) | 1990-04-05 |
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