JPS61206316A - ジヨセフソン駆動回路 - Google Patents

ジヨセフソン駆動回路

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JPS61206316A
JPS61206316A JP60046674A JP4667485A JPS61206316A JP S61206316 A JPS61206316 A JP S61206316A JP 60046674 A JP60046674 A JP 60046674A JP 4667485 A JP4667485 A JP 4667485A JP S61206316 A JPS61206316 A JP S61206316A
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JP
Japan
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josephson
drive circuit
inductance
junctions
bias
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JP60046674A
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JPH0417566B2 (ja
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Shuichi Nagasawa
秀一 永沢
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はジョセフソン素子を用いた線路態動回路に関す
るものである。
(従来技術とその問題点) 入力信号が入力されたときに、被駆動線路に出力電流を
送シ出すジョセフソン接合を用いた駆動回路は、論理装
置の出力回路やジョセフソン記憶装置の制御線駆動回路
として用いられる。
従来、このような駆動回路として、量子干渉計を用いた
直流駆動型の駆動回路(アイ・ビー・エム・ジャーナル
・オブ・リサーチ・アンド・ディペoップメント(IB
M  J、RED、DBVELOP。
24(1980)143)が知られている。
・ 第3図は、従来から知られている2接合量子午渉計
を用いた駆動回路から成る線路駆動回路を示したもので
ある。第3図の回路は、ジョセフソン素子301,30
2と抵抗203とで構成される2接合量子干渉計304
と被駆動線路305とで構成されている。端子114か
ら2接合量子干渉計304に直流のバイアス電流を供給
し、端子115に入力信号が入力されると、2接合量子
干渉計304が電圧状態にスイッチし、被駆動線路30
5に出力電流を送9出す。被駆動線路305−は超伝導
ストリップ線路であシ、インダクタンスとキャパシタン
スからなる分布定数回路でおる。
前記駆動回路の動作時間Tは、被駆動線路305のイン
ダクタンスをL1出力′亀流値を11ジョセフソン接合
の両端の電圧をVとすると T=Li/Vで与えられる
従って、インダクタンスLの被駆動線路に出力電流値i
の電流を高速で送シ出すためには接合の両端の電圧Vを
大きくする必要がある。前記駆動回路では、この電圧が
ジョセフソン接合のギヤツブ電圧VG程度であり、この
値以上に大きくとることが出来ないため、高速の動作が
困難であるという欠点があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、前述した従来のジョセフソン駆動回路
の欠点を除き、高速動作可能なジョセフソン駆動回路を
提供することにある。
(発明の構成) 本発明はバイアス分流抵抗部と、該抵抗部に接続するバ
イアス入力抵抗と、前記バイアス分流抵抗部の一端に接
続し少なくとも2個以上が直列に接続すれているジョセ
フソン接合と、前記バイアス分流抵抗部の他端と接続す
るインダクタンスと、該インダクタンスと接続し少なく
とも2個以上が直列に接続されているジョセフソン接合
と、前記インダクタンスに接続する入力信号端子とを備
えたことを特徴とするジョセフソン駆動回路、及びバイ
アス分流抵抗部と、該抵抗部に接続するバイアス入力抵
抗と、前記バイアス分流抵抗部の一端に接続し少なくと
も2個以上が直列に接続されているジョセフソン接合と
、前記バイアス分流抵抗部の他端と接合するインダクタ
ンスと、該インダクタンスと接続し少なくとも2個以上
が直列に接続されているジョセフソン接合と、前記イン
ダクタンスと入力信号端子との間に設置され少なくとも
2個以上が直列に接続されたジョセフソン接合と、入力
信号端子に接続した入力抵抗とを備えたことを特徴とす
るジョセフソン駆動回路である。
(実施例) 以下、実施例を用いてまず第2の本発明のさらに詳細な
説明を行なう。第1図は第2の発明によるジョセフソン
駆動回路の実施例を示した図であシ、抵抗109,11
0からなるバイアス分流抵抗部とジョセフソン接合10
1〜106とバイアス入力抵抗112と入力抵抗108
とから構成されるジョセフソン駆動回路と前記ジョセフ
ソン駆動回路の出力端子116に接続され、他端を負荷
抵抗111を通して接地した被駆動線路113とから構
成される。本実施例におけるジョセフソン駆動回路の動
作は、以下の様にして行なわれる。
端子114に両極性のバイアス電流を加えた状態で入力
信号を端子115に加えると、入力信号電流はジョセフ
ソン接合105,106を通して、ジョセフソン接合1
01,102に流れ込む。ここでジョセフソン接合10
19102の臨界電流値は同一の値に設計されるが、素
子作製上のばらつきによシ、異なる値となった場合は、
臨界電流値の小さいほうのジョセフソン接合が先に電圧
状態にスイッチする。とのとき、インダクタンス107
により抵抗109に向けて流出する電流が抑制されるた
め臨界電流値の大きいほうのジョセフソン接合も電圧状
態にスイッチする。被駆動線路113は、大きなインダ
クタンスをもっているため、ジョセフソン接合103 
# 104は電圧状態にスイッチし次いでジョセフソン
接合10!1z106が電圧状態にスイッチすることに
よって、バイアス電流は被駆動線路113に送シ出され
る。
ここで、負荷抵抗111の値RLは被駆動線路に流れる
出力電流値iとジョセフソン接合のギャップ電圧VQと
からRI、 = 2 VG/ iと決定される。
ジョセフソン接合101〜104の臨界電流値を0.6
5mA、ジョセフソン接合105,106の臨界[流値
を0.43 mA 1インダクタンス107を2−1入
力抵抗108を0.4Ω、バイアス分流抵抗109,1
10を0.3Ω、負荷抵抗111を3Ω、バイアス入力
抵抗112を25Ωとして、本発明によるジョセフソン
駆動回路の計算機シーミレージョンを行なった結果、ジ
ョセフソン接合101と102の臨界電流値が10%異
なった場合においても正常動作が行なわれることが知ら
れた。ここでインダクタンス107の値2pt(はジョ
セフソン接合101の等価インダクタンスの値を考慮し
て設定される。
本発明によるジョセフソン駆動回路の動作時間Tは被駆
動線路113の出力電流値を11インダクタンスをり、
2個直列接続されたジョセフソン素子の両端の電圧をv
(■+2vG)とすると、−T =Li で与えられる
。従って11の実施例ではジョセフソン素子を2個直列
に接続したが、これを2個以上直列に接続したジョセフ
ソン素子で構成することによって、前記Vを大きくし、
さらに高速の動作が可能となる。
以上の実施例により、高速動作可能なジョセフソン駆動
回路が得られる。
第2図は第1の発明によるジョセフソン駆動回路の実施
例を示した図であシ、抵抗109yllOからなるバイ
アス分流抵抗部とジョセフソン接合101〜104とバ
イアス入力抵抗112とから構成されるジョセフソン駆
動回路と前記ジョセフソン駆動回路の出力端子116に
接続され、他端を負荷抵抗111を通して接地した被駆
動線路113とから構成される。
本実施例におけるジョセフソン駆動回路の動作は以下の
様にして行なわれる。端子114に両極性のバイアス電
流を加えた状態で入力信号を端子115に加えると、入
力信号電流はジョセフソン接合101,102に流れ込
む。ここでジョセフソン接合101,102の臨界電流
値は同一の値に設計されるが、素子作製上のばらつきに
よシ、異なる値となった場合は臨界電流値の小さいほう
のジョセフソン接合が先に電圧状態にスイッチする。こ
のとき、インダクタンス107により、抵抗109に向
けて流出する電流が抑制されるため臨界電流値の大きい
ほうのジョセフソン接合も電圧状態にスイッチする。被
駆動線路113は大きなインダグタンスをもりているた
めジョセフソン接合103,104は電圧状態にスイッ
チしバイアス電流は被駆動線路113に送シ出される。
ここで負荷抵抗111の値RLは、被駆動線路に流れる
出力電流値iとジョセフソン接合のギャップ電圧vGと
からRL = 2 VG / iと決定される。動作時
間は、第2の発明によるジョセフソン駆動回路の実施例
の動作時間と同じである。
本発明によるジョセフソン駆動回路は、入肛力★離を必
要としない場合に、有効に用いられ第2市発明によるジ
ョセフソン駆動回路に比して広い動作マージンを持つ。
以上、本実施例によシ広い動作マージンを持ち高速動作
可能なジョセフソン駆動回路が得られる。
(発明の効果) 以上説明した様に、本発明によるジョセフソン駆動回路
によって、第1に駆動電圧を高め、高速動作可能なもの
とした。本発明によって、前記ジ回路に比して、1/2
の動作時間で駆動することが計算機シミュレーションに
よって確かめられた。
第2に、素子を作製する上で発生するジョセ7ソ・接合
の臨界電流値のばらつきに一鑓ツ斗、直列接続されたジ
ョセフソン接合の臨界電流値が10チ異なった場合にお
いても安定に動作することが計算機シミュレーションに
よって確かめられた。
従って本発明によシ、安定に高速動作可能なジョセフソ
ン駆動回路が実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図jK2図は本発明によるジョセフソン駆動回路の
実施例を示す図、第3図は従来から知られている量子干
渉計を用いた直流駆動型の駆動回路を示した図である。 図において、101〜106..301,302・・・
ジョセフソン接合、107川インダクタンス、109.
110・・・バイアス分流抵抗、111#303・・・
負荷抵抗、112・・・バイアス入力抵抗、113゜3
05・・・被駆動線路、114・・・バイアス大刀端子
、115・・・入力信号端子、3o4・・・2接合量子
干渉計、306・・・リセット回路手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)バイアス分流抵抗部と、該抵抗部に接続するバイ
    アス入力抵抗と、前記バイアス分流抵抗部の一端に接続
    し少なくとも2個以上が直列に接続されているジョセフ
    ソン接合と、前記バイアス分流抵抗部の他端と接続する
    インダクタンスと、該インダクタンスと接続し少なくと
    も2個以上が直列に接続されているジョセフソン接合と
    、前記インダクタンスに接続する入力信号端子とを備え
    たことを特徴とするジョセフソン駆動回路。
  2. (2)バイアス分流抵抗部と、該抵抗部に接続するバイ
    アス入力抵抗と、前記バイアス分流抵抗部の一端に接続
    し少なくとも2個以上が直列に接続されているジョセフ
    ソン接合と、前記バイアス分流抵抗部の他端と接続する
    インダクタンスと、該インダクタンスと接続し少なくと
    も2個以上が直列に接続されているジョセフソン接合と
    、前記インダクタンスと入力信号端子との間に設置され
    少なくとも2個以上が直列に接続されたジヨセフソン接
    合と、入力信号端子に接続した入力抵抗とを備えたこと
    を特徴とするジョセフソン駆動回路。
JP60046674A 1985-03-11 1985-03-11 ジヨセフソン駆動回路 Granted JPS61206316A (ja)

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JPH0417566B2 JPH0417566B2 (ja) 1992-03-26

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04178013A (ja) * 1990-11-13 1992-06-25 Nec Corp 極性切換型ジョセフソン駆動回路
JPH04219697A (ja) * 1990-12-19 1992-08-10 Nec Corp 極性切換型ジョセフソン駆動回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58124327A (ja) * 1982-01-20 1983-07-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 超伝導タイミング信号形成回路
JPS58124330A (ja) * 1982-01-20 1983-07-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 超伝導タイミング信号形成回路

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