JPS6142452B2 - - Google Patents

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JPS6142452B2
JPS6142452B2 JP51137570A JP13757076A JPS6142452B2 JP S6142452 B2 JPS6142452 B2 JP S6142452B2 JP 51137570 A JP51137570 A JP 51137570A JP 13757076 A JP13757076 A JP 13757076A JP S6142452 B2 JPS6142452 B2 JP S6142452B2
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JP
Japan
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current
magnetic field
superconductor
josephson junction
external magnetic
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Application number
JP51137570A
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Japanese (ja)
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JPS5361934A (en
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Shinya Hasuo
Takeshi Imamura
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6142452B2 publication Critical patent/JPS6142452B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/195Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using superconductive devices
    • H03K19/1952Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using superconductive devices with electro-magnetic coupling of the control current

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  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジヨセフソン接合装置を用いた3値
論理回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a ternary logic circuit using a Josephson junction device.

ジヨセフソン接合装置は既に公知であり、この
ジヨセフソン接合装置は次に述べるような長所を
有しているものである。この長所とは、 (イ) 消費電力の小さいこと(数μw乃至数10μ
w/ゲート) (ロ) 超高速スイツチング速度(数10ps/ゲー
ト)が得られること、 (ハ) 低消費電力であるため熱放散が少なく、した
がつて、高密度に集積できること、 (ニ) 素子構造が簡単であり、パターン形成には従
来のIC技術が利用できること、 (ホ) 簡単な回路構成で多様な論理動作が可能なこ
と、 などである。
A Josephson bonding device is already known, and this Josephson bonding device has the following advantages. The advantages of this are: (a) Low power consumption (several microwatts to several tens of microwatts)
w/gate) (b) Ultra-high switching speed (several tens of ps/gate) can be obtained, (c) Low power consumption reduces heat dissipation, and therefore allows for high-density integration, (d) Elements The structure is simple, conventional IC technology can be used for pattern formation, and (e) a variety of logical operations are possible with a simple circuit configuration.

一方、現在の計算機などに用いられる論理回路
の殆ど全ては、2値論理に基づくものである。即
ち、電気的なスイツチとオンとオフを2進数の
「1」と「0」に対応させて論理演算を行わせる
ものである。これに対して、3値論理回路は、3
つの基本状態を用いて論理演算を行うものであ
り、2値論理に比較して、 (a) 同じ情報を処理するために必要なデイジツト
数が少なく、高速処理が可能なこと、 (b) 同じ伝送媒体に対して利用効率が高いこと、 (c) 記憶密度が高いこと、 等の利点を有している。
On the other hand, almost all logic circuits used in current computers are based on binary logic. That is, logical operations are performed by associating electrical switches, on and off, with binary numbers "1" and "0". On the other hand, a ternary logic circuit has 3
It performs logical operations using two basic states, and compared to binary logic, (a) fewer digits are required to process the same information, enabling high-speed processing; (b) the same It has the following advantages: (c) high utilization efficiency for transmission media, and (c) high storage density.

しかし、上記のような利点にもかかわらず、3
値論理回路が殆ど実用化されていない理由は、ト
ランジスタやダイオードの組合せで3値論理を行
わせようとすると、回路が複雑になり、上記の(a)
乃至(c)の利点を十分に生かすことが出来ないため
である。
However, despite the above advantages, 3
The reason why value logic circuits have hardly been put into practical use is that trying to perform three-value logic using a combination of transistors and diodes makes the circuit complicated, and the above (a)
This is because the advantages of (c) cannot be fully utilized.

本発明は、上記の考案に基づくものであつて、
ジヨセフソン接合装置の長所を生かしつつ、簡単
な回路構成で3値論理を行い得るジヨセフソン接
合装置を用いた3値論理回路を提供することを目
的としている。そして、そのため本発明の第1番
目のジヨセフソン接合装置を用いた3値論理回路
は、3値入力信号が供給される複数の入力信号線
路と、外部磁界発生手段とジヨセフソン接合とを
有すると共に臨界電流軸に対して非対称の臨界電
流―外部磁界特性を持つジヨセフソン接合装置が
設けられた3個の超伝導体電流枝路A,B,C
と、上端が上記超伝導体電流枝路Cを介して上記
超伝導体電流枝路Aの上端に接続され下端が上記
超伝導体電流枝路AとBとの接合点に接続された
第1の定電流源と、上端が上記超伝導体電流枝路
AとBとの接合点に接続され下端が上記超伝導体
電流枝路Bの下端に接続された第2の定電流源
と、上端が上記超伝導体電流枝路Aの上端に接続
され下端が上記超伝導体電流枝路Bの下端に接続
された直列接続の2個の抵抗と、該2個の抵抗の
接合点と上記超伝導体電流枝路AとBの接合点の
間に設置された出力回路と、上記超伝導体電流枝
路Cに並列接続された抵抗を有する電流枝路と、
ジヨセフソン接合装置のジヨセフソン接合にバイ
ヤス磁界成分を加えるためのバイヤス回路とを具
備し、且つ上記超伝導体電流枝路Aに設けられた
ジヨセフソン装置の外部磁界発生手段が、上記抵
抗を有する電流枝路に流れる電流値の関数である
外部磁界成分を対応するジヨセフソン接合に加
え、また上記超伝導体電流枝路Bに設けられたジ
ヨセフソン装置の外部磁界発生手段が、上記入力
信号線路に流れる入力信号電流値の関数である外
部磁界成分を対応するジヨセフソン接合に加え、
上記超伝導体電流枝路Cに設けられたジヨセフソ
ン装置の外部磁界発生手段も、上記入力信号線路
に流れる入力信号電流値の関数である外部磁界成
分を対応するジヨセフソン接合に加えるように構
成されていることを特徴とするものである。ま
た、本発明の第2番目のジヨセフソン接合装置を
用いた3値論理回路は、3値入力信号が供給され
る複数の入力信号線路と、外部磁界発生手段とジ
ヨセフソン接合とを有すると共に臨界電流軸に対
して非対称の臨界電流―外部磁界特性を持つジヨ
セフソン接合装置が設けられた3個の超伝導体電
流枝路A,B,Cと、上端が上記超伝導体電流枝
路Aの上端に接続され下端が上記超伝導体電流枝
路AとBとの接合点に接続された第1の定電流源
と、上端が上記超伝導体電流枝路AとBとの接合
点に接続され下端が上記超伝導体電流枝路Cを介
して上記超伝導体電流枝路Bの下端に接続された
第2の定電流源と、上端が上記超伝導体電流枝路
Aの上端に接続され下端が上記超伝導体電流枝路
Bの下端に接続された直列接続の2個の抵抗と、
該2個の抵抗の接合点と上記超伝導体電流枝路A
とBの接合点の間に設置された出力回路と、上記
超伝導体電流枝路Cに並列接続された抵抗を有す
る電流枝路と、ジヨセフソン接合装置のジヨセフ
ソン接合にバイヤス磁界成分を加えるためのバイ
ヤス回路とを具備し、且つ上記超伝導体電流枝路
Aに設けられたジヨセフソン装置の外部磁界発生
手段が、上記入力信号線路に流れる電流値の関数
である外部磁界成分を対応するジヨセフソン接合
に加え、また上記超伝導体電流枝路Bに設けられ
たジヨセフソン装置の外部磁界発生手段が、上記
抵抗を有する電流枝路に流れる電流値の関数であ
る外部磁界成分を対応するジヨセフソン接合に加
え、上記超伝導体電流枝路Cに設けられたジヨセ
フソン装置の外部磁界発生手段も、上記入力信号
線路に流れる入力信号電流値の関数である外部磁
界成分を対応するジヨセフソン接合に加えるよう
に構成されていることを特徴とするものである。
The present invention is based on the above invention, and includes:
It is an object of the present invention to provide a ternary logic circuit using a Josephson junction device that can perform ternary logic with a simple circuit configuration while taking advantage of the advantages of the Josephson junction device. Therefore, the ternary logic circuit using the Josephson junction device according to the first aspect of the present invention has a plurality of input signal lines to which ternary input signals are supplied, an external magnetic field generating means, a Josephson junction, and a critical current. Three superconductor current branches A, B, C with Josephson junction devices with axis-asymmetric critical current-external magnetic field characteristics
and a first whose upper end is connected to the upper end of the superconductor current branch A via the superconductor current branch C and whose lower end is connected to the junction of the superconductor current branches A and B. a second constant current source whose upper end is connected to the junction of the superconductor current branches A and B and whose lower end is connected to the lower end of the superconductor current branch B; is connected to the upper end of the superconductor current branch A and the lower end is connected to the lower end of the superconductor current branch B, and the junction of the two resistors and the superconductor an output circuit installed between the junction of conductor current branches A and B, and a current branch having a resistor connected in parallel to said superconductor current branch C;
and a bias circuit for applying a bias magnetic field component to the Josephson junction of the Josephson junction device, and the external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch A is a current branch having the resistance. The external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch B adds an external magnetic field component that is a function of the value of the current flowing in the input signal line to the corresponding Josephson junction, and Adding the external magnetic field component, which is a function of the value, to the corresponding Josephson junction,
The external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch C is also configured to apply an external magnetic field component that is a function of the input signal current value flowing through the input signal line to the corresponding Josephson junction. It is characterized by the presence of Further, a ternary logic circuit using the second Josephson junction device of the present invention has a plurality of input signal lines to which ternary input signals are supplied, an external magnetic field generating means, a Josephson junction, and a critical current axis. Three superconductor current branches A, B, and C are provided with Josephson junction devices having critical current-external magnetic field characteristics asymmetrical to a first constant current source whose lower end is connected to the junction of the superconductor current branches A and B; and whose upper end is connected to the junction of the superconductor current branches A and B, and whose lower end is connected to the junction of the superconductor current branches A and B. a second constant current source connected to the lower end of the superconductor current branch B via the superconductor current branch C, and a second constant current source whose upper end is connected to the upper end of the superconductor current branch A and whose lower end is two resistors connected in series connected to the lower end of the superconductor current branch B;
The junction point of the two resistors and the superconductor current branch A
and B, a current branch having a resistor connected in parallel to the superconductor current branch C, and a current branch for applying a bias magnetic field component to the Josephson junction of the Josephson junction device. The external magnetic field generating means of the Josephson device, which includes a bias circuit and is provided in the superconductor current branch A, generates an external magnetic field component that is a function of the current value flowing through the input signal line to the corresponding Josephson junction. In addition, the external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch B applies an external magnetic field component that is a function of the value of the current flowing in the current branch having the resistance to the corresponding Josephson junction; The external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch C is also configured to apply an external magnetic field component that is a function of the input signal current value flowing through the input signal line to the corresponding Josephson junction. It is characterized by the presence of

以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。こ
れに先立つて、ジヨセフソン接合装置についての
簡単な説明を行う。第1図はジヨセフソン接合素
子を示し、第2図は外部磁界発生用線路を有する
ジヨセフソン接合装置の1例を示すものであり、
第3図はジヨセフソン接合素子の電圧―電流特性
を示すものであり、第4図は第2図のジヨセフソ
ン接合装置の外部磁界―臨界電流特性を示すもの
である。
Hereinafter, the present invention will be explained with reference to the drawings. Prior to this, a brief explanation of the Josephson bonding device will be given. FIG. 1 shows a Josephson junction element, and FIG. 2 shows an example of a Josephson junction device having a line for generating an external magnetic field.
FIG. 3 shows the voltage-current characteristics of the Josephson junction device, and FIG. 4 shows the external magnetic field-critical current characteristics of the Josephson junction device of FIG. 2.

第1図において、1,2は超伝導薄膜、3は酸
化膜である。第3図に示すように、素子電流Iを
増加させて行くと、臨界電流値Icに達するまでの
間は、ジヨセフソン接合素子の両端電圧は零であ
り、素子電流Iが臨界電流値Icを越えると、ジヨ
セフソン接合素子の両端に電圧を生ずる。この電
圧は、薄膜材料によつて異なるが、鉛の場合には
略ぼ2.7mV程度である。素子電流Iを減少させて
行くと、最小電流IMINに達するまでの間は、ジ
ヨセフソン接合素子は電圧状態であるが、IMIN
以下になると、無電圧状態になる。第3図におい
て、点P1,P2はジヨセフソン接合素子の電圧―電
流特性曲線と負荷直線との交点を示し、これらの
点P1,P2が安定点となるものである。ジヨセフソ
ン接合素子を無電圧状態から電圧状態に移行させ
るためには、臨界電流値Icを安定点P1の電流以下
にすれば良い。ジヨセフソン接合素子を電圧状態
から無電圧状態に移行させるためには、素子電流
Iを最小電流値IMIN以下にすれば良い。
In FIG. 1, 1 and 2 are superconducting thin films, and 3 is an oxide film. As shown in Figure 3, when the device current I is increased, the voltage across the Josephson junction device is zero until it reaches the critical current value Ic, and the device current I exceeds the critical current value Ic. produces a voltage across the Josephson junction element. This voltage varies depending on the thin film material, but in the case of lead it is approximately 2.7 mV. As the device current I is decreased, the Josephson junction device remains in a voltage state until the minimum current I MIN is reached, but I MIN
When the voltage is below, it becomes a no-voltage state. In FIG. 3, points P 1 and P 2 indicate the intersection of the voltage-current characteristic curve of the Josephson junction element and the load straight line, and these points P 1 and P 2 are stable points. In order to shift the Josephson junction element from a no-voltage state to a voltage state, the critical current value Ic may be set to below the current at the stable point P1 . In order to shift the Josephson junction element from a voltage state to a non-voltage state, the element current I may be set to be less than or equal to the minimum current value I MIN .

第2図において、4は外部磁界発生用線路、5
はシリコン又はガラス等の基板、6はストリツプ
線路のグランド・プレーン(ground plane)と
成る超伝導金属の薄膜、7はSiO2等の絶縁層で
ある。絶縁層7はストリツプ線路の誘電体として
機能するものである。第2図のジヨセフソン接合
装置は所謂インライン・ゲート型と称されるもの
である。第4図は第2図のジヨセフソン接合装置
の外部磁界―臨界電流特性を示すものである。外
部磁界Hは外部磁界発生用線路4に流れる電流I
Hにより生ずるものである。第4図に示した外部
磁界―臨界電流特性においては、特性曲線は臨界
電流値Ic軸に対して非対称になつているが、所謂
クロス・ゲート型のジヨセフソン接合装置におい
ては、外部磁界―臨界電流特性は臨界電流Ic軸に
対して対称になつているものである。本発明にお
いては、インライン・ゲート型のジヨセフソン接
合装置が使用される。
In Fig. 2, 4 is a line for generating an external magnetic field, and 5 is a line for generating an external magnetic field.
6 is a substrate made of silicon or glass, 6 is a thin film of superconducting metal serving as a ground plane for the strip line, and 7 is an insulating layer made of SiO 2 or the like. The insulating layer 7 functions as a dielectric for the strip line. The Josephson bonding device shown in FIG. 2 is of the so-called in-line gate type. FIG. 4 shows the external magnetic field-critical current characteristics of the Josephson junction device of FIG. 2. The external magnetic field H is a current I flowing through the external magnetic field generation line 4.
This is caused by H. In the external magnetic field vs. critical current characteristic shown in Figure 4, the characteristic curve is asymmetrical with respect to the critical current value Ic axis, but in the so-called cross gate type Josephson junction device, the external magnetic field vs. critical current The characteristics are symmetrical about the critical current Ic axis. In the present invention, an in-line gate type Josephson junction device is used.

第5図は、基本ゲートとして動作するジヨセフ
ソン接合装置を示すものである。ジヨセフソン接
合装置Jに素子電流Iが流れ、且つこれが無電圧
状態にあるとき、入力信号線路4′,4′(外部磁
界発生用線路4,4に接続される)に所定の電流
が流れると、ジヨセフソン接合装置Jは電圧状態
になつて、負荷抵抗R1に電流が流れる。以上は
ジヨセフソン接合装置についての一般的な説明で
ある。
FIG. 5 shows a Josephson junction device operating as a basic gate. When an element current I flows through Josephson junction device J and it is in a no-voltage state, when a predetermined current flows through input signal lines 4', 4' (connected to external magnetic field generation lines 4, 4), Josephson junction device J is in a voltage state and current flows through load resistor R1 . The above is a general description of the Josephson bonding apparatus.

第6図はジヨセフソン接合装置を用いた3値論
理回路の1例を示すものであり、第7図はその動
作説明図である。図中、8,9は定電流パルスを
流す電流源、10は入力信号線路、11は出力回
路、J1,J2はジヨセフソン接合装置、Isは入力信
号電流、Ipは出力信号電流、A,Bはジヨセフ
ソン接合装置が設けられた電流枝路を示す。入力
信号線路10はジヨセフソン接合装置J1,J2の部
磁界発生用線路4と一体化される。なお、素子間
の配線は全て超伝導体で作られている。入力信号
電流Isは、「−1」、「0」又は「1」のいずれか
1つの値を取るものであり、出力信号電流Ip
「−1」、「0」又は「1」のいずれか1つの値を
取るものである。ジヨセフソン接合装置J1では素
子電流の向きと外部磁界発生用線路4に流れる入
力信号電流Isの向きの関係は、入力信号電流Is
が論理「1」のとき上記の両電流が同相となるよ
うな関係である。ジヨセフソン接合装置J2では、
入力信号電流Isが論理「−1」のとき、素子電
流と入力信号電流Isは同相である。
FIG. 6 shows an example of a three-value logic circuit using a Josephson junction device, and FIG. 7 is an explanatory diagram of its operation. In the figure, 8 and 9 are current sources that flow constant current pulses, 10 is an input signal line, 11 is an output circuit, J 1 and J 2 are Josephson junction devices, Is is an input signal current, I p is an output signal current, and A , B shows a current branch provided with a Josephson junction device. The input signal line 10 is integrated with the partial magnetic field generating line 4 of the Josephson junction devices J 1 and J 2 . Note that all wiring between elements is made of superconductor. The input signal current I s takes one value of "-1", "0" or "1", and the output signal current I p also takes a value of "-1", "0" or "1". It takes one value. In Josephson junction device J 1 , the relationship between the direction of the element current and the direction of the input signal current I s flowing through the external magnetic field generation line 4 is the input signal current I s
The relationship is such that when the logic is "1", the above-mentioned two currents are in the same phase. In the Josephson joining machine J 2 ,
When the input signal current Is is logic "-1", the element current and the input signal current Is are in phase.

入力信号電流Isが論理「0」であると、ジヨ
セフソン接合装置J1の動作点はe点にあり、ジヨ
セフソン接合装置J2の動作点はf点にある。ジヨ
セフソン接合装置J1,J2に定電流パルスIが供給
されると、e点及びf点では素子電流Iより臨界
電流Icの方が大きいので、ジヨセフソン接合装置
J1およびJ2は無電圧状態を保つ。装置J1およびJ2
の両端に電圧が生じないので、超伝導体電流枝路
AおよびBの両端に電圧が生ぜず、出力回路11
には電流が流れない。即ち、出力回路11には論
理「0」出力信号電流が流れる。
When the input signal current I s is logic "0", the operating point of Josephson junction device J 1 is at point e, and the operating point of Josephson junction device J 2 is at point f. When a constant current pulse I is supplied to Josephson junction devices J 1 and J 2 , the critical current Ic is larger than the element current I at points e and f, so the Josephson junction devices
J 1 and J 2 remain voltage-free. Devices J 1 and J 2
Since no voltage develops across the superconductor current branches A and B, no voltage develops across the output circuit 11.
No current flows through. That is, a logic "0" output signal current flows through the output circuit 11.

入力信号電流Isが(+i)、即ち論理「1」で
あるとすると、この電流iによつてジヨセフソン
接合装置J1,J2に外部磁界Hが印加される。この
結果、装置J1の動作点はa点に移行し、装置J2
動作点はb点に移行する。ジヨセフソン接合装置
J1,J2に定電流パルスIが供給されると、装置J1
については臨界電流Icの方が素子電流Iより小さ
いので、装置J1は電圧状態になる。装置J2は電圧
状態にならず、無電圧のままである。ジヨセフソ
ン接合装置J1が電圧状態になると、電流枝路Aの
両端に電圧が生じ、出力回路11に矢印方向の電
流iRが流れる。この状態を論理「1」に対応さ
せると、出力回路11に論理「1」の出力信号が
生じたことになる。なお、入力信号電流Isはパ
ルス電流であり、これは電流源8,9から流れる
定電流パルスIと同期しているものである。
Assuming that the input signal current I s is (+i), ie, logic "1", an external magnetic field H is applied to Josephson junction devices J 1 and J 2 by this current i. As a result, the operating point of device J 1 shifts to point a, and the operating point of device J 2 shifts to point b. Josephson joining equipment
When a constant current pulse I is supplied to J 1 and J 2 , the device J 1
Since the critical current Ic is smaller than the element current I, the device J1 is in a voltage state. Device J 2 does not come into voltage state and remains voltage-free. When Josephson junction device J 1 enters a voltage state, a voltage is generated across current branch A, and current iR flows in output circuit 11 in the direction of the arrow. If this state corresponds to logic "1", an output signal of logic "1" is generated in the output circuit 11. Note that the input signal current I s is a pulse current, which is synchronized with the constant current pulse I flowing from the current sources 8 and 9.

入力信号電流が(−i)、即ち論理「−1」で
あるとすると、ジヨセフソン接合装置J1の動作点
はC点に移行し、ジヨセフソン接合装置J2の動作
点はd点に移行する。定電流パルスIがジヨセフ
ソン接合装置J1,J2に流れると、装置J2のみが電
圧状態になる。この結果、電流枝路Bの両端にの
み電圧が生じ、出力回路11に電流(−iR)が
流れる。即ち、論理「−1」の出力信号が生じた
ことになる。
When the input signal current is (-i), that is, the logic is "-1", the operating point of Josephson junction device J 1 shifts to point C, and the operating point of Josephson junction device J 2 shifts to point d. When a constant current pulse I flows through Josephson junction devices J 1 and J 2 , only device J 2 is in a voltage state. As a result, a voltage is generated only across the current branch B, and a current (-iR) flows through the output circuit 11. In other words, an output signal of logic "-1" is generated.

以上の動作を要約すると、第6図の回路におい
ては、入力信号電流Is(−i,0,i)に対し
て、出力線路11に出力信号電流Ip(−iR,
0,iR)が流れ、上記の回路は入力信号と同じ
出力信号を得る3値論理回路となる。第6図の回
路において、入力信号電流Isを逆向きに流すだ
けで、入力信号電流Isに対して出力信号電流Ip
(iR,0,−iR)が得られる。即ち、この回路
は、入力信号電流の方向を変えることによつて、
否定回路となる。
To summarize the above operation, in the circuit shown in FIG. 6, for input signal current I s (-i, 0, i), output signal current I p (-iR,
0, iR) flows, and the above circuit becomes a ternary logic circuit that obtains the same output signal as the input signal. In the circuit of FIG. 6, by simply flowing the input signal current I s in the opposite direction, the output signal current I p will be equal to the input signal current I s .
(iR, 0, -iR) is obtained. That is, by changing the direction of the input signal current, this circuit
It becomes a negative circuit.

第8図はジヨセフソン接合装置を用いた3値論
理回路の他の例を示す図であり、第9図及び第1
0図はその動作説明図である。第8図の回路はサ
イクリング(循環)ゲート又はダブルサイクリン
グ・ゲートとして動作するものである。サイクリ
ング・ゲートとは(−1,0,1)の入力信号に
対して、(0,1,−1)の出力信号を得るもので
ある。即ち、サイクリング・ゲートとは、「−
1」と「0」の入力信号に対しては「1」を加え
た出力信号を「1」の入力信号に対しては「2」
を引いた出力信号を得るものである。ダブルサイ
クリング・ゲートとは、入力信号(−1,0,
1)に対して出力信号(1,−1,0)を得るゲ
ートである。
FIG. 8 is a diagram showing another example of a ternary logic circuit using Josephson junction device, and FIG.
Figure 0 is an explanatory diagram of its operation. The circuit of FIG. 8 operates as a cycling gate or double cycling gate. A cycling gate obtains an output signal of (0, 1, -1) for an input signal of (-1, 0, 1). In other words, the cycling gate is “-
For input signals of "1" and "0", the output signal is "1" added, and for the input signal of "1", the output signal is "2".
The output signal obtained by subtracting . A double cycling gate is an input signal (-1, 0,
This is a gate that obtains an output signal (1, -1, 0) for 1).

第8図の回路は基本的に第6図の回路と同じも
ので良く、ただ異なる点はバイヤス回路12,1
3を設け、これらに夫々バイヤス電流IB1及びI
B2を流した点である。バイヤス電流IB1を流すこ
とにより、ジヨセフソン接合素子J1にバイヤス磁
界HB1が加えられ、また、バイヤス電流IB2を流
すことにより、ジヨセフソン接合素子J2にバイヤ
ス磁界HB2が加えられる。バイヤス回路12,1
3の一部に外部磁界発生用線路4が構成されてい
ることは言うまでもない。
The circuit in FIG. 8 can basically be the same as the circuit in FIG. 6, with the only difference being the bias circuits 12 and 1.
3 are provided with bias currents I B1 and I
This is the point where B2 was played. By passing the bias current I B1 , a bias magnetic field H B1 is applied to the Josephson junction element J 1 , and by passing the bias current I B2 , a bias magnetic field H B2 is applied to the Josephson junction element J 2 . Bias circuit 12,1
It goes without saying that the external magnetic field generating line 4 is formed in a part of the magnetic field 3.

入力信号10に流れる入力信号電流Isが論理
「0」のとき、第9図に示すように、ジヨセフソ
ン接合装置J1の動作点はa点にあり、ジヨセフソ
ン接合装置J2の動作点はb点にある。したがつ
て、超伝導体電流枝路Aの両端にのみ電圧が生
じ、これにより出力回路11に矢印方向の出力信
号電流Ipが流れる。
When the input signal current I s flowing through the input signal 10 is logic "0", as shown in FIG. 9, the operating point of the Josephson junction device J 1 is at point a, and the operating point of the Josephson junction device J 2 is at point b. At the point. Therefore, a voltage is generated only across the superconductor current branch A, which causes an output signal current I p to flow in the output circuit 11 in the direction of the arrow.

入力信号線路10に流れる入力信号電流Is
論理「1」のとき、ジヨセフソン接合装置J1の動
作点はc点になり、ジヨセフソン接合装置J2の動
作点はd点になる。したがつて、超伝導体電流枝
路Bの両端にのみ電圧が生じ、これにより出力線
路11に矢印と反対方向の出力信号電流Ipが流
れる。
When the input signal current I s flowing through the input signal line 10 is logic "1", the operating point of Josephson junction device J 1 is point c, and the operating point of Josephson junction device J 2 is point d. Therefore, a voltage is generated only across the superconductor current branch B, which causes an output signal current I p to flow in the output line 11 in the direction opposite to the arrow.

入力信号線路10に流れる入力信号電流Is
論理「−1」のとき、ジヨセフソン接合装置J1
動作点はe点になり、ジヨセフソン接合装置J2
動作点はf点になる。したがつて、超伝導体電流
枝路Aの両端にも電圧が生じ、超伝導体電流枝路
Bの両端にも電圧が生じ、これにより出力回路1
1には電流が流れない。上記の説明から判るよう
に、第8図の回路は、第9図に示すようにバイヤ
ス磁界HB1,HB2を設定すると、サイクリング・
ゲートになるものである。
When the input signal current I s flowing through the input signal line 10 is logic "-1", the operating point of the Josephson junction device J 1 is point e, and the operating point of the Josephson junction device J 2 is point f. Therefore, a voltage also occurs across superconductor current branch A, and a voltage also occurs across superconductor current branch B, which causes output circuit 1
No current flows through 1. As can be seen from the above explanation, when the bias magnetic fields H B1 and H B2 are set as shown in FIG. 9, the circuit of FIG.
It becomes a gate.

第8図の回路は、第10図に示すようにバイヤ
ス磁界HB1,HB2を加えると、ダブル・サイクリ
ング・ゲートになるものである。動作原理はサイ
クリング・ゲートと同じであるので、ダブル・サ
イクリング・ゲートの説明は省略する。以上は入
力信号が1種類の場合、即ち1変数の3値論理回
路について説明を行つたが、以下、多変数の3値
論理回路について説明する。
The circuit of FIG. 8 becomes a double cycling gate when bias magnetic fields H B1 and H B2 are applied as shown in FIG. 10. Since the operating principle is the same as the cycling gate, the explanation of the double cycling gate will be omitted. The above description has been made of a three-value logic circuit with one type of input signal, that is, one variable, but a three-value logic circuit with multiple variables will be described below.

第12図は多変数の2値論理回路の1例を示す
ものである。第12図の回路は3値論理回路とし
て機能するものである。n個の3値論理変数
A1,A2,…Aoの論理和は、 A1+A2+…Ao≡MAX (A1,A2,…Ao) となる。即ち、3値論理変数A1,A2,…Aoの論
理和の値は、A1,A2,…Aoの値のうちの最大の
ものになる。第11図は、変数が2個の場合の3
値OR(論理和)動作真理値表を示すものであ
る。この表から判るように、論理関数の値が
「1」のときは変数A1が「1」か又は変数A2
「1」であり、論理関数の値が「0」のときは変
数A1,A2の内のいずれか一方が「0」で他方が
「−1」か又は変数A1,A2が共に「0」であり、
論理関数の値が「−1」のときは変数A1,A2
共に「−1」である。
FIG. 12 shows an example of a multi-variable binary logic circuit. The circuit shown in FIG. 12 functions as a ternary logic circuit. n ternary logical variables
The logical sum of A 1 , A 2 ,...A o is A 1 +A 2 +...A o ≡MAX (A 1 , A 2 ,...A o ). That is, the value of the logical sum of the ternary logical variables A 1 , A 2 , . . . A o is the maximum value among the values of A 1 , A 2 , . Figure 11 shows 3 when there are two variables.
This shows a value OR (logical sum) operation truth table. As can be seen from this table, when the value of the logical function is "1", variable A 1 is "1" or variable A 2 is "1", and when the value of the logical function is "0", variable A Either one of 1 and A 2 is "0" and the other is "-1", or both variables A 1 and A 2 are "0",
When the value of the logical function is "-1", both variables A 1 and A 2 are "-1".

第12図において、14,15はバイヤス回
路、16,17は入力信号線路である。バイヤス
回路14に流れるバイヤス電流IB1は、ジヨセフ
ソン接合装置J1,J2にバイヤス磁界を加え、バイ
ヤス回路15に流れるバイヤス電流IB2は、ジヨ
セフソン接合装置J3に対してバイヤス磁界を加え
る。入力信号線路16に流れる入力信号電流IA1
は3値論理変数A1に対応し、入力信号線路17
に流れる入力信号電流IA2は3値論理変数A2
対応する。
In FIG. 12, 14 and 15 are bias circuits, and 16 and 17 are input signal lines. The bias current I B1 flowing through the bias circuit 14 applies a bias magnetic field to the Josephson joining devices J 1 and J 2 , and the bias current I B2 flowing through the bias circuit 15 applies a bias magnetic field to the Josephson joining device J 3 . Input signal current I A1 flowing through input signal line 16
corresponds to the three-value logic variable A 1 and the input signal line 17
The input signal current I A2 flowing through corresponds to the three-value logic variable A 2 .

バイヤス電流IB1は、入力信号電流IA1が論理
「1」のときのみジヨセフソン接合装置J1が電圧
状態になり且つ入力信号電流IA2が論理「1」の
ときのみジヨセフソン接合装置J2が電圧状態にな
るように、調節される。バイヤス電流IB2は、入
力信号電流IA1,IA2が共に論理「−1」のとき
のみジヨセフソン接合装置J3が電圧状態にるよう
に調節される。
Bias current I B1 causes Josephson junction device J 1 to enter voltage state only when input signal current I A1 is logic “ 1 ” and Josephson junction device J 2 enters voltage state only when input signal current I A2 is logic “1”. adjusted to suit the condition. Bias current I B2 is adjusted such that Josephson junction J 3 is in a voltage state only when input signal currents I A1 and I A2 are both logic "-1".

第12図の回路において、バイヤス電流IB1
B2を上記のように設定すれば、この回路は論理
和回路として動作することは明らかであるので、
これ以上の説明は省略する。
In the circuit of FIG. 12, the bias current I B1 ,
It is clear that if I B2 is set as above, this circuit will operate as an OR circuit, so
Further explanation will be omitted.

第13は本発明の第1番目の発明の実施例を示
す図である。第13図の回路も2変数の3値論理
和回路を示すものである。第12図の論理和回路
は次のような問題点を有している。第12図にお
いて、入力信信号電流IA1,IA2のいずれか一方
が論理「1」のとき、及び入力信号電流IA1,I
A2が共に論理「1」のとき、出力信号電流Ip
論理「1」になるが、前者の場合には装置J1又は
J2のいずれか1個が電圧状態になり、後者の場合
には装置J1,J2が共に電圧状態になる。即ち、前
者の場合には電流枝路Aの両端に約2.7mVの電圧
が生じ、これに相当した電流が出力回路11に流
れ、後者の場合には電流枝路Aの両端に約5.4mV
の電圧が生じ、これに相当した電流が出力回路1
1に流れる。上記のように、出力信号が論理
「1」であつても、場合によつて電流値が異な
る。第13図の回路はこの点を改良したものであ
る。第13図の回路では4個のジヨセフソン接合
装置J1,J2,J3,J4が使用され、電流枝路Aにジ
ヨセフソン接合装置J4が設けられ、電流枝路Bに
ジヨセフソン装置J3が設けられ、電流枝路Cにジ
ヨセフソン接合装置J1,J2が設けられる。第13
図にはバイヤス回路は示されていないが、各装置
J1,J2,J3,J4に対してバイヤス磁界が加えられ
るものである。ジヨセフソン接合装置J1に対する
バイヤス磁界は、入力信号電流IA1が論理「1」
のときのみ装置J1が電圧状態になるように、調節
される。ジヨセフソン接合装置J2に対するバイヤ
ス磁界は、入力信号電流IA2が論理「1」である
ときのみ装置J2が電圧状態になるように、調節さ
れる。ジヨセフソン接合装置J3に対するバイヤス
磁界は、入力信号電流IA1,IA2が共に論理「−
1」であるときのみ装置J3が電圧状態になるよう
に、調節される。ジヨセフソン接合装置J4に対す
るバイヤス磁界は、電流枝路18に所定囲の電流
が流れたときのみ、装置J4が電圧状態になるよう
に調節される。なお、ジヨセフソン接合装置J4
対するバイヤス磁界は、場合によつては省略でき
る。
13 is a diagram showing an embodiment of the first invention of the present invention. The circuit in FIG. 13 also shows a ternary OR circuit for two variables. The OR circuit shown in FIG. 12 has the following problems. In FIG. 12, when either one of the input signal currents I A1 , I A2 is logic "1" and the input signal currents I A1 , I
When A2 are both logic "1", the output signal current I p becomes logic "1", but in the former case, device J 1 or
Either one of J 2 will be in a voltage state, and in the latter case both devices J 1 and J 2 will be in a voltage state. That is, in the former case, a voltage of approximately 2.7 mV is generated across the current branch A, and a current corresponding to this voltage flows to the output circuit 11, and in the latter case, a voltage of approximately 5.4 mV is generated across the current branch A.
voltage is generated, and a current corresponding to this is generated in output circuit 1.
Flows to 1. As described above, even if the output signal is logic "1", the current value differs depending on the case. The circuit shown in FIG. 13 is an improvement on this point. In the circuit of FIG. 13, four Josephson junction devices J 1 , J 2 , J 3 , J 4 are used, current branch A is provided with Josephson junction device J 4 and current branch B is provided with Josephson junction device J 3 . is provided, and Josephson junction devices J 1 and J 2 are provided in the current branch C. 13th
Although the bias circuit is not shown in the diagram, each device
A bias magnetic field is applied to J 1 , J 2 , J 3 , and J 4 . The bias magnetic field for Josephson junction device J 1 is such that the input signal current I A1 is logic “1”.
The device J 1 is regulated so that it is in a voltage state only when . The bias magnetic field for Josephson junction device J 2 is adjusted such that device J 2 is in a voltage state only when input signal current I A2 is a logic "1". The bias magnetic field for Josephson junction device J 3 is such that the input signal currents I A1 and I A2 are both logic "-".
1'' so that device J3 is in voltage state only. The bias magnetic field for Josephson junction device J 4 is adjusted such that device J 4 is in a voltage state only when a predetermined amount of current flows in current branch 18 . Note that the bias magnetic field for Josephson bonding device J4 may be omitted in some cases.

入力信号電流IA1又はIA2が論理「1」のとき
には、ジヨセフソン接合装置J1又はJ2が電圧状態
になり、電流枝路Cの両端に電圧が生じる。これ
により、電流枝路18には所定の電流が流れ、こ
の所定の電流によつてジヨセフソン接合装置J4
電圧状態になる。装置J4が電圧状態になると、電
流枝路Aの両端に電圧が生じ、出力回路11に矢
印方向の出力信号電流が流れる。
When the input signal current I A1 or I A2 is a logic "1", Josephson junction device J 1 or J 2 is in a voltage state and a voltage is developed across current branch C. This causes a predetermined current to flow in the current branch 18, which brings Josephson junction device J4 into a voltage state. When the device J 4 enters the voltage state, a voltage is present across the current branch A, causing an output signal current to flow in the output circuit 11 in the direction of the arrow.

第12図の論理和回路又は第13図の論理和回
路を用いて他のゲートを動作させるときに、回路
構成をそのままにし、出力回路11の途中にルー
プを作るなどして出力信号を逆向に用いるように
すれば、第12図及び第13図の回路はNOR回
路として動作する。
When operating other gates using the OR circuit shown in FIG. 12 or the OR circuit shown in FIG. If used, the circuits of FIGS. 12 and 13 operate as NOR circuits.

第15図は本発明の第2番目の発明の実施例を
示すものであり、この回路は2変数の2値論理積
回路として動作するものである。n個の3値論理
変数A1,A2,…Aoの論理積は、 A1・A2・…・Ao≡MIN(A1,A2,…Ao)と
なる。即ち、3値論理変数A1,A2,…Aoの論理
積の値は、A1,A1,…Aoの値のうちの最小のも
のになる。第14図は2変数A1,A2の3値AND
(論理積)動作真理値表を示すものである。
FIG. 15 shows a second embodiment of the present invention, and this circuit operates as a binary AND circuit of two variables. The logical product of n ternary logical variables A 1 , A 2 , . . . A o is A 1 ·A 2 , . . . A o ≡MIN (A 1 , A 2 , . That is, the value of the logical product of the ternary logical variables A 1 , A 2 , . . . A o is the minimum value among the values of A 1 , A 1 , . Figure 14 shows the three-value AND of two variables A 1 and A 2
(logical product) This shows the operational truth table.

第15図ではバイヤス回路が省略されている
が、ジヨセフソン接合装置J1,J2,J3,J4に対し
てそれぞれバイヤス磁界が加えられるものであ
る。ジヨセフソン接合装置J1に対するバイヤス磁
界は、入力信号電流IA1及びIA2が共に論理
「1」であるときのみ装置J1が電圧状態になるよ
うに調節される。ジヨセフソン接合装置J2に対す
るバイヤス磁界は入力信号電流IA1が論理「−
1」であるときのみ装置J2が電圧状態になるよう
に調節され、また、ジヨセフソン接合装置J3に対
するバイヤス磁界は入力信号電流IA2が論理「−
1」であるときのみ装置J3が電圧状態になるよう
に調節される。ジヨセフソン接合装置J4に対する
バイヤス磁界は、電流枝路18に所定範囲の電流
が流れたときのみ装置J4が電圧状態になるように
調節される。入力信号電流IA1,IA2のいずれか
一方が論理「−1」か、又は両方共論理「−1」
であるとき、電流枝路Cの両端に電圧が生じ、電
流枝路18に所定の電流が流れる。これによつ
て、ジヨセフソン接合装置J4は電圧状態になり、
出力回路11に矢印と反対方向の出力信号電流I
pが流れる。動作についてのこれ以上の説明は不
要と考られるので、これ以上の説明は省略する。
第15図において出力信号を逆向きに用いれば、
この回路はNAND回路になる。
Although the bias circuit is omitted in FIG. 15, a bias magnetic field is applied to each Josephson joining device J 1 , J 2 , J 3 , and J 4 . The bias magnetic field for Josephson junction device J 1 is adjusted such that device J 1 is in a voltage state only when input signal currents I A1 and I A2 are both logic "1". The bias magnetic field for Josephson junction device J 2 is such that the input signal current I A1 is
The bias field for Josephson junction device J 3 is adjusted such that device J 2 is in the voltage state only when the input signal current I A2 is at logic “−”.
1'', the device J3 is regulated to be in voltage state. The bias magnetic field for Josephson junction device J 4 is adjusted such that device J 4 is in a voltage state only when a predetermined range of current flows in current branch 18 . Either one of the input signal currents I A1 and I A2 is logic "-1" or both are logic "-1"
When , a voltage is generated across the current branch C, and a predetermined current flows through the current branch 18. This places Josephson junction device J 4 in a voltage state;
Output signal current I in the direction opposite to the arrow in the output circuit 11
p flows. Since further explanation of the operation is considered unnecessary, further explanation will be omitted.
If the output signal is used in the opposite direction in Fig. 15,
This circuit becomes a NAND circuit.

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、著しく少ない数の回路要素で所望の3値論理
回路を構成することが出来る。例えば、トランジ
スタを用いて3値論理積回路を構成しようとする
と、10個乃至20個のトランジスタを必要とする
が、本発明によれば僅か4個のジヨセフソン接合
装置で3値論理積回路を構成できる。また、本発
明によれば、出力の論理値に対応する実際の電流
値を一定にすることが出来る。
As is clear from the above description, according to the present invention, a desired three-valued logic circuit can be constructed with a significantly reduced number of circuit elements. For example, if a three-value AND circuit is constructed using transistors, 10 to 20 transistors are required, but according to the present invention, a three-value AND circuit is constructed using only four Josephson junction devices. can. Further, according to the present invention, the actual current value corresponding to the logical value of the output can be made constant.

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

第1図はジヨセフソン接合素子の斜視図、第2
図はジヨセフソン接合装置の斜視図、第3図は第
1図のジヨセフソン接合素子の電圧―電流特性
図、第4図は第2図のジヨセフソン接合装置の臨
界電流―外部磁界特性図、第5図はジヨセフソン
接合装置を用いた基本ゲートの回路図、第6図は
ジヨセフソン接合装置を用いた3値論理回路の1
例を示す回路図、第7図は第6図の回路の動作説
明図、第8図はジヨセフソン接合装置を用いた3
値論理回路の他の例を示す回路図、第9図及び第
10図は第8図の回路の動作説明図、第11図は
3値OR動作真理値を示す図、第12図は多変数
の3値論理回路の1例を示す回路図、第13図は
本発明の第1番目の発明の実施例の回路図、第1
4図は3値AND真理値を示す図、第15図は本
発明の第2番目の実施例の回路図である。 1と2……超伝導薄膜、3……酸化膜、4……
外部磁界発生線路、5……基板、6……グラン
ド・プレーン、7……絶縁層、8と9……電源、
10……入力信号線路、11……出力回路、12
と13……バイヤス回路、14と15……バイヤ
ス回路、16と17……入力信号線路、18……
電流枝路、JとJ1乃至J4……ジヨセフソン接合装
置、A乃至C……超伝導体電流枝路、RL……負
荷抵抗。
Figure 1 is a perspective view of Josephson junction element, Figure 2
Figure 3 is a perspective view of the Josephson junction device, Figure 3 is a voltage-current characteristic diagram of the Josephson junction element shown in Figure 1, Figure 4 is a critical current-external magnetic field characteristic diagram of the Josephson junction device shown in Figure 2, and Figure 5 is a circuit diagram of a basic gate using a Josephson junction device, and Figure 6 is a circuit diagram of a ternary logic circuit using a Josephson junction device.
A circuit diagram showing an example, FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the circuit in FIG.
A circuit diagram showing another example of a value logic circuit, Figures 9 and 10 are diagrams explaining the operation of the circuit in Figure 8, Figure 11 is a diagram showing the truth value of 3-value OR operation, and Figure 12 is a multivariable FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of a ternary logic circuit of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a three-value AND truth value, and FIG. 15 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. 1 and 2... superconducting thin film, 3... oxide film, 4...
External magnetic field generation line, 5... board, 6... ground plane, 7... insulating layer, 8 and 9... power supply,
10...Input signal line, 11...Output circuit, 12
and 13...bias circuit, 14 and 15...bias circuit, 16 and 17...input signal line, 18...
Current branches, J and J 1 to J 4 ... Josephson junction device, A to C ... superconductor current branches, R L ... load resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 3値入力信号が供給される複数の入力信号線
路と、外部磁界発生手段とジヨセフソン接合とを
有すると共に臨界電流軸に対して非対称の臨界電
流―外部磁界特性を持つジヨセフソン接合装置が
設けられた3個の超伝導体電流枝路A,B,Cと
上端が上記超伝導体電流枝路Cを介して上記超伝
導体電流枝路Aの上端に接続され下端が上記超伝
導体電流枝路AとBとの接合点に接続された第1
の定電流源と、上端が上記超伝導体電流枝路Aと
Bとの接合点に接続され下端が上記超伝導体電流
枝路Bの下端に接続された第2の定電流源と、上
端が上記超伝導体電流枝路Aの上端に接続され下
端が上記超伝導体電流枝路Bの下端に接続された
直列接続の2個の抵抗と、該2個の抵抗の接合点
と上記超伝導体電流枝路AとBの接合点の間に設
置された出力回路と、上記超伝導電流枝路Cに並
列接続された抵抗を有する電流枝路と、ジヨセフ
ソン接合装置のジヨセフソン接合にバイヤス磁界
成分を加えるためのバイヤス回路とを具備し、且
つ上記超伝導体電流枝路Aに設けられたジヨセフ
ソン装置の外部磁界発生手段が、上記抵抗を有す
る電流枝路に流れる電流値の関数である外部磁界
成分を対応するジヨセフソン接合に加え、また上
記超伝導体電流枝路Bに設けられたジヨセフソン
装置の外部磁界発生手段が、上記入力信号線路に
流れる入力信号電流値の関数である外部磁界成分
を対応するジヨセフソン接合に加え、上記超伝導
体電流枝路Cに設けられたジヨセフソン装置の外
部磁界発生手段も、上記入力信号線路に流れる入
力信号電流値の関数である外部磁界成分を対応す
るジヨセフソン接合に加えるように構成されてい
ることを特徴とするジヨセフソン接合装置を用い
た3値論理回路。 2 3値入信号が供給される複数の入力信号線路
と、外部磁界発生手段とジヨセフソン接合とを有
すると共に臨界電流軸に対して非対称の臨界電流
―外部磁界特性を持つジヨセフソン接合装置が設
けられた3個の超伝導体電流枝路A,B,Cと、
上端が上記超伝導体電流枝路Aの上端に接続され
下端が上記超伝導体電流枝路AとBとの接合点に
接続された第1の定電流源と、上端が上記超伝導
体電流枝路AとBとの接合点に接続され下端が上
記超伝導体電流枝路Cを介して上記超伝導体電流
枝路Bの下端に接続された第2の定電流源と、上
端が上記超伝導体電流枝路Aの上端に接続され下
端が上記超伝導体電流枝路Bの下端に接続された
直列接続の2個の抵抗と、該2個の抵抗の接合点
と上記超伝導体電流枝路AとBの接合点の間に設
置された出力回路と、上記超伝導体電流枝路Cに
並列接続された抵抗を有する電流枝路と、ジヨセ
フソン接合装置のジヨセフソン接合にバイヤス磁
界成分を加えるためのバイヤス回路とを具備し、
且つ上記超伝導体電流枝路Aに設けられたジヨセ
フソン装置の外部磁界発生手段が、上記入力信号
線路に流れる電流値の関数である外部磁界成分を
対応するジヨセフソン接合に加え、また上記超伝
導体電流枝路Bに設けられたジヨセフソン装置の
外部磁界発生手段が、上記抵抗を有する電流枝路
に流れる電流値の関数である外部磁界成分を対応
するジヨセフソン接合に加え、上詰超伝導体電流
枝路Cに設けられたジヨセフソン装置の外部磁界
発生手段も、上記入力信号線路に流れる入力信号
電流値の関数である外部磁界成分を対応するジヨ
セフソン接合に加えるように構成されていること
を特徴とするジヨセフソン接合装置を用いた3値
論理回路。
[Claims] 1. A Josephson device that has a plurality of input signal lines to which three-value input signals are supplied, an external magnetic field generating means, a Josephson junction, and has critical current-external magnetic field characteristics that are asymmetrical with respect to the critical current axis. Three superconductor current branches A, B, and C are provided with bonding devices, and their upper ends are connected to the upper end of the superconductor current branch A via the superconductor current branch C, and their lower ends are connected to the upper end of the superconductor current branch A. a first connected to the junction of superconductor current branches A and B;
a second constant current source whose upper end is connected to the junction of the superconductor current branches A and B and whose lower end is connected to the lower end of the superconductor current branch B; is connected to the upper end of the superconductor current branch A and the lower end is connected to the lower end of the superconductor current branch B, and the junction of the two resistors and the superconductor A bias magnetic field is applied to an output circuit installed between the junction of conductor current branches A and B, a current branch having a resistor connected in parallel to the superconducting current branch C, and a Josephson junction of a Josephson junction device. and a bias circuit for adding a component, and the means for generating an external magnetic field of the Josephson device provided in the superconductor current branch A has an external magnetic field that is a function of the value of the current flowing in the current branch having the resistance. In addition to applying a magnetic field component to the corresponding Josephson junction, external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch B generate an external magnetic field component that is a function of the input signal current value flowing in the input signal line. In addition to the corresponding Josephson junction, the external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch C also generates an external magnetic field component that is a function of the input signal current value flowing through the input signal line using a corresponding Josephson junction. A ternary logic circuit using a Josephson junction device, characterized in that the circuit is configured to add to a Josephson junction device. 2. A Josephson junction device is provided which has a plurality of input signal lines to which three-value input signals are supplied, an external magnetic field generating means, a Josephson junction, and has critical current-external magnetic field characteristics asymmetrical with respect to the critical current axis. Three superconductor current branches A, B, C,
a first constant current source whose upper end is connected to the upper end of the superconductor current branch A and whose lower end is connected to the junction of the superconductor current branches A and B; a second constant current source connected to the junction of branches A and B, the lower end of which is connected to the lower end of the superconductor current branch B via the superconductor current branch C; two resistors connected in series, the upper end of which is connected to the upper end of the superconductor current branch A, and the lower end of which is connected to the lower end of the superconductor current branch B; the junction of the two resistors and the superconductor; An output circuit installed between the junction of current branches A and B, a current branch having a resistor connected in parallel to the superconductor current branch C, and a bias magnetic field component at the Josephson junction of the Josephson junction device. Equipped with a bias circuit for adding
and the external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the superconductor current branch A applies an external magnetic field component, which is a function of the current value flowing through the input signal line, to the corresponding Josephson junction; The external magnetic field generating means of the Josephson device provided in the current branch B applies an external magnetic field component that is a function of the current value flowing in the current branch having the resistance to the corresponding Josephson junction, and The external magnetic field generating means of the Josephson device provided in path C is also configured to apply an external magnetic field component that is a function of the value of the input signal current flowing through the input signal line to the corresponding Josephson junction. Three-value logic circuit using Josephson junction device.
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