JPS62211713A - Josephson regulator - Google Patents

Josephson regulator

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JPS62211713A
JPS62211713A JP61055674A JP5567486A JPS62211713A JP S62211713 A JPS62211713 A JP S62211713A JP 61055674 A JP61055674 A JP 61055674A JP 5567486 A JP5567486 A JP 5567486A JP S62211713 A JPS62211713 A JP S62211713A
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josephson
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superconducting
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兆申 蔡
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Abstract

PURPOSE:To stably operate a Josephson digital circuit by taking out the current in a SQUID with a superconductive load inductor and supplying it to a Josephson gate through a dropping inductor. CONSTITUTION:The circuit consists of the loop of an input inductor 9 in which input current I flows, a superconductive quantum interferometer (SQYUID) loop 7 and a load loop 8. The loop of the SQUID loop 7 is made up of the first superconductive inductor 10 connected magnetically with the input inductor 9, a Josephson junction 6 (shunt resistance Ro 14) and the second superconductive inductor 11. The load loop 8 is constituted of a superconductive load inductor 12 connected magnetically with the second superconductive inductor 11 of the loop 7 and plural series circuits of one Josephson gate 3 and one dropping inductor 2 connected in parallel and inserted between two terminals of the superconductive inductor 12.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はジョセフソンレギュレータに関し、詳しくはジ
璽セフンンディジタル回路のバイアス電流レギエレータ
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a Josephson regulator, and more particularly to a bias current regulator for a digital circuit.

し従来の技術〕 台形波形を有するバイアス電iiy流を必要とするジョ
セフソンディジタル回路でu 、<RdjR群d従来、
ニーアイビー・コンファレンス・プロシーディングx 
(AIP Conference Proceedin
gs)、第44巻、1978年、8470頁で述べられ
ているように、ジ1セフンントンネル接合における準粒
子トンネリングの非線型I−V特性を利用したジlセフ
ソンレギ二レータが使用されてい友。この従来のジlセ
フソンレギエレータは第3図に示すようにジョセフソン
接合をm@厘列接続したものを電源バスと接地端子間に
挿入したものである。
[Prior art] In a Josephson digital circuit that requires a bias current having a trapezoidal waveform,
Niivy Conference Proceedings x
(AIP Conference Proceedings
GS), Vol. 44, 1978, p. 8470, a dill Cefson regulator that utilizes the nonlinear I-V characteristic of quasiparticle tunneling in a dichroic tunnel junction is used. . As shown in FIG. 3, this conventional Gil Cefson regiator is constructed by inserting Josephson junctions connected in m@t rows between a power supply bus and a ground terminal.

纂3図中1はm個直列接続されたジョセフソン接合から
なるレギエレータ接合、2は抵抗値Rのドロッピイング
抵抗、3はジョセフソンディジタルゲート、4はジョセ
フソンディジタルゲート3の負荷抵抗、5は電源バスで
ある。第3図から分かるようにドロッピイング抵抗2、
ジョセフンンディジタルゲート3、負荷抵抗4はそれぞ
れn個電源バス5に接続されている。このレギュレータ
の動作を第4図(a) 、 (bl k参照して説明す
るa第4図(al Uレギュレータ接合のI−V特性図
であシ、横軸が雪圧■縦軸が電流1である。10はレギ
エレータ接合1の臨界を流、工3゜は最大の入力電流、
7gにギャップ電圧である。第4図(blはレギエレー
タ接合1への入力電流及び出力電流の時間的変化を示す
特性図であシ、縦軸が電流I、横軸が時間tである。算
4図(bl中に破線で示されている正弦波形力雷流に、
算4図(a)のレギエレータ接合のI−V特性中の準粒
子トンネリングによる電流ステップ(第4図(al中d
、 e間)にニジ電圧mVg にクランプされ、電源バ
ス5上には算4図の)中に示されている出力電流が流れ
る。この出力電流の平坦な部分(第4図G)中ded間
)がジ冒セフノンディジタル回路にバイアス電流を供給
する動作期間である。−周期中動作期間のしめる割合は
デユーティとよばれ、このデユーティが大きければ大き
いほどディジメル回路の効率は良くなる。
Summary 3 In the figure, 1 is a regierator junction consisting of m Josephson junctions connected in series, 2 is a dropping resistor with a resistance value R, 3 is a Josephson digital gate, 4 is a load resistance of Josephson digital gate 3, and 5 is a power supply It's a bus. As can be seen from Figure 3, the dropping resistance 2,
n digital gates 3 and load resistors 4 are each connected to a power supply bus 5. The operation of this regulator will be explained with reference to Fig. 4 (a), (blk). 10 is the critical current of regierator junction 1, 3° is the maximum input current,
The gap voltage is 7g. Figure 4 (bl is a characteristic diagram showing temporal changes in the input current and output current to the regierator junction 1. The vertical axis is the current I, and the horizontal axis is the time t. For the sinusoidal force lightning current shown in
Current step due to quasiparticle tunneling in the IV characteristic of the regierator junction in Figure 4 (a) (Figure 4 (d in al)
, e) is clamped to a rainbow voltage mVg, and the output current shown in () of Figure 4 flows on the power supply bus 5. This flat portion of the output current (between ded and d in FIG. 4G) is the operating period for supplying bias current to the digital circuit. - The ratio of operating periods in a cycle is called duty, and the larger the duty, the better the efficiency of the Digimel circuit.

従来のジョセフノンレギュレータの問題点のいくつかを
以下に述べる。
Some of the problems with conventional Joseph non-regulators are discussed below.

(1)動作期間中の電流値の変動は、レギュレータ接合
の準粒子トンネリングによるギャップ電圧でのするどい
電流の立ち上りに依存している。つまシ第4図(al中
de間の傾斜が大きいほど、出力電流値の変動は少なく
なる。出力電流値の変τ 動Δlと出力を流の平均値 。ut)比Δl/ ”ou
tは、一般に使用されているPb系の接合では約7%前
後である。このような大きなバイアス電流値の変動は、
各ジョセフソンディジタルゲートの動作マージンを大き
く制限することになる。
(1) The fluctuation of the current value during the operation period depends on the sharp current rise at the gap voltage due to quasiparticle tunneling in the regulator junction. Figure 4 (The larger the slope between al and de, the smaller the fluctuation in the output current value. Fluctuation τ of the output current value and the average value of the output current. ut) Ratio Δl/"ou
t is approximately 7% in commonly used Pb-based junctions. Such large bias current value fluctuations are caused by
This greatly limits the operating margin of each Josephson digital gate.

(2)ジ冒セフソンレギエレータに入力された正弦波形
電力の約半分はジヲセフンンレギエレータにおいて消費
され、熱を発する。デエーテイが上れば上るほど、この
発熱効果は著しくなる。そしてこの熱のためにレギュレ
ーメ接合のI−V特性の劣化が起シ、前述のバイアス条
件値の変動ΔIがさらに増大する。このよりな発熱効果
はアイイーディーエム・テクニカル・ダイジエスッ(I
EDM Technical Digests)第34
巻、第2号、1979年、第489頁などで報告されて
いて、Pb系の接合で作製されたデー−ティア0チのジ
ョセフノンレギエレータの電流値変動ΔI/Ioutは
12チにもおよび、ジョセフソンディジタルゲートの誤
動作を大変引き起しやすい。
(2) Approximately half of the sinusoidal waveform power input to the electric power regiator is consumed in the electric power regiator and generates heat. The higher the deity, the more significant this heating effect becomes. This heat causes deterioration of the IV characteristic of the regulator junction, further increasing the aforementioned bias condition value variation ΔI. This more heat-generating effect is produced by IDM Technical Digest (IDM).
EDM Technical Digests) No. 34
Vol., No. 2, 1979, p. 489, etc., the current value fluctuation ΔI/Iout of a data tier 0-chi Joseph nonregiator made with Pb-based junctions is as high as 12 chi. And, it is very easy to cause Josephson digital gate malfunction.

(3)ジコセ7ノンレギュレータの出力電流の平均値ン
ディジタルゲートに必要なバイアス電流をIgとすると
、電源バス5に出力されるべき電流はn1g=nαIc
である0この場合Icは各ジョセフソンディジタルゲー
トの臨界電流値、αは回路設計時に定める常数で通常0
.5〈αく1である◇ければならない。α2mは一定、
7gは物理常数であるが、ドロッピイング抵抗Rとゲー
ト臨界電流Icはプロセス条件などにより、設計値から
それぞれ独立に変動する変数であるので、上に満足され
ない。つま、りR,、ICなどが設計値からずれると、
工g=αlc という設計された最適なバイアス条件が
保持されず、マージンの劣化または誤動作の原因になる
(3) Average value of the output current of the Gikosen 7 non-regulator If the bias current required for the digital gate is Ig, the current to be output to the power supply bus 5 is n1g = nαIc
In this case, Ic is the critical current value of each Josephson digital gate, and α is a constant determined at the time of circuit design, which is usually 0.
.. 5〈α×1◇. α2m is constant,
Although 7g is a physical constant, the above is not satisfied because the dropping resistance R and the gate critical current Ic are variables that vary independently from the designed values depending on process conditions and the like. In other words, if R, IC, etc. deviate from the design value,
The designed optimum bias condition of g=αlc is not maintained, leading to margin deterioration or malfunction.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来のジョセフソンレギエレータは、複数のジ
せセフンン接合t−直列接続した単純な構成を主とする
ものとなっているので、出力電流の安定性、温度変化及
び製造上のばらつきが大きく。
The above-mentioned conventional Josephson regiator mainly has a simple configuration in which multiple junction junctions are connected in series, so stability of the output current, temperature changes, and manufacturing variations are affected. big.

動作マージンが小さく誤動作し易いという欠点があった
The drawback is that the operating margin is small and malfunctions are likely to occur.

本発明の目的は、改善された定電流特性を有するシ目セ
フンンレギエレー夕を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a closed circuit regulator having improved constant current characteristics.

c問題点を解決するための手段〕 本発明のジョセフノンレギュレータは、ジョセフソン接
合、IEl、 第2の超伝導インダクタをリング状に接
続した超伝導量子干渉計と、前記第1の超伝導インダク
タと磁気的に結合した入力インダクタと、前記第2の超
伝導インダクタと磁気的府に結合した超伝導負荷インダ
クターヂと、前記超伝導負荷インダクタ#の両端子間に
一つ又は複数個並列接続されて挿入された、−のジョセ
フソンゲートと−のドロッピングインダクタの直列回路
を含む単位回路とを有するものである。
Means for Solving Problem c] The Joseph non-regulator of the present invention includes a superconducting quantum interferometer in which a Josephson junction, an IEl, and a second superconducting inductor are connected in a ring shape, and the first superconducting inductor. an input inductor magnetically coupled to the second superconducting inductor, a superconducting load inductor coupled to the second superconducting inductor and the magnetic field, and one or more superconducting load inductors connected in parallel between both terminals of the superconducting load inductor #. A unit circuit including a series circuit of a Josephson gate (-) and a dropping inductor (-) is inserted.

〔作用〕[Effect]

本発明は超伝導被子干渉計(SQUID)に流れる非線
型循環電流を超伝導負荷インダクタで取り出し、ドロッ
ピングインダクタを介してジョセフソンゲートに供給す
るものである。
The present invention extracts a nonlinear circulating current flowing through a superconducting angiointerferometer (SQUID) using a superconducting load inductor and supplies it to a Josephson gate via a dropping inductor.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

この実施例は、ジョセフソン接合イ6(シャント抵抗R
o)、 W−1、第2の超伝導インダクタ10゜11(
インダクタンスLt、Lz)’eクリング状接続した超
伝導量子干渉計7と、第1の超伝導インダクタ10と磁
気的に結合した入力インダクタ9(インダクタンスLp
)と、第2の超伝導インダクタ11と磁気的に結合した
超伝導負荷インダクタ9#12(インダクタンスL7!
、)、と、超伝導負荷インダクター12の両端子間に並
列接続されて挿入された複数個の、−のジョセフソンゲ
ート3とる。
This embodiment uses Josephson junction I6 (shunt resistance R
o), W-1, second superconducting inductor 10°11(
The superconducting quantum interferometer 7 connected in a ring-like manner and the input inductor 9 magnetically coupled to the first superconducting inductor 10 (inductance Lp
) and a superconducting load inductor 9#12 (inductance L7!) magnetically coupled to the second superconducting inductor 11.
, ), and a plurality of − Josephson gates 3 connected in parallel and inserted between both terminals of the superconducting load inductor 12.

次に、この実施例の動作を説明する前に、単接合5QU
ID の循環電流について説明する。
Next, before explaining the operation of this embodiment, a single junction 5QU
The circulating current of ID will be explained.

I!2図(alは単接合5QUID における外部磁束
と循環電流の準静的動作時の関係を示す特性図である。
I! Figure 2 (al) is a characteristic diagram showing the relationship between external magnetic flux and circulating current in a single-junction 5QUID during quasi-static operation.

算2図Cal中横軸は外部よシ5QUIDに加えられ為
外部磁束Φex’縦軸は8QUID回路を循環するIo
はジョセフソン接合の臨界電流、LはS QU I D
ループのインダク・タンスである。第2図(a)中実線
で示したのは循環電流の安定点であり、矢印は外部磁束
Φe)(がΦex=oよシ増加した時の安定点の変化の
方向である。算2図(ωでわかるようにΦexが変化す
るにつれ、Isは最大値1oに達しその後Δ工だけ急激
に変化する、つまシ鋸の刃のような波形を描く。電流が
ΔI変化する度、8QUIDの量子状態はに=0.1.
2.3・・・・・・と変化する。第2図(田で14 I
 sのモジュレージ目ンΔIをわがシ第2図(−でのβ
は約1〜2である。
In Figure 2 Cal, the horizontal axis is the external magnetic flux Φex' applied to the external flux 5QUID, and the vertical axis is Io circulating through the 8QUID circuit.
is the critical current of the Josephson junction, L is SQUID
This is the inductance of the loop. The solid line in Fig. 2 (a) shows the stable point of the circulating current, and the arrow indicates the direction of change of the stable point when the external magnetic flux Φe) (increases from Φex = o. (As you can see from ω, as Φex changes, Is reaches its maximum value 1o, and then rapidly changes by Δk, creating a waveform like a saw blade. Every time the current changes ΔI, 8QUID quanta The state is =0.1.
It changes as 2.3... Figure 2 (Tade 14 I
The modulus of s, ΔI, is shown in Figure 2 (β at −).
is about 1-2.

第2図の)にβ=100の5QUIDに正弦波形のΦe
xk作用させた時のIsの時間的変化金示した。
Φe of sine waveform on 5QUID with β = 100 in ) of Fig. 2
The temporal change in Is when xk is applied is shown.

算2図G)中横軸は時間t1縦軸はIsであシ、点線は
5QUID ループからジョセフソン接合を取り除い友
時のIs、そして実線は実際のIsを示した。第2図Φ
】が従来例の電流波形(第4図Φ))第2図(b)に示
された動作期間中には、第2図(alのような鋸の歯状
の量子状態が無数に存在していて、その隣接した量子状
態間の時間的間隔Δtは、デ2π ニーティD、クロックの周期−そしてβの関数ω として次のように表わされる。
In Figure 2 G), the horizontal axis shows time t1, the vertical axis shows Is, the dotted line shows Is when the Josephson junction is removed from the 5QUID loop, and the solid line shows the actual Is. Figure 2Φ
] is the current waveform of the conventional example (Fig. 4 Φ)) During the operation period shown in Fig. 2 (b), there are countless sawtooth-shaped quantum states as shown in Fig. 2 (al). The time interval Δt between adjacent quantum states is expressed as follows as a function ω of de2π nity D, the period of the clock, and β.

しかし、5QtJID の量子状態がkからに+1に移
行する時間では、物理的に制限されていて、アイビーエ
ム・ジャーナル・オプ・リサーチ・アンド・ディペロプ
メント(IBM Journal ofResearc
hand Development) 、第24巻、I
E143頁、1980年、に述べられているように、単
純には迎合のシャント抵抗であり、マイクロブリッジ型
接合では電圧がほとんど零に近い領域におけるダイナミ
ック抵抗R,d(V〜0)、トンネル型接合の場合では
RozF(Cは接合容fk)である。ブリッジ型接合で
もトンネル型接合でもノーマル抵抗RNNという関係式
で表わされる。Tは温度、Tcは臨界温度である。Ro
=ξRNN とおくととなる。Δtとτの大きさの関係
に依存したS QLI I Dの量子状態の移行1!:
第2図(C)に示す。第2図(C)中縦軸にIs、  
横軸は時間である。第2図(c)かられかるようにΔt
〜での時に、ISのモジユレータとなる。したがってΔ
を一τが理想的条件であり、式α】と弐O)から、 となる。式6)かられかるようにクロック周波数νとβ
2は反比例している。つまり5QtJLD回路を高速に
交流外部磁束で駆動すればするほど、5QUIDの各量
子状態間の移行が明確に循環電流に表われなくなってく
る。クロック1ns(バイポーラでy=Q、5GHz)
、デユーティ80%r=3mVとし、ξ=1と仮定する
とβは約17で容量の小さいブリッジ型接合を使用する
と、例えとなる。
However, the time for the quantum state of 5QtJID to transition from k to +1 is physically limited, and
hand Development), Volume 24, I
E143, 1980, it is simply a compliant shunt resistance, and in a microbridge type junction, it is a dynamic resistance R, d (V~0) in a region where the voltage is almost zero, and a tunnel type junction. In the case of a junction, it is RozF (C is the junction capacity fk). Both bridge type junctions and tunnel type junctions are expressed by a relational expression called normal resistance RNN. T is temperature and Tc is critical temperature. Ro
=ξRNN. Transition of the quantum state of S QLI I D depending on the relationship between the magnitudes of Δt and τ 1! :
It is shown in FIG. 2(C). Is on the vertical axis in Figure 2 (C),
The horizontal axis is time. As seen from Fig. 2(c), Δt
It becomes a modulator of IS when ~. Therefore Δ
1τ is the ideal condition, and from the equations α] and 2O), we get the following. As can be seen from equation 6), the clock frequencies ν and β
2 is inversely proportional. In other words, the faster the 5QtJLD circuit is driven with AC external magnetic flux, the less clearly the transition between each quantum state of the 5QUID appears in the circulating current. Clock 1ns (bipolar, y=Q, 5GHz)
, duty 80% r = 3 mV, assuming that ξ = 1, β is approximately 17, and if a bridge type junction with small capacitance is used, this is an example.

以上単接合5QUIDの循環電流について説明した。The circulating current of the single-junction 5QUID has been explained above.

この循環電流を第2の超伝導インダクタ11に磁気的に
結合した超伝導負荷インダクタ12を用いて取り出して
、ドロッピングインダクタを介してジョセフソンディジ
タルゲートを含む負荷へ供給するわけである。
This circulating current is taken out using a superconducting load inductor 12 magnetically coupled to the second superconducting inductor 11 and supplied to a load including the Josephson digital gate via a dropping inductor.

次に実施例の動作について説明する。Next, the operation of the embodiment will be explained.

入力インダクタ9に正弦波電流Ipを流すと、5QUI
Dループ7に誘起される電流Isは、第2図(b)に示
すように、台形波形となる。その時のΔ工 動作期間中の電流変化量T「は式(4)によって表わさ
れる。またデユーティDはIpの最大値、LpとLlの
磁気的結合係数及びジョセフノン接合6の最大ジョセ7
ンン電流Ioによって決まる。そして負荷ループ8中に
は第2図(b)の如くの台形波形電流が誘起される。5
QUIDループ7と負荷ループ8はおたがいに結合して
いるので、5QUIDルーズのインダクタンス(L1+
L2)及び負荷ルーブタ12のインダクタンスLlと第
2の超伝導インダクタ11のインダクタンスL2の結合
係数、Ldはドロン・ピングインダクタ2のインダクタ
ンス、Nは第2の超伝導インダクタ11の捲数比である
When a sine wave current Ip is passed through the input inductor 9, 5QUI
The current Is induced in the D loop 7 has a trapezoidal waveform as shown in FIG. 2(b). At that time, the amount of current change T'' during the Δ construction operation period is expressed by equation (4).The duty D is the maximum value of Ip, the magnetic coupling coefficient of Lp and Ll, and the maximum Joseph 7 of the Joseph non-junction 6.
It is determined by the current Io. A trapezoidal waveform current as shown in FIG. 2(b) is induced in the load loop 8. 5
Since the QUID loop 7 and the load loop 8 are coupled to each other, the inductance of the 5QUID loose (L1+
L2) and the coupling coefficient between the inductance Ll of the load louver 12 and the inductance L2 of the second superconducting inductor 11, Ld is the inductance of the Dron-Ping inductor 2, and N is the turns ratio of the second superconducting inductor 11.

式(4)2式(5)中のβはしたがって(Ll + L
l)’ Io/Φ0となる。IsとIt の関係は、 飯荷ループ8中のジョセフソンディジタルゲートのびと
つが超伝導状態から電圧状態にスイッチすると、バイア
ス電流はゲート負荷抵抗4の万に流て指数関数的に減衰
する。したがって旦が動作期間1・よりも十分長ければ
、回Vl&111作に支障は起きない。ltx =”D
とするとこの条件は、ω Lω)2πDr    ・・・・・・・・・・・・・・
・(8)列接続されている各ジョセフソンディジタルゲ
ートのゲートバイアスを流Igとすると、Izの最大値
Iz (max) = n 1 gであるので、となる
。したがって式(5)よfi8QUIDループのβの値
が定められ、式[F])、 (9)によってインダクタ
ンス値Ld、 Lt、 Ll及びL2  が制限される
。実際の数値を使い解析を以下にする。ν=F=0.5
GH2゜デエーティ80%、  r = 3mV、 ξ
=1とすると、る。したがってL=10nH,n=10
0.N=50゜k=0.gでLL <<L2 、 L2
 =Lzの場合式0)よりL2=Lt〜0.3nHとな
る。以上のような素子パラメーターでl!1図のような
回路を構成すると、各ジョセフソンディジタルゲートに
は第2回動の如くの台形波形電流が流れる。
β in equation (4)2 and equation (5) is therefore (Ll + L
l)'Io/Φ0. The relationship between Is and It is as follows: When each of the Josephson digital gates in the Iigami loop 8 switches from the superconducting state to the voltage state, the bias current flows through the gate load resistor 4 and decays exponentially. Therefore, if the period is sufficiently longer than the operation period 1, no problem will occur in the operation of Vl&111. ltx=”D
Then, this condition is ω Lω)2πDr ・・・・・・・・・・・・・・・
(8) If the gate bias of each Josephson digital gate connected in a column is Ig, the maximum value of Iz is Iz (max) = n 1 g, so the following equation is obtained. Therefore, the value of β of the fi8QUID loop is determined by equation (5), and the inductance values Ld, Lt, Ll, and L2 are limited by equations [F]) and (9). The analysis is as follows using actual numbers. ν=F=0.5
GH2゜D80%, r = 3mV, ξ
If = 1, then ru. Therefore L=10nH, n=10
0. N=50°k=0. In g LL << L2 , L2
=Lz, from equation 0), L2=Lt~0.3nH. With the above element parameters, l! When the circuit shown in FIG. 1 is configured, a trapezoidal waveform current similar to the second rotation flows through each Josephson digital gate.

本発明のジ璽セフソンレギューレータハ、各ジョセフソ
ンディジタルゲートに台形波形電流を供給出来、また従
来のジ1セフソンレギエレータに比べ下記のような改善
がもたらされる。
The Cefson regulator of the present invention is capable of supplying a trapezoidal waveform current to each Josephson digital gate, and provides the following improvements over conventional Cefson regulators.

(1)従来のジ冒セフソンレギエレータよりも小さな動
作期間中のW流値変動が得られる。
(1) A smaller W flow value fluctuation during the operating period is obtained than in the conventional Ji-Sefson regierator.

(2)SQUIDループ中のジョセフソン接合は抵抗状
態に瞬間的に移行するだけなので発熱量は少なく、また
従来のジヲセフソンレギエレータのように準粒子トンネ
リングL−V特性を利用していないので発熱によって動
作期間中の電流値変動が劣化しない。
(2) The Josephson junction in the SQUID loop only instantaneously transitions to a resistive state, so the amount of heat generated is small, and unlike the conventional Josephson regiator, it does not utilize the quasi-particle tunneling L-V characteristic. Therefore, the current value fluctuation during the operation period does not deteriorate due to heat generation.

3)従来のジlセフノンレギエレータの出力はIg=直
寵テアルので、ジ菖セフノンディジタルゲ−トの臨界電
流Icが設計値がズレると、1g=αIc  という最
適バイアス条件が保持出来ない。
3) Since the output of the conventional digital gate is Ig = direct current, if the design value of the critical current Ic of the digital gate deviates from the design value, the optimum bias condition of 1g = αIc cannot be maintained. do not have.

本発明のジッセフソンレギエレータの出力は8 QU 
I Dループ中のジョセフソン接合の最大ジョセフソン
電流値IOに比例する。従ってもしジョセフソンディジ
タルゲートと8QUIDループ中のジョセフソン接合が
同じプロセス条件で製作させられ友ならば、それらは同
様な比率で設計値よりズレるので、最適なバイアス条件
が必ず保たれる。
The output of the Gisefson regierator of the present invention is 8 QU
It is proportional to the maximum Josephson current value IO of the Josephson junction in the ID loop. Therefore, if the Josephson digital gate and the Josephson junction in the 8QUID loop are fabricated under the same process conditions, they will deviate from the design value at a similar rate, so that the optimal bias condition will always be maintained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は5QUIDの非線型循環を
流を超伝導負荷インダクタで取シ出し、ドロッピングイ
ンダクタを介してジョセフソンゲートに供給することに
よシ、極めて安定にジ冒セフソンディジタル回路を動作
させることができるという効果がある。
As explained above, the present invention takes out the nonlinear circulation of 5QUID using a superconducting load inductor and supplies it to the Josephson gate via a dropping inductor, thereby allowing extremely stable operation of the Sefson digital circuit. It has the effect of being able to operate.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図(]は単接
合5QUIDの循環電流と外部磁界の関係を示す特性図
、算2図山)ハ単接合5QUIDt−正弦波磁場で駆動
した時の循環lj流と時間の関係を示す特性図、IEZ
図(C)は第2図〜)の部分拡大図、第3図は従来型の
レギエレータ用の回路図、第4図(a)は従来のジ冒セ
フノンレギエレータi合ノl −V特性、第4図(b)
は従来のジ冒セフノンレギエレータの入力と出力の電源
波形図である。 1・・・・・・レギエレータ接合、2・・・・・・ドロ
ッピングインダクタ、3・・・・・・ジョセフソンディ
ジタルゲート、4・・・・・・ゲート負荷抵抗、5・・
・・・・電源バス、6・・・・・・ジョセフソン接合、
7・・・・・・5QUIDループ、8・・・・・・負荷
ループ、9・・・・・・入力インダクタ、10・・・・
・・第1の超伝導インダクタ、11・・・・・・第2の
超伝導インダクタ、12・・・・・・超伝導負荷インダ
クタ、13・・・・・・相互インダクタンス、14・・
・・・・シャント抵抗。 第 2 回 ■ (C) 矛 3 図
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 () is a characteristic diagram showing the relationship between the circulating current of a single junction 5QUID and an external magnetic field, Characteristic diagram showing the relationship between circulating lj flow and time when driven, IEZ
Figure (C) is a partially enlarged view of Figures 2 to 3), Figure 3 is a circuit diagram for a conventional regierator, and Figure 4 (a) is a conventional circuit diagram for a conventional regierator. Characteristics, Figure 4(b)
is a power supply waveform diagram of the input and output of a conventional non-regiator. 1... Regierator junction, 2... Dropping inductor, 3... Josephson digital gate, 4... Gate load resistance, 5...
...Power bus, 6...Josephson junction,
7...5 QUID loop, 8...load loop, 9...input inductor, 10...
...First superconducting inductor, 11... Second superconducting inductor, 12... Superconducting load inductor, 13... Mutual inductance, 14...
...Shunt resistance. 2nd ■ (C) Spear 3 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ジョセフソン接合、第1、第2の超伝導インダクタをリ
ング状に接続した超伝導量子干渉計と、前記第1の超伝
導インダクタと磁気的に結合した入力インダクタと、前
記第2の超伝導インダクタと磁気的に結合した超伝導負
荷インダクタと、前記超伝導負荷インダクタの両端子間
に一つ又は複数個並列接続されて挿入された、一のジョ
セフソンゲートと一のドロッピングインダクタの直列回
路を含む単位回路とを有することを特徴とするジョセフ
ソンレギュレータ。
A superconducting quantum interferometer in which a Josephson junction, first and second superconducting inductors are connected in a ring shape, an input inductor magnetically coupled to the first superconducting inductor, and the second superconducting inductor. a superconducting load inductor magnetically coupled to the superconducting load inductor, and one or more series circuits of one Josephson gate and one dropping inductor inserted in parallel connection between both terminals of the superconducting load inductor. A Josephson regulator characterized by having a unit circuit.
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