JPS633552B2 - - Google Patents
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- JPS633552B2 JPS633552B2 JP55007821A JP782180A JPS633552B2 JP S633552 B2 JPS633552 B2 JP S633552B2 JP 55007821 A JP55007821 A JP 55007821A JP 782180 A JP782180 A JP 782180A JP S633552 B2 JPS633552 B2 JP S633552B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M11/00—Power conversion systems not covered by the preceding groups
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/856—Electrical transmission or interconnection system
- Y10S505/857—Nonlinear solid-state device system or circuit
- Y10S505/86—Gating, i.e. switching circuit
- Y10S505/861—Gating, i.e. switching circuit with josephson junction
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ジヨセフソン接合素子（以下、ジヨ
セフソン素子と称する）を用いた整流回路に関す
る。
セフソン素子と称する）を用いた整流回路に関す
る。
近年、ジヨセフソン素子を用いた論理回路の研
究が活発に行なわれるようになつてきたが、この
論理回路を駆動するための、数mV程度の低い安
定した直流電圧を商用交流電源から得る整流回路
が要望されるようになつてきた。
究が活発に行なわれるようになつてきたが、この
論理回路を駆動するための、数mV程度の低い安
定した直流電圧を商用交流電源から得る整流回路
が要望されるようになつてきた。
従来の整流回路では、商用交流電源からの交流
をトランスを介して所定の電圧にし、さらにダイ
オード等の整流素子によつて、全波あるいは半波
整流を行ない、コイルやコンデンサ等によつて平
滑し、直流を得ている。しかしながら、この従来
の回路では、数mV程度の低い安定な直流電圧を
得ることが、この回路を構成するダイオード等の
整流素子の熱雑音のため、困難であるという欠点
がある。
をトランスを介して所定の電圧にし、さらにダイ
オード等の整流素子によつて、全波あるいは半波
整流を行ない、コイルやコンデンサ等によつて平
滑し、直流を得ている。しかしながら、この従来
の回路では、数mV程度の低い安定な直流電圧を
得ることが、この回路を構成するダイオード等の
整流素子の熱雑音のため、困難であるという欠点
がある。
たとえば、室温300〓での熱雑音は数十mV程
度で大きく、室常における整流素子を用いて、数
mV程度の直流電圧を安定に得ることはできな
い。
度で大きく、室常における整流素子を用いて、数
mV程度の直流電圧を安定に得ることはできな
い。
また、超低温４〓において、半導体の拡散定数
がほぼ０となり、半導体ダイオードは動作しな
い。
がほぼ０となり、半導体ダイオードは動作しな
い。
本発明は、上記従来技術の欠点を解決するため
になされたものであり、熱雑音の影響を受けにく
く、超低温で動作する整流回路を提供することを
目的とする。
になされたものであり、熱雑音の影響を受けにく
く、超低温で動作する整流回路を提供することを
目的とする。
このため、整流回路を、
外部から加わる磁界の大きさが所定値を越えな
いとき超電導状態を維持し、それを越えるとき常
電導状態となりその後磁界の大きさとは無関係に
常電導状態を維持し、それ自身を流れる電流の大
きさが所定値以下になつたとき超電導状態になる
ジヨセフソン接合素子と、 このジヨセフソン接合素子の入力端に接続され
た交流信号源と、 バイアス磁界を上記ジヨセフソン接合素子に加
える第１の磁界印加手段と、 上記交流信号源の一方の極性に選択的に応答し
て、上記バイアス磁界と逆向きの磁界であつて、
上記バイアス磁界の大きさと上記外部から加わる
磁界の所定値との差より大きい磁界を、上記ジヨ
セフソン接合素子に加える第２の磁界印加手段と
で構成し、 上記ジヨセフソン接合素子から整流された電流
を得るようにした。
いとき超電導状態を維持し、それを越えるとき常
電導状態となりその後磁界の大きさとは無関係に
常電導状態を維持し、それ自身を流れる電流の大
きさが所定値以下になつたとき超電導状態になる
ジヨセフソン接合素子と、 このジヨセフソン接合素子の入力端に接続され
た交流信号源と、 バイアス磁界を上記ジヨセフソン接合素子に加
える第１の磁界印加手段と、 上記交流信号源の一方の極性に選択的に応答し
て、上記バイアス磁界と逆向きの磁界であつて、
上記バイアス磁界の大きさと上記外部から加わる
磁界の所定値との差より大きい磁界を、上記ジヨ
セフソン接合素子に加える第２の磁界印加手段と
で構成し、 上記ジヨセフソン接合素子から整流された電流
を得るようにした。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例である半波整
流回路を示す図である。同図において、一点鎖線
２０は温度境界を表わす線で、線２０に対応して
断熱材が設けられており、線の左側は室温約300
〓に、右側は超低温約４〓に維持されており、右
側にある導線は、すべて超電導状態である。室温
にある交流電源３０から超低温にあるトランスの
１次コイル３１に交流信号が供給されている。ト
ランスの２次コイル４０は１次コイルと磁気的に
結合しており、１次コイル３１に比べ、２次コイ
ル４０の巻数は小さくしてあり、２次コイル４０
の両端には、降圧された交流信号ｖが発生する。
１次および２次コイルの一端は接地されている。
この降圧された交流信号ｖは、後で詳しく述べる
１０，５０，６０からなる整流回路で、整流さ
れ、キヤパシタンスＣ、インダクタンスＬからな
るCLC形の平滑回路７１により、平滑化され、
ジヨセフソン素子からなる論理回路である負荷８
０に印加される。
流回路を示す図である。同図において、一点鎖線
２０は温度境界を表わす線で、線２０に対応して
断熱材が設けられており、線の左側は室温約300
〓に、右側は超低温約４〓に維持されており、右
側にある導線は、すべて超電導状態である。室温
にある交流電源３０から超低温にあるトランスの
１次コイル３１に交流信号が供給されている。ト
ランスの２次コイル４０は１次コイルと磁気的に
結合しており、１次コイル３１に比べ、２次コイ
ル４０の巻数は小さくしてあり、２次コイル４０
の両端には、降圧された交流信号ｖが発生する。
１次および２次コイルの一端は接地されている。
この降圧された交流信号ｖは、後で詳しく述べる
１０，５０，６０からなる整流回路で、整流さ
れ、キヤパシタンスＣ、インダクタンスＬからな
るCLC形の平滑回路７１により、平滑化され、
ジヨセフソン素子からなる論理回路である負荷８
０に印加される。
１０，５０，６０からなる整流回路の構成につ
いて次に述べる。６０は、超電導素子の１つとし
て知られているジヨセフソン素子であり、外部か
ら加わる磁界が所定値Pcを越えないとき、超電導
状態となり、越えるとき常電導状態（電圧状態）
となる性質を有する。このジヨセフソン素子６０
の一方の端子６２は、２次コイル４０の非接地側
に接続されており降圧された交流信号ｖが印加さ
れている。他端子６１は、平滑回路７１に接続さ
れている。１０は、バイアス磁界HBを、ジヨセ
フソン素子６０に加えるためのバイアス磁界印加
回路で、室温におかれた定電流源１０１と導線１
０２からなる。導線１０２の一部はジヨセフソン
素子６０に近接しており、導線１０２に定電流源
１０１から供給されるバイアス電流IBによつて、
上述のバイアス磁界HBが、ジヨセフソン素子６
０に印加されている。５０は、降圧された交流信
号ｖの一方の極性に選択的に応答して、バイアス
磁界HBと逆向きの磁界であつて、バイアス磁界
HBの大きさと前述の所定値Pcとの差より大きい
磁界Hvを、ジヨセフソン素子に加わえる制御磁
界印加回路であつて、導線５０１と抵抗５０２か
らなる。導線５０１の一端は、２次コイル４０の
非接地側に接続されており、他端は抵抗５０２を
介して接地されている。導線５０１の一部はジヨ
セフソン素子６０に近接しており、２次コイル４
０に発生される交流電圧ｖの極性、大きさに応答
した向き、大きさの電流Ivが導線５０１を流れ
る。このとき発生する磁界Hvが、ジヨセフソン
素子６０に加わる。
いて次に述べる。６０は、超電導素子の１つとし
て知られているジヨセフソン素子であり、外部か
ら加わる磁界が所定値Pcを越えないとき、超電導
状態となり、越えるとき常電導状態（電圧状態）
となる性質を有する。このジヨセフソン素子６０
の一方の端子６２は、２次コイル４０の非接地側
に接続されており降圧された交流信号ｖが印加さ
れている。他端子６１は、平滑回路７１に接続さ
れている。１０は、バイアス磁界HBを、ジヨセ
フソン素子６０に加えるためのバイアス磁界印加
回路で、室温におかれた定電流源１０１と導線１
０２からなる。導線１０２の一部はジヨセフソン
素子６０に近接しており、導線１０２に定電流源
１０１から供給されるバイアス電流IBによつて、
上述のバイアス磁界HBが、ジヨセフソン素子６
０に印加されている。５０は、降圧された交流信
号ｖの一方の極性に選択的に応答して、バイアス
磁界HBと逆向きの磁界であつて、バイアス磁界
HBの大きさと前述の所定値Pcとの差より大きい
磁界Hvを、ジヨセフソン素子に加わえる制御磁
界印加回路であつて、導線５０１と抵抗５０２か
らなる。導線５０１の一端は、２次コイル４０の
非接地側に接続されており、他端は抵抗５０２を
介して接地されている。導線５０１の一部はジヨ
セフソン素子６０に近接しており、２次コイル４
０に発生される交流電圧ｖの極性、大きさに応答
した向き、大きさの電流Ivが導線５０１を流れ
る。このとき発生する磁界Hvが、ジヨセフソン
素子６０に加わる。
第２図ａ，ｂ，ｃ，ｄは、第１図の第１の実施
例の動作説明図である。同図ａは、２次コイル４
０の非接地側の端子に発生する交流信号の電圧波
形図である。同図ｂは磁界波形図であり、同図ｂ
に示すように、導線５０１を流れる電流Ivによつ
てジヨセフソン素子６０に加えられる磁界Hvは、
交流電圧ｖの極性と大きさに対応した極性と大き
さを有する。導線１０２を流れるバイアス電流IB
によつてジヨセフソン素子６０に印加されるバイ
アス磁界HBが、前述の所定値Pcにほぼ等しくな
るようにしてある。磁界HvとHBとの合成磁界
は、同図ｂの磁界HTに示すようになる。したが
つて、ジヨセフソン素子６０は、合成磁界HTが
所定値Pcを越えるとき、超電導状態となり、越え
ないとき、常電導状態（電圧状態）となり、第２
図ｃに示すように、交流信号ｖに応答して変化す
る。
例の動作説明図である。同図ａは、２次コイル４
０の非接地側の端子に発生する交流信号の電圧波
形図である。同図ｂは磁界波形図であり、同図ｂ
に示すように、導線５０１を流れる電流Ivによつ
てジヨセフソン素子６０に加えられる磁界Hvは、
交流電圧ｖの極性と大きさに対応した極性と大き
さを有する。導線１０２を流れるバイアス電流IB
によつてジヨセフソン素子６０に印加されるバイ
アス磁界HBが、前述の所定値Pcにほぼ等しくな
るようにしてある。磁界HvとHBとの合成磁界
は、同図ｂの磁界HTに示すようになる。したが
つて、ジヨセフソン素子６０は、合成磁界HTが
所定値Pcを越えるとき、超電導状態となり、越え
ないとき、常電導状態（電圧状態）となり、第２
図ｃに示すように、交流信号ｖに応答して変化す
る。
したがつて、ジヨセフソン素子６０の出力端子
６１が、平滑回路７１に接続されないで、オープ
の状態のときの端子６１の電圧は、第２図のｄの
v0のようになる。したがつて、出力端子６１が平
滑回路７１に接続されている第１の実施例におけ
る平滑回路７１の出力電圧は、電圧v0を平滑し
た、第２図ｄに示す電圧vsのようになる。
６１が、平滑回路７１に接続されないで、オープ
の状態のときの端子６１の電圧は、第２図のｄの
v0のようになる。したがつて、出力端子６１が平
滑回路７１に接続されている第１の実施例におけ
る平滑回路７１の出力電圧は、電圧v0を平滑し
た、第２図ｄに示す電圧vsのようになる。
バイアス磁界HBを所定値Pc付近に選ぶと、第
２図のａ，ｂ，ｃからわかるように、ジヨセフソ
ン素子６０が交流信号ｖの極性にほぼ一致して超
電導状態から常電導状態となるので、整流効率が
良くなる。
２図のａ，ｂ，ｃからわかるように、ジヨセフソ
ン素子６０が交流信号ｖの極性にほぼ一致して超
電導状態から常電導状態となるので、整流効率が
良くなる。
なお、導線５０１，１０２を多重ループ状に構
成し、導線５０１，１０２のジヨセフソン素子６
０に対する磁気的な結合を強めれば、導線５０
１，１０２を流れる電流Iv，IBは小さな値でよ
い。いいかえれば、抵抗５０２をより大きな値の
抵抗に、定電流源１０１をより小容量電源にする
ことができる。
成し、導線５０１，１０２のジヨセフソン素子６
０に対する磁気的な結合を強めれば、導線５０
１，１０２を流れる電流Iv，IBは小さな値でよ
い。いいかえれば、抵抗５０２をより大きな値の
抵抗に、定電流源１０１をより小容量電源にする
ことができる。
また、上記実施例では、回路５０を２次コイル
４０に接続したが、２次コイル４０とは別の、１
次コイル３１と磁気的に結合する２次コイルを設
け、この２次コイルに回路５０を結合するように
してもよい。また、上記実施例で、ジヨセフソン
素子６０はジヨセフソン接合を１個有するものと
したが、導線５０１，１０２に磁気的に結合する
複数個の直列接続されたジヨセフソン接合を有す
るものにし、常電導状態のとき、電流を流れにく
くし、電圧の整流特性が高めるようにしてもよ
い。また、ジヨセフソン素子６０の代りに、超電
導コイルを用いてもよい。また、定電流源１０１
を一点鎖線２０の左側の室温に置いたが、右側の
超低温においてもよい。
４０に接続したが、２次コイル４０とは別の、１
次コイル３１と磁気的に結合する２次コイルを設
け、この２次コイルに回路５０を結合するように
してもよい。また、上記実施例で、ジヨセフソン
素子６０はジヨセフソン接合を１個有するものと
したが、導線５０１，１０２に磁気的に結合する
複数個の直列接続されたジヨセフソン接合を有す
るものにし、常電導状態のとき、電流を流れにく
くし、電圧の整流特性が高めるようにしてもよ
い。また、ジヨセフソン素子６０の代りに、超電
導コイルを用いてもよい。また、定電流源１０１
を一点鎖線２０の左側の室温に置いたが、右側の
超低温においてもよい。
また、整流の起動時のみ、定電流源１０１を用
い、その後平滑回路７１の出力により、電流IBを
導線１０２に供給するようにしてもよい。
い、その後平滑回路７１の出力により、電流IBを
導線１０２に供給するようにしてもよい。
また、第１の実施では、バイアス磁界HBを得
るために、回路１０を設けたが、回路１０の代り
に永久磁石を設けて、バイアス磁界HBを発生す
るようにしてもよい。
るために、回路１０を設けたが、回路１０の代り
に永久磁石を設けて、バイアス磁界HBを発生す
るようにしてもよい。
第３図は、本発明の第２の実施例である全波整
流回路を示す図である。一点鎖線２０は、第１図
の２０と同じ、温度境界線である。右側の導線は
超電導線になつている。線２０の左側の室温300
〓におかれた交流電源３０から、交流電圧Viが、
線２０の右側の超低温におかれたトランスの１次
コイル３１に供給される。１次コイル３１と磁気
的に結合された２次コイル４０は、１次コイル３
１と比べ、その巻数が少ないため、２次コイル４
０に発生する交流電圧ｖは、交流電圧Viを降圧し
たものである。
流回路を示す図である。一点鎖線２０は、第１図
の２０と同じ、温度境界線である。右側の導線は
超電導線になつている。線２０の左側の室温300
〓におかれた交流電源３０から、交流電圧Viが、
線２０の右側の超低温におかれたトランスの１次
コイル３１に供給される。１次コイル３１と磁気
的に結合された２次コイル４０は、１次コイル３
１と比べ、その巻数が少ないため、２次コイル４
０に発生する交流電圧ｖは、交流電圧Viを降圧し
たものである。
ジヨセフソン素子６０１は端子６２０，６２１
に、ジヨセフソン素子６０２は端子６２１，６２
２に、ジヨセフソン素子６０３は端子６２２，６
２３に、ジヨセフソン素子６０４は端子６２３，
６２０に接続され、ジヨセフソン素子６０１，６
０２，６０３，６０４からなるブリツジが構成さ
れている。ジヨセフソン素子６０１，６０２，６
０３，６０４の特性、すなわち、外部から加わる
磁界が所定値Pcを越えないとき、超電導状態とな
り、越えるとき、常電状態となる特性は、同じで
ある。端子６２１，６２３には、２次コイル４０
から、降圧された交流電圧ｖが印加されている。
直列接続された抵抗５０３、導線５０５、抵抗５
０４からなる回路は、２次コイル４０に並列に接
続されている。導線５０５は、ジヨセフソン素子
６０１，６０２，６０３，６０４とその一部にお
いて近接し、この素子６０１，６０２，６０３，
６０４と磁気的に結合するループ状導線である。
導線５０５に、交流電圧ｖの極性、大きさに対応
した向き、大きさを有する電流Ivが流れると、ジ
ヨセフソン素子６０１，６０２，６０３，６０４
には、電流Ivの向き、大きさに対応した磁界Hv
が発生する。
に、ジヨセフソン素子６０２は端子６２１，６２
２に、ジヨセフソン素子６０３は端子６２２，６
２３に、ジヨセフソン素子６０４は端子６２３，
６２０に接続され、ジヨセフソン素子６０１，６
０２，６０３，６０４からなるブリツジが構成さ
れている。ジヨセフソン素子６０１，６０２，６
０３，６０４の特性、すなわち、外部から加わる
磁界が所定値Pcを越えないとき、超電導状態とな
り、越えるとき、常電状態となる特性は、同じで
ある。端子６２１，６２３には、２次コイル４０
から、降圧された交流電圧ｖが印加されている。
直列接続された抵抗５０３、導線５０５、抵抗５
０４からなる回路は、２次コイル４０に並列に接
続されている。導線５０５は、ジヨセフソン素子
６０１，６０２，６０３，６０４とその一部にお
いて近接し、この素子６０１，６０２，６０３，
６０４と磁気的に結合するループ状導線である。
導線５０５に、交流電圧ｖの極性、大きさに対応
した向き、大きさを有する電流Ivが流れると、ジ
ヨセフソン素子６０１，６０２，６０３，６０４
には、電流Ivの向き、大きさに対応した磁界Hv
が発生する。
一方、電流源１０１から導線１０３にバイアス
電流が供給されている。導線１０３は、ジヨセフ
ソン素子６０１，６０２，６０３，６０４とその
一部において近接しており、ジヨセフソン素子６
０１，６０２，６０３，６０４に磁気的に結合し
ている。導線５０５に流れる電流Ivが矢印方向の
とき、導線５０５を流れる電流Ivと導線１０３を
流れる電流IBは、ジヨセフソン素子６０１の近接
部分では逆方向、ジヨセフソン素子６０２の近接
部分では同方向、ジヨセフソン素子６０３の近接
部分では逆方向、ジヨセフソン素子６０４の近接
部分では同方向となるように、導線１０３を配線
してある。バイアス電流IBの大きさは、ジヨセフ
ソン素子６０１，６０２，６０３，６０４に前述
の所定値Pcよりも大きな値のバイアス磁束HBが
加えられるように、設定されている。
電流が供給されている。導線１０３は、ジヨセフ
ソン素子６０１，６０２，６０３，６０４とその
一部において近接しており、ジヨセフソン素子６
０１，６０２，６０３，６０４に磁気的に結合し
ている。導線５０５に流れる電流Ivが矢印方向の
とき、導線５０５を流れる電流Ivと導線１０３を
流れる電流IBは、ジヨセフソン素子６０１の近接
部分では逆方向、ジヨセフソン素子６０２の近接
部分では同方向、ジヨセフソン素子６０３の近接
部分では逆方向、ジヨセフソン素子６０４の近接
部分では同方向となるように、導線１０３を配線
してある。バイアス電流IBの大きさは、ジヨセフ
ソン素子６０１，６０２，６０３，６０４に前述
の所定値Pcよりも大きな値のバイアス磁束HBが
加えられるように、設定されている。
端子６２０，６２２は、それぞれ、CLC形平
滑回路７１の入力端子６１０，６１１に接続さ
れ、平滑回路７１には負荷８０が接続されてい
る。
滑回路７１の入力端子６１０，６１１に接続さ
れ、平滑回路７１には負荷８０が接続されてい
る。
第４図ａ，ｂ……，ｆは、この第２の実施例の
動作を説明するための図である。同図ａは、トラ
ンスの２次コイル４０の一端に発生する交流電圧
ｖの波形図である。電流Ivの方向、大きさが、交
流電圧ｖの極性、大きさに応答するので、電流Iv
によつて発生される磁界Hvの極性、大きさは、
交流電圧の極性、大きさに応答し、同図ｂ，ｄの
Hvとなる。ジヨセフソン素子６０１，６０３に
は、この素子６０１，６０３の近接部分におい
て、電流Ivと逆方向に流れるバイアス電流IBによ
つて、同図ｂのHBに示すマイナスのバイアス磁
界が加わつている。これに対して、ジヨセフソン
素子６０２，６０４には、この素子６０２，６０
４の近接部分において、電流Ivと同じ方向に流れ
るバイアス電流によつて、同図ｄのHBに示すプ
ラスのバイアス磁界が加わつている。
動作を説明するための図である。同図ａは、トラ
ンスの２次コイル４０の一端に発生する交流電圧
ｖの波形図である。電流Ivの方向、大きさが、交
流電圧ｖの極性、大きさに応答するので、電流Iv
によつて発生される磁界Hvの極性、大きさは、
交流電圧の極性、大きさに応答し、同図ｂ，ｄの
Hvとなる。ジヨセフソン素子６０１，６０３に
は、この素子６０１，６０３の近接部分におい
て、電流Ivと逆方向に流れるバイアス電流IBによ
つて、同図ｂのHBに示すマイナスのバイアス磁
界が加わつている。これに対して、ジヨセフソン
素子６０２，６０４には、この素子６０２，６０
４の近接部分において、電流Ivと同じ方向に流れ
るバイアス電流によつて、同図ｄのHBに示すプ
ラスのバイアス磁界が加わつている。
したがつて、ジヨセフソン素子６０１，６０３
に加わる、磁界Hvと磁界HBと合成磁界は、同図
ｂのHTに、ジヨセフソン素子６０２，６０４に
加わる合成磁界は、同図ｄのHTになる。したが
つて、ジヨセフソン素子６０１，６０３は、前述
の所定値Pcよりも、合成磁界HTの大きさが小さ
くなるとき、すなわち、マイナスの合成磁界HT
が所定値PcよりもＯに近くなるとき、超電状態と
なり、それ以外のとき常電導状態となり、交流電
圧ｖの極性、大きさに応答して、同図ｃに示す状
態変化をする。ジヨセフソン素子６０２，６０４
は、同様に、交流電圧ｖの極性、大きさに応答し
て、同図ｅに示す状態変化をする。
に加わる、磁界Hvと磁界HBと合成磁界は、同図
ｂのHTに、ジヨセフソン素子６０２，６０４に
加わる合成磁界は、同図ｄのHTになる。したが
つて、ジヨセフソン素子６０１，６０３は、前述
の所定値Pcよりも、合成磁界HTの大きさが小さ
くなるとき、すなわち、マイナスの合成磁界HT
が所定値PcよりもＯに近くなるとき、超電状態と
なり、それ以外のとき常電導状態となり、交流電
圧ｖの極性、大きさに応答して、同図ｃに示す状
態変化をする。ジヨセフソン素子６０２，６０４
は、同様に、交流電圧ｖの極性、大きさに応答し
て、同図ｅに示す状態変化をする。
すなわち、交流電圧ｖが正の極性であつて、あ
る大きさ以上になつた場合、ジヨセフソン素子６
０１，６０３が超電導状態、ジヨセフソン素子６
０２，６０４が常電導状態となり、端子６２１と
６２０とが、端子６２２と６２３が同電位とな
る。交流電圧が負の極性であつて、ある大きさ以
上になつた場合、ジヨセフソン素子の状態がちよ
うど逆転して、端子６２０と６２３とが、端子６
２１と端子６２２が同電位となる。
る大きさ以上になつた場合、ジヨセフソン素子６
０１，６０３が超電導状態、ジヨセフソン素子６
０２，６０４が常電導状態となり、端子６２１と
６２０とが、端子６２２と６２３が同電位とな
る。交流電圧が負の極性であつて、ある大きさ以
上になつた場合、ジヨセフソン素子の状態がちよ
うど逆転して、端子６２０と６２３とが、端子６
２１と端子６２２が同電位となる。
したがつて、端子６２０，６２２間に発生する
電圧は、端子６２０，６２２に平滑回路７１が接
続されていない状態では、同図ｆのv0のようにな
る。したがつて、このv0が平滑回路７１で平滑化
されたときの出力は、同図ｆのvsのようになる。
９０は、４個のジヨセフソン素子からなる、周知
のレギユレータ回路であり、平滑回路７１の出力
をレギユレートするために、接続されている。
電圧は、端子６２０，６２２に平滑回路７１が接
続されていない状態では、同図ｆのv0のようにな
る。したがつて、このv0が平滑回路７１で平滑化
されたときの出力は、同図ｆのvsのようになる。
９０は、４個のジヨセフソン素子からなる、周知
のレギユレータ回路であり、平滑回路７１の出力
をレギユレートするために、接続されている。
なお、上記第２の実施例において、導線５０
５，１０３の一部を多重ループにして、ジヨセフ
ソン素子６０１，６０２，６０３，６０４に対す
る、導線５０５，１０３の磁気的結合を強くして
もよい。
５，１０３の一部を多重ループにして、ジヨセフ
ソン素子６０１，６０２，６０３，６０４に対す
る、導線５０５，１０３の磁気的結合を強くして
もよい。
また、抵抗５０３、導線５０５、抵抗５０４か
らなる回路を２次コイル４０に接続したが、２次
コイル４０とは別の、１次コイル３１と磁気的に
結合する２次コイルを設け、この２次コイルにこ
の回路を結合するようにしてもよい。また、ジヨ
セフソン素子６０１，６０２，６０３，６０４は
ジヨセフソン接合を１個有するものだけでなく、
導線５０１，１０２に磁気的に結合する複数個の
直列接続されたジヨセフソン接合を有するもので
あつてもよい。複数のジヨセフソン接合を有する
ものを使えば、常電導状態のとき、電流がさらに
流れにくくなり、電圧の整流特性が高らめられ
る。また、ジヨセフソン素子６０１，６０２，６
０３，６０４の代りに、超電導コイルを用いても
よい。
らなる回路を２次コイル４０に接続したが、２次
コイル４０とは別の、１次コイル３１と磁気的に
結合する２次コイルを設け、この２次コイルにこ
の回路を結合するようにしてもよい。また、ジヨ
セフソン素子６０１，６０２，６０３，６０４は
ジヨセフソン接合を１個有するものだけでなく、
導線５０１，１０２に磁気的に結合する複数個の
直列接続されたジヨセフソン接合を有するもので
あつてもよい。複数のジヨセフソン接合を有する
ものを使えば、常電導状態のとき、電流がさらに
流れにくくなり、電圧の整流特性が高らめられ
る。また、ジヨセフソン素子６０１，６０２，６
０３，６０４の代りに、超電導コイルを用いても
よい。
また、第２の実施では、バイアス磁界HBを得
るために、定電流源１０１、導線１０３からなる
回路を設けたが、この回路の代りに永久磁石を設
けて、バイアス磁界HBを発生するようにしても
よい。
るために、定電流源１０１、導線１０３からなる
回路を設けたが、この回路の代りに永久磁石を設
けて、バイアス磁界HBを発生するようにしても
よい。
以上説明したように、本発明によれば、超電導
素子を用いた整流を行なつているため、熱雑音の
影響を受けにくく、安定した整流出力を得ること
ができる。
素子を用いた整流を行なつているため、熱雑音の
影響を受けにくく、安定した整流出力を得ること
ができる。
第１図は本発明の第１の実施例図、第２図ａ，
ｂ，ｃおよびｄは第１の実施例の動作説明図、第
３図は本発明の第２の実施例図、第４図は第２の
実施例の動作説明図である。 １０…バイアス磁界HBの印加回路、５０…制
御磁界Hvの印加回路、６０…ジヨセフソン素子。
ｂ，ｃおよびｄは第１の実施例の動作説明図、第
３図は本発明の第２の実施例図、第４図は第２の
実施例の動作説明図である。 １０…バイアス磁界HBの印加回路、５０…制
御磁界Hvの印加回路、６０…ジヨセフソン素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外部から加わる磁界の大きさが所定値を越え
ないときに超電導状態を維持し、それを越えると
き常電導状態となりその後磁界の大きさとは無関
係に常電導状態を維持し、それ自身を流れる電流
の大きさが所定値以下になつたとき超電導状態に
なるジヨセフソン接合素子と、 このジヨセフソン接合素子の入力端に接続され
た交流信号源と、 バイアス磁界を上記ジヨセフソン接合素子に加
える第１の磁界印加手段と、 上記交流信号源の一方の極性に選択的に応答し
て、上記バイアス磁界と逆向きの磁界であつて、
上記バイアス磁界の大きさと上記外部から加わる
磁界の所定値との差より大きい磁界を、上記ジヨ
セフソン接合素子に加える第２の磁界印加手段と
からなり、 上記ジヨセフソン接合素子から整流された電流
を得ることを特徴とする超電導素子を用いた整流
回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP782180A JPS56107786A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Rectifying circuit with superconductive element |
| NL8100290A NL8100290A (nl) | 1980-01-28 | 1981-01-21 | Gelijkrichtketen omvattende een supergeleidende eenheid. |
| DE19813102777 DE3102777A1 (de) | 1980-01-28 | 1981-01-28 | Gleichrichterschaltung |
| US06/697,469 US4626701A (en) | 1980-01-28 | 1985-02-01 | Rectifying circuit comprising a superconductive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP782180A JPS56107786A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Rectifying circuit with superconductive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56107786A JPS56107786A (en) | 1981-08-26 |
| JPS633552B2 true JPS633552B2 (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=11676251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP782180A Granted JPS56107786A (en) | 1980-01-28 | 1980-01-28 | Rectifying circuit with superconductive element |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4626701A (ja) |
| JP (1) | JPS56107786A (ja) |
| DE (1) | DE3102777A1 (ja) |
| NL (1) | NL8100290A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8501762A (nl) * | 1985-06-19 | 1987-01-16 | Holec Syst & Componenten | Supergeleidende gelijkrichter voor het omzetten van een relatief lage wisselstroom in een relatief hoge gelijkstroom. |
| US5011821A (en) * | 1989-04-21 | 1991-04-30 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for generating electricity |
| US5181069A (en) * | 1990-07-23 | 1993-01-19 | Station Eight, Inc. | Method and apparatus for rewiring corona wire cartridge |
| US5148046A (en) * | 1990-10-09 | 1992-09-15 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Superconductive switching device and method of use |
| JPH04290276A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-10-14 | Fujitsu Ltd | 超伝導装置 |
| US7782077B2 (en) * | 2007-01-18 | 2010-08-24 | Northrop Grumman Systems Corporation | Method and apparatus for ballistic single flux quantum logic |
| US8571614B1 (en) | 2009-10-12 | 2013-10-29 | Hypres, Inc. | Low-power biasing networks for superconducting integrated circuits |
| AU2012211211A1 (en) * | 2011-01-26 | 2013-09-12 | Inqubit, Inc. | Josephson magnetic switch |
| US9174840B2 (en) * | 2013-10-02 | 2015-11-03 | Northrop Grumman Systems Corporation | Josephson AC/DC converter systems and method |
| US9344092B2 (en) * | 2014-08-07 | 2016-05-17 | International Business Machines Corporation | Tunable superconducting notch filter |
| US10222416B1 (en) | 2015-04-14 | 2019-03-05 | Hypres, Inc. | System and method for array diagnostics in superconducting integrated circuit |
| JP6471779B2 (ja) * | 2017-07-24 | 2019-02-20 | Tdk株式会社 | 送受信装置 |
| JP6597766B2 (ja) * | 2017-12-25 | 2019-10-30 | Ｔｄｋ株式会社 | 整流器および送受信装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3356924A (en) * | 1967-05-02 | 1967-12-05 | Gen Electric | Cryogenic pumped rectifier systems |
| US4092553A (en) * | 1976-02-26 | 1978-05-30 | International Business Machines Corporation | Josephson logic circuit powering arrangement |
-
1980
- 1980-01-28 JP JP782180A patent/JPS56107786A/ja active Granted
-
1981
- 1981-01-21 NL NL8100290A patent/NL8100290A/nl not_active Application Discontinuation
- 1981-01-28 DE DE19813102777 patent/DE3102777A1/de not_active Ceased
-
1985
- 1985-02-01 US US06/697,469 patent/US4626701A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3102777A1 (de) | 1982-02-04 |
| NL8100290A (nl) | 1981-08-17 |
| JPS56107786A (en) | 1981-08-26 |
| US4626701A (en) | 1986-12-02 |
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