JPS6387697A - Josephson memory - Google Patents

Josephson memory

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Publication number
JPS6387697A
JPS6387697A JP61232681A JP23268186A JPS6387697A JP S6387697 A JPS6387697 A JP S6387697A JP 61232681 A JP61232681 A JP 61232681A JP 23268186 A JP23268186 A JP 23268186A JP S6387697 A JPS6387697 A JP S6387697A
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JP
Japan
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memory cell
memory
josephson
control signal
sense
Prior art date
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Application number
JP61232681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Suzuki
秀雄 鈴木
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6387697A publication Critical patent/JPS6387697A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the degree of integration by selecting one memory cell with the first and second control signals and controlling the magnetic flux quantum state of this memory cell. CONSTITUTION:An offset current Ioff is always supplied to a memory cell 6, and the memory cell 6 is set to one of two quantum states P and Q. Negative currents -IX and -IY in opposite directions of control currents IX and IY are supplied to set the memory cell 6 to the first quantum state P in case of write of data '0' to the memory cell 6, and positive control currents +IX and +IY are supplied to the memory cell 6 to set it to the second quantum state Q in case of write of data '1'. In case of read of the memory cell 6, either polarity is selected as polarities of control currents IX and IY and they are supplied to the memory cell 6 to read it. Thus, peripheral circuits are simplified and the degree of integration is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明はジョセフソン素子を用いたメモリ回路において
、−接合量子干渉素子と、これと磁気的に結合した2本
の制御信号線とからメモリセルを構成し、このメモリセ
ルが制御信号により磁束量子転移した時に、ジョセフソ
ン素子両端に発生覆るパルス電圧によりメモリセルとは
別に設けたセンスゲートに流れる電流により読み出覆こ
とにより、 メモリセルの構成要素数を少なくでき、ビット線、ワー
ド線、データ線、センス線等の必要な線数も少なくでき
、更に集積1食を向上でさるようにしたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides a memory circuit using a Josephson device, in which a memory cell is configured from a -junction quantum interference device and two control signal lines magnetically coupled to the device. When this memory cell undergoes a magnetic flux quantum transition due to a control signal, the pulse voltage generated across the Josephson element causes a current to flow through the sense gate, which is separate from the memory cell, to read out and overturn, thereby increasing the number of constituent elements of the memory cell. The number of required lines such as bit lines, word lines, data lines, sense lines, etc. can also be reduced, and the number of integrated circuits can be improved.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明はジョセフソンメモリに係り、特にそのメモリセ
ルとセンスゲートの構成に関する。
The present invention relates to a Josephson memory, and particularly to the structure of its memory cells and sense gates.

ジョセフソンメモリは、ジョセフソン素子が持つスイッ
ヂング時間の超高速性を生かした集積回路の一つである
が、ジョセフソン素子の超高速性を十分に生かした、集
積度の高いメモリセル構造及びセンスゲート構造が必要
となる。
Josephson memory is one of the integrated circuits that takes advantage of the ultra-high switching time of Josephson elements. A gate structure is required.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のジョセフソンメモリの要部の一例の回路を第6図
(最終図)に示ず。同図中、ジョセフソン素子J+ 、
J2及びJ3とインダクタンスループとからなる3接合
a子干渉素子は書き込みゲートを構成しており、またこ
の3接合量子干渉素子を含む超伝導ループ1に対して、
ジョセフソン索子J4及びJ5からなるセンスゲートが
磁気的に結合されている。更に、上記3接合量子干渉素
子は2木の制御信号線2及び3と磁気的に結合されてい
る。
An example of a circuit of a main part of a conventional Josephson memory is not shown in FIG. 6 (final diagram). In the figure, Josephson element J+,
The 3-junction a-son interference element consisting of J2 and J3 and the inductance loop constitutes a write gate, and for the superconducting loop 1 including this 3-junction quantum interference element,
A sense gate consisting of Josephson chords J4 and J5 is magnetically coupled. Further, the three-junction quantum interference device is magnetically coupled to two control signal lines 2 and 3.

書き込み動作時には、超伝導ループ1に信号D1がバイ
アス電流として与えられた状態において、制御信号線2
及び3に制御電流×1及びYlが夫々与えられると、3
接合量子干渉素子が電圧状態にスイッチし、超伝導ルー
プ1に沿って流れる永久電流Ic1rが誘起され、Ic
1rが取り込まれる(例えばデータ“1″が内き込まれ
る。)1゜一方、信号D1が入来しない状態で3接合1
子干渉素子をスイッチすると、永久電流I。irが消滅
する(データ“0″が書き込まれる)。読み出し時には
信号D1及びSlを与えることにより、前記センスゲー
トにより永久電流I。irの6無の読み出しが行なわれ
る。
During a write operation, in a state where the signal D1 is applied to the superconducting loop 1 as a bias current, the control signal line 2
When control current x 1 and Yl are given to and 3, respectively, 3
The junction quantum interference device switches to a voltage state, and a persistent current Ic1r flowing along the superconducting loop 1 is induced, causing Ic
1r is taken in (for example, data "1" is taken in.) 1° On the other hand, in the state where the signal D1 is not received, the 3-junction 1
When switching the child interference element, the persistent current I. ir disappears (data "0" is written). At the time of reading, by applying the signals D1 and Sl, the persistent current I is generated by the sense gate. IR is read out.

第6図は従来のジョセフソンメモリの一つのメモリセル
の回路構成を示しており、このメ王リセルはマトリクス
状に多数個配置され、制御信号線2及び3は夫々X方向
(横方向)とY方向(縦方向)とに配線されて、1つの
メモリセルを選択覆るために用いられる。また、信号D
1が印加される端子4はY方向に配線される。更にセン
スゲートはX方向に配線され、これら4線を用いて書ぎ
込みと読み出しが行なわれる。
FIG. 6 shows the circuit configuration of one memory cell of a conventional Josephson memory. A large number of these memory cells are arranged in a matrix, and control signal lines 2 and 3 are connected in the X direction (horizontal direction), respectively. It is wired in the Y direction (vertical direction) and is used to selectively cover one memory cell. Also, signal D
The terminal 4 to which 1 is applied is wired in the Y direction. Furthermore, the sense gates are wired in the X direction, and writing and reading are performed using these four lines.

−5= (:ye明が解決しようとする問題点〕従来のジョセフ
ソンメモリでは、1つのメモリセルが第6図に示す如き
回路構成であり、1つのメモリセル当り4線必要で配線
数が多く、またメモリセル毎にセンスゲートが設けられ
ているため、メモリセルの構成要素数が多く、構成要素
のバラツキの影響が大きく、メモリ全体も寸法が大とな
ってしまい、また周辺回路が複雑であり、更に小なる値
の永久電流を電流制御で読み出すので動作マージンが小
さく、また更に歩留りが悪く、集積度が上がらないとい
った問題点があった。
-5= (Problem that Akira tries to solve) In the conventional Josephson memory, one memory cell has a circuit configuration as shown in Figure 6, and each memory cell requires four wires, which increases the number of wires. In addition, since each memory cell has a sense gate, the number of memory cell components is large, and the influence of variations in the components is large, the overall size of the memory is large, and the peripheral circuitry is complicated. However, since a persistent current with a smaller value is read out by current control, there are problems in that the operating margin is small, the yield is poor, and the degree of integration cannot be increased.

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので、高集積度
を実現できるジョセフソンメモリを提供づることを目的
とする。
The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a Josephson memory that can realize a high degree of integration.

〔問題点を解決するための手段〕 本発明のジョセフソンメモリは、1接合量子干渉素子及
びこれに磁気的に結合された第1及び第2の制御信号線
からなる、マトリクス状に多数個配置されたメモリセル
と、縦又は横方向に配置された各メモリセル内の1接合
量子干渉系fの両端子と直列接続されたジョセフソン素
子を含むセンスゲートとからなり、横方向に配置された
各メモリセル内の第1の制御信号線を共通接続し、縦方
向に配置された各メモリセル内の第2の制御信号線を共
通接続した構成である。
[Means for Solving the Problems] The Josephson memory of the present invention includes a single-junction quantum interference device and a plurality of first and second control signal lines magnetically coupled to the single-junction quantum interference device arranged in a matrix. A sense gate including a Josephson element connected in series with both terminals of a one-junction quantum interference system f in each memory cell arranged in the vertical or horizontal direction. In this configuration, first control signal lines in each memory cell are commonly connected, and second control signal lines in each memory cell arranged in the vertical direction are commonly connected.

〔作用〕[Effect]

第1及び第2の制御信号線に送出された第1及び第2の
制御信号により、マトリクス状に配置された多数個のメ
モリセルのうちの一のメモリセルが選択されると共に、
そのメモリセルの磁束量子状態が制御される。
The first and second control signals sent to the first and second control signal lines select one memory cell among a large number of memory cells arranged in a matrix, and
The magnetic flux quantum state of the memory cell is controlled.

メモリセルは第1及び第2の量子状態のいずれか一方に
あり、上記の第1及び第2の制御信号の極性に応じて、
この2つの縫子状態のうちの一方に制御される。これに
より、情報の書き込みが11なわれる。
The memory cell is in one of the first and second quantum states, and depending on the polarity of the first and second control signals,
The sewing thread is controlled to one of these two states. As a result, information is written 11 times.

一方、第1及び第2の制御lI信号として、メモリセル
を上記2つの量子状態のうち予め設定した一方の量子状
態に制御するような極性の制御電流を発生して、これを
各メモリセルに順次に与えることにより、上記所定の量
子状態にあるメモリセルはそのままの量子状態を保持し
、他方、この所定の量子状態にないメモリセルは上記所
定の量子状態へ磁束量子転移が生じる。
On the other hand, as the first and second control lI signals, control currents with polarities that control the memory cells to one of the two quantum states set in advance are generated, and these are applied to each memory cell. By sequentially applying the magnetic flux, the memory cells in the predetermined quantum state retain the same quantum state, while the memory cells not in the predetermined quantum state undergo a magnetic flux quantum transition to the predetermined quantum state.

この磁束量子転移が生じたメモリセルは電圧パルスを発
生するため、これがセンスゲートへ電流パルスとして与
えられて読み出される。このように、電流パルスの有無
により情報の読み出しが行なわれる。
A memory cell in which this magnetic flux quantum transition has occurred generates a voltage pulse, which is applied as a current pulse to the sense gate and read out. In this way, information is read out depending on the presence or absence of current pulses.

メモリセルは1接合量子干渉素子と2本の制御信号線と
からなり、従来の如くセンスゲートを11に有すること
はなく、センスゲートは縦又は横方向に配列されたメモ
リセルに共用する構成とすることができる。更に、横方
向に配列された各メモリセルの第1の制御信号線同士、
及Tjwi方向に配列された各メモリセルの第2の制御
信号線同士は夫々共通接続されるから、必要な線数が削
減できる。
The memory cell consists of a single junction quantum interference device and two control signal lines, and does not have 11 sense gates as in the conventional case, but has a configuration in which the sense gate is shared by the memory cells arranged vertically or horizontally. can do. Furthermore, the first control signal lines of each memory cell arranged in the horizontal direction,
Since the second control signal lines of the memory cells arranged in the Tjwi and Tjwi directions are commonly connected to each other, the number of required lines can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の要部の一実施例の回路図を示す。同図
中、6はメモリセルで、1つのジョセフソン素子7とイ
ンダクタンスルー18とからなる1接合量子干渉素子と
、インダクタンスループ8に磁気的に夫々結合された第
1の制御伏目線9及び第2の制御信号線10とから構成
されている。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the main part of the present invention. In the figure, reference numeral 6 denotes a memory cell, which includes a one-junction quantum interference device consisting of one Josephson element 7 and an inductance through 18, and a first control blind line 9 and a first control blind line 9 magnetically coupled to an inductance loop 8, respectively. 2 control signal lines 10.

また11はセンスゲートで、ジョセフソン素子12.1
3及び14を含む3接合量子上渉素子からなり、メモリ
セル6内の1接合量子干渉素子の両端子とオフセット電
流I。H用の信号線15を介して磁気的に結合されて直
列接続されCいる。
11 is a sense gate, which is a Josephson element 12.1
It consists of a 3-junction quantum interference device including 3 and 14, and an offset current I between both terminals of the 1-junction quantum interference device in the memory cell 6. They are magnetically coupled and connected in series via a signal line 15 for H.

更にセンスゲート11にはバイアス電流Isが供給され
る。このセンスゲート11は後述する如く、一方向に配
列された複数個のメモリビルに対して1個の割合で設け
られる。
Further, the sense gate 11 is supplied with a bias current Is. As will be described later, one sense gate 11 is provided for a plurality of memory buildings arranged in one direction.

このメモリセル6及びセンスゲート11の動作について
第2図と共に説明する。第2図はメモリセル6の量子状
態の動ぎ(動作点の動き)を示しており、縦軸はインダ
クタンスループ8の内部磁束Φiを示し、横軸はメモリ
セル6に供給される制御電流IX、IY、オフセット電
流I。ffを示す。
The operation of this memory cell 6 and sense gate 11 will be explained with reference to FIG. FIG. 2 shows the movement of the quantum state (movement of the operating point) of the memory cell 6, the vertical axis shows the internal magnetic flux Φi of the inductance loop 8, and the horizontal axis shows the control current IX supplied to the memory cell 6. , IY, offset current I. ff is shown.

直流電流であるオフセット電流I。ffはメモリセル6
に常時供給されており、これによりメモリセル6は第2
図にP及びQで示す2つの量子状態のいずれか一方の状
態となる。いま、メモリセル6が第2図にPで示す第1
の量子状態にあったものとすると、制御l電流■×及び
IYを第1図に示す方向に流すと、メモリセル6は第2
図にQで示す第2の量子状態へ転移する。
Offset current I, which is a direct current. ff is memory cell 6
is constantly supplied to the memory cell 6, which causes the memory cell 6 to
One of the two quantum states indicated by P and Q in the figure is achieved. Now, the memory cell 6 is in the first state indicated by P in FIG.
Assuming that the memory cell 6 is in the quantum state of
It transitions to the second quantum state indicated by Q in the figure.

一力、第1の量子状態にあるメモリセル6に第1図に示
す方向とは逆方向に制御l電流I×及びlyを流すと、
メモリセル6はそのまま第1の量子状態を保持する。メ
モリセル6が第2のけ子状態にあるときも、上記と同様
に、制御電流I×及びIYを第1図に示す向きに流すこ
とにより、メモリセル6を第2図にQで示す第2の量子
状態とし、第1図と逆向きにIY及びIvを流すことに
より、第2図にPで示す第1の量子状態へ転移させるこ
とができる。
When controlled currents I× and ly are applied to the memory cell 6 in the first quantum state in the direction opposite to that shown in FIG.
The memory cell 6 remains in the first quantum state. When the memory cell 6 is in the second parlor state, the control currents I× and IY are caused to flow in the directions shown in FIG. 2, and by flowing IY and Iv in the opposite direction to that in FIG. 1, it is possible to transition to the first quantum state shown by P in FIG. 2.

従って、メモリセル6にデータ゛o″を書き込む場合は
、例えば制御電流I×及びIYを第1図とは逆向きの負
の電流=lx、−IYとして第1の吊子状態とし、他方
、1−タ゛″1″を書き込む場合は、正の制御電流+I
X、+IYをメモリセル6に与えてこれを第2の量子状
態とすればよい。
Therefore, when writing data "o" to the memory cell 6, for example, the control currents Ix and IY are set to negative currents = lx, -IY in the opposite direction to those in FIG. - When writing the register “1”, positive control current +I
X, +IY may be applied to the memory cell 6 to set it in the second quantum state.

次にメモリセル6の読み出しは、制御主流I×及びIv
の極性をどちらか一方に予め定めて、メモリセル6に供
給して行なう。例えば負の制御電流−■×及び−IYを
メモリセル6に与えた場合、前記したようにメモリセル
6が第2図にPで示す第1の量子状態にあるときは磁束
量子転移は起らないが、Qで示す第2の吊子状態にある
ときは磁束量子転移が生じる。この時メモリセル6の両
端には Φo−fVdt で表わされる1磁束量子に相当する電圧パルスが発生し
、これによる電流パルスがオフレット電流’ offに
加わって、第1図に示すセンスゲート11の制御線15
に流れ、センスゲート11を電圧状態ヘスイッチする。
Next, reading of the memory cell 6 is performed using the control main stream Ix and Iv.
This is done by predetermining the polarity of the signal to either one and supplying it to the memory cell 6. For example, when negative control currents -■× and -IY are applied to the memory cell 6, the magnetic flux quantum transition does not occur when the memory cell 6 is in the first quantum state indicated by P in FIG. 2 as described above. However, when in the second suspender state indicated by Q, magnetic flux quantum transition occurs. At this time, a voltage pulse corresponding to one magnetic flux quantum expressed by Φo-fVdt is generated across the memory cell 6, and the current pulse resulting from this is added to the offlet current 'off, which controls the sense gate 11 shown in FIG. line 15
, which switches the sense gate 11 to the voltage state.

従って、センスゲート11がスイッチするか否かによっ
てメモリセル6の記憶データを判別することができるこ
とになる。
Therefore, the data stored in the memory cell 6 can be determined depending on whether the sense gate 11 switches or not.

第3図は計算機シミュレーションで得た本発明における
電流波形の一例を示す。ここで、第1図に示すメモリセ
ル6を横方向に8個直列に接続し、8個目のメモリセル
とグラウンド間に5Ωの抵抗IRRを接続し、更に各メ
モリセル間にはセル間の配線容茄として1.44 pH
のインダクタンス素子を接続した回路構成に対して行な
ったシミュレーションである。第3図中、IIは1番目
のメモリセルが磁束量子転移した時に生じた出力電流波
形を示し、同様に、14.17は夫々4番目、7番目の
メモリセルが磁束量子転移した時に生じた出力電流波形
、IRRは前記抵抗IRRを流れる8番目のメモリセル
の出力電流波形を示す。
FIG. 3 shows an example of a current waveform in the present invention obtained by computer simulation. Here, eight memory cells 6 shown in FIG. 1 are connected in series in the horizontal direction, a 5Ω resistor IRR is connected between the eighth memory cell and the ground, and a 1.44 pH as wiring capacity
This is a simulation performed for a circuit configuration in which inductance elements of In Figure 3, II indicates the output current waveform that occurred when the first memory cell underwent magnetic flux quantum transition, and similarly, 14.17 indicates the output current waveform that occurred when the fourth and seventh memory cells underwent magnetic flux quantum transition, respectively. The output current waveform, IRR, indicates the output current waveform of the eighth memory cell flowing through the resistor IRR.

第3図かられかるように、電流は遅延し、また電流11
がピーク値60μA、パルス幅2.7DSであり、急峻
な波形′であるのに対し、最終出力電流IRRはピーク
値20μへ、パルス幅4.8psであり、緩やかな′傾
斜を有する小振幅の波形である。
As can be seen from Figure 3, the current is delayed and the current 11
is a steep waveform with a peak value of 60μA and a pulse width of 2.7DS, whereas the final output current IRR has a peak value of 20μA and a pulse width of 4.8ps, and is a small amplitude waveform with a gentle slope. It is a waveform.

従って、読み出し出力を比値に判別するためには、セン
スゲートに共通に接続されるメモリセルの数は無制限と
することはできず、ある一定の制限がある。
Therefore, in order to determine the readout output as a ratio value, the number of memory cells commonly connected to the sense gate cannot be unlimited, but is subject to certain limitations.

次に本発明の各実施例について説明するに、第4図は本
発明メモリの第1実施例の向路系統図を示す。同図中、
第1図と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。第4図において、第1図のメモリセル6と同
一構成のm、n個のメモリセルは611〜6mnで示す
如く、縦IJ向にm個、横方向にn個マトリクス状に配
置されである。また、横方向に配置されたメモリセル6
t+〜6in(ただし、iは1.2.・・・9m)はX
デ]−ダ・ドライバ18よりの制御信号線91と共通接
続され、縦方向に配置されたメモリセル6+j〜6mj
(ただし、jは1,2.・・・、n)はYデコーダ・ド
ライバ及びセンス回路19内のYデコーダ・ドライバよ
りの制御信号線10jと共通接続されている。
Next, each embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a route system diagram of the first embodiment of the memory of the present invention. In the same figure,
Components that are the same as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. In FIG. 4, m and n memory cells having the same configuration as the memory cell 6 in FIG. . In addition, memory cells 6 arranged in the horizontal direction
t+~6in (however, i is 1.2...9m) is X
Memory cells 6+j to 6mj commonly connected to the control signal line 91 from the data driver 18 and arranged in the vertical direction
(where j is 1, 2, . . . , n) is commonly connected to the control signal line 10j from the Y decoder driver and the Y decoder driver in the sense circuit 19.

更に、横方向に配置された各メモリセル6i+〜5in
内の1接合量子干渉素子の両端子に対して、センスゲー
ト11iが直列接続されている。また更に、センスゲー
ト111〜11醜はバイアス信号線20よりのバイアス
信号が共通に供給されるよう接続されると共に、バイア
ス信号線20とグラウンド間に共通の負荷抵抗21を有
している。
Furthermore, each memory cell 6i+ to 5in arranged in the horizontal direction
A sense gate 11i is connected in series to both terminals of the one-junction quantum interference device. Furthermore, the sense gates 111 to 11 are connected to be commonly supplied with a bias signal from a bias signal line 20, and have a common load resistor 21 between the bias signal line 20 and ground.

また、横方向に配置された各メモリセル611〜6in
の制御信号線15;が共通接続されている。
In addition, each memory cell 611 to 6 inches arranged in the horizontal direction
control signal lines 15; are commonly connected.

かかる構成のジョセフソンメモリによれば、m・n個の
メモリセル611〜6mnのうち、Xデコーダ・ドライ
バ18よりの第1の制御電流■×とYデコーダ・ドライ
バよりの第2の制御電流IYとが同時に供給されるーの
メモリセルのみが選択され、かつ、第2図と共に説明し
たようにそのメモリセルの磁束量子状態が制御されて書
き込みが行なわれる。
According to the Josephson memory having such a configuration, among the m·n memory cells 611 to 6mn, the first control current ■× from the X decoder/driver 18 and the second control current IY from the Y decoder/driver 18 Only the memory cell to which the and is supplied at the same time is selected, and the magnetic flux quantum state of that memory cell is controlled as explained in conjunction with FIG. 2, and writing is performed.

また、読み出し時には、上記制御電流1×及びIYが同
時に供給される一のメモリセルのみが選択され、かつ、
そのメモリセルがその+15に磁束ti4子転移を生じ
たか否かが、同じ横方向に配置されたセンスゲートによ
り検出される。例えば、メモリセル62Tlが選択され
、かつ、それが磁束量子転移したときは、その時に発生
したパルス電圧によるパルス電流がセンスゲート112
に流れてこれをスイッチするので、負荷抵抗21に電流
が流れる。これが、Yデコーダ・ドライバ及びセンス回
路19内のセンス回路にて検出され、メモリセル62T
の記憶データ“′1″の検出が行なわれる、1なお、バ
イアス信号線20には一定周期のりlコックパルスがバ
イアス電流として送出される。
Further, at the time of reading, only one memory cell to which the control currents 1× and IY are simultaneously supplied is selected, and
Whether the memory cell has undergone a flux ti4on transition at its +15 is detected by the same laterally arranged sense gate. For example, when the memory cell 62Tl is selected and undergoes a magnetic flux quantum transition, the pulse current due to the pulse voltage generated at that time flows to the sense gate 112.
Since the current flows through the load resistor 21 and switches it, a current flows through the load resistor 21. This is detected by the Y decoder driver and the sense circuit in the sense circuit 19, and the memory cell 62T
Detection of the stored data "'1" is performed. Note that a constant cycle cock pulse is sent to the bias signal line 20 as a bias current.

第5図は本発明メモリの第2実施例の+11路系統図を
示す。同図中、第4図と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。本実施例はセンスゲートとし
て第1図及び第4図に示したような磁界結合型ジョセフ
ソンゲートではなく、第5図に示すように横方向に配置
された各メ−[リセル611〜6in内の1接合量子干
渉素子の両端子の共通接続線151に直接接続された直
結型ジョセフソンゲートをセンスゲート231として使
用した点に特徴を有する。
FIG. 5 shows a +11 path system diagram of a second embodiment of the memory of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In this embodiment, the sense gate is not a magnetically coupled Josephson gate as shown in FIGS. It is characterized in that a direct-coupled Josephson gate directly connected to the common connection line 151 of both terminals of the one-junction quantum interference device is used as the sense gate 231.

センスゲート23+〜23T11は互いに独立してメモ
リセル611〜6Inに接続されているので、これらの
OR出力をとるために、センスゲート231〜23Tn
の各出力端子がセンス回路25に夫々接続されている。
Since the sense gates 23+ to 23T11 are connected to the memory cells 611 to 6In independently from each other, in order to obtain the OR output of these, the sense gates 231 to 23Tn
Each output terminal is connected to a sense circuit 25, respectively.

メモリセル611〜61nはXデコーダ・ドライバ18
よりの制御I雷電流×と、Yデコーダ・ドライバ24よ
りの制御電流IYとにより、そのうちの一のメモリセル
が選択され、かつ、そのω子状態が制御され、それによ
り磁束量子転移が生じたときは、231〜23I11の
うち同じ行にあるーのセンスゲートがスイッチしてセン
スゲート内の負荷抵抗に電流が流れる。
Memory cells 611 to 61n are X decoder/driver 18
One of the memory cells is selected by the control I lightning current × from the Y decoder/driver 24 and the control current IY from the Y decoder/driver 24, and its ω state is controlled, thereby causing a magnetic flux quantum transition. At this time, the sense gates 231 to 23I11 in the same row switch, and current flows through the load resistance in the sense gates.

寸なわち、本実施例も第1実施例と同様にして書き込み
、読み出しを行なうことができる。本実施例は第1実施
例に比しセンスゲートが直結型なので感度が良いという
特長がある。
In other words, writing and reading can be performed in this embodiment in the same manner as in the first embodiment. Compared to the first embodiment, this embodiment has the advantage of higher sensitivity because the sense gate is of a direct connection type.

なお、第5図において、直結型センスゲ−1−は、同じ
行(横方向)のメモリセル611〜6in全体の一端に
のみ配設したが、両端に夫々配設するようにしてもよい
。また、各実施例において、センスゲートは横方向に配
置されたメモリセル6i+〜5inに対して夫々接続し
たが、縦方向に配置されたメモリセル6+ j〜6R1
jに対して接続覆るJ:うにしてもよいことは勿論であ
る。
In FIG. 5, the direct-coupled sense gate 1- is provided only at one end of all the memory cells 611 to 6 inches in the same row (horizontal direction), but it may be provided at both ends, respectively. Furthermore, in each embodiment, the sense gates were connected to the memory cells 6i+ to 5in arranged in the horizontal direction, but the sense gates were connected to the memory cells 6+j to 6R1 arranged in the vertical direction.
It goes without saying that the connection to j may be changed to J:.

(発明の効果) 上述の如く、本発明によれば、メモリセルの構成要素数
が従来のメモリセルに比し少ないので、構成要素のバラ
ツキの影響を小さくすることかでき、またセンスゲート
は縦又は横方向の複数鮎1のメモリセル毎に1個設けら
れるから、メ王り全体の寸法を小にできると共に専有面
積を小にでき、更に必要な線数が従来に比し少なくて済
むので周辺回路を簡単にすることができ、集積度を従来
に比し向上することができ、動作マージンも人である等
の特長を有するものである。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, since the number of constituent elements of a memory cell is smaller than that of conventional memory cells, the influence of variations in constituent elements can be reduced, and the sense gates are arranged vertically. Alternatively, since one memory cell is provided for each memory cell of multiple Ayu1 in the horizontal direction, the dimensions of the entire menu can be reduced and the occupied area can be reduced, and the number of wires required is smaller than in the past. The peripheral circuitry can be simplified, the degree of integration can be improved compared to the conventional technology, and the operating margin can be reduced.

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

第1図は本発明の要部の一実施例の回路図、第2図は本
発明におけるメモリ動作の説明図、第3図は本発明の動
作シミュレーションによる電流波形の一例を示す図、 第4ド1は本発明の第1実施例を示す回路系統図、第5
図は本発明の第2実施例を示す回路系統図、第6図は従
来のジョセフソンメモリの要部の一例を示す回路図であ
る。 図において、 6.611〜6inはメモリセル、 7はジョセフソン素子、 8はインダクタンスループ、 9.91〜9mは第1の制御信号線、 10.10+〜10ηは第2の制御信号線、11.11
+ ”11m、23+ 〜23tnはセンスゲート、 20はバイアス信号線、 21は負荷抵抗である。 11ゼ〕スゲ−F 本部」月の♀邪の一災死例の回路図 第1図 本ち5月のメモリ會カイ乍の名絶B月■乙情曾 Q  
「刀
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the main part of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of memory operation in the present invention, FIG. 3 is a diagram showing an example of a current waveform obtained by operation simulation of the present invention, and FIG. 1 is a circuit system diagram showing the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a main part of a conventional Josephson memory. In the figure, 6.611~6in is a memory cell, 7 is a Josephson element, 8 is an inductance loop, 9.91~9m is a first control signal line, 10. 10+~10η is a second control signal line, 11 .11
+ "11m, 23+ ~ 23tn is the sense gate, 20 is the bias signal line, and 21 is the load resistance. Moon's Memory Society Kai's Famous B Moon ■ Lovely Q
"sword

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)1接合量子干渉素子(7、8)及び該1接合量子
干渉素子(7、8)に対して磁気的に結合された第1及
び第2の制御信号線(9、10)からなる、マトリクス
状に多数個配置されたメモリセル(6、6_n〜6_m
_n)と、 多数個の該メモリセル(6、6_n〜6_m_n)のう
ち縦又は横方向に配置された各メモリセル内の該1接合
量子干渉素子の両端子と直列接続され、該メモリセルか
らの電流を読み出す、ジョセフソン素子を含むセンスゲ
ート(11、11_1〜11_m、23_1〜23_m
)とからなり、 横方向に配置された各メモリセル内の該第1の制御信号
線(9、9_1〜9_m)を共通接続すると共に、縦方
向に配置された各メモリセル内の該第2の制御信号線(
10、10_1〜10_n)を共通接続し、該第1及び
第2の制御信号線の両制御信号により一のメモリセルを
選択すると共に、そのメモリセルの磁束量子状態を制御
するよう構成したことを特徴とするジョセフソンメモリ
(1) Consisting of a one-junction quantum interference device (7, 8) and first and second control signal lines (9, 10) magnetically coupled to the one-junction quantum interference device (7, 8) , a large number of memory cells arranged in a matrix (6, 6_n to 6_m
_n) is connected in series with both terminals of the one-junction quantum interference device in each memory cell arranged in the vertical or horizontal direction among the large number of memory cells (6, 6_n to 6_m_n), and from the memory cell. Sense gates (11, 11_1 to 11_m, 23_1 to 23_m
), which commonly connects the first control signal lines (9, 9_1 to 9_m) in each memory cell arranged in the horizontal direction, and connects the second control signal line (9, 9_1 to 9_m) in each memory cell arranged in the vertical direction. control signal line (
10, 10_1 to 10_n) are commonly connected, one memory cell is selected by both control signals of the first and second control signal lines, and the magnetic flux quantum state of the memory cell is controlled. Features Josephson Memory.
(2)前記センスゲートは、前記縦又は横方向に配置さ
れた各メモリセル内の前記1接合量子干渉素子の両端子
の共通接続線と磁気的に結合された磁界結合型ジョセフ
ソンゲート(11_1〜11_m)であり、横又は縦方
向に配置された該磁界結合型ジョセフソンゲートの共通
バイアス線とグラウンド間に一の負荷抵抗(21)を共
通に有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のジョセフソンメモリ。
(2) The sense gate is a magnetically coupled Josephson gate (11_1 ~11_m), and having one load resistance (21) in common between the common bias line and ground of the magnetically coupled Josephson gates arranged in the horizontal or vertical direction. Josephson memory described in item 1.
(3)前記センスゲートは、前記縦又は横方向に配置さ
れた各メモリセル内の前記1接合量子干渉素子の両端子
の共通接続線に直接接続された直結型ジョセフソンゲー
ト(23_1〜23_m)であり、前記縦又は横方向に
配置された複数個のメモリセル全体の一端又は両端に夫
々配設されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載のジョセフソンメモリ。
(3) The sense gate is a direct-coupled Josephson gate (23_1 to 23_m) directly connected to a common connection line between both terminals of the one-junction quantum interference device in each memory cell arranged in the vertical or horizontal direction. 2. The Josephson memory according to claim 1, wherein the memory cells are arranged at one end or both ends of the plurality of memory cells arranged in the vertical or horizontal direction.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5253199A (en) * 1991-06-17 1993-10-12 Microelectronics And Computer Technology Corporation JJ-MOS read access circuit for MOS memory
US5388068A (en) * 1990-05-02 1995-02-07 Microelectronics & Computer Technology Corp. Superconductor-semiconductor hybrid memory circuits with superconducting three-terminal switching devices
JP2020529160A (en) * 2017-07-25 2020-10-01 ノースロップ グラマン システムズ コーポレイションNorthrop Grumman Systems Corporation Superconducting bidirectional current driver

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