SU539333A1 - Переключательный элемент - Google Patents

Description

Переключательный элемент содержит джозефсоновский переход 1, включенный в замкнутый Сверхпровод щий контур 2. Индуктивность L контура 2 и 1крит1ический ток /о перехода 1 выбирают из услови , что в присутствии внешнего смещени  захваченный в контуре магнитный поток может иметь два устойчивых квантованных значени . Это услоФп

LL

Ф,

вие выполн етс , если

2г. 4

где Фо Гс-см - квант магнитного потока, а внеп1нее смещение соответствует

потоку фо/2.

Дололнительна  управл юща  Шина 3 расположена над джозефсоноВсигм переходом 1 и образует с ним криотрон 4, т. е. четырехполюсник , лозйол ющий воздействием магнитного пол  тока в шине 3 уменьшать критический ток перехода 1. В качестве управл емого перехода могут быть использованы известные туннельные или мостиковые :криотроны. С контуром индуктивно св заны входные управл ющие ,и выходные шины 5.

На фиг. 2 .приведены: зависимость тока через джозефсоно.ВСкий лереход .от полного магнитного потока через .контур при отсутствии тока в дополнительной управл ющей шине (крива  а); зависимость полного магнитного потока через контур от величины тока через контур (крива  oj; зависимость тока через джозефсоновский переход от магнитного потока через контур ири включенном токе в дополнительной управл ющей шине (крива  в).

Через одну из шин 5 пропускают посто нный ток Смеп;ени , обеспечивающий .магнитный поток IB контуре величино фо/з. Исходному состо нию элемента при эюм отвечают два устойчивых значени  тока и лотока пол  через контур, которым на фиг. 2 соответствуют точки пересечени  линии и и б. Одно из этих состо ний с меньшим значением TioToiKa может кодировать «U, а второе, с большим значением нотока, «I. Средн   точка г пересечени  линий а и б соответствует неустойчивому состо нию.

Дл  переключени  элемента из одного состо ни  в другое подают ток в шину 3 криотрона , при этом величина критического тока перехода /о уменьшаетс  до значени  1,. Как только величина критического то1ка оказываетс  меньше определенного значени  (

Фо 1 ,

гс -- - -), лини  о пересекает линию в только в одной точке г, которой теперь соответствует единственное устойчивое состо ние элемента . При выключении тока в шине 3 критический ток перехода снова возрастает и нри

ФоI

достижении им того же значени  - эле2тг L

мент перейти в одно из двух устойчивых состо ний, поскольку при этом лиии  б оп ть -пересекает синусоиду в трех точках. В какое из двух состо ний, «О или «1, перейдет элемент, зависит от нал.ичи  и направлени  токов во входных шинах; если суммарный ток, наведенный в контуре от входных шин, приводит к смещению линии б и точки г в сторону больших значений ф, то элеме)т

переключаетс  в состо ние «1, в обратном случае - в состо ние «О.

Выходной сигнал с 1перекл10чатель ого элемента может быть передан на другие такие же элементы, дл  чего шины 5 включаютс  в

сверхпровод щие контуры соответствующих эле.ментов. При этом направление передачи инфор.мации 1между элемента.ми определ етс  последовательностью подачи импульсов в соответствующие шины 3.

При исиользовании эле.мента с трем  входами и одним выходом на ием .может быть реализован полный набор (переключательных функций аналогично тому, как это делаетс  па элементах типа параметрона - по принципу

межоритарной логики. Если на двух из трех входах имеютс  сигналы одинаковой пол рности , то независимо от наличи  сигнала на третьем входе элемент переключаетс  е состо ние , соответствующее этой пол рности.

Соедин   несколько элементов последовательно , можно получать устройства типа сдвиговых регистров, комбинаторные схемы и т. п.; использу  одиночные элементы и управл ющие шины, соединенные в координатную

систе.му выборки, можно построить на них запоминающее устройство. Преимущество эле .мента, помимо расширени  его .тогических (Возможностей, определ етс  те.м, что требовани  на допуски его параметров и алшлитуды и.мпульсО|В менее жесткие, чем в известном элементе, посколы у дл  управлени  используютс  более слабые сигналы, а чувствительность элемента к (ПомехаМ снижена, что повышает его надежность. Снижение чувствительности к помехам определ  етс  тем, что элемент, пока тоК по шине 3 не протекает, не может быть переключен относительно слабы.м рабочим сигналом, подаваемым по любой шине 5 или наводимым от соседних шин, посколыку величина этих сигналов меньше, чем критический ток перехода.

Форм у л а изобретени 

Переключательный элемент, содержащий замкнутый оверхпровод идий квантующий контур с включенным IB него джозефсоновским переходом и индуктивно св занные с контуром уиравл ющие шины, отличающийс 

тем, что, с целью расширени  области примепени  и повышени  помехозащищенности элемента , он содержит догголнительную управл ющую шину, прилегающую к джозефсоновскому .пере.ходу и образующую с ним криотрон.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе;

1.Ьремер Д. Сверхпровод щие устройст1ва. М, Мир, 1964, с. 97, 14.2.

2.Патент США КУ 3705393, кл. 340-173, 1. 1972.