JP2500355B2 - Josephson logic integrated circuit device - Google Patents
Josephson logic integrated circuit deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はジョゼフソン論理集積回
路装置の改良に関し、特に論理ゲート集合群と、これに
対する高周波数電源供給回路とのインピーダンス整合に
おける改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvements in Josephson logic integrated circuit devices, and more particularly to improvements in impedance matching between a group of logic gates and a high frequency power supply circuit for the group of logic gates.
【0002】[0002]
【従来の技術】ジョゼフソン論理ゲートの集合群から成
るジョゼフソン集積回路も、実際に装置としてジョゼフ
ソンコンピュータシステム等に組込まれ、稼働するとき
には、他の電子能動回路と同様に、当然のことながら電
源電力の供給を受ける必要がある。ただ、特徴的なこと
に、ジョセフソン論理ゲートは通常ラッチングモードで
動作するため、電源電流波形は一般に単極性の脈流波形
とされ、それもゲートの持つ本質的な高速動作性を損な
うことのないように、相当に高い周波数の脈流波形とさ
れる。さらに、原理的に組合せ回路では単相の脈流電源
でも良いものの、順序回路では電源電流が半導体回路で
のクロック信号に相当するので、クロック間での信号伝
送を行うために、実際の集積回路では互いに位相の異な
った少なくとも二相以上の、いわゆる多相脈流電源が使
用される。2. Description of the Related Art A Josephson integrated circuit composed of a group of Josephson logic gates is naturally incorporated as a device into a Josephson computer system or the like, and when it is put into operation, naturally, like other electronic active circuits, it goes without saying. It is necessary to receive power supply. However, characteristically, since the Josephson logic gate normally operates in the latching mode, the power supply current waveform is generally a unipolar pulsating current waveform, which also impairs the intrinsic high-speed operability of the gate. In order not to exist, it has a pulsating flow waveform of a considerably high frequency. Further, in principle, a single-phase pulsating current power supply may be used in the combinational circuit, but in the sequential circuit, the power supply current corresponds to the clock signal in the semiconductor circuit. Therefore, in order to perform signal transmission between clocks, the actual integrated circuit Then, a so-called multi-phase pulsating current power source of at least two phases different in phase from each other is used.
【0003】図2には、このようなジョゼフソン集積回
路装置において高周波電源供給に関与する部分の代表的
な従来構成例が示されている。図示は二相脈流電源を使
用する場合であって、高周波電力源11からの電源電力は
インピーダンス変換トランス12によりインピーダンス変
換され、当該トランス12の二次巻線から一つまたは複数
のジョゼフソン論理ゲート集合の群21,・・・・・;22,・・・・・
に供給される。各ジョゼフソン論理ゲート集合21,22は
また、それ自体が少なくとも一つまたは複数のジョゼフ
ソン論理ゲートの集合体であって、それら全てが集まっ
て一つのジョゼフソン論理集積回路ないし集積回路チッ
プを構成している。図示の場合、上段に横並びに示され
ているジョゼフソン論理ゲート集合21の群21,・・・・・・ は
第一相脈流電源電流P1により駆動され、対して下段に横
並びに示されているジョゼフソン論理ゲート集合22の群
22,・・・・・・ は第二相脈流電源電流P2により駆動される。FIG. 2 shows a typical conventional configuration example of a portion related to high frequency power supply in such a Josephson integrated circuit device. In the case of using a two-phase pulsating current power supply, the power supply power from the high frequency power source 11 is impedance-converted by the impedance conversion transformer 12, and one or a plurality of Josephson logics are output from the secondary winding of the transformer 12. Group of gate sets 21, ・ ・ ・ ・ ・ ; 22, ・ ・ ・ ・ ・
Is supplied to. Each Josephson logic gate set 21, 22 is itself an aggregate of at least one or more Josephson logic gates, all of which together form a Josephson logic integrated circuit or integrated circuit chip. are doing. In the case shown, the groups 21, ..... of the Josephson logic gate set 21, which are shown side by side in the upper row, are driven by the first-phase pulsating power supply current P1 and are shown side by side in the lower row. A group of 22 Josephson logic gate sets
22, ... Are driven by the second phase pulsating current P2.
【0004】図2には説明のために、各部の電圧波形も
模式的にではあるが示されている。高周波電力源11から
インピーダンス変換トランス12の一次巻線に与えられる
出力電流波形は、図中に示されているように、一般には
接地電位(通常、グランドプレーンにおける零電位)を
中心として正負に触れる交流波形である。For the sake of explanation, FIG. 2 also shows the voltage waveform of each part, although it is schematic. As shown in the figure, the output current waveform given from the high frequency power source 11 to the primary winding of the impedance conversion transformer 12 generally touches positive and negative with a ground potential (usually zero potential in the ground plane) as the center. It is an AC waveform.
【0005】これに対し、インピーダンス変換トランス
12の二次巻線は、当該二次巻線両端間に挿入された後述
の電圧レギュレータ14,15の接続点が接地されることで
実質的に中点接地され、かつ、当該二次巻線には直流バ
イアス源13から所定の大きさの電流バイアスIBが流され
ているので、その一端側からの第一相電源電流P1の電流
波形と他端側からの第二相電源電流P2の電流波形は互い
に位相が 180°ずれ、かつそれぞれが接地電位に対しバ
イアス電流IBの分だけ、正方向にレベルシフトされた単
極性の交流電流波形(すなわち脈流波形)となる。On the other hand, the impedance conversion transformer
The 12 secondary windings are grounded substantially at the midpoint by connecting the connection points of voltage regulators 14 and 15 described below, which are inserted between both ends of the secondary winding, and the secondary windings are also grounded. since current bias I B of a predetermined size from the DC bias source 13 is flowed in, the second phase supply current P2 from the current waveform and the other end of the first phase supply currents P1 from one end current waveform of phase 180 ° from each other, and by the amount of bias current I B to each ground potential, a positive direction to the level shifted unipolar alternating current waveform (ie pulsating voltage).
【0006】さらに、このレベルシフトされた交流電流
波形は、電圧レギュレータ14,15により定電圧化され
る。すなわち、電圧レギュレータ14,15は複数n個のジ
ョゼフソン接合を直列に接続して構成され、これにより
その両端電圧をジョゼフソン接合一個のギャップ電圧Vg
のn倍の電圧n・Vgに一定化するので、ジョゼフソン論
理ゲート集合群21,・・・・・;22,・・・・・にそれぞれ供給され
る第一相、第二相電源電流P1,P2は、図中に模式的に示
されるように、位相においては互いに 180°ずれた二相
脈流電流となり、かつ、それぞれは電圧レギュレータ1
4,15により正方向最大電圧値がn・Vgに一定化された
電流となる。Further, the level-shifted AC current waveform is converted into a constant voltage by the voltage regulators 14 and 15. That is, the voltage regulators 14 and 15 are configured by connecting a plurality of n Josephson junctions in series, and thereby the voltage across the Josephson junctions is set to the gap voltage Vg of one Josephson junction.
Since it is fixed to a voltage n · Vg which is n times as high as that of the first-phase and second-phase power supply currents P1 supplied to the Josephson logic gate set groups 21 ,. , P2 are two-phase pulsating currents that are 180 ° out of phase with each other, and each is a voltage regulator 1 as shown in the figure.
With 4,15, the maximum positive voltage is a current with a constant nVg.
【0007】しかるに、上述した各構成要素から成る図
示の高周波電源供給回路10は、トランス12による電流値
変換機能や電圧レギュレータ14,15による電圧値の一定
化機能を有してはいるものの、必要とされる最も基本的
な機能は、高周波電力源11の出力インピーダンスを論理
ゲート集合群21,・・・・・;22,・・・・・の電源入力インピーダ
ンスに対し、第一相、第二相の電源電流P1,P2のそれぞ
れに関して整合させることにある。したがってまた、従
来においても、この目的を果たすためには、インピーダ
ンス変換トランス12を使用するのではなく、フィルタ回
路ないしこれに類似の時定数回路を用いる場合もある。
もちろん、単相脈流電源の使用に留めて良い場合や、三
相以上、さらに多相の脈流電源を使用する場合にも、各
相電源電流の供給に関し、この点は同様である。However, the illustrated high-frequency power supply circuit 10 including the above-mentioned components has a function of converting the current value by the transformer 12 and a function of stabilizing the voltage value by the voltage regulators 14 and 15, but is necessary. The most basic function is that the output impedance of the high-frequency power source 11 is compared with the power source input impedance of the logic gate set group 21 ,. Matching the power supply currents P1 and P2 of each phase. Therefore, conventionally, in order to achieve this purpose, the impedance conversion transformer 12 may not be used, but a filter circuit or a time constant circuit similar thereto may be used.
Of course, the same applies to the supply of each phase power supply current when a single-phase pulsating current power supply may be used or when a three-phase or more multi-phase pulsating current power supply is used.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】フィルタ型を用いるに
しろ、図2に示したトランス型を使用するにしろ、従来
においては、高周波電源供給回路10の電源出力インピー
ダンスと、これにより駆動されるジョゼフソン論理ゲー
ト集合群の電源入力インピーダンスとを一対一で整合さ
せるように設計していた。これは確かに、各種電子回路
においても採られる極く一般的な設計手法ではある。し
かし、こうした常套的な手法に従っている限り、高周波
電源供給回路10の融通性は全くなかった。すなわち、ジ
ョゼフソン論理ゲート集合群の電源入力インピーダンス
は、当該論理ゲート集合群中に含まれる実際の論理ゲー
トの数によって左右される。したがって、論理ゲート数
の異なる集積回路間では電源入力インピーダンスも様々
に異なるので、それらの間で同一の高周波電源供給回路
10を共用することはできず、各集積回路ごとに専用の設
計を要していた。Whether the filter type or the transformer type shown in FIG. 2 is used, the power source output impedance of the high frequency power supply circuit 10 and the Joseph driven by this are conventionally used. It was designed to match the power supply input impedance of the Son logic gate set group one-to-one. This is certainly a very general design method adopted in various electronic circuits. However, as long as this conventional method is followed, the high frequency power supply circuit 10 has no flexibility. That is, the power supply input impedance of the Josephson logic gate set group depends on the number of actual logic gates included in the logic gate set group. Therefore, since the power supply input impedances also differ between integrated circuits having different numbers of logic gates, the same high frequency power supply circuit is provided between them.
10 could not be shared, and each integrated circuit required a dedicated design.
【0009】これは実際上、大きな欠点である。例えば
高周波電源供給回路10中、高周波電力源11は外付けにす
るにしても、実質的にインピーダンス変換回路を構成す
る他の部分を専用の別チップや、あるいはまたジョゼフ
ソン論理集積回路チップを搭載するチップキャリアの中
に設ける場合、こうした融通性のなさは極めて不経済で
ある。用いるジョゼフソン論理集積回路ごとに専用チッ
プやチップキャリアを設計し直すのは、労力のみならず
非常に費用が掛かるからである。This is a major drawback in practice. For example, in the high-frequency power supply circuit 10, even if the high-frequency power source 11 is externally mounted, another part that substantially constitutes the impedance conversion circuit is provided with another dedicated chip or a Josephson logic integrated circuit chip. Such inflexibility is extremely uneconomical when provided in a chip carrier that is designed to be used. Redesigning a dedicated chip or chip carrier for each Josephson logic integrated circuit to be used is not only labor-intensive but also very costly.
【0010】さらに、上述の二相脈流電源に代表される
ように、多相脈流電源により駆動されるジョゼフソン論
理集積回路の場合、各相ごとに駆動されるべきジョセフ
ソン論理ゲートの数が等しいとは限らず、むしろ異なっ
ていることの方が多い。換言すれば、各相ごとに駆動さ
れるべきジョゼフソン論理ゲート集合群の電源入力イン
ピーダンスが異なっていることの方が多い。そのため、
従来は各相ごとに適当なる出力インピーダンスの電源を
設計することも厄介であったし、回路構成が複雑になり
易くもあり、そうかといってこれを避けるため、各相ご
との論理ゲート数を同じに設計することもまた、極めて
困難だった。Further, in the case of a Josephson logic integrated circuit driven by a multi-phase pulsating current power source as represented by the above-mentioned two-phase pulsating current power source, the number of Josephson logic gates to be driven for each phase. Are not always equal, but are often different. In other words, the power supply input impedances of the Josephson logic gate set groups to be driven are different for each phase. for that reason,
In the past, it was difficult to design a power supply with an appropriate output impedance for each phase, and the circuit configuration could easily become complicated. To avoid this, however, the number of logic gates for each phase should be changed. Designing the same was also extremely difficult.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は従来のこうした
欠点を解消ないし緩和するため、電源電流の供給を受け
て稼働するジョゼフソン論理ゲート集合群の電源入力イ
ンピーダンスに対し、高周波電源供給回路の電源出力イ
ンピーダンスを意図的に低くする。つまり、実際に駆動
すべきジョゼフソン論理ゲート集合群よりも低い電源入
力インピーダンスの回路に対しても電源電力を供給し得
るように、当該高周波電源供給回路を作製する。そうし
た上で、ジョゼフソン論理ゲート集合群に対し、並列に
電源電流を側路するダミー抵抗を設けて、電源側から見
た当該ジョゼフソン論理ゲート集合群の見掛け上の(な
いし実効的な)電源入力インピーダンスを低下させ、高
周波電源供給回路の電源出力インピーダンスに整合させ
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve or alleviate the above drawbacks of the prior art, the present invention provides a high frequency power supply circuit with respect to the power supply input impedance of a group of Josephson logic gates which operates by receiving supply of power supply current. Intentionally lower the power supply output impedance. That is, the high frequency power supply circuit is manufactured so that the power supply power can be supplied also to the circuit having the power supply input impedance lower than that of the Josephson logic gate set group to be actually driven. Then, a dummy resistor for bypassing the power supply current is provided in parallel to the Josephson logic gate set group, and the apparent (or effective) power source of the Josephson logic gate set group viewed from the power supply side is provided. The input impedance is lowered to match the power output impedance of the high frequency power supply circuit.
【0012】さらに本発明では、上記の基本構成に加
え、より望ましい構成として、上記のダミー抵抗を複数
の互いに並列な抵抗群で構成し、それら複数の抵抗をジ
ョゼフソン論理集積回路チップ内にて幾何的に分散して
配置することも提案する。Furthermore, in the present invention, in addition to the above basic configuration, as a more desirable configuration, the above dummy resistors are configured by a plurality of parallel resistance groups, and the plurality of resistances are arranged in a Josephson logic integrated circuit chip. It is also proposed to disperse them geometrically.
【0013】本発明による上記の構成は、ジョゼフソン
論理ゲート集合群が複数から成る場合、すなわち図2に
即して説明したように、例えば二相脈流電源の適用を受
けるジョゼフソン論理集積回路であって第一相脈流電源
により駆動されるジョゼフソン論理ゲート集合群と第二
相脈流電源により駆動されるジョゼフソン論理ゲート集
合群とがあるような場合、各群に対して所定の位相の高
周波電源電流を供給するに際して適用することができ
る。つまり、第一相脈流電源の電源出力インピーダンス
に対して第一のジョゼフソン論理ゲート集合群の電源入
力インピーダンスを整合させるように当該第一の論理ゲ
ート集合群に一つまたは複数のダミー抵抗を並列に付
し、同様に第二相脈流電源の電源出力インピーダンスに
対して第二のジョゼフソン論理ゲート集合群の電源入力
インピーダンスを整合させるように当該第二の論理ゲー
ト集合群に一つまたは複数のダミー抵抗を並列に付す。
三相以上の多相脈流電源を使用する場合にも、本発明は
各相に関し全く同様に適用できるし、電源の位相関係に
限らず、一つのジョゼフソン論理集積回路内で独立の高
周波電源により駆動されるべきジョゼフソン論理ゲート
集合がある場合、それらの各々に対して適用することが
できる。なお、図2に示したような場合にも、高周波電
源供給回路10は第一相用としても第二相用としても電源
供給回路としては同一の回路ではあるが、原理的には互
いに独立な第一相電源電流生成用の回路部分と第二相用
電源電流生成用の回路部分とがあって、これらが合理的
な回路構成手法により、同一の回路で実現されたものと
見ることができる。本発明の要旨構成上における用語
も、このような基準に従って定義されるものである。The above-mentioned configuration according to the present invention has a structure in which a plurality of Josephson logic gate set groups, that is, as described with reference to FIG. In the case where there is a Josephson logic gate set group driven by the first-phase pulsating current power source and a Josephson logic gate set group driven by the second-phase pulsating current power source, a predetermined number is set for each group. It can be applied when supplying a high frequency power source current of a phase. That is, one or more dummy resistors are provided in the first logic gate set group so as to match the power supply input impedance of the first Josephson logic gate set group to the power supply output impedance of the first phase pulsating current power supply. In parallel, in the same way, to match the power source input impedance of the second Josephson logic gate group to the power source output impedance of the second phase pulsating current power source, one or more in the second logic gate group Attach multiple dummy resistors in parallel.
Even when using a multi-phase pulsating power supply of three or more phases, the present invention can be applied to each phase in exactly the same manner, and is not limited to the phase relationship of the power supplies, and independent high-frequency power supplies can be used in one Josephson logic integrated circuit. If there are Josephson logic gate sets to be driven by, then it can be applied to each of them. Even in the case shown in FIG. 2, the high-frequency power supply circuit 10 is the same circuit as the power supply circuit for both the first phase and the second phase, but in principle it is independent of each other. There is a circuit part for generating the first-phase power supply current and a circuit part for generating the second-phase power supply current, and it can be considered that these are realized by the same circuit by a rational circuit configuration method. . The terms in the gist of the present invention are also defined according to such a standard.
【0014】[0014]
【実施例】図1には本発明に従って構成されたジョゼフ
ソン論理集積回路の一実施例が示されている。従来例と
の対比を明確にするため、本発明による改良の対象とな
った元の回路は図2に示された回路と同様としてあり、
同様ないし同一で良い構成要素には図2中と同一の符号
を付してある。したがってまた、それら同一の符号をの
付されている構成要素に関する説明は、すでに従来例に
関し説明した所を援用することができる。1 shows one embodiment of a Josephson logic integrated circuit constructed according to the present invention. In order to clarify the comparison with the conventional example, the original circuit which is the object of the improvement by the present invention is the same as the circuit shown in FIG.
The same or identical constituent elements are designated by the same reference numerals as in FIG. Therefore, the description of the components denoted by the same reference numerals can be applied to the description of the conventional example.
【0015】図1における本発明実施例中でも、高周波
電源供給回路10はインピーダンス変換トランス12を用い
たものを示しており、その二次巻線両端からはそれぞれ
電圧レギュレータ14,15により所定の電圧値に最大電圧
値が定電圧化された第一相、第二相の各脈流電源電流P
1,P2が出力される。本発明に直接の関係はないが、必
要に応じ、電圧レギュレータ14,15を構成しているジョ
ゼフソン接合の直列数がそれぞれ異なり、つまりはそれ
ぞれの定電圧値が異なっていても良い。In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the high frequency power supply circuit 10 is shown to use the impedance conversion transformer 12, and the voltage regulators 14 and 15 respectively provide predetermined voltage values from both ends of the secondary winding. Each of the pulsating current source currents P of the first phase and the second phase whose maximum voltage value is constant
1, P2 is output. Although not directly related to the present invention, the number of series Josephson junctions forming the voltage regulators 14 and 15 may be different, that is, the constant voltage values may be different, if necessary.
【0016】第一相電源電流P1により駆動されるのは複
数個示されているジョゼフソン論理ゲート集合21の群2
1,・・・・・・ であって、各ジョゼフソン論理ゲート集合21
はそれ自体、複数のジョゼフソン論理ゲートを含んでい
て良い。同様に、複数個示されている第二のジョゼフソ
ン論理ゲート集合群22,・・・・・・ は第二相電源電流P2によ
り駆動される。Driven by the first phase power supply current P1 is a plurality 2 of the Josephson logic gate set 21 shown in plural.
1, ..., and each Josephson logic gate set 21
As such, may include multiple Josephson logic gates. Similarly, the plurality of second Josephson logic gate set groups 22, ..., Which are shown in plural, are driven by the second-phase power supply current P2.
【0017】しかるに、回路図的には先に述べた図2中
とこれまでの所、同様の説明となっているが、本発明を
適用する場合、高周波電源供給回路10の第一相電源電流
P1に関する電源出力インピーダンスは、当該第一相電源
電流P1により駆動される第一群のジョゼフソン論理ゲー
ト集合群21,・・・・・・ の電源入力インピーダンスよりも意
図的に低くなるよう設計され、同様に高周波電源供給回
路10の第二相電源電流P2に関する電源出力インピーダン
スは、当該第二相電源電流P2により駆動される第二群の
ジョゼフソン論理ゲート集合群22,・・・・・・ の電源入力イ
ンピーダンスよりも意図的に低くなるよう設計される。
したがって、そのままではインピーダンス整合は行われ
ない。However, although the circuit diagram is similar to that in FIG. 2 described above and so far, when the present invention is applied, the first phase power supply current of the high frequency power supply circuit 10 is applied.
The power supply output impedance related to P1 is designed to be intentionally lower than the power supply input impedance of the first group Josephson logic gate set group 21, ..., Driven by the first phase power supply current P1. Similarly, the power supply output impedance related to the second phase power supply current P2 of the high frequency power supply circuit 10 is the second group Josephson logic gate set group 22 driven by the second phase power supply current P2. It is designed to be intentionally lower than the power input impedance of.
Therefore, impedance matching is not performed as it is.
【0018】このように、本発明ではまず、意図的にイ
ンピーダンスのミスマッチ状態が起きるように高周波電
源供給回路10の電源出力インピーダンスの方をあえて低
く設計する。その上で次に、ジョゼフソン論理ゲート集
合群21,・・・・・;22,・・・・・にそれぞれ並列に電源電流を側
路するダミー抵抗RX,RYを少なくとも一つ付し、電源側
から見た各ジョゼフソン論理ゲート集合群21,・・・・・;2
2,・・・・・の見掛け上の、ないし実効的な電源入力インピ
ーダンスを低下させることにより、高周波電源供給回路
10の電源出力インピーダンスに整合させる。As described above, in the present invention, first, the power supply output impedance of the high frequency power supply circuit 10 is intentionally designed to be low so that an impedance mismatch state is intentionally generated. Then, next, at least one dummy resistor R X , R Y for bypassing the power supply current is provided in parallel with each of the Josephson logic gate set groups 21 ,. , Each Josephson logic gate set as seen from the power supply side 21, ・ ・ ・ ・ ・ ; 2
High frequency power supply circuit by reducing the apparent or effective power input impedance
Match the power supply output impedance of 10.
【0019】図示の場合には特に、第一、第二の各群に
それぞれ属する一つ一つのジョゼフソン論理ゲート集合
21,22の各々に並列にダミー抵抗RX,RYを付し、したが
って高周波電源供給回路10に対しそれらダミー抵抗群
RX,・・・・・;RY,・・・・・が電源負荷として各相ごとに全て並
列に入っているが、以下に改めて説明する本発明の原理
上は、こうしたダミー抵抗RX,RYは各相当たり一つでも
良く、複数にするにしても各ジョゼフソン論理ゲート集
合の一つ一つに対して並列に入れるのではなく、幾つか
に対して一つの割で並列に入っていても良い。In the illustrated case, in particular, each Josephson logic gate set belonging to each of the first and second groups.
Dummy resistors R X and R Y are provided in parallel with each of 21 and 22, and therefore, the dummy resistor groups are provided to the high frequency power supply circuit 10.
R X , ...; R Y , ... are all connected in parallel for each phase as a power supply load. However, according to the principle of the present invention, which will be described again below, such a dummy resistor R X , R Y may be one for each phase, and even if there are multiple, instead of putting them in parallel for each of the Josephson logic gate sets, they may be put in parallel for some You may enter.
【0020】いずれにしても、このような本発明の思想
によると、高周波電源供給回路10の電源出力インピーダ
ンス以上であれば、当該高周波電源供給回路10により駆
動されるジョゼフソン論理ゲート集合群21,・・・・・;22,・
・・・・の電源入力インピーダンスが異なっても、ダミー抵
抗RX,RYの値を変えるだけで、そのどれにも同一の高周
波電源供給回路10を適用することができる。高周波電源
供給回路自体に変更は必要なく、したがって高周波電力
源11は外付けにしても他の部分を専用チップやジョゼフ
ソン論理集積回路チップのキャリアに搭載する場合、ジ
ョゼフソン論理集積回路側の論理ゲート数が変わったか
らと言って、それら専用チップやチップキャリアまで設
計し直す必要はなくなり、流用が可能となって、極めて
経済的、合理的である。In any case, according to the idea of the present invention, as long as it is equal to or higher than the power output impedance of the high-frequency power supply circuit 10, the Josephson logic gate set group 21, driven by the high-frequency power supply circuit 10, ·····;twenty two,·
Even if the power supply input impedances of ... Are different, the same high frequency power supply circuit 10 can be applied to any of them by changing the values of the dummy resistors R X and R Y. There is no need to change the high frequency power supply circuit itself, so even if the high frequency power source 11 is externally mounted and other parts are mounted on the carrier of the dedicated chip or the Josephson logic integrated circuit chip, the logic on the Josephson logic integrated circuit side Even if the number of gates has changed, there is no need to redesign the dedicated chip or chip carrier, and it can be reused, which is extremely economical and rational.
【0021】また、先に述べたように、例えば第一相電
源電流P1により駆動されるべきジョゼフソン論理ゲート
集合群21,・・・・・・ に含まれる論理ゲート数と、第二相電
源電流P2により駆動されるべきジョゼフソン論理ゲート
集合群22,・・・・・・ に含まれる論理ゲート数とが異なって
も、それぞれに並列に付すべきダミー抵抗RX,RYの値を
変えるだけで、それぞれの相ごとの実効的な電源入力イ
ンピーダンスを独立かつ簡単に調整、変更でき、第一
相、第二相のそれぞれに関し実質的に同じ電源出力イン
ピーダンスの高周波電源供給回路10を用いるようなとき
にも、論理ゲートの数を整合させねばならないような複
雑な設計から逃れることができる。As described above, for example, the number of logic gates included in the Josephson logic gate set group 21, ..., Which should be driven by the first-phase power supply current P1, and the second-phase power supply Even if the number of logic gates included in the Josephson logic gate set group 22, ..., Which should be driven by the current P2 is different, the values of the dummy resistors R X and R Y to be added in parallel are changed. Only, the effective power input impedance for each phase can be adjusted and changed independently and easily, and the high frequency power supply circuit 10 having substantially the same power output impedance for each of the first phase and the second phase can be used. At any given time, you can escape the complex design of having to match the number of logic gates.
【0022】さらに、図1に示されている通り、ダミー
抵抗RX,RYを互いに並列な複数個から構成すると、また
別な意味で望ましい効果が得られる。すなわち、このよ
うなダミー抵抗RX,・・・・・;RY,・・・・・は実際上、これも一
般には複数のジョゼフソン論理ゲート集合21,・・・・・;2
2,・・・・・が搭載されるジョゼフソン論理集積回路チップ
と同じチップ上に形成されるので、当該チップ上でそれ
ら抵抗RX,RYの一つ一つが互いに離れるように、できる
だけ幾何的に分散して配置すれば、各ダミー抵抗RX,RY
がそれぞれに電源電力を消費するにしても、チップ上で
の発熱の集中は避けることができる。したがってこの意
味からは、ダミー抵抗RX,・・・・・;RY,・・・・・のそれぞれの
並列数は多い程良いことになるが、専有面積やパタン配
置上からの制約は当然に考えられる。Further, as shown in FIG. 1, when the dummy resistors R X and R Y are composed of a plurality of parallel resistors, a desired effect can be obtained in another sense. That is, such dummy resistors R X , ...; R Y , ... are, in fact, generally also a plurality of Josephson logic gate sets 21 ,.
2, since it is formed on the same chip as the Josephson logic integrated circuit chip ----- is mounted, the their resistance R X on a chip, as every single R Y away from each other, as far as possible the geometric , The dummy resistors R X and R Y
Even though each consumes power supply power, it is possible to avoid concentration of heat generation on the chip. Therefore, in this sense, the larger the number of dummy resistors R X , ...; R Y , ... in parallel, the better, but there are of course restrictions on the occupied area and pattern layout. Conceivable.
【0023】これに関する好ましい一つの目安として
は、この種の分野におけるスタンダードセル方式の自動
配置配線手法に従う場合、同一チップ内にて複数列のジ
ョゼフソン論理ゲートの集合が幾何的に互いに列状に並
設されるので、その各列を図示されている各ジョゼフソ
ン論理ゲート集合21,・・・・・;22,・・・・・とし、各列ごとに
一つづつ、ダミー抵抗RX,RYを並列に付すようにするの
が良い。As one preferable guideline regarding this, when the standard cell type automatic placement and routing method in this kind of field is followed, a plurality of rows of Josephson logic gates are geometrically arranged in rows in the same chip. Since they are arranged side by side, each column is set to each Josephson logic gate set 21, ...; 22, .., and one dummy resistor R X , for each column. It is better to add R Y in parallel.
【0024】もちろん、ダミー抵抗を複数個から構成す
る場合、少なくとも各相ごとには同一の抵抗値とした方
が幾何的な面積や配置関係等も含め、設計もし易くて望
ましい。したがって、各ジョゼフソン論理ゲート集合2
1,・・・・・;22,・・・・・内のゲート数は同じにすることが望
ましいが、限定的ではない。逆に、各ジョゼフソン論理
ゲート集合21,・・・・・;22,・・・・・内のゲート数が異なって
いても、本発明に従えば単なるダミー抵抗RX,・・・・・;
RY,・・・・・の値の如何によってのみ、発熱の均質な分散化
を図りながら電源に対するインピーダンス整合が行える
という大きな効果がある。Of course, in the case of forming a plurality of dummy resistors, it is preferable that at least each phase has the same resistance value because the design including the geometrical area and the arrangement relationship is easy. Therefore, each Josephson logic gate set 2
It is desirable that the number of gates in 1, ...; 22, ... be the same, but it is not limited. Conversely, the Josephson logic gate set 21, ...; 22, be different in number of gates in ..., mere dummy resistor R X According to the present invention, ... ;
There is a great effect that impedance matching with the power source can be performed while achieving uniform dispersion of heat generation only depending on the value of R Y.
【0025】また、本発明の思想からすれば、原理的に
は高周波電源供給回路10の電源出力インピーダンスを低
く設計する程、各種各様のゲート数のジョゼフソン論理
集積回路に対し、流用可能な範囲は広がることになる。
しかし、超低出力インピーダンスの高周波電源供給回路
を作製することは、負荷ドライブ能力の極めて高い電源
を作ることであるから、相当程度に留めておかないと、
回路装置としてみた場合の大型化と無駄を生む。According to the idea of the present invention, in principle, the lower the power supply output impedance of the high frequency power supply circuit 10 is designed, the more it can be used for various kinds of gate number of Josephson logic integrated circuits. The range will expand.
However, making a high-frequency power supply circuit with an ultra-low output impedance means making a power supply with an extremely high load drive capability, so it must be kept to a considerable extent.
When it is viewed as a circuit device, it causes an increase in size and waste.
【0026】こうしたことにも鑑みながら具体的な数値
例等を挙げてみると、Nb/AlOX/Nb接合を用いたジョゼ
フソン論理集積回路において、電圧レギュレータ14,15
により規定される電源電圧を当該接合のギャップ電圧
2.8mVの四倍である11.2mVとし(四つのNb/AlOX/N
bジョゼフソン接合を直列に接続して電圧レギュレータ1
4,15を構成し)、論理ゲート一個当たりの最大電流を
200μAとした上で、それらを75%の電流バイアスで使
用するとした場合には、一論理ゲート当たりのインピー
ダンスは74.7Ωとなる。ジョゼフソン論理集積回路全体
のインピーダンスは一論理ゲート当たりのインピーダン
スを全ゲート数で割った値であるから、例えば第一相脈
流電源により駆動されるジョゼフソン論理ゲート集合群
21,・・・・・・のゲート総数が1500個である場合、その第一
相に関するジョゼフソン論理集積回路の電源入力インピ
ーダンスは、74.7Ω/1500ゲート=0.0498Ωとなる。Considering these points, a specific numerical example will be given. In the Josephson logic integrated circuit using the Nb / AlO X / Nb junction, the voltage regulators 14 and 15 are used.
The power supply voltage defined by
11.2 mV, which is four times 2.8 mV (4 Nb / AlO X / N
b Josephson junctions connected in series for voltage regulator 1
4 and 15), the maximum current per logic gate
If it is set to 200 μA and they are used with a current bias of 75%, the impedance per logic gate is 74.7Ω. Since the impedance of the entire Josephson logic integrated circuit is the value obtained by dividing the impedance per logic gate by the total number of gates, for example, the Josephson logic gate set group driven by the first-phase pulsating current power supply.
When the total number of gates for 21, ... Is 1500, the power supply input impedance of the Josephson logic integrated circuit for the first phase is 74.7Ω / 1500 gates = 0.0498Ω.
【0027】このような場合、従来においては、すでに
述べた通り、当該1500ゲートに対応する電源出力インピ
ーダンスの高周波電源供給回路を作製していたが、本発
明では、もっと多くのゲート数に対応できる高周波電源
供給回路10を作製する。例えば倍の余裕を見込み、ゲー
ト数3000のジョゼフソン論理集積回路に対応可能なよう
に、第一相電源出力インピーダンスが74.7Ω/3000ゲー
ト=0.0249Ωのものを作製する。In such a case, a high frequency power supply circuit having a power output impedance corresponding to the 1500 gates has been conventionally manufactured as described above, but the present invention can support a larger number of gates. A high frequency power supply circuit 10 is produced. For example, in consideration of double the margin, the output impedance of the first phase power supply is 74.7Ω / 3000 gates = 0.0249Ω so that it can be applied to the Josephson logic integrated circuit with 3000 gates.
【0028】この一方で、本発明に従い、ジョゼフソン
論理集積回路に対し並列に付すべきダミー抵抗RXを、当
該ジョゼフソン論理集積回路の上記インピーダンス0.04
98Ωを低下させてその半分の電源出力インピーダンス0.
0249Ωに整合させるため、仮にそれを一つとした場合に
は、その値が0.0498Ωとなるように形成する。On the other hand, according to the present invention, a dummy resistor R X to be provided in parallel with the Josephson logic integrated circuit is connected to the above-mentioned impedance 0.04 of the Josephson logic integrated circuit.
Decrease 98 Ω to half the power output impedance 0.
In order to match with 0249Ω, if it is set to one, the value is formed to be 0.0498Ω.
【0029】しかし、実際には、これもすでに述べた通
り、ダミー抵抗は複数の並列抵抗群RX,・・・・・・ から構成
した方が良いので、例えばスタンダードセル方式の自動
配置配線手法により設計された16列のジョゼフソン論理
ゲート集合群21,・・・・・・ を持つジョゼフソン論理集積回
路の場合には、その各列に一つづつ、全部で16個の互い
に並列なダミー抵抗RX,・・・・・・ を付すことにし、それら
各抵抗RXの値を、抵抗一つの場合の値のそれぞれ16倍で
ある、0.7968Ωとする。However, in practice, as described above, it is better to configure the dummy resistor from a plurality of parallel resistor groups R X , ... In the case of a Josephson logic integrated circuit with 16 columns of Josephson logic gate set groups 21, ... Designed by, one for each column, a total of 16 parallel dummy resistor R X, and the subjecting the ......, those values of the resistors R X, is 16 times the respective values in the case of resistive one, the 0.7968Omu.
【0030】また、抵抗部分のみならず、当該抵抗が幾
何的にも近接してそれぞれ位置する各ジョゼフソン論理
ゲート集合21をも含めた面積部分ごとの発熱も均一化す
るには、それぞれのジョゼフソン論理ゲート集合内のゲ
ート数が異なる場合、各ゲートとそれに並列に付された
ダミー抵抗との並列合成抵抗値が全て同じになるよう
に、各ジョゼフソン論理ゲート集合ごとに並列に付すべ
き抵抗の値を変えても良い。Further, in order to equalize not only the resistance portion but also the heat generation for each area portion including each Josephson logic gate set 21 in which the resistance is geometrically close to each other, the respective Josephson If the number of gates in the Son logic gate set is different, the resistance that should be added in parallel for each Josephson logic gate set so that the parallel combined resistance values of each gate and the dummy resistances connected in parallel with each other are all the same. You can change the value of.
【0031】以上、本発明の実施例に即し詳述したが、
本発明の要旨構成に基づく改変は自由である。高周波電
源供給回路10についても、図示の場合はインピーダンス
変換トランス12を使用したものを例示したが、先に述べ
たように受動的時定数回路を採用したフィルタ型のもの
であっても本発明は適用可能である。The details of the embodiment of the present invention have been described above.
Modifications based on the gist of the present invention are free. Also for the high frequency power supply circuit 10, the one using the impedance conversion transformer 12 is illustrated in the case shown, but the present invention is not limited to the filter type adopting the passive time constant circuit as described above. Applicable.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によると、高周波電源供給回路の
電源出力インピーダンス以上の電源入力インピーダンス
を持つジョゼフソン論理集積回路であれば、内包する論
理ゲート数が異なっても同一構成の高周波電源供給回路
を共用することができる。換言すれば高周波電源供給回
路の融通性が増し、合理的、経済的である。また、多相
脈流電源により駆動されるジョゼフソン論理集積回路に
おいても、各相ごとの論理ゲート数を同じにするような
設計を行う必要もなくなり、各相ごとに必要な機能にの
み着目しての合理的で容易な回路設計を許容し得るよう
になる。According to the present invention, as long as the Josephson logic integrated circuit has a power source input impedance higher than the power source output impedance of the high frequency power source circuit, the high frequency power source circuit having the same configuration even if the number of included logic gates is different. Can be shared. In other words, the flexibility of the high frequency power supply circuit is increased, which is rational and economical. Moreover, even in a Josephson logic integrated circuit driven by a multi-phase pulsating current power supply, it is not necessary to design the number of logic gates for each phase to be the same, and only the functions required for each phase are focused on. All reasonable and easy circuit design can be accepted.
【図1】本発明に従って構成されたジョゼフソン論理集
積回路装置の一実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a Josephson logic integrated circuit device constructed according to the present invention.
【図2】従来におけるジョゼフソン論理集積回路装置の
一例の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional Josephson logic integrated circuit device.
10 高周波電源供給回路, 11 高周波電力源, 12 インピーダンス変換トランス, 13 直流バイアス源, 14 電圧レギュレータ, 15 電圧レギュレータ, 21 ジョゼフソン論理ゲート集合, 22 ジョゼフソン論理ゲート集合, P1 第一相脈流電流, P2 第二相脈流電流, RX ダミー抵抗, RY ダミー抵抗.10 high frequency power supply circuit, 11 high frequency power source, 12 impedance conversion transformer, 13 DC bias source, 14 voltage regulator, 15 voltage regulator, 21 Josephson logic gate set, 22 Josephson logic gate set, P1 first phase pulsating current , P2 Second-phase pulsating current, R X dummy resistance, R Y dummy resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 進 茨城県つくば市梅園1丁目1番4 工業 技術院電子技術総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−304677(JP,A) 特開 平2−268474(JP,A) 特開 昭58−43652(JP,A) 特開 昭61−174815(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Susumu Takada 1-1-4 Umezono, Tsukuba-shi, Ibaraki Electronic Technology Research Institute, Industrial Technology Institute (56) Reference JP-A-63-304677 (JP, A) JP Flat 2-268474 (JP, A) JP 58-43652 (JP, A) JP 61-174815 (JP, A)
Claims (4)
フソン論理ゲートの集合群を含むジョゼフソン論理集積
回路と;上記ジョゼフソン論理ゲート集合群の電源入力
インピーダンスよりも低い電源出力インピーダンスを持
ち、該ジョゼフソン論理ゲート集合群に対し上記電源電
流を供給する高周波電源供給回路と;上記ジョゼフソン
論理ゲート集合群の上記電源入力インピーダンスを実効
的に低下させ、上記高周波電源供給回路の上記電源出力
インピーダンスに整合させるため、上記電源電流を側路
するべく該ジョゼフソン論理ゲート集合群に対し並列に
設けられた少なくとも一つのダミー抵抗と;を有して成
るジョゼフソン論理集積回路装置。1. A Josephson logic integrated circuit including a group of Josephson logic gates which operates by receiving supply of a power supply current; and a power output impedance lower than a power input impedance of the Josephson logic gate group. A high frequency power supply circuit for supplying the power supply current to the Josephson logic gate set group; effectively reducing the power supply input impedance of the Josephson logic gate set group, and the power supply output impedance of the high frequency power supply circuit Josephson logic integrated circuit device comprising: at least one dummy resistor provided in parallel with the group of Josephson logic gate groups for bypassing the power supply current.
路装置であって;上記ダミー抵抗を互いに並列な複数個
から構成し;該複数個のダミー抵抗を上記ジョゼフソン
論理集積回路内において幾何的に分散配置したこと;を
特徴とするジョゼフソン論理集積回路装置。2. The Josephson logic integrated circuit device according to claim 1, wherein the dummy resistors are composed of a plurality of parallel dummy resistors, and the plurality of dummy resistors are geometrically arranged in the Josephson logic integrated circuit. A distributed Josephson logic integrated circuit device.
路装置であって;上記ジョゼフソン論理ゲート集合群
は、複数のジョゼフソン論理ゲートを含む複数のジョゼ
フソン論理ゲート集合の群であり;該各ジョゼフソン論
理ゲート集合は上記ジョゼフソン論理集積回路内におい
てそれぞれ幾何的に列状に、かつ互いには並設の関係で
配置されていると共に;上記複数のダミー抵抗は、上記
複数のジョゼフソン論理ゲート集合の各々に一つづつ、
並列に設けられていること;を特徴とするジョゼフソン
論理集積回路装置。3. The Josephson logic integrated circuit device according to claim 2, wherein the Josephson logic gate set group is a group of a plurality of Josephson logic gate sets including a plurality of Josephson logic gates; Each set of Josephson logic gates is geometrically arranged in a column in the Josephson logic integrated circuit and in a juxtaposed relationship with each other; and the plurality of dummy resistors are connected to the plurality of Josephson logics. One for each gate set,
A Josephson logic integrated circuit device characterized by being provided in parallel.
ン論理集積回路装置であって;上記高周波電源供給回路
は外部高周波電力源と上記ジョゼフソン論理集積回路と
の間に介在するインピーダンス変換回路であり;該高周
波電源供給回路及び該ジョゼフソン論理集積回路は、上
記外部高周波電力源を除き、同一のチップキャリアに搭
載されていること;を特徴とするジョゼフソン論理集積
回路装置。4. The Josephson logic integrated circuit device according to claim 1, 2 or 3, wherein the high frequency power supply circuit is interposed between an external high frequency power source and the Josephson logic integrated circuit. A high-frequency power supply circuit and the Josephson logic integrated circuit are mounted on the same chip carrier except the external high-frequency power source; and a Josephson logic integrated circuit device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5131165A JP2500355B2 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Josephson logic integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5131165A JP2500355B2 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Josephson logic integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318739A JPH06318739A (en) | 1994-11-15 |
| JP2500355B2 true JP2500355B2 (en) | 1996-05-29 |
Family
ID=15051532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5131165A Expired - Lifetime JP2500355B2 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Josephson logic integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500355B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050267765A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-01 | Jun-Jang Jeng | Apparatus and method for policy-driven business process exception handling |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5131165A patent/JP2500355B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06318739A (en) | 1994-11-15 |
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