Генератор одиночных импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/38 

(54) ГЕНЕРАТОР ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при отладке и эксплуатации вычислительных машин на быстродействующих джозеф ; ооновских туннельных криотронах. Известен эффект возникновения неnpejfciBHbix релаксационных колебаний при определенных условиях в цепи с джозес} соновским туннельным контактом 1. Недостатками схемы являются неуправляемая 1-енерация импульсов напряжения и невозможность получения одиночного короткого импульса напряжения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор одиночных импульсов, содержащий два гальванически взаимосвязанных друг с другом контура, подключённых к источнику постоянного тока, выходную шину, подключенную к источнику постоянного тока и содержащую туннельный- переход Джозефсона, и управляющую шину 2. Недостатками известного устройства являются: наличие двух контуров, содержащих два туннельных перехода Джозефсона, четыре демпфирующих резистора и связывающие эти элементы сверхпроводящие щины в виде индуктивностей; повышенная рассеиваемая мощность, выделяемая на резисторах схемы, и повышенный в связи с этим расход жидкого гелия; ограничение быстродействия схемы из-за большой индуктивности, определяемой большши габаритными размерами двухконтурной схемы. Цель изобретения - упрощение, повыщение экономичности, уменьшение габаритных размеров и увеличение быстродействия устройства. Указанная пель достигается тем, что генератор одиночных импульсов, содержаший контур, подключенный к источнику постоянного тока и состоящий ю первого туннельного перехода Джозефсона, резистора и индуктивности, выходную шину, содержащую второй туннельный переход Джозефсона и подключенную к источнику постоянного тока, и управляк тую шину с двумя участками и сосредоточенной индуктивностью, шина управления включена своим первым участком согласно с частью контура, содержащей первый туннельный переход Джозефсона, а вторым участком - встречно с частью контура, проход5пцей рядом со вторым туннельным переходом Джозефсона. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема генератора одиночных импульсов; на фиг. 2 - в;ременные диаграммы работы. . .

Устройство содержит первый туннель напряжения. ный переход Джозефсона 1, второй туннёльный лереход Джозефсона 2, часть контура 3, проходящую рядом со вторым туннельным переходом Джозефсона 2, первый участок 4, индуктивность 5, сосредоточенную индуктивность 6, выходну шину 7, второй участок 8 управляющей шины 9 и резистор 1О. Контур. генератора одиночных импульсов состоит из первого туннельного пере хода Джозефсона 1, резистора 10 и индуктивности 5, представляющей собой сверхпроводящую связь. Шина управления 9 состоит КЗ первого участка 4, имеющего согласное направление с частью контура, содержащего первый тун ельный переход-Джозефсона 1, и второго участка 8, имеющего встречное направление с частью контура, проходящей рядом со вторым туннельным переходом Джозефсона 2. Оба участка объединены сосредоточенной индуктивностью 6. Генератор одиночных импульсов работает следующим образом. После включения токов питания Л и D в установившемся режиме весь токD потечет по малоиндуктивной ветви контура через первый туннельный перехо Джозефсона 1, а ток Л - через второй туннельный переход Джозефсона 2. Если затем, в момент времени t в шину упра вления 9 подать единичную функцию J. (i) в виде перепада тока, то под действием его магнитного поля первый туннельный переход Джозефсона 1 переключится в резистивное состояние и ток J потечет по части контура 3. Теперь под действием магнитного поля ток Ц в состояние с напряжением ключится второй туннельный переход Джо зефсона 2 и на выходе устройства появи ся передний фронт импульса выходного н пряжения. Через время Ц, определяемое величиной сосредоточенной индуктивности 6 шины управления 9, фронт тока эпр достигнет второго участка 8. Так 1как рядом со вторым туннельным переходом Джозефсона 2 ток 3 р потечет в направлении, противоположном направлению тока t - их магнитные поля скомпенсир5тот друг друга и второй туннельный переход Джозефсона 2 возвратится в сверхпроводящее состояние (состояние с напряжением Bbix О) таким образом, сформируется задний фронт импульса выходного Длительность импульса выходного напряжения в этом случае равна f определяется величиной сверхпроводящей инцуктйвности 6 шины управбния 9 Таким образом, упрощается принцнпиаль ная электрическая схема генератора, так,; как двухконтурная схема заменяется на одноконтурную; уменьшаются общие размеры схемы, что способствует повышению интегральной плотности компоновки микро схемы; повышается экономичность работы схемы, так как уменьшается мощность, рассеиваемая теперь только одним резистором; повышается быстродействие схемы, так как уменьшается задержка на переключение второго туннельного перехода Джозефсона, определяемая выражением3 US/R-JQ, где L5 и R10 - индуктивность и сопротивление контура. Формула изобретения Генератор одиночнь1х импульсов, содержащий контур, подключенный к источнику постоянного тока и состоящий из первого туннельного перехода Джозефсона, резистора и индуктивности, выходную шину, содержащую второй туннельный переход Джозефсона и подключенную к источнику постоянного тока, и управляющую шину с двумя участками и сосредоточенной индзгктивностью, отличающийся тем, что, с целью упрощения, уменьшения габаритных размеров, повышения экономичности и быстродействия, шина, управления включена своим первым участком согласно с частью контура, содержащей первый туннельный переход Джозефсона,

59688906

а вторым участком - встречно с1. Солимар Л. Туннельный эффект в

частью контура, проходящей рядом со, сверхпроводниках и его применение, М.,

вторым туннельным переходом Джоаеф- Мир, 1974, с. Й56-357.

сонв..a.M.Kgein. Fast PuSse circuit

Источники информации,cPosore BueEet n, voB. 1Ь,1Я1г,,

принятые Bp внимание при экспертизер.240Ь.

tynp

li5Us4nQf Joseplisoa, 3BM TechnicaE Tis-I Iifnp

Ul

t, ti

Фи&.1