Генератор одиночных импульсов

Союз Советских

Социалистических

Республик

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6i ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.80 (2I ) 3214960/18-.21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.10.82. Битллетень № 39

Дата опубликования описания 25.10.82 (5!)М. Кл.

Н 03 К 3/38!

)кударстееииый комитет

CCC,Ð по лелзи изобретений и открытий (5Ç) УДК621.373 (088.8) (72) Автор изобретения

В, П. Жолоб

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украин (7! ) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ

2о

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при отладке и эксплуатации вычислительных машин на быстродействующих джозеф:.,соновских туннельных криотронах.

Известен эффект возникновения не- 5 прерывных релаксационных колебаний при определенных условиях в цепи с джозефсоновским туннельным контактом (1 ).

Недостатками схемы являются неуцравляемая генерация 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, подключенных 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, содер2 жаших два туннельных перехода Джозефсона, четыре демпфируюших резистора и связывающие эти элементы сверхпроводящие шины в виде индуктивностей; повышенная рассеиваемая мощность, выделяемая на резисторах схемы, и повышенный в связи с этим расход жидкого гелия; .ограничение быстродействия схемы из-ае большой индуктивности, определяемой большими габаритными размерами двухконтурной схемы.

1!ель изобретения — упрощение, повышение экономичности, уменьшение габаритных размеров и увеличение быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что генератор одиночных импульсов, содержащий контур, подключенный к источнику постоянного тока и состоящий из первого туннельного перехода Джозефсона, резистора и индуктнвности, выходную шину, содержащую второй. туннельный переход Джозефсона и подключенную к источнику постоянного тока, и управляю3 »

3 9688 щую шину с двумя участками и сосредоточенной индуктивностью,шина управ леция включена своим первым участком согласно с частью контура, содержащей первый туннельный переход Джозефсона, а вторым участком — встречно с частью контура, проходящей рядом со вторым туннельным переходом Джозефсона.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема генератора одиноч- ® ных импульсов; на фиг. 2 - временные

> иаграммы работы.

Устройство содержит первый туннель нь>й переход Джозефсона 1, второй туннельный лереход Джозефсона 2, часть контура 3, проходящую рядом со вторым туннельным переходом Джозефсона 2, первый участок 4, индуктивность 5, сосредоточенную индуктивность 6, выходную щ шину 7, второй участок 8 управляющей шины 9 и резистор 10.

Контур, генератора одиночных импульсов состоит из первого туннельного пере- 25 хода Джозефсона 1, резистора 10 и индуктивности 5, представляющей собой сверхпроводяшую связь. Шина управления

9 состоит из первого участка 4, имеющего согласное направление с частью контура, содержащего первый туч>»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

35 сосредоточенной индуктивностью 6.

Генератор одиночных импульсов работает следующим образом.

90 4

Через время t. - <„, определяемое величиной сосредоточенной индуктивности

6 шины управления 9, фронт тока v»p достигнет второго участка 8. Так как рядом со вторым туннельным переходом

Джозефсона 2 ток J л потечет в направлении, противоположном направлению тока

- их магнитные поля скомпенсируют друг друга и второй туннельный переход

Джозефсона 2 возвратится в сверхпроводяшее состояние (состояние с напряжением

U»>„= О) и, таким образом, сформируется задний фронт импульса выходного напряже ния.

Длительность импульса выходного напряжения в этом случае равна Г и определяется величиной сверхпрово-дящей инцуктивности 6 шины управления 9.

Таким образом, упрощается принпипиаль ная электрическая схема генератора, .так; как двухконтурная схема заменяется на одноконтурную; уменьшаются общие размеры схемы, что способствует повышению интегральной плотности компоновки микро ю 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 выражением где L5 и R10 - индуктивность и сопротивление контура.

После включения токов питания Э1 и

3> в установившемся режиме весь ток потечет по малоиндуктивной ветви контура через первый туннельный переход

Джозефсона 1, а ток 3 - через второй туннельный переход Джозефсона 2. Если

J затем, в момент времени 41 в шину управления 9 подать единичную функцию

3 „= % (6 ) в виде перепада тока, то под действием его магнитного поля первый туннельный переход Джозефсона 1 переключится в резистивное состояние и ток 1„ потечет по части контура З. Теперь под действием магнитного поля тока в состояние с напряжением О b>„ ïeðå ключится второй туннельный переход Джозефсона 2 и на выходе устройства появи> ся передний фронт импульса выходного напряже ния.

Формула изобретения

Генератор одиночных 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

50 постоянного тока, и управляющую шину

55 ности и быстродействия, шина, управления включена своим первым участком согласно с частью контура, содержащей первый туннельный переход Джозефсона, с двумя участками и сосредоточенной индуктивностью, о тл ич а ющий ся тем, что, с целью упрощения, уменьшения габаритных размеров, повышения экономич968890 пр

It

v»

Фи .f уар

Учпсиюкт

4рр

9часяон3

tf tg

ФиаЯ

Составитель В. Седов

Редактор С. Лыжова ТехредЛ.Пекарь Корректор Г. Огар

Заказ 8192/81 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П! !П Патент, r. Ужгород„ул. Проектная, 4

5 а вторым участком — встречно с частью контура, проходяшей рядом со .вторым туннельным переходом .Ижозефсона.

Источники информации, принятые в9 внимание при экспертизе

% е

1. Солимар Л. Туннельный эффект в сверхпроводниках и его применение. М., Мир", 1974, с. 356-357.

2.М.КРе!в. Fas1. Pu0se С4гсо16

Using Josephson, 39М Techn1ca!t Disc!closure ВоИеОп, чав. 1Ь,19!З, Ю !, p° . 24ÎÜ