DATA  OUTPUT

図5‑1. 4Kb i t記 憶 回 路 の ブ ロ ッ ク 図

‑128 ‑

M e m o r y  C e l l  a r r a y  

I 9

₁ 

₁

1 

1 9

₂ 

GI 

図5‑2.  極 性 切 換 型 駆 動 回 路 の 原 理 図

‑129  ‑

ト の た め の ゲ ー ト 回 路 が 必 要 で あ る こ と や 、 動 的 動 作 が ダ ン ピ ン グ 条 件 で 決 定 さ れ 、 出 力 電 流 の 制 御 が 難 し い こ と や 、 ま た 、 記 憶 回 路 の よ う に 負 荷 イ ン ダ ク タ ン ス が 大 き い 場 合 は 出 力 電 流 の 発 振 の た め に 誤 動 作 が 誘 発 さ れ 易 い こ と な ど の 問 題 が あ る 。 一 方 、 後 者 の 場 合 は 、 A C電 源 が 必 要 で あ る が 、 出 力 電 流 は 負 荷 抵 抗 で 決 定 さ れ 制 御 が 容 易 で あ る こ と や 、 ま た 、 線 路 と の イ ン ピ ー ダ ン ス 整 合 を と る こ と で 高 速 化 が 図 れ る な ど の 利 点 を 有 す る 。

こ こ で は 抵 抗 負 荷 型 の 駆 動 回 路 を 採 用 し 、 以 下 そ の 設 計 に つ い て 述 べ る 。 図

5‑3に は 抵 抗 負 荷 型 の 駆 動 回 路 の 等 価 回 路 を 示 す 。 図 に 示 す よ う に 抵 抗 負 荷 型 の 駆 動 回 路 は 4個 の ゲ ー ト 回 路 と 、 3個 の 抵 抗 体 よ り 構 成 さ れ る 。 時 計 回 り 方 向 に 出 力 信 号 を 発 生 さ せ る と き は 、 入 力 信 号 11 n 1に よ り ゲ ー ト 回 路 G 1及 び

03が ス イ ッ チ し 、 ゲ ー ト 電 流 1& 1が 時 計 四 り 方 向 に セ ル ア レ イ に 流 れ る こ と

に な る 。 反 対 に 反 時 計 四 り 方 向 に 出 力 信 号 を 発 生 さ せ る と き に は 、 入 力 信 号 I

1n2に よ り ゲ ー ト 回 路 G2及 び G4が ス イ ッ チ し 、 ゲ ー ト 電 流 1& 2が 反 時 計 回 り 方 向 に セ ル ア レ イ に 流 れ る こ と に な る 。 抵 抗 の 値 は 次 の よ う に し て 決 定 さ れ る 。 ゲ ー ト 回 路G1 J  G 3は ほ と ん ど 同 時 に ス イ ッ チ す る が 、 そ の 後 G1 J  G 3が 高 抵 抗 状 態 を 保 ち リ ー ク 電 流 を で き る だ け 少 な く す る た め に 、 ゲ ー ト 回 路 G 1 J 

03の 負 荷 抵 抗Rl+R3、 及 び R3は 、 そ れ ぞ れ 11・(Rl+R3)壬V6、 及び 13 ・ R3~V& (1₁、 1_{3 :}そ れ ぞ れ G1、 G3の 臨 界 電 流 値 、 V& :駆動 回 路 の 出 力 ゲ ー ト の ギ ャ ッ プ 電 圧 ) を 満 た す 様 に 設 定 す る 。 一 方 、 駆 動 時 間 を 短 く す る た め に は 負 荷 抵 抗R3は 出 来 る だ け 大 き な 方 が 望 ま し い 。 従 っ て 、 こ れ ら の 条 件 を で き る だ け 満 足 す る よ う に R3及 び R1は 決 定 さ れ る 。 各 回 路 パ ラ メ ー タ は 表 5‑ 1に示す。

続 い て 、 出 力 電 流 の 安 定 性 を 調 べ る た め 、 セ ル ア レ イ を LC分 布 定 数 回 路 で 等 価 的 に 置 き 換 え て 計 算 機 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り 検 討 を 加 え る 。 図 5‑4

は 抵 抗 負 荷 型 駆 動 回 路 の 出 力 電 流 値 を 示 し て い る 。 パ ラ メ ー タ は 抵 抗 R 1 ^J  R  2 ^J  R 3の 値 で あ る 。 出 力 電 流 値 は ゲ ー ト 電 流 値 と 抵 抗 値 (Rl+R3)によ っ て 決 定 さ れ て い る 。 (G2、 G4が ス イ ッ チ し た 時 に は 抵 抗 値 (R2+R3)

に よ っ て 決 定 さ れ る 。 ) そ の 最 大 値 は V&/ (Rl+R2) ( も し く は V&/

(R2+R3) ) で 制 限 さ れ て い る 。 こ の よ う に 駆 動 回 路 の 出 力 電 流 値 は 駆 動 回 路 の バ イ ア ス 電 流 と は 独 立 に 設 定 で き る の で 駆 動 回 路 の 動 作 マ ー ジ ン は 記 憶

‑130  ‑

Igl 

Rl  Cell 

A r r a y  

Ig2 

図5‑3.  極 性 切 換 型 駆 動 回 路 の 等 価 回 路

GI‑‑G4は2接 合 超 伝 導 量 子 干 渉 計 で 構 成 さ れ る 。

‑131 ‑

表5‑ 1 .  極 性 切 換 型 駆 動 回 路 の 各 回 路 パ ラ メ ー タ

パ ラ メ ー タ X ド ラ イ パ Y ド ラ イ パ

o .  

2 4 m  A 

o .  

3 m A   O . 2 4 m A   O.  3 m A   O.  2 4 m A   O.  3 m A   1 4  O.  2 4 m A   O.  3 m A  

R 1  5 0   4 0  

R 2   5 0   4 0  

R 3   8 Q   7 0  

(1

1

‑ ‑ ‑ 1

4 : 

GI‑‑‑G4

の臨界電流値〉

‑132 ‑

R3  5  8  8  R2 

5  5  8 

RI 

5  5  8 

ム

x 

。

X〆~

90  100  80 

( O / o )   biαs 

70 

g a t e  

℃ーそ; 60  0.3 

( ︽

ε )

0 . 2  

↑ c ω

ドキュメント内 ジョセフソン高速記憶回路用量子磁束転移型記憶セルの研究 (ページ 31-36)