Проектирование специализированных СБИС. Рындин Е.А. - 78 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

80
Следует отметить, что первые логические элементы на основе сверхпро-
водников изготавливались на базе компонентов, называемых криотронами.
Первые криотроны изготавливались путем наматывания сверхпроводящей
проволоки на сверхпроводящий сердечник и отделялись друг от друга тонкой
пленкой диэлектрика (рис. 58).
Принцип функционирования криотрона состоит в следующем. Если в
обмотке электрический ток отсутствует (I
1
= 0), сердечник криотрона нахо-
дится в сверхпроводящем состоянии и при пропускании через него импульса
тока I
2
падение напряжения будет равно нулю (см. рис. 58). Если в обмотке
криотрона протекает ток I
1
, величина которого превышает некоторое порого-
вое значение, магнитное поле, наводимое этим током, переводит сердечник в
нормальное (несверхпроводящее) состояние. Энергия магнитного поля долж-
на быть достаточной для разрыва связей электронов в куперовских парах. При
этом импульс тока I
2
через сердечник сопровождается импульсом напряжения
на нем.
Недостатками таких устройств были сравнительно большие размеры и,
следовательно, довольно большая индуктивность, приводившая к большим
задержкам переключения (порядка 40 мкс).
Пленочная конструкция позволила уменьшить размеры (до микрон) и
индуктивность криотронов, а также изготавливать интегральные схемы повы-
шенного быстродействия на их основе. Дополнительного снижения индуктив-
ности добиваются, размещая пленочный криотрон на сверхпроводящей под-
ложке. Вихревые токи, наводимые в подложке, приводят к локализации маг-
нитного поля в узкой области пространства между основными элементами
структуры и подложкой, что и снижает индуктивность.
Примеры интегральных элементов на основе криотронов приведены на
рис. 59. Принцип их функционирования рассмотрим на примере элемента
памяти (см. рис. 59,б).
Предположим, что левая и правая части схемы элемента абсолютно
идентичны. Тогда при включении питания в левой и правой частях схемы
будут протекать токи, равные I/2.
Рис. 58. Криотрон

Страницы