Проектирование специализированных СБИС. Рындин Е.А. - 80 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

82
Структура элемента Джозефсона, являющегося основой современных
сверхпроводящих интегральных схем, показана на рис. 60.
На рис. 61 приведена схема интегрального логического вентиля на осно-
ве элемента Джозефсона (ЭД). На данной схеме А, В, С - входные шины; R -
выходное сопротивление; I
g
- ток генератора; × - элемент Джозефсона. Вход-
ные шины расположены над элементом Джозефсона и изолированы от него
слоем моноокиси кремния [2].
При отсутствии входных сигналов через элемент Джозефсона протекает
сверхпроводящий ток куперовских пар. По этому через сопротивление R ток
не протекает и напряжение на выходе равно нулю. Площадь ЭД (см. рис. 60)
выбирается такой, чтобы при заданном уровне входных токов, соответствую-
щих логической единице, энергия магнитного поля, наводимого одной из
входных шин, была достаточна для перевода ЭД в непроводящее состояние
(см. рис. 56), если направление входного тока совпадает с направлением тока
I
g
через ЭД (см. рис. 61). Если направление входного тока противоположно I
g
,
непроводящее состояние ЭД наступает только при наличии тока во всех трех
входных шинах.
Таким образом, рассчитывая соответствующим образом уровни входных
токов и площадь элемента Джозефсона, можно добиться изменения выпол-
няемой логической функции вентиля в зависимости от направления входных
токов (в рассмотренном примере вентиль выполняет функцию ИЛИ при сов-
падении направлений токов и функцию И - при их несовпадении).
3.3. Методы проектирования СБИС
Важным параметром интегральной схемы является ее стоимость, опреде-
ляемая затратами на проектирование и производство в соответствии с выра-
жением
С = З
проек
/V + З
произ
, (68)
где З
проек
- затраты на проектирование интегральной схемы; З
произ
- затраты на
производство в расчете на единицу продукции; V - объем производства [8-10].
Исходя из этого, сокращения себестоимости микросхем можно добиться,
с одной стороны, за счет совершенствования технологий проектирования и
производства, то есть сокращения затрат З
проек
и З
произ
, а с другой стороны, за
счет увеличения объема производства. При этом стоимость проектирования в
расчете на одну интегральную схему будет сокращаться.
Методы и средства проектирования и технологические процессы произ-
водства интегральных схем постоянно совершенствуются, что приводит к
снижению стоимости в расчете на один транзистор. Но это стимулирует соот-
Рис. 60. Структура элемента
Джозефсона
Рис. 61. Схема интегрального логического
вентиля на основе элемента Джозефсона

Страницы