SFQ電路

SFQ電路,是由約瑟夫森結組成的,通過磁通量子的有無來表示“1”,“0”。

SFQ(Single Flux Quantum)電路又叫RSFQ(Rapid Single Flux Quantum)電路是由約瑟夫森結(Josephson Junction,JJ)組成的,通過磁通量子的有無來表示“1”,“0”。電路中用“X”來表示一個約瑟夫松結。他的結構如圖所示,上下2層由超導體構成,中間由非常薄的一層絕緣體構成。
約瑟夫松結的斷面圖
約瑟夫森結的電壓-電流特性

如圖,當約瑟夫松結兩端的電流,超過它的臨界電流後,它就會轉換到有電壓的狀態同時釋放一個磁通量子。
一個約瑟夫松結的臨界電流是由它的面積所決定的,面積越大,臨界電流值就越高。
現在國際上比較流行的標準有,美國的HYPRES(臨界電流密度是4.5KA/CM2),日本的SRL(2.5KA/CM2)和ADP(10KA/CM2).

約瑟夫松結的I-V特性
右圖可見,當電流(紅線)超過100微安的臨界點時,JJ的兩端變成有電壓狀態,當外部電流減小時,JJ最後還是能回到超導狀態(藍線).如果將一定的電阻並在JJ上,可以達到紅線和藍線重合的效果。
並列的電阻值與臨界電流比是3.73。

最簡單的SFQ電路

由於SFQ電路之間傳輸的磁通量子,所以不能想半導體電路一樣直接用線連線,這個時候就需要能傳播磁通量子的電路--------Josephson Trasmission Line (JTL).

輸入輸出
被磁通量子觸發的特性
JTL電路圖

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