СВЕРХПРОВОДНИКОВАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА

Класс интегральных схем, в которых активные элементы и межсоединения выполнены из сверхпроводников. Изготовляются, как правило, на подложках из монокрист. кремния методами интегральной тонкоплёночной технологии с использованием в качестве сверхпроводящего материала преим. ниобия (критич. температура Т = 9,2 К). Активными элементами С. и. с. служат как одиночные переходы Джозефсона (см. Джозефсона эффект), так и разл. системы таких переходов, выполняющие необходимый набор логич. операций и ф-ций памяти. Логич. цепи могут содержать элементы либо с магн. управлением, либо с непосредств. токовым управлением ( инжекционные вентили).

Примером логич. элемента с магн. управлением может служить криотрон на туннельном переходе Джозефсона, в котором вентильный ток управляется магн. полем, создаваемым током, текущим по изолир. шине управления, за счёт чего достигается гальванич. развязка выходных и входных цепей криотрона. В инжекц. вентилях, обладающих большим быстродействием по сравнению с криотронами, ток управления подаётся непосредственно в управляемый переход Джозефсона, при этом для изоляции входа от выхода используются дополнит, переходы Джозефсона, находящиеся в резистивном состоянии в момент срабатывания логич. элемента. В элементах памяти информация кодируется наличием либо отсутствием квантов магн. потока в сверхпроводящем кольце, содержащем один или неск. переходов Джозефсона, осуществляющих операции записи и считывания.

Потенциальная перспективность С. и. с. обусловлена уникальными свойствами их активных элементов: высокой скоростью переключения (до 10 с), низким уровнем рассеиваемой мощности (не св. 10 Вт), способностью хранения информации при отключении питания (энергия затрачивается только на поддержание рабочей температуры). Характерные значения рабочих токов С. и. с. составляют 0,1 - 1 мА при уровне выходных напряжений - 1 мВ. Важным достоинством С. и. с. является также наличие бездис-сипативных линий передачи.Разработаны и широко используются специализир. С. и. с.: магниточувствительные, СВЧ-детекторы, эталоны напряжения, компараторы тока и др. Ведутся работы по созданию цифровых С. и. с. для высокопроизводит. крио-ЭВМ. Для функционирования совр. С. и. с. необходим жидкий гелий, который является хладоносителем, обеспечивающим поддержание рабочей температуры С. и. с. на уровне 4,2 К. Появление в 80-х гг. 20 в. новых сверхпроводящих материалов с высокой Г (выше температуры кипения жидкого азота 77 К) значительно расширяет области применения С. и. с., обеспечивает возможность коренного улучшения их параметров.

Использование С. и. с. в вычислит, технике, информа-ционно-измерит. системах, в приборостроении и метрологии позволяет создавать принципиально новые системы с недостижимыми ранее электрофиз. и эксплуатац. параметрами.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.