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电路的载流子流图示例(4)—— TTL转SFQ逻辑电路

已有 157 次阅读 2024-7-9 14:52 |个人分类:电路观点|系统分类:科研笔记

一个TTLSFQ逻辑电路,如图1a)所示,相应的MFF图,如图1b)所示。其中,TTL逻辑信号驱动电阻和电感的串联回路,产生磁通Φin (高电平产生一个负值Φin),输入到磁通量子泵电路。磁通量子泵电路已经在《电路的载流子流图示例(3—— 一个约瑟夫森结电路》中进行了介绍。

 图1-TTL-to-SFQ电路.jpg

1. TTLSFQ逻辑电路及其MFF

 

TTLSFQ逻辑电路的工作原理是:用一个TTL时钟脉冲,生成一个磁通量子,并传输给后级SFQ逻辑电路,类似于用压水泵打水,具体过程,如图2所示。

 图3-动态类比.jpg

2. MFF图演绎TTLSFQ电路的工作原理

 

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电磁场通量分配模型(Electromagnetic-Flux-Distribution Model[1]是一种以电荷和磁通为载流子,分析电路,特别是相位相关(phase-dependent电路(如约瑟夫森结电路,相滑移结电路)的通用模型;其对应的 磁通流通图(Magnetic-Flux-Flow diagramMFF diagram[2][3]和电通流图(Electric-charge-flow diagramECF diagram[4] 是描绘电荷和磁通传输的新型交互式电路图,能帮助我们更直观地分析载流子的电磁场相互作用,加深对电路功能的理解。特别的,MFF图以磁通为载流子,直观地诠释了 具有宏观量子效应的超导约瑟夫森结电路 的工作原理。

[1] Y. L. Wang, "An Electromagnetic-Flux-Distribution Model for Analyses of Superconducting Josephson Junction Circuits and Quantum Phase-Slip Junction Circuits," IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 32, no. 5, pp. 1-6, Aug 2022.

[2] Y. L. Wang, "Magnetic-Flux-Flow Diagrams for Design and Analysis of Josephson Junction Circuits,"  IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 33, no. 7, pp. 1-8, Oct 2023

[3] Y. L. Wang, "A general flux-Based Circuit Theory for Superconducting Josephson Junction Circuits," arXiv:2308.01693, pp. 1-35, 2023.https://doi.org/10.48550/arXiv. 2308.01693

[4] Y. L. Wang, " Electromagnetic-Field-Based Circuit Theory and Charge-Flux-Flow Diagrams," arXiv:2403.16025, pp. 1-40, 2024.https://doi.org/10.48550/arXiv.2403.16025



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