(57)【要約】【課題】  周囲の温度等の変化によって生じるオフセットが生じないようにした、新規な超伝導量子干渉素子用電子回路を提供する。【解決手段】  超伝導量子干渉素子用電子回路１は、超伝導量子干渉素子２からの信号を増幅する前置増幅器１０と参照用前置増幅器１１と信号を増幅する前置増幅器１０と参照用前置増幅器１１とが入力される差分器１３とを含み、超伝導量子干渉素子２からの信号を増幅する前置増幅器１０のオフセットが、参照用前置増幅器１１のオフセットにより打ち消される。超伝導量子干渉素子２は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤの他にｒｆ−ＳＱＵＩＤを用いることができる。【選択図】  図１
2006258564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超伝導量子干渉素子からの信号を増幅する前置増幅器と、
参照用前置増幅器と、
上記信号を増幅する前置増幅器と参照用前置増幅器との出力が入力される差分器と、を含み構成される超伝導量子干渉素子用電子回路であって、
上記超伝導量子干渉素子からの信号を増幅する前置増幅器のオフセットが、上記参照用前置増幅器のオフセットにより打ち消されることを特徴とする、超伝導量子干渉素子用電子回路。
【請求項２】
前記超伝導量子干渉素子は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤであることを特徴とする、請求項１に記載の超伝導量子干渉素子用電子回路。
【請求項３】
前記参照用前置増幅器の入力には入力抵抗が接続され、この入力抵抗には、前記ｄｃ−ＳＱＵＩＤのバイアス電流が印加されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の超伝導量子干渉素子用電子回路。
【請求項４】
前記参照用前置増幅器には、ｄｃ−ＳＱＵＩＤからの信号を、前記信号を増幅する前置増幅器とは逆相で入力することを特徴とする、請求項１又は２に記載の超伝導量子干渉素子用電子回路。
【請求項５】
前記超伝導量子干渉素子は、ｒｆ−ＳＱＵＩＤであることを特徴とする、請求項１に記載の超伝導量子干渉素子用電子回路。
【請求項６】
前記ｒｆ−ＳＱＵＩＤに結合する高周波タンク回路からの高周波信号を高周波増幅器により増幅し、該増幅信号を復調器に入力して復調信号とし、前記信号を増幅する前置増幅器には上記復調信号の同相を入力し、前記参照用増幅器には上記復調信号の逆相を入力することを特徴とする、請求項１又は５に記載の超伝導量子干渉素子用電子回路。
【請求項７】
前記ｒｆ−ＳＱＵＩＤに結合する高周波タンク回路からの高周波信号を高周波増幅器により増幅し、該増幅信号を復調器に入力して復調信号とし、前記信号を増幅する前置増幅器には上記復調信号を入力し、前記参照用前置増幅器の入力には入力抵抗を接続することを特徴とする、請求項１又は５に記載の超伝導量子干渉素子用電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導量子干渉素子用の電子回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導量子干渉素子（以下、適宜ＳＱＵＩＤとも呼ぶ）は、超伝導リング内に１つ又は２つのジョセフソン接合を有する素子である。ジョセフソン接合が１つの場合はｒｆ−ＳＱＵＩＤと、ジョセフソン接合が２つの場合はｄｃ−ＳＱＵＩＤと、それぞれ呼ばれている。このＳＱＵＩＤを使用すれば、微弱な磁界が検出できる。ｄｃ−ＳＱＵＩＤを用いた場合には、約１×１０-14 Ｔ（テスラ）（１０-10 ガウス）までの極めて微弱な磁界を検出できることから、各種物理計測に用いられている。また、近年は、心臓などの臓器から発生する生体磁気（１０-12 〜１０-10 Ｔ）の測定などに用いられるようになっている（非特許文献１）。
【０００３】
図６は従来のｄｃ−ＳＱＵＩＤ駆動用電子回路を示す回路図である。図示するように、従来の超伝導量子干渉素子用電子回路５０は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ５１に接続される前置増幅器５２と、前置増幅器５２の出力が入力される増幅器５３と、積分器５４を含み構成されている。そして、ｄｃ−ＳＱＵＩＤの電流端子５１ａ，５１ｂには、バイアス電流Ｉｂが印加されている。このため、電流端子５１ａ，５１ｂの両端に生じる電圧が、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ５１に接続される前置増幅器５２により増幅される。前置増幅器５２からの出力は、増幅器５３によりさらに増幅され、積分器５４に出力されて直流電圧となる。この積分器５４からの出力は帰還抵抗５５を介して、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ５１近傍に配置されているフィードバックコイル５６に電流を流す。
【０００４】
ここで、増幅器５３には、基準電圧５７が入力されていて、常にｄｃ−ＳＱＵＩＤ５１からの出力電圧が一定となるように、帰還抵抗５５を介してフィードバック制御されている。これにより、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ５１からの出力が一定となるように、フィードバックコイル５６から磁束が発生する。このフィードバック電流の値は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ５１に印加される外部磁界の磁束に比例する。これにより、フィードバック電流の値から外部磁束を測定することができる。
【０００５】
【非特許文献１】岸野正剛  著、「超伝導エレクトロニクスの物理」、丸善株式会社、平成５年９月２０日発行、ｐｐ．１３７〜１５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のＳＱＵＩＤ駆動電子回路５０においては、周囲の温度が変化すると、前置増幅器５２のオフセットも変化する。このオフセット変化が非常に大きいと、超伝導量子干渉素子用電子回路５０は不安定となり、ＳＱＵＩＤ駆動電子回路５０を再調整しなければならず、長時間に亘り超伝導量子干渉素子からの信号を安定に検出できないという課題があった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、周囲の温度等の変化によって生じるオフセットが生じないようにした、新規な超伝導量子干渉素子用電子回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路は、超伝導量子干渉素子からの信号を増幅する前置増幅器と、参照用前置増幅器と、信号を増幅する前置増幅
器と参照用前置増幅器との出力が入力される差分器と、を含み、超伝導量子干渉素子からの信号を増幅する前置増幅器のオフセットが、参照用前置増幅器のオフセットにより打ち消されることを特徴とする。
上記構成において、好ましくは、超伝導量子干渉素子は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ又はｒｆ−ＳＱＵＩＤである。超伝導量子干渉素子がｄｃ−ＳＱＵＩＤの場合には、好ましくは、参照用前置増幅器の入力には、入力抵抗が接続され、この入力抵抗には、ｄｃ−ＳＱＵＩＤのバイアス電流が印加されている。
参照用前置増幅器には、好ましくは、ｄｃ−ＳＱＵＩＤからの信号を、信号を増幅する前置増幅器とは逆相で入力する。
好ましくは、ｒｆ−ＳＱＵＩＤに結合する高周波タンク回路からの高周波信号を高周波増幅器により増幅し、増幅信号を復調器に入力して復調信号とし、信号を増幅する前置増幅器には復調信号の同相を入力し、参照用増幅器には復調信号の逆相を入力する。また、好ましくは、ｒｆ−ＳＱＵＩＤに結合する高周波タンク回路からの高周波信号を高周波増幅器により増幅し、増幅信号を復調器に入力して復調信号とし、信号を増幅する前置増幅器には復調信号を入力し、参照用前置増幅器の入力には入力抵抗を接続する。
【０００９】
上記構成によれば、超伝導量子干渉素子用電子回路において、超伝導量子干渉素子の信号検出用に設けられている前置増幅器とは別に、参照用の前置増幅器を設けている。このため、超伝導量子干渉素子の信号検出用に設けられている前置増幅器及び参照用の前置増幅器の差分を行うことで温度変動などにより生じるオフセットを打ち消すことができる。これにより、超伝導量子干渉素子からの信号を長時間安定に検出できる超伝導量子干渉素子用電子回路を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路によれば、超伝導量子干渉素子の駆動用の電子回路の安定性が増し、ｄｃ−ＳＱＵＩＤやｄｃ−ＳＱＵＩＤを長時間稼動することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。なお、実質的に同一の部材または同一の部分には同一の符号を付して説明する。
最初に、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路による第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明による超伝導量子干渉素子用電子回路の第１の実施形態の構成を示す回路図である。本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路１は、ｄｃ超伝導量子干渉素子（以下、適宜ｄｃ−ＳＱＵＩＤと呼ぶ）２に接続される第１の前置増幅器１０と、参照用前置増幅器となる第２の前置増幅器１１と、参照用前置増幅器１１の出力側に接続されるローパスフィルター１２と、前置増幅器１０及び参照用前置増幅器１１の出力が入力される差分器１３と、差分器１３の出力が入力される増幅器１４と、積分器１５と、を含み構成されている。なお、図中の点線で囲んでいる領域は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２及び後述するフィードバックコイル１８が収容されている。この領域は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２が動作する温度に保持されている液体ヘリウムやヘリウム冷凍機などによるクライオスタットなどの容器３を示している。
【００１２】
ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２は、その一例を図示しているが、略半円帯状の超伝導体２１，２２がリング状に配置され、それらの両端部に図示しない絶縁体が挟まれて、ジョセフソン接合２３，２４が形成されている。そして、ジョセフソン接合２３及び２４から約９０°離れた位置に、電流端子２５，２６が設けられている。ジョセフソン接合２３及び２４は、例えば、超伝導体２１，絶縁体，超伝導体２２から構成されている。ここで、超伝導体２１，２２は同じ材料を用いてもよい。また、絶縁体も同じ材料を用いてもよい。
【００１３】
ｄｃ−ＳＱＵＩＤの電流端子２５にはバイアス電流Ｉｂが印加され、電流端子２６が接地されている。そして、電流端子２５，２６の両端に生じる電圧が、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２に接続される第１の前置増幅器１０により増幅される。
【００１４】
参照用前置増幅器となる第２の前置増幅器１１には、入力抵抗１６が接続され、この入力抵抗１６には、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２へ供給されるバイアス電流Ｉｂが印加されている。この入力抵抗１６は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２の両端に発生する電圧振幅ΔＶと、上記バイアス電流Ｉｂから求まる動作抵抗Ｒd としておけばよい。すなわち、Ｒd ≒ΔＶ／Ｉｂである。そして、第２の前置増幅器１１の出力が、ローパスフィルター１２により直流分が取り出される。
ここで、第２の前置増幅器１１は第１の前置増幅器１０と同じ増幅器であり、その電圧増幅率はＫ1 とする。
【００１５】
差分器１３は、第１の前置増幅器１０及び参照用前置増幅器１１の出力が入力され、これらの差分が、増幅器１４で増幅される。第１及び第２の前置増幅器１０，１１の周囲温度の変動などにより生じるオフセットは、第１及び第２の前置増幅器が同じ増幅器を使用しているので、同じオフセットとなる。このため、第１の前置増幅器１０の出力は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの電圧成分Ｓが増幅されたＫ1 ＳとオフセットＤとの和、すなわち、Ｋ1 Ｓ＋Ｄである。一方、第２の前置増幅器１１の出力はオフセットＤだけである。
したがって、第１及び第２の前置増幅器１０，１１の出力間の差分は、第１及び第２の前置増幅器１０，１１における温度変動などによって生じるオフセット成分が打ち消しあい、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの電圧成分が増幅されたＫ1 Ｓだけになる。すなわち、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの信号を増幅する第１の前置増幅器１０の温度変動によるオフセットが、参照用前置増幅器１１のオフセットにより打ち消される。
【００１６】
このように、第１及び第２の前置増幅器１０，１１に生じるオフセットＤを互いに打ち消すので、第１及び第２の前置増幅器１０，１１としては、同じオフセットＤを生じさせるために同一のオフセットＤを有する増幅器を用いればよい。
この際、第１及び第２の前置増幅器１０，１１の雑音電圧をそれぞれ、Ｎ1 及びＮ2 とすると、第１の前置増幅器１０による信号と雑音の比である信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）は、Ｋ1 Ｓ／（Ｎ1 2 ＋Ｎ2 2 ）1/2 となる。
【００１７】
上記のｄｃ−ＳＱＵＩＤ２を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路１においては、温度変化によるオフセットを打ち消すことにより、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２が安定動作する。すなわち、温度変化で生じる大きな電圧変動を抑圧することにより、より微小な電圧変換を可能とし、微小な磁場変化を適切に検出できるようになる。これにより、差分器１３の出力はｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの電圧成分だけになるので、本発明のＳＱＵＩＤ駆動電子回路１の安定性が高まる。
【００１８】
差分器１３からの出力は、増幅器１４により増幅されて、さらに、積分器１５に出力されて直流電圧にされる。この積分器１５からの出力は、帰還抵抗１７を介してｄｃ−ＳＱＵＩＤ２近傍に配置されているフィードバックコイル１８に接続されている。これにより、フィードバックコイル１８には電流が流れる。
この増幅器１４以降の回路構成は、図７に示した従来の超伝導量子干渉素子用電子回路と同じ構成である。増幅器１４は、基準電圧１９が入力されていて、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの出力が一定となるように、帰還抵抗１７を介してフィードバックしている。このため、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの出力が一定となるように、フィードバックコイル１８に電流が流れ磁束が発生する。このフィードバック電流の値は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２に印加される外部磁界の磁束に比例する。これにより、フィードバック電流の値から外部磁束の測定ができる。
【００１９】
次に、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第２の実施形態を説明する。
図２は、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第２の実施形態の構成を示す回路図である。本発明の第２の実施形態による超伝導量子干渉素子用電子回路１Ａが、図１に示す超伝導量子干渉素子用電子回路１と異なるのは、参照用増幅器となる第２の前置増幅器１１の入力には、入力抵抗１６を接続しない代わりにｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの信号を第１の前置増幅器１０とは逆相で入力する点と、第２の前置増幅器の出力をローパスフィルター１２を用いないで差分器１３へ直接入力する点である。ここで、第１及び第２の前置増幅器１０，１１及び差分器１３は、差動増幅器を用いることができる。差動増幅器としては、集積回路による演算増幅器を用いることができる。
【００２０】
したがって、第１の前置増幅器１０からの出力は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２の電圧成分Ｓが増幅されたＫ1 Ｓと第１の前置増幅器１０内で発生するオフセットＤとの和、すなわち、Ｋ1 Ｓ＋Ｄである。
一方、第２の前置増幅器１１の出力は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２の電圧成分（−Ｓ）が増幅された−Ｋ1 Ｓと第２の前置増幅器１１内で発生するオフセットＤとの和、すなわち、
−Ｋ1 Ｓ＋Ｄである。
これにより、第１及び第２の前置増幅器１０，１１の出力が入力される差分器１３の出力は、第１及び第２の前置増幅器１０，１１における温度変動などによって生じるオフセット成分が打ち消しあい、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの電圧成分Ｓの２Ｋ1 倍である２Ｋ1 Ｓとなる。すなわち、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの信号を増幅する第１及び第２の前置増幅器１０，１１の温度変動によるオフセットＤが打ち消され、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２からの電圧成分Ｓが増幅された２Ｋ1 Ｓが信号として得られる。これから、第１及び第２の前置増幅器１０，１１としては、同じオフセットＤを生じさせるために、同一のオフセットＤを有する増幅器を用いればよい。
【００２１】
したがって、差分器１３の電圧増幅率が１の場合には、上記超伝導量子干渉素子用電子回路１の２倍の出力電圧（２Ｋ1 Ｓ）が得られる。この際、第１及び第２の前置増幅器１０，１１が入力される差分器１３からの信号と雑音の比である信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）は、２Ｋ1 Ｓ／（Ｎ1 2 ＋Ｎ2 2 ）1/2 となり、超伝導量子干渉素子用電子回路１の２倍の信号対雑音比となる。これにより、超伝導量子干渉素子用電子回路１Ａによれば、信号対雑音比が超伝導量子干渉素子用電子回路１の２倍となり、低雑音化できることになる。
なお、差分器１３が差動増幅器である場合には、差分器１３からの出力はＫ2 倍に増幅されて２Ｋ1 Ｋ2 Ｓとなる。
【００２２】
本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路１及び１Ａによれば、周囲の温度の変化によって生ずるオフセットの変化を低減することができる。このため、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２による長時間の計測ができる。
【００２３】
次に、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第３の実施形態について説明する。
図３は、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第３の実施形態の構成を示す回路図である。本発明の第３の実施形態による超伝導量子干渉素子用電子回路３０が、図１に示す超伝導量子干渉素子用電子回路１と異なるのは、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２の代わりにｒｆ超伝導量子干渉素子（以下、適宜ｒｆ−ＳＱＵＩＤと呼ぶ）２０を用いた点である。ここで、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０は、例えば、円帯状の超伝導体２１リング状に配置され、その一箇所に図示しない絶縁体が挟まれて、ジョセフソン接合２３が形成されている。
なお、図中の点線で囲んでいる領域は、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０及び後述する高周波タンク回路３１などが収容され、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０が動作する温度に保持されているクライオスタットなどの容器３を示している。
【００２４】
ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０には、高周波タンク回路３１となるコイル３１Ａ及びコンデンサ３１Ｂが隣接して配設され、この高周波タンク回路３１には、高周波電源３２との結合用のリンクコイル３１Ｃが隣接して配設されている。高周波タンク回路３１には方向性結合器３３を介して、高周波電源３２からの信号が入力する。この方向性結合器３３はループ方向性結合器などの所謂サーキュレータ作用を有している。このため、高周波電源３２の出力を方向性結合器の下側ポート３３Ａに入力すると、高周波タンク回路３１が接続している方向性結合器の左側ポート３３Ｂにのみ出力され、方向性結合器の右側ポート３３Ｃに接続している高周波増幅器３４には出力しない。
一方、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０と結合する高周波タンク回路３１の信号、すなわち、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０からの信号は、方向性結合器の右側ポート３３Ｃに接続している高周波増幅器３４に出力し、方向性結合器３３の下側ポート３３Ａに接続している高周波電源３２には出力しない。この際、高周波電源３２は低周波信号で振幅変調（ＡＭ）されていてもよい。
これにより、高周波電源３２からの信号はｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０と結合する高周波タンク回路３１にだけ供給され、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０と結合する高周波タンク回路３１からの信号は高周波増幅器３４にだけ入力する。
【００２５】
ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０からの信号を高周波増幅器３４により増幅し、復調器３６に入力する。復調器３６により復調された直流成分又は低周波成分からなる復調信号の同相信号が、信号を増幅する前置増幅器１０に入力する。そして、参照用増幅器１１には復調信号の逆相を入力する。差分器１３以降の回路構成は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路１と同じであるので、説明は省略する。
【００２６】
これにより、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路３０においては、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０からの信号を高周波増幅器３４により増幅し、復調器３６で復調信号とし、この信号の同相及び逆相を、それぞれ第１及び第２の前置増幅器１０，１１で増幅するが、その際、周囲温度の変動などにより生じるオフセットは、同じ増幅器を使用しているので同じオフセットとなる。
したがって、第１及び第２の前置増幅器１０，１１の出力の差分は、温度変動によって生じるオフセットが打ち消しあい、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０からの復調信号を増幅した電圧成分だけになる。差分器１３以降の回路動作は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路１と同じであるので、説明は省略する。
【００２７】
次に、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第４の実施形態について説明する。
図４は、本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第４の実施形態の構成を示す回路図である。第４の実施形態の超伝導量子干渉素子用電子回路３０Ａでは、図３に示す超伝導量子干渉素子用電子回路３０と同様にｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０を用いている。ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０からの信号が高周波増幅器３４で増幅され、復調器３６及び第１の前置増幅器１０を経て、差分器１３に入力される点は同じ構成であるが、第２の前置増幅器１１の構成が異なっている。
第２の前置増幅器１１の入力には入力抵抗１６が接続され、その出力がローパスフィルター１２を介して差分器１３に接続される。差分器１３以降の回路構成は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路１と同じであるので、説明は省略する。
【００２８】
ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路３０Ａにおいて、周囲温度の変動などにより生じる第１及び第２の前置増幅器１０，１１のオフセットは、同じ増幅器を使用しているので同じオフセットとなる。このため、第１の前置増幅器１０の出力は復調信号の増幅電圧成分とオフセットとの和である。一方、第２の前置増幅器１１の出力はオフセットだけである。
したがって、第１及び第２の前置増幅器１０，１１の出力の差分は、温度変動によって
生じるオフセットが打ち消しあい、復調信号の増幅電圧成分だけになる。差分器１４以降の回路動作は、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路１と同じであるので、説明は省略する。
【００２９】
以上説明したように、ｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路３０及び３０Ａにおいては、温度変化によるオフセットを打ち消すことによりｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０が安定動作をする。すなわち、第１及び第２の前置増幅器１０，１１の温度変化で生じる大きな電圧変動を抑圧することにより、より微小な電圧変換を可能とし、微小な磁場変化を適切に検出できるようになる。
これにより、差分器１３の出力はｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０に結合した高周波タンク回路３１からの高周波電圧成分を増幅して得た復調信号の増幅信号成分だけになるので、本発明のｒｆ−ＳＱＵＩＤ２０を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路３０，３０Ａの安定性が高まる。
【実施例】
【００３０】
次に、実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例として、ｄｃ−ＳＱＵＩＤ２を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路１Ｂを製作した。図５は、実施例のｄｃ−ＳＱＵＩＤ２を用いた超伝導量子干渉素子用電子回路１Ｂの構成を示す回路図である。基本的には、超伝導量子干渉素子用電子回路１Ａの回路と同様である。
第１及び第２の前置増幅器１０，１１としては、低雑音の演算増幅器による差動増幅器を用いた（アナログ・デバイセズ社製、ＡＤ７９７）。図中の演算増幅器の入力などに接続されている抵抗は増幅度設定用の抵抗である。第１及び第２の前置増幅器１０，１１の電圧増幅率は約１０である。差分器１３として差動増幅器を用い、この電圧増幅率は約１０である。また、演算増幅器を用いた積分器１５を用いた。
このような構成による実施例の超伝導量子干渉素子用電子回路１Ｂの温度変動によるオフセット値は、２ｍＶ／℃以下とすることができた。従来の超伝導量子干渉素子用電子回路によるオフセット値は１０ｍＶ／℃程度である。したがって、実施例の超伝導量子干渉素子用電子回路１Ｂにおけるオフセット値は従来の数分の一以下とすることができた。
【００３１】
本発明は、上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。本発明に用いるｄｃ−ＳＱＵＩＤやｒｆ−ＳＱＵＩＤは、その使用目的に応じて、適宜に選択あるいは設計すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による超伝導量子干渉素子用電子回路の第１の実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第２の実施形態の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第３の実施形態の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の超伝導量子干渉素子用電子回路の第４の実施形態の構成を示す回路図である。
【図５】実施例のｄｃ−ＳＱＵＩＤを用いた超伝導量子干渉素子用電子回路の構成を示す回路図である。
【図６】従来のｄｃ−ＳＱＵＩＤ駆動用電子回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，１Ａ：超伝導量子干渉素子用電子回路
２：ｄｃ超伝導量子干渉素子（ｄｃ−ＳＱＵＩＤ）
３：クライオスタット
１０：第１の前置増幅器（信号用前置増幅器）
１１：第２の前置増幅器（参照用前置増幅器）
１２，３５：ローパスフィルター
１３：差分器
１４：増幅器
１５：積分器
１６：入力抵抗
１７：帰還抵抗
１８：フィードバックコイル
１９：基準抵抗
２０：ｒｆ超伝導量子干渉素子（ｒｆ−ＳＱＵＩＤ）
２１，２２：超伝導体
２３，２４：ジョセフソン接合
２５，２６：電流端子
３０，３０Ａ，３０Ｂ：ｒｆ−ＳＱＵＩＤを用いた超伝導量子干渉素子用電子回路
３１：高周波タンク回路
３１Ａ：コイル
３１Ｂ：コンデンサ
３１Ｃ：リンクコイル
３２：高周波電源
３３：方向性結合器
３４：信号用高周波増幅器（信号用前置増幅器）
３６：復調器
３８：参照用高周波増幅器（参照用前置増幅器）
【図１】
2006258564.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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