Cryotron (original) (raw)
クライオトロンは超伝導を使用したスイッチの一種。 クライオトロンは超伝導体は外部磁場が臨界磁場を超えると常伝導状態に転移するという原理に基いて動作する。これは非常に単純な構造で、臨界温度 (Tc) の異なる二本の超伝導ワイヤからなる。 クライオトロンはマサチューセッツ工科大学リンカーン研究所の ダドリー・アレン・バックにより発明された。
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | Ein Kryotron (kryos (griech.) = Frost, tron (griech.) = Vorrichtung) oder Supraleiterschaltelement ist ein Schalter, dessen Wirkungsweise auf dem Prinzip beruht, dass sich Supraleitung durch magnetische Felder unterdrücken lässt. Das Kryotron besteht aus einem Stück Tantal, das mit einer Spule aus Niob umwickelt ist und bei Temperaturen von flüssigem Helium betrieben wird. Aufgrund der Supraleitung fließt Strom widerstandsfrei durch das Tantal hindurch. Wird jedoch Strom durch die Niobspule geleitet, bricht aufgrund des induzierten Magnetfeldes die Supraleitung im Tantal zusammen, wodurch der Strom abgeschwächt oder unterbrochen wird. (de) The cryotron is a switch that operates using superconductivity. The cryotron works on the principle that magnetic fields destroy superconductivity. This simple device consists of two superconducting wires (e.g. tantalum and niobium) with different critical temperature (Tc). The cryotron was invented by Dudley Allen Buck of the Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory. As described by Buck, a straight wire of tantalum (having lower Tc) is wrapped around with a wire of niobium in a single layer coil. Both wires are electrically isolated from each other. When this device is immersed in a liquid helium bath both wires become superconducting and hence offer no resistance to the passage of electric current. Tantalum in superconducting state can carry large amount of current as compared to its normal state. Now when current is passed through the niobium coil (wrapped around tantalum) it produces a magnetic field, which in turn reduces (kills) the superconductivity of the tantalum wire and hence reduces the amount of the current that can flow through the tantalum wire. Hence one can control the amount of the current that can flow in the straight wire with the help of small current in the coiled wire. We can think of the tantalum straight wire as a "gate" and the coiled niobium as a "control". The article by Buck includes descriptions of several logic circuits implemented using cryotrons, including: one stage of a binary adder, carry network, binary accumulator stage, and two stages of a cryotron stepping register. A planar cryotron using thin films of lead and tin was developed in 1957 by John Bremer at General Electric's General Engineering Lab in Schenectady, New York. This was one of the first integrated circuits, although using superconductors rather than semiconductors. In the next few years, a demonstration computer was made and arrays with 2000 devices operated. A short history of this work is in the November 2007 newsletter of the IEEE History Center. Juri Matisoo developed a version of the cryotron incorporating a Josephson junction switched by the magnetic field from a control wire. He also explained the shortcomings of traditional cryotrons in which the superconductive material must transition between superconducting and normal states to switch the device, and thus switch relatively slowly. Matisoo's cryotron switched between a conducting state in which 'pair tunneling' of electrons through the gate took place and a 'resistive' state where only single electrons were able to tunnel. The circuit was (like the traditional cryotron) capable of some amplification (i.e gain greater than unity) had a switching rate of less than 800 picoseconds. Although the requirement for cryogenic cooling limited its practicality, it wasn't until the late 2010s that commercial transistors came close to matching this performance. There have been periods of renewed interest in various types of cryotron. IBM experimented with using them for limited applications in supercomputers during the 1980s, and (as of 2020) there has been some investigation of their potential applications both to I/O and logic in prototype quantum computers. (en) クライオトロンは超伝導を使用したスイッチの一種。 クライオトロンは超伝導体は外部磁場が臨界磁場を超えると常伝導状態に転移するという原理に基いて動作する。これは非常に単純な構造で、臨界温度 (Tc) の異なる二本の超伝導ワイヤからなる。 クライオトロンはマサチューセッツ工科大学リンカーン研究所の ダドリー・アレン・バックにより発明された。 (ja) Kriotron – układ przełączający, zbudowany w oparciu o zjawisko nadprzewodnictwa. Poprzez pewną zmianę w polu magnetycznym, uzyskuje się zanik nadprzewodnictwa w przewodniku. W wyniku czego opór (rezystancja) rośnie od zera do dużych wartości. Kriotrony pierścieniowe mogą być wykorzystane do tworzenia doskonałych urządzeń pamięciowych, dzięki utrzymywaniu obiegu prądu teoretycznie w nieskończoność. Urządzenia te wykazują znikomo mały pobór mocy. (pl) Криотрон — управляемое активное сопротивление, использующее в своей работе явление зависимости температуры, при которой возникает сверхпроводимость, от величины напряженности магнитного поля. Криотрон состоит из сверхпроводящего стержня (например, танталового), помещенного в сосуд с жидким гелием и окруженного проволочной обмоткой управления (например, ниобиевой). Путём изменения тока по обмотке управления можно изменять напряженность магнитного поля и переводить токопроводящий стержень из сверхпроводящего состояния в нормальное и обратно, изменяя таким образом его сопротивление нелинейным образом. Преимуществами криотрона являются малые габариты, очень малая мощность управления, высокая скорость переключения ( с), простота устройства. Недостатками криотрона являются необходимость в глубоком охлаждении и относительно малая выходная мощность. Благодаря своим преимуществам криотроны используются в электронно-вычислительной технике. (ru) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/Cryotron.jpg?width=300 |
| dbo:wikiPageExternalLink | https://web.archive.org/web/20210225205151/https:/www.computer.org/csdl/pds/api/csdl/proceedings/download-article/12OmNyxFKcS/pdf http://dome.mit.edu/bitstream/handle/1721.3/40618/MC665_r15_M-3843.pdf http://patimg2.uspto.gov/.piw%3FDocid=02832897&homeurl=http%3A%2F%2Fpatft.uspto.gov%2Fnetacgi%2Fnph-Parser%3FSect1%3DPTO1%2526Sect2%3DHITOFF%2526d%3DPALL%2526p%3D1%2526u%3D%25252Fnetahtml%25252FPTO%25252Fsrchnum.htm%2526r%3D1%2526f%3DG%2526l%3D50%2526s1%3D2,832,897.PN.%2526OS%3DPN%2F2,832,897%2526RS%3DPN%2F2,832,897&PageNum=&Rtype=&SectionNum=&idkey=NONE&Input=View+first+page https://pdfpiw.uspto.gov/.piw%3FPageNum=0&docid=03100267&IDKey=0821DE49474D&HomeUrl=http%3A%2F%2Fpatft.uspto.gov%2Fnetahtml%2FPTO%2Fpatimg.htm |
| dbo:wikiPageID | 220741 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 6551 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1102149684 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Schenectady,_New_York dbr:Integrated_circuit dbc:Switches dbr:General_Electric dbc:American_inventions dbr:MIT dbr:Magnetic_field dbr:Helium dbr:Dudley_Allen_Buck dbr:Niobium dbr:Tantalum dbr:Superconductivity dbr:Intel dbr:Semiconductor dbr:Josephson_junction dbr:File:Cryotron.jpg |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Cn dbt:For dbt:ISBN dbt:Reflist dbt:Switches |
| dct:subject | dbc:Switches dbc:American_inventions |
| gold:hypernym | dbr:Switch |
| rdf:type | yago:WikicatAmericanInventions dbo:BaseballPlayer yago:Ability105616246 yago:Abstraction100002137 yago:Cognition100023271 yago:Component105868954 yago:Concept105835747 yago:Content105809192 yago:Creativity105624700 yago:Idea105833840 yago:Invention105633385 yago:Part105867413 yago:PsychologicalFeature100023100 yago:WikicatElectricalComponents |
| rdfs:comment | クライオトロンは超伝導を使用したスイッチの一種。 クライオトロンは超伝導体は外部磁場が臨界磁場を超えると常伝導状態に転移するという原理に基いて動作する。これは非常に単純な構造で、臨界温度 (Tc) の異なる二本の超伝導ワイヤからなる。 クライオトロンはマサチューセッツ工科大学リンカーン研究所の ダドリー・アレン・バックにより発明された。 (ja) Kriotron – układ przełączający, zbudowany w oparciu o zjawisko nadprzewodnictwa. Poprzez pewną zmianę w polu magnetycznym, uzyskuje się zanik nadprzewodnictwa w przewodniku. W wyniku czego opór (rezystancja) rośnie od zera do dużych wartości. Kriotrony pierścieniowe mogą być wykorzystane do tworzenia doskonałych urządzeń pamięciowych, dzięki utrzymywaniu obiegu prądu teoretycznie w nieskończoność. Urządzenia te wykazują znikomo mały pobór mocy. (pl) The cryotron is a switch that operates using superconductivity. The cryotron works on the principle that magnetic fields destroy superconductivity. This simple device consists of two superconducting wires (e.g. tantalum and niobium) with different critical temperature (Tc). The cryotron was invented by Dudley Allen Buck of the Massachusetts Institute of Technology Lincoln Laboratory. (en) Ein Kryotron (kryos (griech.) = Frost, tron (griech.) = Vorrichtung) oder Supraleiterschaltelement ist ein Schalter, dessen Wirkungsweise auf dem Prinzip beruht, dass sich Supraleitung durch magnetische Felder unterdrücken lässt. (de) Криотрон — управляемое активное сопротивление, использующее в своей работе явление зависимости температуры, при которой возникает сверхпроводимость, от величины напряженности магнитного поля. Криотрон состоит из сверхпроводящего стержня (например, танталового), помещенного в сосуд с жидким гелием и окруженного проволочной обмоткой управления (например, ниобиевой). Путём изменения тока по обмотке управления можно изменять напряженность магнитного поля и переводить токопроводящий стержень из сверхпроводящего состояния в нормальное и обратно, изменяя таким образом его сопротивление нелинейным образом. (ru) |
| rdfs:label | Kryotron (de) Cryotron (en) クライオトロン (ja) Kriotron (pl) Криотрон (ru) |
| owl:sameAs | freebase:Cryotron yago-res:Cryotron wikidata:Cryotron dbpedia-de:Cryotron dbpedia-ja:Cryotron dbpedia-kk:Cryotron dbpedia-pl:Cryotron dbpedia-ru:Cryotron https://global.dbpedia.org/id/kAsS |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Cryotron?oldid=1102149684&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/Cryotron.jpg |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Cryotron |
| is dbo:knownFor of | dbr:Dudley_Allen_Buck |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:List_of_inventors dbr:Timeline_of_United_States_inventions_(1946–1991) dbr:Cryo dbr:May_1959 dbr:Whirlwind_I dbr:Wilmington,_Massachusetts dbr:Dudley_Allen_Buck dbr:Superconductivity dbr:Superconducting_computing |
| is dbp:knownFor of | dbr:Dudley_Allen_Buck |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Cryotron |
