Техника - молодёжи 1989-06, страница 26
■f>, fe. Рис. 3. Принцип распределения сверхпроводящих токов. с 1ишт упрлвлиния/ - + _ X V___1 Рис 4 Принцип работы сверхпроводяще го запоминающего элемента. встречным током, а в правой складывается с направленным в ту же сторону и возрастает вдвое. Ток управления теперь пропускаем слева направо — открывается вентиль В2 (д). Ток в контуре направляется в левую ветвь. После отключения тока управления и замыкания В2 он циркулирует против часовой стрелки (е). Такому состоянию контура приписывается значение «1». Для того чтобы прочесть хранящуюся информацию, то есть определить направление тока в контуре, нужно подать ток в шину чтения. Ее вентиль в зависимости от направления циркуляции тока в контуре включается или не включается, сигнал поступает или не поступает в следующую цепь, что соответствует информации в двоичном коде «1» или «О». С помощью таких криотронов можно строить самые разнообразные логические и запоминающие ячейки. Пусть, например, сверхпроводящий ток распределяется по нескольким параллельным цепям, содержащим криотроны (на рис. 5 изображены две ветви. Ki, К2 — переключающие криотроны, Кз, К4 — криотроны считывания). Если во всех цепях, кроме одной, на короткое время вывести криотроны из сверхпроводящего состояния, то ток потечет по выбранной нами единственной (на рис. 5 Кг— К«) Когда появились первые криотроны, многие ученые и конструкторы считали, что вскоре ЭВМ переведут на новую элементную базу, радиолампы заменят на криотроны. Ведь сверхпроводящие логические и запоминающие элементы выгодно отличаются от всех прочих крайне малой потребляемой мощностью. Выделение тепла, на что и уходит основная часть расходуемой приборами электрической энергии, происходит только в момент переключения контуров. Но даже если I06 таких элементов переключать 10е раз в секунду, то будет потребляться не более 1 Вт. Столь малые потери на тепловое излучение позволяют монтировать элементы с очень высокой плотностью, хоть вплотную друг к другу (чего не рекомендуется делать с пышущими жаром радиолампами). Но вскоре исследователей постигло разочарование Время переключения проволочных криотронов оказалось недопустимо велико. Тому виной — большая индуктивность обмоток. Быстродействие первого криотрона, созданного Рис. 5 Схема коммутации на криотронах. НАЕЛ^У* I Рис. 6. Пленочный криотрон Д. Баком, составляло, например, 4- 1СГ5 с. В сложных цепях, содержащих много криотронов, оно воз растало в сотни раз. А для новых вычислительных машин требовались элементы с быстродействием порядка 10 "7—10"8с. Транзисторы, массовое производство которых разворачивалось в 50-е годы, такое время переключения обеспечивали В 1959 году в США фирмой ИБМ уже была выпущена первая серийная ЭВМ на транзисторах. (В СССР первая серийная ЭВМ на транзисторах «Раздан-2» была изготовлена в 1961 году.) Однако приверженцы криотронов не сдавались. Им удалось выйти из конструктивного тупика. Появились быстродействующие приборы на тонких пленках — пленочные криотроны (рис 6). Они были гораздо меньше по размеру прово лочных и не обладали столь большой индуктивностью. Делаются они так. На подложку (контактные площадки при этом закрываются маской) наносится изолирующий слой. Потом напыля ется полоска сверхпроводящего ме талла (олова или индия), соедини 24 |
