[發明專利]基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡

在審

• 申請號: 202011638759.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112819148A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王青;陳靜;呂迎歡;謝甜甜;趙瑞勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06N3/06;H01L29/788
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

本發明提供了一種基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡，包括多節點輸入單元和脈沖產生單元：所述多節點輸入單元包括一多輸入端浮柵晶體管，多輸入端浮柵晶體管的多個柵極輸入端分別連接外部的多個仿生傳感器輸入信號，源極接地，漏極接脈沖產生單元的正極；脈沖產生單元包括一Mott憶阻器，Mott憶阻器的負極連接工作電壓，正極連接晶體管的漏極，并作為所述脈沖神經元網絡的脈沖輸出端。本發明給出了一種全新的電子傳入神經元實現架構。該架構面向硬件神經形態脈沖神經網絡的應用，實現了模擬信號到脈沖信號的轉換，具有結構簡單、功能多、功耗低等優點，更加適應于脈沖神經網絡。

技術領域

本發明涉及神經元網絡領域，尤其涉及一種基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡。

背景技術

脈沖神經網絡作為下一代神經形態計算技術，是構建高能效存算一體數據處理中心的理想選擇。為實現脈沖機制的感存算一體智能處理系統，需要構建高效的感知信息接口(生物學上稱為傳入神經)來建立脈沖數據處理中心與傳感器之間的實時聯系。然而現有技術采用CMOS構建的電子傳入神經元，存在功耗高、電路結構和工藝復雜等問題，難以適用于新型神經形態脈沖神經網絡。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡，解決功耗高、電路結構和工藝復雜等問題，適用于新型神經形態脈沖神經網絡。

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡，包括多節點輸入單元和脈沖產生單元：所述多節點輸入單元包括一多輸入端浮柵晶體管，多輸入端浮柵晶體管的多個柵極輸入端分別連接外部的多個仿生傳感器輸入信號，源極接地，漏極接脈沖產生單元的正極；脈沖產生單元包括一Mott憶阻器，Mott憶阻器的負極連接工作電壓，正極連接晶體管的漏極，并作為所述脈沖神經元網絡的脈沖輸出端。

本發明給出了一種全新的電子傳入神經元實現架構。該架構面向硬件神經形態脈沖神經網絡的應用，實現了模擬信號到脈沖信號的轉換，具有結構簡單、功能多、功耗低等優點，更加適應于脈沖神經網絡。

附圖說明

附圖1所示是本發明一具體實施方式所述的基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡的結構示意圖。

附圖2所示是本發明一具體實施方式所述的電子傳入神經元實現架構圖。

附圖3A和3B所示是本發明一具體實施方式所述的浮柵晶體管的器件結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明提供的基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡的具體實施方式做詳細說明。

附圖1所示是本發明一具體實施方式所述的基于浮柵晶體管的脈沖神經元網絡的結構示意圖，包括多節點輸入單元和脈沖產生單元：

所述多節點輸入單元包括一多輸入端浮柵晶體管，多輸入端浮柵晶體管的多個柵極輸入端分別連接外部的多個仿生傳感器輸入信號V₀₁、V₀₂、……V_0N，源極接地，漏極接脈沖產生單元的正極。脈沖產生單元包括一Mott憶阻器Rm，Mott憶阻器的負極連接工作電壓，正極連接晶體管的漏極，并作為所述脈沖神經元網絡的脈沖輸出端U_d(t)。

多節點輸入單元對外部仿生傳感器輸入信號V₀₁～V_0N進行信息整合，得到多輸入端浮柵晶體管的浮柵電壓VF，結合附圖1所示的結構，該電壓由下式聯合給出