[發明專利]一種改進的基于鐵電場效應晶體管的電子突觸電路及神經網絡

在審

• 申請號: 202210340931.0
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN115115041A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 張立寧;劉保良;陳旭輝;彭寶康;黃如
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: G06N3/063
• 分類號: G06N3/063;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京禎新珵藝知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 16110
• 代理人: 沈超

1.一種神經網絡，包括：

多個神經元電路，以及多個電子突觸電路，其中所述電子突觸電路中的至少一個配置為從一個突觸前神經元電路接收輸入和控制信號，并接收一個突觸后神經元電路的反饋信號；

其中，所述電子突觸電路至少包括：

開關單元，耦合到所述突觸前神經元電路和所述突觸后神經元電路，配置為在來自于突觸前神經元電路的控制信號的影響下控制所述電子突觸電路與所述突觸后神經元電路的連接狀態；

輸入單元，耦合到所述突觸前神經元電路和所述突觸后神經元電路，配置為在來自于所述突觸后神經元電路的第一和第二反饋信號的控制下接收來自所述突觸前神經元電路的輸入信號；

權值計算單元，耦合在所述開關單元和地之間，并與所述輸入單元耦合，所述權值計算單元至少包括鐵電晶體管，所述鐵電晶體管配置為從所述輸入單元接收所述輸入信號和所述第二反饋信號，以更新所述鐵電晶體管的溝道電阻。

2.如權利要求1所述的神經網絡，其中

所述突觸后神經元電路至少包括：

比較器，其正輸入端耦合到所述電子突觸電路的開關單元，所述比較器的負輸入端配置為接收預設恒定信號，所述比較器的輸出端耦合到所述電子突觸電路的輸入單元；

電阻，其耦合在所述比較器的正輸入端和電源之間；

電容，其耦合在所述比較器的正輸入端和地之間；

當所述開關單元將所述突觸后神經元電路與所述電子突觸電路相連，且

所述鐵電晶體管導通，所述比較器的正輸入端電壓下降，當該電壓下降到低于所述預設恒定信號時，所述比較器配置為輸出所述第一和第二反饋信號。

3.如權利要求2所述的神經網絡，其中所述開關單元至少包括第一晶體管，其控制極配置為接收所述控制信號，其第一極耦合到所述比較器的正輸入端，其第二極耦合到所述鐵電場效應管的第一極。

4.如權利要求3所述的神經網絡，其中所述輸入單元至少包括，

第二晶體管，其控制極配置為接收所述第一反饋信號，其第一極配置為接收所述輸入信號，其第二極耦合到所述鐵電晶體管的控制極；

第三晶體管，其具有與所述第二晶體管互補的類型，其控制極配置為接收所述第一反饋信號，其第一極接地，第二極耦合到所述鐵電晶體管的控制極；

第四晶體管，其具有與第二晶體管相同的類型，其控制極配置為接收所述控制信號，其第一極耦合到所述鐵電晶體管的第二極，其第二極配置為接收所述第二反饋信號。

5.如權利要求1-4中任一所述的神經網絡，其中所述鐵電晶體管的控制極配置為接收所述輸入信號，所述鐵電晶體管的第二極配置為接收所述第二反饋信號；

所述控制信號和所述輸入信號周期相同；

所述輸入信號的有效電平在所述有效電平脈沖時間的前一半由第一預設幅值逐漸降低；

所述輸入信號的有效電平在所述有效電平脈沖時間的后一半由第二預設幅值逐漸降低，其中所述第二預設幅值大于所述第一預設幅值。

6.如權利要求5所述的神經網絡，其中所述第一反饋信號的有效電平幅值大于所述第二預設幅值。

7.如權利要求5或6所述的神經網絡，其中所述第二反饋信號的有效電平幅值大于所述第一預設幅值，小于所述第二預設幅值。

8.一種電子突觸電路，配置為從一個突觸前神經元電路接收輸入和控制信號，并接收一個突觸后神經元電路的反饋信號；

其中，所述電子突觸電路至少包括：

開關單元，耦合到所述突觸前神經元電路和所述突觸后神經元電路，配置為在來自于突觸前神經元電路的控制信號的影響下控制所述電子突觸電路與所述突觸后神經元電路的連接狀態；

輸入單元，耦合到所述突觸前神經元電路和所述突觸后神經元電路，配置為在來自于所述突觸后神經元電路的第一和第二反饋信號的控制下將接收來自所述突觸前神經元電路的輸入信號；

權值計算單元，耦合在所述開關單元和地之間，并與所述輸入單元耦合，所述權值計算單元至少包括鐵電晶體管，所述鐵電晶體管配置為從所述輸入單元接收所述輸入信號和所述第二反饋信號，以更新所述鐵電晶體管的溝道電阻。