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1. WO2022000394 - ADJUSTABLE HOMOJUNCTION FIELD EFFECT DEVICE-BASED ARTIFICIAL SYNAPTIC CIRCUIT AND IMPLEMENTATION METHOD THEREFOR

Publication Number WO/2022/000394
Publication Date 06.01.2022
International Application No. PCT/CN2020/099816
International Filing Date 02.07.2020
IPC
G06N 3/06 2006.1
GPHYSICS
06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
NCOMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
3Computer systems based on biological models
02using neural network models
06Physical realisation, i.e. hardware implementation of neural networks, neurons or parts of neurons
H03K 19/20 2006.1
HELECTRICITY
03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
KPULSE TECHNIQUE
19Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
20characterised by logic function, e.g. AND, OR, NOR, NOT circuits
Applicants
  • 南京大学 NANJING UNIVERSITY [CN]/[CN]
Inventors
  • 缪峰 MIAO, Feng
  • 梁世军 LIANG, Shijun
  • 潘晨 PAN, Chen
  • 王晨宇 WANG, Chenyu
  • 王鹏飞 WANG, Pengfei
Agents
  • 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) NANJING SUGAO PATENT AND TRADEMARK FIRM (ORDINARY PARTNERSHIP)
Priority Data
202010596185.228.06.2020CN
Publication Language Chinese (zh)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) ADJUSTABLE HOMOJUNCTION FIELD EFFECT DEVICE-BASED ARTIFICIAL SYNAPTIC CIRCUIT AND IMPLEMENTATION METHOD THEREFOR
(FR) CIRCUIT SYNAPTIQUE ARTIFICIEL À BASE DE DISPOSITIF À EFFET DE CHAMP À HOMOJONCTION RÉGLABLE ET SON PROCÉDÉ DE MISE EN ŒUVRE
(ZH) 基于可调同质结场效应器件的人工突触电路及实现方法
Abstract
(EN) An adjustable homojunction field effect device-based artificial synaptic circuit, and a function implementation method therefor. The circuit comprises a first adjustable homojunction field effect device M1, a second adjustable homojunction field effect device M2, a third adjustable homojunction field effect device M3, and a capacitive element C, wherein the adjustable homojunction field effect devices can represent electrical properties of an NN junction, a PP junction, a PN junction, and an NP junction under the regulation and control of gate voltage; the on-state of the second adjustable homojunction field effect device M2 and the on-state of the third adjustable homojunction field effect device M3 in the circuit are determined by the combined action of a bionic presynaptic pulse and a bionic postsynaptic pulse. Compared with conventional MOS circuit solutions, a circuit structure that shows neural synapse functions of spike timing dependent plasticity and continuous adjustment of synaptic weight by pulses requires a greatly reduced number of devices and represents the property of a reconfigurable function, thus showing great advantages in constructing low-power-consumption and high-density integrated bionic chips for future neuromorphic applications.
(FR) L'invention concerne un circuit synaptique artificiel à base de dispositif à effet de champ à homojonction réglable, et son procédé de mise en œuvre de fonction. Le circuit comprend un premier dispositif à effet de champ à homojonction réglable M1, un deuxième dispositif à effet de champ à homojonction réglable M2, un troisième dispositif à effet de champ à homojonction réglable M3, et un élément capacitif C, les dispositifs à effet de champ à homojonction réglable pouvant représenter des propriétés électriques d'une jonction NN, d'une jonction PP, d'une jonction PN et d'une jonction NP sous la régulation et la commande de la tension de grille ; l'état passant du deuxième dispositif à effet de champ à homojonction réglable M2 et l'état passant du troisième dispositif à effet de champ à homojonction réglable M3 dans le circuit sont déterminés par l'action combinée d'une impulsion présynaptique bionique et d'une impulsion postsynaptique bionique. Par comparaison avec les solutions de circuit MOS classiques, une structure de circuit qui présente des fonctions de synapses neurales de plasticité dépendant du rythme des pointes et un réglage continu du poids synaptique par des impulsions nécessite un nombre considérablement réduit de dispositifs et représente la propriété d'une fonction reconfigurable, ce qui présente de grands avantages dans la construction de puces bioniques intégrées à faible consommation d'énergie et haute densité pour des applications neuromorphiques futures.
(ZH) 一种基于可调同质结场效应器件的人工突触电路及该电路功能的实现方法,所述电路包括第一可调同质结场效应器件M1、第二可调同质结场效应器件M2、第三可调同质结场效应器件M3以及电容元件C,其中,可调同质结场效应器件在栅极电压的调控下可以表现出NN结,PP结,PN结和NP结所具有的电学特性,电路中第二可调同质结场效应器件M2和第三可调同质结场效应器件M3的导通状态由仿突触前脉冲和仿突触后脉冲的共同作用决定;相比于传统MOS电路方案展示脉冲时间依赖可塑性和脉冲对突触权重连续调节的神经突触功能的电路结构,所需的器件数目得到极大地减少,并且表现出了可重构功能的特点,在构建面向未来神经形态应用的低功耗高密度集成仿生芯片方面展现出很大的优势。
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