一种不规则放电仿生神经元电路及其放电仿生方法

    公开(公告)号:CN114970840A

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210534314.4

    申请日:2022-05-17

    Abstract: 本发明公开了一种不规则放电仿生神经元电路及其放电仿生方法,属于类脑仿生技术领域;包括:易失性忆阻器M1、电容C1、电阻R1和反馈模块;其中,易失性忆阻器M1的阈值电压和保持电压具有随机性,且易失性忆阻器M1的所有保持电压中存在小于Vmin的保持电压;本发明基于易失性忆阻器M1阈值电压的随机性,使得每输出一个动作电位所需的充电时间不同;与此同时,基于易失性忆阻器M1保持电压的随机性将动作电位信号的静息状态发生时机随机化,并通过反馈模块监控动作电位信号的状态,当动作电位信号处于静息状态后,经过随机的时间延迟后输出反馈信号到仿生神经元电路的输入端,以使动作电位信号脱离静息状态,最终电路实现持续发放不规则的动作电位信号。

    一种不规则放电仿生神经元电路及其放电仿生方法

    公开(公告)号:CN114970840B

    公开(公告)日:2024-08-27

    申请号:CN202210534314.4

    申请日:2022-05-17

    Abstract: 本发明公开了一种不规则放电仿生神经元电路及其放电仿生方法,属于类脑仿生技术领域;包括:易失性忆阻器M1、电容C1、电阻R1和反馈模块;其中,易失性忆阻器M1的阈值电压和保持电压具有随机性,且易失性忆阻器M1的所有保持电压中存在小于Vmin的保持电压;本发明基于易失性忆阻器M1阈值电压的随机性,使得每输出一个动作电位所需的充电时间不同;与此同时,基于易失性忆阻器M1保持电压的随机性将动作电位信号的静息状态发生时机随机化,并通过反馈模块监控动作电位信号的状态,当动作电位信号处于静息状态后,经过随机的时间延迟后输出反馈信号到仿生神经元电路的输入端,以使动作电位信号脱离静息状态,最终电路实现持续发放不规则的动作电位信号。

    一种多功能忆阻器及其调控方法

    公开(公告)号:CN114203900B

    公开(公告)日:2024-08-02

    申请号:CN202111287968.3

    申请日:2021-11-02

    Inventor: 杨蕊 夏剑 缪向水

    Abstract: 本发明公开了一种多功能忆阻器及其调控方法,其调控方法包括:在底电极上形成原始薄膜,所述原始薄膜为包括含In和Se的化合物薄膜;通过氧等离子体工艺对所述原始薄膜进行处理,将原始薄膜表层氧化为氧化层,形成阻变层,所述阻变层包括氧化层和剩余的原始薄膜;在所述阻变层上制备顶电极,形成忆阻器;其中,在形成阻变层期间,通过调控氧等离子体工艺的处理参数,调控阻变层内导电细丝的形态,改变忆阻器的易失性或非易失性。本申请可以基于一种材料,通过改变器件制备期间的工艺参数,得到不同性能的忆阻器,基于同一种材料实现忆阻器的多功能调控,有利于简化大规模集成电路的工艺与结构。

    一种环境友好型的纤维素基自支撑忆阻器及其制备方法

    公开(公告)号:CN113594363B

    公开(公告)日:2022-05-31

    申请号:CN202110871633.X

    申请日:2021-07-30

    Abstract: 本发明涉及一种环境友好型的纤维素基自支撑忆阻器及其制备方法,属于半导体信息相关技术领域。该忆阻器自下而上包括柔性衬底、底电极层、功能层和顶电极;所述柔性衬底为再生纤维素膜,所述功能层为纤维素膜。本发明制备的纤维素基自支撑忆阻器解决了传统硅基忆阻器无法大面积制备、工艺繁琐且对环境有害的问题。本发明采用的材料为环境友好型天然高分子材料,来源广泛,制备工艺简单,成本低廉,对环境无毒无污染,为大面积制备柔性有机忆阻器提供了新的制备方法。

    一种多功能忆阻器及其调控方法

    公开(公告)号:CN114203900A

    公开(公告)日:2022-03-18

    申请号:CN202111287968.3

    申请日:2021-11-02

    Inventor: 杨蕊 夏剑 缪向水

    Abstract: 本发明公开了一种多功能忆阻器及其调控方法,其调控方法包括:在底电极上形成原始薄膜,所述原始薄膜为包括含In和Se的化合物薄膜;通过氧等离子体工艺对所述原始薄膜进行处理,将原始薄膜表层氧化为氧化层,形成阻变层,所述阻变层包括氧化层和剩余的原始薄膜;在所述阻变层上制备顶电极,形成忆阻器;其中,在形成阻变层期间,通过调控氧等离子体工艺的处理参数,调控阻变层内导电细丝的形态,改变忆阻器的易失性或非易失性。本申请可以基于一种材料,通过改变器件制备期间的工艺参数,得到不同性能的忆阻器,基于同一种材料实现忆阻器的多功能调控,有利于简化大规模集成电路的工艺与结构。

    自适应仿生神经元电路及仿生神经元自适应模拟方法

    公开(公告)号:CN114648108A

    公开(公告)日:2022-06-21

    申请号:CN202210418444.1

    申请日:2022-04-20

    Inventor: 杨蕊 高森 缪向水

    Abstract: 本发明公开了一种基于忆阻器的自适应仿生神经元电路及利用该电路实现仿生神经元自适应模拟地方法,激励脉冲和电容C1形成第一充电回路;易失性忆阻器M1、恒定电压源V1以及电容C1构成第一反向充电回路;易失性忆阻器M1、恒定电压源V1以及电容C2构成第二反向充电回路;易失性忆阻器M2、恒定电压源V2以及电容C2构成第二充电回路。利用电容充电行为使得易失性忆阻器发生阈值转变行为,加以恒定电压源的持续输出,实现神经元产生动作电位的基本功能,在激励脉冲的工作过程中,易失性忆阻器的阈值电压逐渐发生变化,实现了在恒定激励下与生物神经元相似的多模式动作电位发放以及放电频率的变化,即实现神经元自适应能力。

    自适应仿生神经元电路及仿生神经元自适应模拟方法

    公开(公告)号:CN114648108B

    公开(公告)日:2024-09-03

    申请号:CN202210418444.1

    申请日:2022-04-20

    Inventor: 杨蕊 高森 缪向水

    Abstract: 本发明公开了一种基于忆阻器的自适应仿生神经元电路及利用该电路实现仿生神经元自适应模拟地方法,激励脉冲和电容C1形成第一充电回路;易失性忆阻器M1、恒定电压源V1以及电容C1构成第一反向充电回路;易失性忆阻器M1、恒定电压源V1以及电容C2构成第二反向充电回路;易失性忆阻器M2、恒定电压源V2以及电容C2构成第二充电回路。利用电容充电行为使得易失性忆阻器发生阈值转变行为,加以恒定电压源的持续输出,实现神经元产生动作电位的基本功能,在激励脉冲的工作过程中,易失性忆阻器的阈值电压逐渐发生变化,实现了在恒定激励下与生物神经元相似的多模式动作电位发放以及放电频率的变化,即实现神经元自适应能力。

    一种相变光突触器件及调制方法、制备方法

    公开(公告)号:CN118859559A

    公开(公告)日:2024-10-29

    申请号:CN202411127944.5

    申请日:2024-08-16

    Abstract: 本发明公开了一种相变光突触器件及调制方法、制备方法,属于集成光电子技术领域;在加热层下设置导热层,导热层为透明导热薄膜,且其导热系数大于加热层的导热系数,能够将加热层产生的电流焦耳热均匀传递给相变材料层,降低相变材料层面内的温度梯度;在此基础上,设置包围相变材料的环绕层,能够很好地隔离加热层与衬底,减小衬底散热,提升加热效率;在导热层和环绕层的双重作用下,本发明能够避免非晶化过程中出现的再结晶现象,实现相变材料层相变动力学过程的精确调控,使相变材料层既具有逐渐晶化的能力又具有逐渐非晶化的能力,能够在较大的调制范围内实现双边多态调节,匹配生物突触的LTP和LTD法则。

    一种基于调控导电丝生长的选择器性能优化方法及应用

    公开(公告)号:CN113793899B

    公开(公告)日:2023-07-04

    申请号:CN202110961205.6

    申请日:2021-08-20

    Abstract: 本发明公开了一种基于调控导电丝生长的选择器性能优化方法及应用,包括:在选择器的阻变层和顶电极之间引入中间电极层;其中,顶电极中的活性电极材料为Ag或Cu;阻变层材料为薄层氧化物或经过氧处理的薄层二维材料;中间电极层材料为钛、钽、铝等活性电极材料;中间电极层与阻变层接触时,中间电极层中的活性电极材料会夺取阻变层中的氧发生氧化作用从而转变为非晶氧化层,以限制来源于顶电极中的活性阳离子迁移,从而限制导电丝的生长;且中间电极层为厚度不均的薄膜,与顶电极的接触面不平整,使得顶电极与阻变层之间形成点接触,导电丝生长倾向于在点接触处发生,进一步限制了导电丝生长的随机性;本发明工艺简单,大大改善了选择器的性能。

    一种基于忆阻器随机丢弃神经元

    公开(公告)号:CN111461312B

    公开(公告)日:2022-04-22

    申请号:CN202010225486.4

    申请日:2020-03-26

    Abstract: 本发明属于半导体信息相关技术领域,并公开了一种基于忆阻器随机丢弃神经元。该随机丢弃神经元用于对接受到的信号进行取舍,其中设置有丢弃控制单元和MOS开关,丢弃控制单元用于将接受到的信号转化控制指令,以此控制MOS开关的开关,其包括忆阻器、分压电阻、比较器和寄存器,忆阻器用于接受激发信号并转化为随机电流信号,分压电阻用于将随机电流信号转化为随机电压信号,比较器用于将随机电压信号与预设阈值进行比较,寄存器用于接受来自比较器的信号并将其作为控制指令传递给MOS开关,以此控制MOS的开关。通过本发明,提高神经网络的识别精度,降低对硬件人工突触的要求,解决神经网络训练过程中的过拟合与非线性权重更新的问题。

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