半导体装置及使用该半导体装置的系统制造方法及图纸

提供一种能够进行积和运算的半导体装置。一种包括第一存储单元、第二存储单元以及偏置电路的半导体装置。第一存储单元保持第一模拟数据，而第二存储单元保持参考模拟数据。第一存储单元和第二存储单元在被供应作为选择信号的参考电位时分别供应第一电流和第二电流。偏置电路具有产生相当于第一电流与第二电流之间的差值电流的第三电流的功能。在半导体装置中，第一存储单元和第二存储单元在被供应作为选择信号的对应于第二模拟数据的电位时分别供应第四电流和第五电流。通过从第四电流与第五电流之间的差值电流减去第三电流，得到根据第一模拟数据与第二模拟数据的积之和的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及使用该半导体装置的系统
本专利技术的一个实施方式涉及一种半导体装置及使用该半导体装置的系统。注意，本专利技术的一个实施方式不局限于上述
本说明书等所公开的专利技术的
涉及一种物体、方法或制造方法。此外，本专利技术的一个实施方式涉及一种工序、机器、产品或者组合物。具体而言，作为本说明书所公开的本专利技术的一个实施方式的
的例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、蓄电装置、摄像装置、存储装置、处理器、电子设备、这些装置的驱动方法、这些装置的制造方法、这些装置的检查方法及包括这些装置的系统。
技术介绍
人工神经网络是以生物神经网络为模型的信息处理系统。被期待着通过利用人工神经网络可以实现比现有的诺依曼型计算机更高性能的计算机，近年来，已进行了对在电子电路上构成人工神经网络的各种研究。在人工神经网络中，以神经元为模型的单元通过以神经突触为模型的单元彼此结合。通过改变该结合的强度，可以学习各种输入类型，由此可以高速执行类型识别、联想记忆等。此外，非专利文献1公开有关具有利用人工神经网络的自己学习功能的芯片的技术。[参考文献][非专利文献1]YutakaArimaetal,”ASelf-LearningNeuralNetworkChipwith125Neuronsand10KSelf-OrganizationSynapses”,IEEEJOURNALOFSOLID-STATECIRCUITS,VOL.26,NO.4,APRIL1991,pp.607-611
技术实现思路
为了使用半导体装置构成人工神经网络，需要提供神经突触电路，该神经突触电路储存第一神经元电路与第二神经元电路之间的结合强度并进行将第一神经元电路的输出和该结合强度乘累加的积和运算。换言之，在该半导体装置中需要安装有保持结合强度的存储器、进行积和运算的乘算电路及加算电路等。在该存储器、该乘算电路、该加算电路等由数字电路构成的情况下，该存储器需要能够储存多位数据，再者，该乘算电路及该加算电路需要能够进行多位运算工作。换言之，为了使用数字电路构成人工神经网络，需要大规模的存储器、大规模的乘算电路以及大规模的加算电路，由此该数字电路的芯片面积增大。本专利技术的一个实施方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种包括新颖的半导体装置的模块。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种使用包括新颖的半导体装置的模块的电子设备。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种利用包括新颖的半导体装置的模块的系统。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种电路面积小的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种低功耗的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种具有识别功能的新颖的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种使视频数据及/或图像数据压缩的新颖的半导体装置。注意，本专利技术的一个实施方式的目的不局限于上述目的。上述目的并不妨碍其他目的的存在。其他目的是上面没有提到而将在下面进行说明的目的。所属
的普通技术人员将从说明书、附图等的记载中导出并可以抽出其他目的。本专利技术的一个实施方式实现上述目的及其他目的中的至少一个。本专利技术的一个实施方式并不需要实现所有的上述记载及其他目的。(1)本专利技术的一个实施方式是一种半导体装置，该半导体装置包括存储单元阵列及偏置电路，存储单元阵列包括第一存储单元及第二存储单元，偏置电路包括第一恒流电路、第二恒流电路、第一至第三晶体管、第一电容元件、第一布线、第二布线、第一输出端子、第二输出端子以及电流镜电路，第一恒流电路电连接于第一布线并构成为将第一电流供应到第一布线，第一晶体管的第一端子电连接于第二晶体管的第一端子，第一晶体管的栅极电连接于第二晶体管的第二端子，第二晶体管的第一端子电连接于第一布线，第三晶体管的第一端子电连接于第二晶体管的第二端子，第一电容元件的第一端子电连接于第一晶体管的栅极，第一布线电连接于第一输出端子，第二恒流电路电连接于第二布线并构成为将第二电流供应到第二布线，第二布线电连接于第二输出端子，电流镜电路构成为将对应于第二布线的电位的第三电流从第一布线及第二布线输出，第一存储单元电连接于第一输出端子，并且第二存储单元电连接于第二输出端子。(2)本专利技术的另一个实施方式是根据(1)所述的半导体装置，第一恒流电路包括第四晶体管，第二恒流电路包括第五晶体管，第四晶体管和第五晶体管都包括背栅极，第四晶体管的第一端子电连接于第一布线，第四晶体管的栅极电连接于第四晶体管的第一端子，第五晶体管的第一端子电连接于第二布线，并且第五晶体管的栅极电连接于第五晶体管的第一端子。(3)本专利技术的一个实施方式的另一个目的是根据(1)或(2)所述的半导体装置，电流镜电路包括第六晶体管和第七晶体管，第六晶体管的第一端子电连接于第一布线，第六晶体管的栅极电连接于第二布线，第七晶体管的第一端子电连接于第二布线，并且第七晶体管的栅极电连接于第二布线。(4)本专利技术的一个实施方式的另一个目的是根据(1)至(3)中的任一个所述的半导体装置，第一存储单元包括第八晶体管、第九晶体管以及第二电容元件，第二存储单元包括第十晶体管、第十一晶体管以及第三电容元件，第八晶体管的第一端子电连接于第九晶体管的栅极，第二电容元件的第一端子电连接于第八晶体管的第一端子，第九晶体管的第一端子电连接于第一输出端子，第十晶体管的第一端子电连接于第十一晶体管的栅极，第三电容元件的第一端子电连接于第十晶体管的第一端子，并且第十一晶体管的第一端子电连接于第二输出端子。(5)本专利技术的另一个实施方式是根据(1)至(4)中的任一个所述的半导体装置，第一至第十一晶体管具有同一极性。(6)本专利技术的另一个实施方式是根据(1)至(5)中的任一个所述的半导体装置，第一至第十一晶体管中的至少一个的沟道形成区包括包含铟、元素M(M为铝、镓、钇或锡中的任一个)以及锌中的至少一个的氧化物。(7)本专利技术的另一个实施方式是一种包括切割用区域和(1)至(6)中的任一个所述的多个半导体装置的半导体晶片。(8)本专利技术的另一个实施方式是一种包括(1)至(6)中的任一个所述的半导体装置和框体的电子设备。(9)本专利技术的另一个实施方式是一种根据(8)所述的电子设备，包括根据(1)至(6)中的任一个的半导体装置并构成为进行类型识别和联想记忆之类的处理。(10)本专利技术的另一个实施方式是一种包括根据(9)所述的电子设备和构成为获取生物信息的装置的生物识别系统。(11)本专利技术的另一个实施方式是一种包括根据(9)所述的电子设备并构成为对视频数据进行编码及发送被进行了编码的视频数据的视频传输系统。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种新颖的半导体装置。根据本专利技术的另一个实施方式，可以提供一种包括新颖的半导体装置的模块。根据本专利技术的另一个实施方式，可以提供一种使用包括新颖的半导体装置的模块的电子设备。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种利用包括新颖的半导体装置的存储装置的系统。本专利技术的另一个实施方式可以提供一种电路面积小的半导体装置。本专利技术的另一个实施方式可以提供一种低功耗的半导体装置。本专利技术的另一个实施方式可以提供一种具有识别功能的新颖的半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：存储单元阵列；以及偏置电路，其中，所述存储单元阵列包括第一存储单元及第二存储单元，所述偏置电路包括第一恒流电路、第二恒流电路、第一至第三晶体管、第一电容元件、第一布线、第二布线、第一输出端子、第二输出端子以及电流镜电路，所述第一恒流电路电连接于所述第一布线，所述第一恒流电路构成为将第一电流供应到所述第一布线，所述第一晶体管的第一端子电连接于所述第二晶体管的第一端子，所述第一晶体管的栅极电连接于所述第二晶体管的第二端子，所述第二晶体管的所述第一端子电连接于所述第一布线，所述第三晶体管的第一端子电连接于所述第二晶体管的所述第二端子，所述第一电容元件的第一端子电连接于所述第一晶体管的所述栅极，所述第一布线电连接于所述第一输出端子，所述第二恒流电路电连接于所述第二布线，所述第二恒流电路构成为将第二电流供应到所述第二布线，所述第二布线电连接于所述第二输出端子，所述电流镜电路构成为将对应于所述第二布线的电位的第三电流从所述第一布线及所述第二布线输出，所述第一存储单元电连接于所述第一输出端子，并且，所述第二存储单元电连接于所述第二输出端子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 JP 2016-0552811.一种半导体装置，包括：存储单元阵列；以及偏置电路，其中，所述存储单元阵列包括第一存储单元及第二存储单元，所述偏置电路包括第一恒流电路、第二恒流电路、第一至第三晶体管、第一电容元件、第一布线、第二布线、第一输出端子、第二输出端子以及电流镜电路，所述第一恒流电路电连接于所述第一布线，所述第一恒流电路构成为将第一电流供应到所述第一布线，所述第一晶体管的第一端子电连接于所述第二晶体管的第一端子，所述第一晶体管的栅极电连接于所述第二晶体管的第二端子，所述第二晶体管的所述第一端子电连接于所述第一布线，所述第三晶体管的第一端子电连接于所述第二晶体管的所述第二端子，所述第一电容元件的第一端子电连接于所述第一晶体管的所述栅极，所述第一布线电连接于所述第一输出端子，所述第二恒流电路电连接于所述第二布线，所述第二恒流电路构成为将第二电流供应到所述第二布线，所述第二布线电连接于所述第二输出端子，所述电流镜电路构成为将对应于所述第二布线的电位的第三电流从所述第一布线及所述第二布线输出，所述第一存储单元电连接于所述第一输出端子，并且，所述第二存储单元电连接于所述第二输出端子。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一恒流电路包括第四晶体管，所述第二恒流电路包括第五晶体管，所述第四晶体管和所述第五晶体管都包括背栅极，所述第四晶体管的第一端子电连接于所述第一布线，所述第四晶体管的栅极电连接于所述第四晶体管的所述第一端子，所述第五晶体管的第一端子电连接于所述第二布线，并且所述第五晶体管的栅极电连接于所述第五晶体管的所述第一端子。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述电流镜电路包括第六晶体管和第七晶体管，所述第六晶体管的第一端子电连接于所述第一布线，所述第六晶体管的栅极电连接于所述第二布线，所述第七晶体管的第一端子电连接于所述第二布线，并且所述第七晶体管的栅极电连接于所述第二布线。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一存储单元包括第八晶体管、第九晶体管以及第二电容元件，所述第二存储单元包括第十晶体管、第十一晶体管以及第三电容元件，所述第八晶体管的第一端子电连接于所述第九晶体管的栅极，所述第二电容元件的第一端子电连接于所述第八晶体管的所述第一端子，所述第九晶体管的第一端子电连接于所述第一输出端子，所述第十晶体管的第一端子电连接于所述第十一晶体管的栅极，所述第三电容元件的第一端子电连接于所述第十晶体管的所述第一端子，并且所述第十一晶体管的第一端子电连接于所述第二输出端子。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述第一至所述第十一晶体管具有同一极性。6.根据权利要求4所述的半导体装置，其中所述第一至所述第十一晶体管中的至少一个的沟道形成区包括包含铟、元素M以及锌中的至少一个的氧化物，并且所述元素M为铝、镓、钇以及锡中的任一个。7.一种半导体晶片，包括：多个权利要求1所述的半导体装置；以及切割用区域。8.一种电子设备，包括：权利要求1所述的半导体装置；以及框体。9.一种电子设备，包括：权利要求1所述的半导体装置，且进行类型识别和联想记忆之类的处理。10.一种生物识别系统，包括：包括半导体装置且构成为进行类型识别和联想记忆之类的处理的电子设备；以及构成为获取生物信息的装置，其中，所述半导体装置包括存储单元阵列及偏置电路，其中，所述存储单元阵列包括第一存储单元及第二存储单元，所述偏置电路包括第一恒流电路、第二恒流电路、第一至第三晶体管、第一电容元件、第一布线、第二布线、第一输出端子、第二输出端子以及电流镜电路，所述第一恒流电路电连接于所述第一布线，所述第一恒流电路构成为将第一电流供应到所述第一布线，所述第一晶体管的第一端子电连接于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑川义元，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP