一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路及控制方法，nMOS管、忆阻器、定值电阻进行串联，nMOS管的漏极连接忆阻器的顶电极，忆阻器的底电极连接定值电阻的一端，定值电阻另一端接入地，反向器接在nMOS管的栅极与源极之间，示波器与定值电阻并联，模拟食物刺激信号输入端和模拟铃声刺激信号输入端均与反相器、nMOS管连接；nMOS管栅极为控制信号输入端；本发明专利技术通过电压脉冲叠加来获得忆阻器在高电阻状态和低电阻状态之间的转换，并通过检测输出电平来确定是否发生了联合学习；不仅模拟联想学习实验中的学习，记忆和退灭这三个经典过程，还模拟了条件刺激和非条件刺激之间的时间间隔对记忆时间的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路及控制方法
本专利技术涉及一种模拟联想学习的电路，具体涉及一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路及控制方法。
技术介绍
联想记忆是神经网络认知学习的重要功能之一，其神经生物学基础是神经突触的可塑性。人们认识客观世界是通过事物之间的联系，由一事物联想到另一事物，并用联想记忆的方式加以固定。目前，人们期望利用电子器件模拟联想记忆，来实现人工智能，模式识别和智能控制等功能应用。然而在传统的人工网络模拟中，需要使用大量晶体管、电容、和加法器来实现一组神经元和突触的功能，这样大大限制了其集成性。而两终端器件忆阻器，在结构和机理层面与神经突触具有高度的相似性，被认为是模拟神经突触最具潜力的电子器件之一。利用忆阻器能够有效的模拟神经突触的基本功能，甚至更高阶的学习功能，如条件反射巴甫洛夫狗实验等。传统的模拟方法是利用忆阻器构建神经电路，通过交叠食物和铃声刺激获得更高幅值的刺激，改变忆阻器的电导状态，最终使得铃声成为能够诱导狗分泌唾液的非条件刺激。然而，这种方法没有表现出联想记忆基于刺激信号时间关系的基本生物行为。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路，其特征在于包括：反向器，nMOS管，忆阻器，定值电阻，示波器，模拟食物刺激信号输入端，模拟铃声刺激信号输入端，所述nMOS管、忆阻器、定值电阻进行串联，所述nMOS管的漏极连接忆阻器的顶电极，忆阻器的底电极连接定值电阻的一端，定值电阻另一端接入地，反向器接在nMOS管的栅极与源极之间，所述示波器与定值电阻并联，所述模拟食物刺激信号输入端和模拟铃声刺激信号输入端均与反相器、nMOS管连接；所述nMOS管栅极为控制信号输入端，所述模拟食物刺激信号输入端和模拟铃声刺激信号输入端设有一系列电压脉冲来代表巴普洛夫狗实验中的食物刺激信号和铃声刺激信号；通过调节...

【技术特征摘要】
1.一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路，其特征在于包括：反向器，nMOS管，忆阻器，定值电阻，示波器，模拟食物刺激信号输入端，模拟铃声刺激信号输入端，所述nMOS管、忆阻器、定值电阻进行串联，所述nMOS管的漏极连接忆阻器的顶电极，忆阻器的底电极连接定值电阻的一端，定值电阻另一端接入地，反向器接在nMOS管的栅极与源极之间，所述示波器与定值电阻并联，所述模拟食物刺激信号输入端和模拟铃声刺激信号输入端均与反相器、nMOS管连接；所述nMOS管栅极为控制信号输入端，所述模拟食物刺激信号输入端和模拟铃声刺激信号输入端设有一系列电压脉冲来代表巴普洛夫狗实验中的食物刺激信号和铃声刺激信号；通过调节nMOS管的栅极电压，调控流经忆阻器的限制电流，在定值电阻两端的分压上来获得不同的输出反应信号。2.如权利要求1所述的一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路，其特征在于：所述模拟食物刺激信号中的正向脉冲幅值大于忆阻器的开启电压，模拟食物刺激信号中的负向脉冲，幅值大于忆阻器的关闭电压；模拟铃声刺激信号的正向脉冲是缓慢增加的，其最大值小于忆阻器的开启电压；其负向脉冲的幅值接近但不大于忆阻器的关闭电压。3.如权利要求1所述的一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路，其特征在于：所述忆阻器包括顶电极(203)、功能材料层(202)、底电极(201)和衬底(200)；底电极(201)与衬底(200)连接，功能材料层(202)与底电极(201)连接，顶电极(203)与功能材料层(202)连接。4.如权利要求3所述的一种基于晶体管和忆阻器的模拟联想学习电路，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海阳，汪聪，杜怡明，王中强，林亚，赵晓宁，刘益春，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22