包括突触的神经形态器件的突触阵列及其操作方法技术

提供一种神经形态器件的突触阵列。突触阵列可以包括：突触前神经元；行线，其在行方向上从突触前神经元开始延伸；突触后神经元；列线，其在列方向上从突触后神经元开始延伸；以及突触，其设置在行线与列线之间的交叉点区域处。突触可以包括：n型铁电场效应晶体管(n

【技术实现步骤摘要】
包括突触的神经形态器件的突触阵列及其操作方法
[0001]本申请是于2018年2月6日向中华人民共和国国家知识产权局提交的申请号为201810116451.X、专利技术名称为“包括突触的神经形态器件的突触阵列及其操作方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本专利申请要求2017年6月5日提交的申请号为10
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2017
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0069519的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体合并于此。


[0004]本公开涉及一种具有铁电场效应晶体管和电阻元件的神经形态器件的突触阵列和突触以及用于操作具有铁电场效应晶体管和电阻元件的神经形态器件的突触阵列和突触的方法。

技术介绍

[0005]近来，神经形态
中的设备已经受到了很多关注，这些设备使用芯片模拟人类大脑。基于神经形态技术的神经形态器件包括多个突触前神经元、多个突触后神经元以及多个突触。神经形态器件根据神经形态器件的学习状态而输出具有各种电平、幅度和/或时间的脉冲或尖脉冲。

技术实现思路

[0006]本公开的实施例包括具有铁电场效应晶体管和电阻元件的突触以及神经形态器件的突触的突触阵列。
[0007]本公开的其他实施例包括被配置成执行刺激性突触操作和抑制性突触操作二者的突触以及神经形态器件的突触的突触阵列。
[0008]本公开的另一些实施例包括具有铁电场效应晶体管和电阻元件的突触的刺激性突触操作和抑制性突触操作的方法。
[0009]本公开的目的不限于以上提及的目的和实施例。本领域技术人员基于本公开可以理解其他目的和实施例。
[0010]在本公开的一个实施例中，一种神经形态器件的突触阵列可以包括：突触前神经元；行线，其在行方向上从突触前神经元开始延伸；突触后神经元；列线，其在列方向上从突触后神经元开始延伸；以及突触，其设置在行线与列线之间的交叉点区域处。突触可以包括：n型铁电场效应晶体管(n
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FeFET)，其具有源电极、栅电极和体；p型铁电场效应晶体管(p
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FeFET)，其具有源电极、栅电极和体；以及电阻元件，其具有电连接到n
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FeFET的源电极且电连接到p
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FeFET的源电极的第一节点，以及n
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FeFET和p
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FeFET串联电连接。
[0011]电阻元件可以包括电连接到列线的第二节点。
[0012]n
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FeFET还可以具有电连接到第一参考电压节点的漏电极。p
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FeFET还可以具有电连接到第二参考电压节点的漏电极。
[0013]第一参考电压节点可以提供相对较高的电压而第二参考电压节点可以提供相对较低的电压。
[0014]行线可以包括第一突触行线和第二突触行线。第一突触行线可以电连接到第一参考电压节点。
[0015]第二突触行线可以电连接到第二参考电压节点。
[0016]行线还可以包括第三突触行线。第三突触行线可以电连接到n
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FeFET的栅电极。
[0017]第三突触行线可以电连接到p
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FeFET的栅电极。
[0018]第二参考电压节点可以电连接到接地电压节点。
[0019]第一参考电压节点可以电连接到电源电压节点。
[0020]突触还可以包括电连接到n
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FeFET的栅电极且电连接到p
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FeFET的栅电极的输入端口。
[0021]n
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FeFET的体可以电连接到n
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FeFET的源电极。p
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FeFET的体可以电连接到p
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FeFET的源电极。
[0022]在本公开的一个实施例中，一种神经形态器件的突触阵列可以包括：第一突触行线和第二突触行线，其在行方向上平行延伸；列线，其在列方向上延伸；以及突触。突触可以包括：n
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FeFET，其具有源电极以及具有电连接到第一突触行线的漏电极；p
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FeFET，其具有源电极以及具有电连接到第二突触行线的漏电极；以及电阻元件，其具有电连接到n
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FeFET的源电极且电连接到p
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FeFET的源电极的第一节点，以及具有电连接到列线的第二节点。
[0023]n
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FeFET还可以包括栅电极。p
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FeFET还可以包括栅电极。突触还可以包括电连接到n
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FeFET的栅电极且电连接到p
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FeFET的栅电极的输入端口。
[0024]n
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FeFET还可以包括体。p
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FeFET还可以包括体。n
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FeFET的体可以电连接到p
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FeFET的体。
[0025]n
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FeFET的源电极和体以及p
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FeFET的源电极和体可以彼此电连接。
[0026]在本公开的一个实施例中，一种操作神经形态器件的方法可以包括：设置神经形态器件的第一极化电压和第二极化电压，以及将读取电压施加给神经形态器件来使得电流能够流动。第一极化电压可以比第二极化电压大。神经形态器件可以包括：第一端口；n
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FeFET，其具有电连接到第一端口的栅电极、具有电连接到第一参考电压节点的漏电极以及具有源电极；p
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FeFET，其具有电连接到第一端口的栅电极、具有电连接到第二参考电压节点的漏电极以及具有源电极；电阻元件，其具有电连接到n
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FeFET的源电极且电连接到p
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FeFET的源电极的第一节点，以及具有第二节点；以及第二端口，其电连接到电阻元件的第二节点。第一极化电压可以被设置在n
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FeFET的栅电极处。第二极化电压被设置在p
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FeFET的栅电极处。读取电压可以被施加给第一端口，使得电流能够经由n
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FeFET以及经由电阻元件从第一参考电压节点流向第二端口。
[0027]神经形态器件还可以包括突触前神经元和在行方向上从突触前神经元开始延伸的行线，以及突触后神经元和在列方向上从突触后神经元开始延伸的列线，以及第一端口经由行线电连接到突触前神经元。第二端口可以经由列线电连接到突触后神经元。
[0028]神经形态器件还可以包括突触前神经元以及在行方向上从突触前神经元开始延伸的第一行线和第二行线，以及突触后神经元和在列方向上从突触后神经元开始延伸的列线，第一端口经由第一行线电连接到突触前神经元。第二端口可以经由第二行线电连接到
突触前神经元。
[0029]在本公开的一个实施例中，一种操作神经形态器件的方法可以包括：设置神经形态器件的第一极化电压和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种神经形态器件的突触阵列，包括：突触前神经元；行线，其在行方向上从突触前神经元开始延伸；突触后神经元；列线，其在列方向上从突触后神经元开始延伸；以及突触，其设置在行线与列线之间的交叉点区域处，其中，突触包括：n型铁电场效应晶体管n
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FeFET，其具有源电极、漏电极、栅电极和体；p型铁电场效应晶体管p
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FeFET，其具有源电极、漏电极、栅电极和体；输入端口，与行线、n
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FeFET的栅电极和p
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FeFET的栅电极共同电连接；以及电阻元件，其具有共同电连接到n
‑
FeFET的源电极和p
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FeFET的源电极的第一节点以及电连接到列线的第二节点，以及其中：电阻元件是具有固定电阻的固定电阻器，n
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FeFET的漏电极电连接到电源电压节点以提供固定电源电压，以及p
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FeFET的漏电极电连接到接地电压节点以提供固定接地电压。2.如权利要求1所述的突触阵列，其中，n
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FeFET的体电连接到n
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FeFET的源电极，以及其中，p
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FeFET的体电连接到p
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FeFET的源电极。3.一种神经形态器件的突触阵列，包括：多个突触前神经元；多个行线，其在行方向上从每个突触前神经元开始延伸；多个突触后神经元；多个列线，其在列方向上从每个突触后神经元开始延伸；以及多个突触，其每个均设置在每个行线与每个列线之间的交叉点区域处，其中，每个突触包括：n型铁电场效应晶体管n
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FeFET，其具有源电极、漏电极、栅电极和体；p型铁电场效应晶体管p
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FeFET，其具有源电极、漏电极、栅电极和体；输入端口，其共同电连接到n
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FeFET的栅电极和p
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FeFET的栅电极；以及电阻元件，其具有共同电连接到n
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FeFET的源电极和p
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FeFET的源电极的第一节点以及电连接到列线的第二节点，其中：每个行线包括第一突触行线和第二突触行线，第一突触行线和第二突触行线从相同的突触前神经元开始彼此平行地延伸，每个第一突触行线电连接到每个n
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FeFET的漏电极以提供固定电源电压到n
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FeFET的漏电极，每个第二突触行线电连接到每个p
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FeFET的漏电极以提供固定接地电压到p
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FeFET的漏电极，以及电阻元件是具有固定电阻的固定电阻器。
4.如权利要求3所述的突触阵列，其中，n
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FeFET的体和源电极以及p
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FeFET的体和源电极彼此电连接。5.一种神经形态器件的突触阵列，包括：多个突触前神经元；多个行线，其在行方向上从每个突触前神经元开始延伸；多个突触后神经元；多个列线，其在列方向上从每个突触后神经元开始延伸；以及多个突触，其每个均设置在每个行线与每个列线之间的交叉点区域处，其中，每个突触包括：n型铁电场效应晶体管n
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FeFET，其具有源电极、漏电极、栅电极和体；p型铁电场效应晶体管p
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FeFET，其具有源电极、漏电极、栅电极和体；以及输入端口，其共同电连接到第三突触行线、n
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FeFET的栅电极和p
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FeFET的栅电极；以及电阻元件，其具有共同电连接到n
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FeFET的源电极和p
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FeFET的源电极的第一节点以及电连接到列线的第二节点，其中：每个行线包括第一突触行线、第二突触行线和第三突触行线，第一突触行线、第二突触行线和第三突触行线从相同的突触前神经元开始彼此平行地延伸，每个第一突触行线提供固定电源电压到每个n
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FeFET的漏电极，每个第二突触行线提供固定接地电压到每个p
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FeFET的漏电极，每个第三突触行线电连接到每个n
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FeFET的栅电极和每个p
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FeFET的栅电极，以及电阻元件是具有固定电阻的固定电阻器。6.如权利要求5所述的突触阵列，其中，n
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FeFET的体和源电极以及p
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FeFET的体和源电极彼此电连接。7.一种操作神经形态器件的方法，包括：设置神经形态器件的第一极化电压和第二极化电压，其中，第一极化电压比第二极化电压大，以及将读取电压施加给神经形态器件来使得电流能够流动，其中，神经形态器件包括：突触前神经元；行线，其在行方向上从突触前神经元开始延伸；突触后神经元；列线，其在列方向上从突触后神经元开始延伸；以及突触，其设置在行线与列线之间的交叉点区域处，其中，突触包括：n型铁电场效应晶体管n
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FeFET，其具有源电极、漏电极、栅电极和体；p型铁电场...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炯东，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：