【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阵列电路领域，具体涉及一种基于人工神经元控制的阵列驱动电路及其工作方法。
技术介绍
1、目前，飞速发展的信息处理时代要求功能更密集和智能化的微处理器，神经形态工程是解决电路整体构架建立理想计算的有效途径。忆阻器的记忆功能和可操控性，类似于生物体的神经元突触，进行信号传递的同时，判断处理并记忆信号。实现人工神经器件的应用和发展同样非常重要，但目前有关神经元器件的应用领域研究主要用于仿生设备、智能传感、图像处理等，在阵列电路领域的应用尚无报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于人工神经元控制的阵列驱动电路及其工作方法，该阵列驱动电路有利于减少接线面积，减少线材使用，提高驱动集成度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于人工神经元控制的阵列驱动电路，包括控制模块和开关模块，所述控制模块经数据线连接电源输入电压y，并经接地线连接公共接地端gnd，所述控制模块经输出信号线连接开关模块，通过开关模块控制阵列电路的信号传输及通断；所述控制模块包括两个人工神经元器件，所述开关模块主要由四列开关器件组成，其中第一列开关器件和第二列开关器件由第一人工神经元器件控制通断，第三列开关器件和第四列开关器件由第二人工神经元器件控制通断；所述人工神经元器件为夹层结构的导电丝型器件，包括从下往上依次设置的底部金属电极层、绝缘层和顶部金属电极层，单个人工神经元器件具备阻值切换功能，可在高阻态和低阻态之间切换。
3、进一步地，所述控制模块主要
4、进一步地，所述第一列开关器件、第二列开关器件、第三列开关器件和第四列开关器件均为电压控制性器件。
5、进一步地，所述人工神经元器件为导电丝型器件，其底部金属电极层由惰性导体材料制成，绝缘层由离子可迁移的绝缘材料制成，顶部金属电极层由活性金属材料制成。
6、进一步地，所述导电丝型器件的底部金属电极层为包括钽、铂的惰性导体材料。
7、进一步地，所述导电丝型器件的绝缘层为包括氧化钽、氧化锆的金属氧化物。
8、进一步地，所述导电丝型器件的顶部金属电极层为包括银、氧化铟的活性金属材料。
9、进一步地，所述导电丝型器件的制备方法包括以下步骤：
10、（1）在绝缘衬底上通过磁控溅射工艺制得图案化金属电极，即底部金属电极层；
11、（2）在步骤（1）得到的底部金属电极层上溅射绝缘材料，制得固态电介质层，即绝缘层；
12、（3）在步骤（2）得到的绝缘层上通过热蒸发工艺制得顶部金属电极层。
13、进一步地，所述阵列驱动电路的工作方法为：
14、步骤s1、选通阶段：通过正向外加电压y控制第一人工神经元器件电阻丝形成，第二人工神经元器件电阻丝断裂，使第一列开关器件、第二列开关器件所在支路导通，第三列开关器件、第四列开关器件所在支路未导通，输入信号传递至第一列开关器件和第二列开关器件；
15、步骤s2、驱动阶段：第一列开关器件、第二列开关器件所在支路导通，施加正向导通电压y’控制第一列开关器件闭合，第二列开关器件断开，施加反向导通电压y’控制第一列开关器件断开，第二列开关器件闭合；
16、步骤s3、选通阶段：通过反向外加电压y控制第二人工神经元器件电阻丝形成，第一人工神经元器件电阻丝断裂，使第一列开关器件、第二列开关器件所在支路未导通，第三列开关器件、第四列开关器件所在支路导通，输入信号传递至第三列开关器件和第四列开关器件；
17、步骤s4、驱动阶段：第三列开关器件、第四列开关器件所在支路导通，施加反向导通电压y’控制第三列开关器件闭合，第四列开关器件断开，施加正向导通电压y’控制第三列开关器件断开，第四列开关器件闭合。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：提供了一种基于人工神经元控制的阵列驱动电路及其工作方法，该阵列驱动电路相较于传统阵列外部电压驱动电路，在阵列驱动控制区内减少了3/4的接线面积，因此可达到更少线材、更高的有效面积。该阵列驱动电路通过两个人工神经元作为阵列电路的离散控制中心，可通过单个人工神经元器件控制外部多列开关设备，并应用于阵列电路，扩大了神经形态器件的应用领域。
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1.一种基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，包括控制模块和开关模块，所述控制模块经数据线连接电源输入电压Y，并经接地线连接公共接地端GND，所述控制模块经输出信号线连接开关模块，通过开关模块控制阵列电路的信号传输及通断；所述控制模块包括两个人工神经元器件，所述开关模块主要由四列开关器件组成，其中第一列开关器件和第二列开关器件由第一人工神经元器件控制通断，第三列开关器件和第四列开关器件由第二人工神经元器件控制通断；所述人工神经元器件为夹层结构的导电丝型器件，包括从下往上依次设置的底部金属电极层、绝缘层和顶部金属电极层，单个人工神经元器件具备阻值切换功能，可在高阻态和低阻态之间切换。
2.根据权利要求1所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述控制模块主要由第一人工神经元器件M1、第二人工神经元器件M2、第一电阻RP1、第二电阻RM1、第三电阻RP2、第四电阻RM2、第一单向二极管D1和第二单向二极管D2组成；所述第一人工神经元器件M1的顶电极一端连接输入信号端，底电极一端经第一输出信号线同时连接第一列开关器件和第二列开关器件，底电极一端还连接第一
3.根据权利要求1所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述第一列开关器件、第二列开关器件、第三列开关器件和第四列开关器件均为电压控制性器件。
4.根据权利要求1所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述人工神经元器件为导电丝型器件，其底部金属电极层由惰性导体材料制成，绝缘层由离子可迁移的绝缘材料制成，顶部金属电极层由活性金属材料制成。
5.根据权利要求4所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述导电丝型器件的底部金属电极层为包括钽、铂的惰性导体材料。
6.根据权利要求4所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述导电丝型器件的绝缘层为包括氧化钽、氧化锆的金属氧化物。
7.根据权利要求4所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述导电丝型器件的顶部金属电极层为包括银、氧化铟的活性金属材料。
8.根据权利要求4所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述导电丝型器件的制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求1-8任一项所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述阵列驱动电路的工作方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，包括控制模块和开关模块，所述控制模块经数据线连接电源输入电压y，并经接地线连接公共接地端gnd，所述控制模块经输出信号线连接开关模块，通过开关模块控制阵列电路的信号传输及通断；所述控制模块包括两个人工神经元器件，所述开关模块主要由四列开关器件组成，其中第一列开关器件和第二列开关器件由第一人工神经元器件控制通断，第三列开关器件和第四列开关器件由第二人工神经元器件控制通断；所述人工神经元器件为夹层结构的导电丝型器件，包括从下往上依次设置的底部金属电极层、绝缘层和顶部金属电极层，单个人工神经元器件具备阻值切换功能，可在高阻态和低阻态之间切换。
2.根据权利要求1所述的基于人工神经元控制的阵列驱动电路，其特征在于，所述控制模块主要由第一人工神经元器件m1、第二人工神经元器件m2、第一电阻rp1、第二电阻rm1、第三电阻rp2、第四电阻rm2、第一单向二极管d1和第二单向二极管d2组成；所述第一人工神经元器件m1的顶电极一端连接输入信号端，底电极一端经第一输出信号线同时连接第一列开关器件和第二列开关器件，底电极一端还连接第一电阻rp1的一端以及第一单向二极管d1的负极，所述第一电阻rp1的另一端连接公共接地端gnd，所述第一单向二极管d1的正极连接第二电阻rm1的一端，所述第二电阻rm1的另一端连接公共接地端gnd；所述第二人工神经元器件m2的底电极一端连接输入信号端，顶电极一端经第二输出信号线同时连接第三列开关器件和第四列...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈惠鹏，周正贤，张翔鸿，任泽轩，刘狄，杨倩，陈耿旭，郭太良，
申请(专利权)人：闽都创新实验室，
类型：发明
国别省市：
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