[实用新型]基于CMOS运算放大器的阈值逻辑电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别是一种基于CMOS运算放大器的阈值逻辑电路。

背景技术

阈值逻辑强大的逻辑功能和显著的优点，使其曾经受到广泛的关注。阈值逻辑具有比布尔逻辑更复杂的逻辑过程，所以它能够更有效地实现逻辑功能。基于阈值逻辑的电路设计，能够增强电路的功能和提高电路的集成度。此外，阈值逻辑电路还可以作为一个基本单元应用于神经网络等领域中。因此，阈值逻辑电路的研究具有重要的意义。

目前，基于CMOS晶体管的阈值逻辑电路主要包括电容型和电流型。但是由于这些电路不能很好地实现阈值逻辑的功能，使得阈值逻辑的研究逐渐降温。本实用新型试图使用一种基于CMOS运算放大器的电路来有效地实现阈值逻辑。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于CMOS运算放大器的阈值逻辑电路，该电路具有很强的可重构特性，只需改变输入电阻，反馈电阻和参考电压就可以实现多种不同的逻辑功能。

本实用新型采用以下方案实现：一种基于CMOS运算放大器的阈值逻辑电路，其特征在于：包括第一信号V₁输入端、第二信号V₂输入端、第三信号V₃输入端以及一电压V_out输出端；所述的第一信号V₁输入端经一输入电阻R₁与一反馈电阻R_f的一端以及运算放大器的正端连接；所述第二信号V₂输入端经一输入电阻R₂与所述运算放大器的正端连接；所述第三信号V₃输入端经一输入电阻R₃与所述运算放大器的正端连接；所述运算放大器的负端接一参考电压；所述运算放大器的输出端与所述反馈电阻R_f的另一端以及一反相器的输入端连接；所述反相器的输出端与所述电压V_out输出端连接。

本实用新型的阈值逻辑电路结构简单，仅由一个输入电阻阵列，一个运算放大器和一个反相器构成。该电路具有很强的可重构特性，只需改变输入电阻，反馈电阻和参考电压就可以实现多种不同的逻辑功能。总之，基于CMOS运算放大器的阈值逻辑电路具有结构简单，可重构性强等优点，能够作为一个基本单元应用于神经网络等领域。

附图说明

图1是本实用新型基于CMOS运算放大器的阈值逻辑电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

 如图1所示，本实用新型提供一种基于CMOS运算放大器的阈值逻辑电路，其特征在于：包括第一信号V₁输入端、第二信号V₂输入端、第三信号V₃输入端以及一电压V_out输出端；所述的第一信号V₁输入端经一输入电阻R₁与一反馈电阻R_f的一端以及运算放大器的正端连接；所述第二信号V₂输入端经一输入电阻R₂与所述运算放大器的正端连接；所述第三信号V₃输入端经一输入电阻R₃与所述运算放大器的正端连接；所述运算放大器的负端接一参考电压；所述运算放大器的输出端与所述反馈电阻R_f的另一端以及一反相器的输入端连接；所述反相器的输出端与所述电压V_out输出端连接。

为了更好的让一般技术人员理解本实用新型的阈值电路，下面对阈值电路的逻辑表达式进行说明。该阈值逻辑电路的阈值逻辑工作原理是根据输入的权重计算总输入值，并将总输入值与阈值进行比较。若总输入值大于等于阈值，则输出为逻辑“1”，否则为逻辑“0”。阈值逻辑要满足的逻辑方程为：

                                                                （1）

其中，w_i为输入x_i对应的权重，n为输入的个数，θ为阈值。

   请继续参见图1，该电路由一个三输入的电阻阵列，一个运算放大器和一个反相器构成。电阻阵列和运算放大器用于产生V_out1，而由CMOS晶体管构成的反相器则用于产生V_out。同时，运算放大器应具有较高的增益，使其输入端满足“虚短虚断”的条件。该电路实现阈值逻辑的推导过程如下所述。