[发明专利]一种矩阵向量乘阵列的控制方法

权利要求书

1.一种矩阵向量乘阵列的控制方法，其特征在于，矩阵向量乘阵列由多个光电计算单元排列组成，光电计算单元包括发光单元和计算单元，发光单元发出的光入射到计算单元中，所述计算单元包括三部分：作为光生载流子收集和读出区的P型半导体衬底；作为耦合区的电荷耦合层；作为载流子控制区的控制栅极；其中，P型半导体衬底中设有N型漏极和N型源极；矩阵向量乘阵列中，每一行计算单元的控制栅极相连，每一列计算单元的N型漏极和N型源极分别相连；

所述控制方法具体为：通过在控制栅极、P型半导体衬底以及N型源极和N型漏极上施加不同的电学条件，来控制矩阵向量乘阵列中的一个或多个计算单元处于不同的工作阶段，工作阶段包括：接收光子并生成光生载流子的光输入阶段；接收电子并使电子和光生载流子产生运算关系的电输入阶段；输出被光生载流子和电输入电子共同作用的读出阶段；擦除光输入数据的光输入复位阶段；

所有计算单元的P型半导体衬底共用一个P井；所述光输入阶段的具体控制方法为：通过在某一行或数行同行相连的控制栅极上施加正压，在某一列或数列同列相连的N型源极和N型漏极接零偏压，且在共用的P型半导体衬底接负压，来控制行和列相交处的计算单元处于光输入阶段；同时，通过在剩余行的计算单元的控制栅极上加零偏压，并在剩余列同列相连的源漏极加高于P型半导体衬底的负偏压，来阻止剩余计算单元处于光输入阶段。

2.根据权利要求1所述的一种矩阵向量乘阵列的控制方法，其特征在于，所述控制栅极采用双栅极结构，包括第一控制栅极和第二控制栅极，同行的计算单元的第一控制栅极通过引线相连，同列的计算单元的第二控制栅极通过引线相连；

所述光输入阶段的具体控制方法为：通过在某一行或数行同行相连的第一控制栅极上施加正压，并在某一列或数列同列相连的第二控制栅极上施加零偏压或正压，且在P型半导体衬底中施加负偏压；或者通过在某一行或数行同行相连的第一控制栅极上施加正压或零偏压，并在某一列或数列同列相连的第二控制栅极上施加正压，且在P型半导体衬底中施加负偏压，来控制行和列相交处的计算单元处于光输入阶段；同时，在剩余行的计算单元的第一控制栅极上施加负压，剩余列的计算单元的第二控制栅极上施加负压，来阻止剩余计算单元处于光输入阶段。

3.根据权利要求1所述的一种矩阵向量乘阵列的控制方法，其特征在于，所述电输入阶段的具体控制方法为：通过在某一行或数行同行相连的控制栅极上施加代表电输入量的大小的正偏压，使电输入量以载流子的形式输入载流子控制区当中，使该一行或数行的计算单元处于电输入阶段；同时，在剩余行的计算单元的控制栅极上施加零偏压或小于阈值的偏压或浮空，来阻止剩余计算单元进入电输入阶段。

4.根据权利要求1所述的一种矩阵向量乘阵列的控制方法，其特征在于，所述读出阶段的控制方法具体为：通过在某一列或数列同列相连的N型源极和N型漏极之间施加适当的偏压，使光生载流子收集和读出区中受到光输入量和电输入量共同作用的载流子以电流的形式输出，该一列或数列的计算单元进入读出阶段并完成读出工作；同时，通过在剩余列的计算单元的N型源极和N型漏极之间施加零偏压或浮空，来阻止剩余计算单元处于读出阶段。