[实用新型]类神经电路

说明书

类神经电路包含突触电路及后神经元电路。突触电路包含相变化元件且接收第一脉冲信号及第二脉冲信号。后神经元电路包含输入端、输出端及积电端。积电端依据第一脉冲信号充电至一膜电位。后神经元电路还包含第一控制电路、第二控制电路、第一延迟电路及第二延迟电路。第一控制电路依据膜电位于输出端产生激发信号。第二控制电路耦接输出端且依据激发信号产生第一控制信号。第一延迟电路延迟激发信号以产生第二控制信号。第二延迟电路延迟第二控制信号以产生第三控制信号。第一控制信号与第三控制信号控制积电端的电压位准，及维持积电端在固定电压的期间。第二控制信号协同第二脉冲信号以控制相变化元件的状态，进而决定类神经电路的权重。

技术领域

本实用新型中所述实施例内容是有关于一种电路技术，特别关于一种类神经电路。

背景技术

生物体中包含神经网络系统。神经网络系统包含许多神经元(neuron)。神经元是由Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz在1891年提出。神经元是取得大脑离散信息的处理单位。在1897年，Charles Sherrington将两个神经元之间的交界(junction)称作“突触”(synapse)。大脑离散信息沿着一个方向流过突触。根据此方向，区分为“突触前(presynaptic)神经元”和“突触后(postsynaptic)神经元”。神经元在接收到足够的输入而启动时，会发出“尖峰(spike)”。

理论上，被捕获的经验化作大脑中突触的传导(conductance)。根据突触前神经元和突触后神经元的相对尖峰时间，突触传导会随时间变化。如果突触后神经元在突触前神经元激发(fire)之前激发，突触电导会增加。如果两个激发的顺序相反，突触电导会降低。另外，这种变化会取决于两个事件之间的延迟。延迟越多，变化的幅度越小。

人造神经网络允许电子系统以类似于生物大脑方式运作。神经元系统可以包括对生物神经元进行建模的各种电子电路。

神经网络系统会影响到生物体的感知、选择、决定或其他各种行为，因此神经网络系统在生物体中扮演相当重要的角色。倘若可利用电路建造出类似生物体中的神经网络系统，将会对许多领域产生关键性的影响。

举例而言，美国专利9,830,981或中国专利107111783中提及可利用相变化元件以及其他元件建构出类神经网络系统。

实用新型内容

本实用新型的一些实施方式是关于一种类神经电路包含一突触电路以及一后神经元电路。突触电路包含一相变化元件且用以接收一第一脉冲信号以及一第二脉冲信号。后神经元电路耦接突触电路。后神经元电路包含一输入端、一输出端与一积电端。积电端依据第一脉冲信号充电至一膜电位。后神经元电路还包含一第一控制电路、一第二控制电路、一第一延迟电路以及一第二延迟电路。第一控制电路耦接于积电端以及输出端之间。第一控制电路用以依据膜电位于输出端产生一激发信号。第二控制电路耦接输出端且用以依据激发信号产生一第一控制信号。第一延迟电路用以延迟激发信号以产生一第二控制信号。第二延迟电路用以延迟第二控制信号以产生一第三控制信号。第一控制信号与第三控制信号用以控制积电端的电压位准，以及维持积电端在一固定电压的期间。第二控制信号用以协同第二脉冲信号以控制相变化元件的状态，进而决定类神经电路的一权重。

在一些实施例中，类神经电路还包含一前神经元电路。前神经元电路耦接突触电路。前神经元电路用以产生第一脉冲信号以及第二脉冲信号，并传送第一脉冲信号以及第二脉冲信号至突触电路。

在一些实施例中，第一控制电路包含一比较器以及一整波电路。比较器用以比较膜电位与一电压门槛值，以产生一比较信号。整波电路用以依据比较信号产生激发信号。

在一些实施例中，后神经元电路还包含一第一开关。第一开关耦接于第二控制电路、一电源电压与积电端之间。第一开关受第一控制信号控制。