[发明专利]负微分电阻电路以及神经元晶体管结构

说明书

本发明公开了一种神经元晶体管结构，包括：权重加和电路，包括并联的至少两个突触部、第一负微分电阻；各突触部的源极与第一负微分电阻的发射极分别连接至神经元晶体管的输出端；各突触部的漏极与第一负微分电阻的集电极分别连接至神经元晶体管的时钟电源端；阈值电路，包括突触缩放控制部和第二负微分电阻；突触缩放控制部的漏极与神经元晶体管的输出端连接、突触缩放控制部的源极与第二负微分电阻连接地；第一负微分电阻的发射极端与第二负微分电阻的集电端连接以作为神经元晶体管输出端；解决了现有技术中神经元晶体管功耗大的问题，优化了人工智能芯片的内部构造，以大幅度减少人工智能芯片的面积。

技术领域

本发明涉及神经元晶体管技术领域，尤其涉及一种负微分电阻电路以及神经元晶体管结构。

背景技术

通用人工智能(Artificial general intelligence，AGI)芯片在图像分类、语言处理、语音识别等特定任务中具有非常广阔的应用前景。受大脑结构启发的非尖峰人工神经网络(ANNS)是目前的研究热点。

现有技术中ANNS芯片使用过程中存在的技术问题是：第一：芯片占用面积大，人工神经元晶体管功耗占比大；第二：这种AGI芯片具有冯诺依曼结构，基于现有的数字电路理论实现生物神经元加权求和后阈值运算的功能，故而电路结构还是相对复杂。

因此，使用一种具有插指结构的负微分电阻为基础，设计一个没有电容结构的神经元晶体管电路，通过多个神经元晶体管电路的相互连接，实现通用人工智能神经网络是至关重要的。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种负微分电阻电路以及基于负微分电阻电路的神经元晶体管结构，旨在解决现有技术中通用人工智能芯片占用面积大，人工神经元晶体管功耗占比大以及响应速度慢的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种金属氧化物半导体场效应管，至少包括一个折叠的插指结构，所述金属氧化物半导体场效应管包括：

P型衬底；

形成于所述P型衬底内的至少3个依次间隔排列的有源区；

位于每两个有源区之间间隔的衬底区域上方的栅极层；每个所述栅极层对应的MOS结构定义为插指结构；

其中，将其中一部分相互间隔的有源区相互电连接形成源极区，将剩余相互间隔的有源区相互电连接形成漏极区，所有栅极层相互电连接。

在一实施例中，所述有源区的数量为奇数，从而形成偶数数量的插指结构。

为实现上述目的，本发明还提供一种负微分电阻电路结构，所述负微分电阻电路结构设有发射极端、集电极端和基极端，所述负微分电阻电路结构包括：

第一N沟道金属氧化物半导体场效应管，自身栅极连接至所述基极端、并与自身漏极连接；

第二N沟道金属氧化物半导体场效应管，自身漏极与所述第一N沟道金属氧化物半导体场效应管的源极连接、自身栅极连接至所述集电极端、自身源极接发射极端；

第三N沟道金属氧化物半导体场效应管，自身栅极与所述第二N沟道金属氧化物半导体场效应管的漏极连接、自身源极接发射极端、自身漏极连接至所述集电极端。

在一实施例中，所述第二N沟道金属氧化物半导体场效应管、第三N沟道金属氧化物半导体场效应管均为上述所述的金属氧化物半导体场效应管。

在一实施例中，所述负微分电阻电路结构，还包括：

第四N沟道金属氧化物半导体场效应管，自身的栅极与漏极连接至所述集电极端、自身的源极接发射极端。