[发明专利]面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元及实现方法

权利要求书

1.一种面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元，其特征在于：包括输入整合单元、脉冲产生单元以及可编程高通滤波器；

所述输入整合单元包括MIFG晶体管T₀；所述MIFG晶体管T₀包括依次设置的源漏电极(21)、半导体层(22)、高k栅/浮栅堆栈(23)、多输入栅电极(24)以及硅或者玻璃层(25)；所述高k栅/浮栅堆栈(23)包括高k栅介质层(231)和浮栅层(232)；

所述MIFG晶体管T₀的n个栅极输入端分别连接外部n个仿生传感器输入信号V₁～V_n，MIFG晶体管T₀的源极接地，n为大于等于2的正整数；

所述脉冲产生单元包括MIT忆阻器R_M；所述MIT忆阻器R_M的负极连接电源V_DD，MIT忆阻器R_M的正极连接所述MIFG晶体管T₀的漏极；

所述可编程高通滤波器包括电容器C_F和多阻态忆阻器R_D；所述电容器C_F的一端连接MIFG晶体管T₀的漏极，电容器C_F的另一端与所述多阻态忆阻器R_D的正极连接，并连接到输出端u₀；所述多阻态忆阻器R_D的负极接地。

2.根据权利要求1所述的一种面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元，其特征在于：所述MIFG晶体管T₀采用高k栅+浮栅+高k栅堆栈作为叠栅，其中，高k栅均采用HfLaO、NbLaO、Al₂O₃或HfO₂材料，浮栅采用ITO、Pt或Pd材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元，其特征在于：所述MIT忆阻器R_M采用VO₂或NbO₂金属-绝缘体转变材料作为MIT阻变层。

4.根据权利要求3所述的一种面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元，其特征在于：所述多阻态忆阻器R_D采用顶电极堆栈结构。

5.根据权利要求4所述的一种面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元，其特征在于：电容器C_F介质层与MIFG晶体管T₀的高k栅介质层材料相同。

6.根据权利要求5所述的一种面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元，其特征在于：电容器C_F与MIFG晶体管T₀集成制备。

7.一种面向神经形态脉冲神经网络的电子传入神经元实现方法，基于权利要求1至6任一所述的电子传入神经元，其特征在于：

1)将外部仿生传感器输入信号V₁～V_n进行信息整合，得到MIFG晶体管T₀的浮栅电压V_F；

当V_F小于MIFG晶体管T₀的阈值电压V_T时，MIFG晶体管T₀不导通；

当V_F达到MIFG晶体管T₀的阈值电压V_T时，MIFG晶体管T₀开始导通，执行步骤2)；

2)MIFG晶体管T₀的漏极电流控制MIT忆阻器R_M的阻值在高低阻态翻转，从而输出频率与MIFG晶体管T₀漏极电流成正比的振荡脉冲信号；

3)对振荡脉冲信号进行高通滤波，通过设置多阻态忆阻器R_D的阻值得到高通滤波器的截止频率，实现可编程阈值输出。