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JPH02281759A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH02281759A
JPH02281759A JP1104281A JP10428189A JPH02281759A JP H02281759 A JPH02281759 A JP H02281759A JP 1104281 A JP1104281 A JP 1104281A JP 10428189 A JP10428189 A JP 10428189A JP H02281759 A JPH02281759 A JP H02281759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cells
neurocomputer
floating gate
memory element
drains
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1104281A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiro Nakamura
明弘 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP1104281A priority Critical patent/JPH02281759A/ja
Publication of JPH02281759A publication Critical patent/JPH02281759A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に関し、特に、ニューロコンピュ
ータに通用して好適なものである。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体装置において、二つの定電圧源の間に
そのソース及びドレインが接続され、かつフローティン
グゲート上にコントロールゲートが積層されたメモリ素
子を具備し、上記フローティングゲートへの電荷の注入
量に応じて上記メモリ素子の抵抗値を制御することによ
り出力信号を得るようにしている。これによって、ニュ
ーロコンピュータを簡単に実現することができる。
〔従来の技術〕
近年、ニューロコンピュータの研究が盛んに行われてい
る。このニューロコンピュータに関しては、従来、実際
の生体系の神経回路の仕組みや機能についての研究及び
その実現のための研究が多く行われてきている(例えば
、ニューロコンピュータ最前線、日経BP社、1988
年11月28日発行)。
実際にニューロコンピュータを実現するための方法とし
ては、 (i)実際の生体の神経を用いる (ii)タンパク賞の化学反応を用いる(iii)ソフ
トウェアで実現する などの方法が考えられている。
〔発明が解決しようとする課題] しかし、上述の(i)〜(iii )の方法はいずれも
複雑であり、これらの方法でニューロコンピュータを実
現することは難しいと考えられる。
従って本発明の目的は、ニューロコンピュータを簡単に
実現することができる半導体装置を提供することにある
〔課題を解決するための手段〕
最初に、神経の働きについて簡単に説明する。
第4図及び第5図はそれぞれ学習前及び学習後の神経を
示す。第4図及び第5図において、神経細胞N、はシナ
プスSを介して他の神経細胞N2と結合している。
神経細胞はシナプスを介して他の神経細胞に電気信号を
伝えることによって情報を伝達するが、第4図に示すよ
うに、学習前の神経においては、神経細胞N、の「ハイ
レベル(H)」の電気信号に対して神経細胞N2は反応
しないため、「ローレベル(L)」のままである。しか
し、第5図に示すように、学習後の神経においては、神
経細胞N、から神経細胞N2にrHJという電気信号を
正確に伝えることができる。
上述のような神経回路はICで実現することができる。
以下、その方法について説明する。
−例として、学習する神経をE F ROM (Ele
ctrically Programmable Re
ad 0nly Memory)を用いて実現する場合
について説明する。
今、第2図に示すような回路を考える。第2図に示すよ
うに、この回路はEPROMl−ランジスタQを有する
。このEFROMI−ランジスタQのドレインは抵抗R
を介して定電圧源VODに接続され、ソースは接地され
ている。このEFROMトランジスタQのコントロール
ゲートには、伝達すべき信号Sig INが印加される
。そして、二〇EFROMトランジスタQのドレインか
ら、この入力信号Sig INに対する出力信号Sig
 outが得られる。
第3図は、EPROMトランジスタQのコントロールゲ
ートに小さな入力信号Sig INを繰り返し印加した
場合における出力信号Sig outと入力信号Sig
 INの印加回数との関係を示す。よく知られているよ
うに、EFROMにはソフトライト(SOft wri
te)という現象があり、EFROMトランジスタQの
フローティングゲートへの電荷の注入量が少ないときに
はこのEFROM)ランジスタQはオンするため、出力
信号Sig outは「L」である。この状態は、第4
図で説明した学習前の神経に相当する。しかし、入力信
号Sig INO印加回数を増やしていくと、EPRO
M)ランジスタQのフローティングゲートへの電荷注入
量が増え、その結果ソース・ドレイン間抵抗が増大する
ため、出力信号Sig outはリニアに増加していく
。そして、入力信号Sig INをある回数だけ印加す
るとEPROMl−ランジスタQはオフし、その結果、
出力信号Sig outはrl(Jとなる。この状態は
、第5図で説明した学習後の神経に相当する。
情報の初期化(Sig outがrl、Jの状態に戻す
こと)は、EPROM)ランジスタQに紫外線(UV)
を照射することにより行うことができる。
以上のことかられかるように、第2図に示す回路は、E
PROMのソフトライトの現象を利用することにより学
習を行うことができる。従って、この第2図に示す回路
を基本セルとして用いることにより、ニューロコンピュ
ータを構成することができることがわかる。
以上はEPROMを用いた例であるが、このEFROM
の代わりにE E P ROM (Electrica
llyErasable and Programma
ble Read 0nly Memory)を用いる
こともできる。
本発明は、以上のような検討に基づいて案出されたもの
である。
すなわち、上記課題を解決するために、本発明は、半導
体装置において、二つの定電圧源の間にそのソース及び
ドレインが接続され、かつフローティングゲート上にコ
ントロールゲートが積層されたメモリ素子(Q、、Q、
、Q2)を具備し、フローティングゲートへの電荷の注
入量に応じてメモリ素子(QI、Qg 、Q−)の抵抗
値を制御することにより出力信号を得るようにしている
〔作用〕
メモリ素子(Q、Q、、Q、、Q、)の抵抗値(ソース
・ドレイン間の抵抗値)は、すでに述べたソフトライト
の現象により、このメモリ素子(Q、Q、、Q2.Q、
)のフローティングゲートへの電荷の注入量に応じて変
化させることができる。このフローティングゲートへの
電荷注入量が増えるに従い、メモリ素子(Q、  Q、
 、  Qz 。
Q、)の抵抗値は例えば大きくなる。
今、このメモリ素子(Q、Q、、Q、、(h )のドレ
インを例えば抵抗(R,R,、R,、R,)を介してひ
とつの定電圧源に接続し、ソースをもうひとつの定電圧
源に接続した場合を考える。この場合、フローティング
ゲートへの電荷注入量がある一定値よりも少なく、その
ためメモリ素子(Q、Q、、Q、、Q、)の抵抗値もあ
る一定値よりも小さいときにはこのメモリ素子(Q、 
Q、 。
Q、、Q、)はオンし、そのドレインから得られる出力
信号は「L」である。一方、フローティングゲートへの
電荷注入量がある一定値よりも多く、そのためメモリ素
子(Q、Ql、Q2.Ql )の抵抗値がある一定値よ
りも大きいときにはこのメモリ素子(Q、Ql、(h 
、Q−)はオフし、そのドレインから得られる出力信号
はrH,となる。
以上のことかられかるように、メモリ素子(QQl、Q
z 、Ql)のコントロールゲートに入力信号を繰り返
し印加してフローティングゲートへの電荷注入量を増や
していくと、メモリ素子(QQ、、Q、、Q、)のドレ
インから得られる出力電圧はrl、JからrH,に変化
する。すなわち、メモリ素子(Q、Ql、Q−、Q、)
にソフトライトによる学習をさせることにより、このメ
モリ素子(Q、Q、、Q、、Q、)のドレインから得ら
れる出力信号を「L」からrH,に変化させることがで
きる。
以上より、シフトライトを利用して学習をさせることが
できるメモリ素子(Q、Q、、Q、。
Q、)を用いて構成される基本セルを組み合わせること
により、ニューロコンピュータを簡単に実現することが
できることがわかる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は、第2図に示す基本セルを三つ用
いて構成された一次元ニューロコンピュータに本発明を
適用した実施例である。
第1図は、本発明の一実施例による一次元ニューロコン
ピュータを示す。
第1図に示すように、この実施例による一次元ニューロ
コンピュータは、三つの基本セルA、B。
Cにより構成されている。基本セルAにおいては、EP
ROMl−ランジスタQ1のドレインは抵抗R1を介し
て定電圧源■、に接続され、ソースは接地されている。
同様に、基本セルBにおいては、EPROM)ランジス
タQ2のドレインは抵抗R2を介して定電圧源v!lに
接続され、ソースは接地されている。また、EFROM
トランジスタQ3のドレインは抵抗R1を介して定電圧
源■。に接続され、ソースは接地されている。
EPROM)ランジスタQ1〜Q3のコントロールゲー
トには共通の入力信号Sig INが印加される。そし
て、各EPROM)ランジスタQ、〜Q3のドレインか
ら出力信号Sig 0IIT  (A) + Sig 
ou丁(B) 、 Sig 0LIT  (C)が出力
される。
次に、上述のように構成されたこの実施例による一次元
ニューロコンピュータの動作について説明する。
まず、初期状態では、EPROMトランジスタQ1〜Q
コのコントロールゲートに外部から入力される入力信号
Sig工に対して学習がされていないため、これらのE
FROMトランジスタQ1〜Q3のコントロールゲート
に入力信号Sig INを印加してもこれらのEFRO
M)ランジスタQ、〜Q、はオフせず、従って基本セル
A、B、Cの出力信号Sig out  (A) 、 
Sig OL+T  (B) 、 Sig out(C
)は「L」のままである。
今、入力信号Sig INに対して基本セルAからSi
g out  (A) =Hという出力信号を欲する場
合には、入力信号Sig INに対して電圧VAを印加
することにより基本セルAは学習をしていくことになる
このようにして学習を終えた後には、入力信号Sig 
INに対して、基本セルAからSig out  (A
)として「H」が出力されるようになる。
なお、すでに述べたように、情報の初期化はU■照射に
より行うことができる。
以上においては、基本セルAのみ学習をさせているが、
例えば基本セルA、Bに同時に上述と同様にして学習を
させ、入力信号Sig tNに対してこれらの基本セル
A、Bから出力信号Sfgout  (A)=H1出力
信号Sig OUT  (B) =Hが出力されるよう
にすることも可能である。また、これらの出力信号Si
g our  (A) =H1出力信号Sig out
(B)は、例えば、第1図においては図示していない次
段の基本セルの入力信号に用いて順次反応を連鎖させて
いくことも可能である。
以上のように、この実施例によれば、ソフトライトの現
象により学習をするEFROM)ランジスタを用いて構
成される基本セルを一次元的に組み合わせることにより
、IC上で一次元ニューロコンピュータを簡単に実現す
ることができる。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施例においては、EPROMトランジ
スタを用いて構成される第2図に示すような基本セルを
用いて一次元ニューロコンピュータを構成しているが、
このEPROM)ランジスタの代わりにEEPROMI
−ランジスタを用いて構成される基本セルを用いて一次
元ニューロコンピュータを構成することも可能である。
なお、この場合、情報の初期化は電気的に行うことがで
きる。また、この−次元ニューロコンピュータを構成す
る基本セルの個数は必要に応じて選択することが可能で
ある。
また、上述の実施例においては、本発明を一次元ニュー
ロコンピュータに適用した場合について説明したが、本
発明は、二次元または三次元のニューロコンピュータに
適用することも可能である。
さらにまた、例えば上述の実施例の基本セルA。
B、Cをループ状に接続することにより、近年注目を集
めているファジー理論のようにある程度のあいまいさを
残して最も安定化する経路を通って信号伝達を行わせる
ようにすることも可能である。
〔発明の効果〕
本発明は、以上述べたように構成されているので、ニュ
ーロコンピュータを簡単に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による一次元ニューロコンピ
ュータを示す回路図、第2図は第1図に示す一次元ニュ
ーロコンピュータを構成するために用いられる基本セル
を示す回路図、第3図は第2図に示す基本セルの出力信
号Sig outと入力信号Sig INの印加回数と
の関係を示すグラフ、第4図は学習前の神経を示す説明
図、第5図は学習後の神経を示す説明図である。 図面における主要な符号の説明 Q、(L 、Qz 、Q3  :EPROMトラ7ジス
タ、 R,R,、R,、R,:抵抗、 A、B。 C:基本セル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 二つの定電圧源の間にそのソース及びドレインが接続さ
    れ、かつフローティングゲート上にコントロールゲート
    が積層されたメモリ素子を具備し、上記フローティング
    ゲートへの電荷の注入量に応じて上記メモリ素子の抵抗
    値を制御することにより出力信号を得るようにしたこと
    を特徴とする半導体装置。
JP1104281A 1989-04-24 1989-04-24 半導体装置 Pending JPH02281759A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1104281A JPH02281759A (ja) 1989-04-24 1989-04-24 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP1104281A JPH02281759A (ja) 1989-04-24 1989-04-24 半導体装置

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ID=14376543

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JP1104281A Pending JPH02281759A (ja) 1989-04-24 1989-04-24 半導体装置

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JP (1) JPH02281759A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993024957A1 (en) * 1992-05-27 1993-12-09 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Semiconductor device
WO1994003929A1 (en) * 1992-07-29 1994-02-17 Tadashi Shibata Semiconductor device
WO1994005043A1 (en) * 1992-08-26 1994-03-03 Tadashi Shibata Semiconductor integrated circuit

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