JPH0765092A - Element for neural network - Google Patents
Element for neural networkInfo
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- JPH0765092A JPH0765092A JP5210641A JP21064193A JPH0765092A JP H0765092 A JPH0765092 A JP H0765092A JP 5210641 A JP5210641 A JP 5210641A JP 21064193 A JP21064193 A JP 21064193A JP H0765092 A JPH0765092 A JP H0765092A
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- superconductor
- synapse
- neural network
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 神経回路網理論におけるバックプロパゲ−シ
ョンモデルに適応可能で、且つ高集積化が可能な高速・
小型の神経回網用素子を提供する。
【構成】 素子は半導体部と超伝導体部からなる。半導
体部は、超伝導体部へ流入する電流を制御するための電
圧を印加するショットキーゲート電極1と下部に高移動
度の二次元電子ガス層を有するシナプス領域2と、ショ
ットキーゲート電極1に印加される電圧によって抵抗値
が変化する擬一次元チャンネル領域3と、擬一次元チャ
ンネル領域3からの電流を超伝導体部6へ流入させる電
流結合領域4と、外部からの入力をシナプス領域2に印
加するシナプス電極5とから構成されるユニットが超伝
導体部6の周囲に略円環状に複数個配置されてなる。超
伝導体部6の入力側は電流結合領域4に高濃度ドープ領
域を介して結合されている。
(57) [Abstract] [Purpose] High-speed, adaptable to the backpropagation model in neural network theory and capable of high integration.
A small nerve gyrus element is provided. [Structure] The device comprises a semiconductor part and a superconductor part. The semiconductor portion includes a Schottky gate electrode 1 for applying a voltage for controlling a current flowing into the superconductor portion, a synapse region 2 having a high mobility two-dimensional electron gas layer therebelow, and a Schottky gate electrode 1. A quasi-one-dimensional channel region 3 whose resistance value changes according to the voltage applied to it, a current coupling region 4 for allowing a current from the quasi-one-dimensional channel region 3 to flow into the superconductor portion 6, and a synapse region for an external input. A plurality of units composed of synapse electrodes 5 applied to 2 are arranged in a substantially annular shape around the superconductor portion 6. The input side of the superconductor portion 6 is coupled to the current coupling region 4 via the heavily doped region.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、神経回路網用素子に関
し、詳細にはニューロコンピュータの神経回路網を構成
する一単位である神経回路網用素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neural network element, and more particularly to a neural network element which is a unit constituting a neural network of a neurocomputer.
【0002】近年、コンピュータ技術の進歩に伴い、高
速化のための並列処理が可能になるというメリットを有
する非ノイマン型コンピュータとしてニューロコンピュ
ータが注目されている。このニューロコンピュータをハ
ード的に実現する方法として神経回路網を使用してコン
ピュータを構成する方法がある。神経回路網は人間の脳
を真似たネットワークであり、脳のニューロンに対応す
る複数の神経回路網素子が複雑に接合されて構築されて
いる。したがって、回路網全体として高速化、小型化を
図るためには、その構成要素である神経回路網素子を高
速化し、さらに高集積化により小型化することが必要で
ある。In recent years, with the progress of computer technology, a neuro computer has been attracting attention as a non-Neumann type computer which has the advantage that parallel processing for speeding up becomes possible. There is a method of configuring a computer by using a neural network as a method of realizing this neurocomputer in hardware. The neural network is a network imitating the human brain, and is constructed by complexly connecting a plurality of neural network elements corresponding to the neurons in the brain. Therefore, in order to speed up and downsize the entire network, it is necessary to speed up the neural network element which is a component thereof and further downsize it by high integration.
【0003】[0003]
【従来の技術】神経回路網を表現する代表的モデルとし
て、バックプロパゲーションモデルがある。このモデル
によると、神経回路網を構成する神経回路網用素子は、
その要件として次の2点を具備していなければならな
い。2. Description of the Related Art A back propagation model is a typical model expressing a neural network. According to this model, the neural network elements that make up the neural network are
The requirements must meet the following two points.
【0004】1)多数入力に対して個別に重み付けを施
し、重み付けした結果に基づいて少なくとも一つの出力
が得られる。 2)入力の総和があるしきい値を越えると出力が得られ
る。1) Multiple inputs are individually weighted, and at least one output is obtained based on the weighted result. 2) An output is obtained when the sum of inputs exceeds a certain threshold.
【0005】以上の要件を満たすための素子として、従
来においては、主としてCMOSLSIを活用したVL
SIニューロチップや、光技術を応用した光神経回路素
子がある。Conventionally, as an element for satisfying the above requirements, a VL mainly utilizing a CMOS LSI is used.
There are SI neurochips and optical nerve circuit elements that apply optical technology.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする問題点】しかし、従来技術の
CMOS構造を持つ半導体素子では、その構造上、キャ
リアの移動度や小型化に限界が生じており、また1個の
神経回路素子を構成するためには複数個のLSIが必要
となる。したがって、集積化及び小型化の点で限界があ
った。However, in the semiconductor device having the CMOS structure of the prior art, carrier mobility and miniaturization are limited due to the structure, and one neural circuit device is formed. In order to do so, a plurality of LSIs are required. Therefore, there is a limit in terms of integration and miniaturization.
【0007】また、光神経回路素子の場合には、回路中
に光路を形成する必要があるため、小型化に問題が生じ
ている。本発明の目的は、バックプロパゲーションモデ
ルに適応可能で、且つ高集積化が可能な、高速・小型の
神経回路網用素子を提供することにある。Further, in the case of the optical nerve circuit element, it is necessary to form an optical path in the circuit, which causes a problem in miniaturization. An object of the present invention is to provide a high-speed and small-sized neural network element that can be adapted to a back propagation model and can be highly integrated.
【0008】[0008]
【問題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明は、例えば図1に示すように、ショットキ
ーゲート電極1とシプナス領域2と、擬一次元チャンネ
ル領域3と電流結合領域4と、シプナス電極5とからな
り、多数入力に個別に重みを付け、その総和を超伝導体
部に流入させる半導体部と、流入した入力の総和が一定
のしきい値を越えた時に一定の出力を得る超伝導体部6
と、を備えて構成する。In order to solve the above problems, the present invention provides a Schottky gate electrode 1, a Sipnus region 2, a quasi-one-dimensional channel region 3 and a current coupling as shown in FIG. 1, for example. A region 4 and a Sipnus electrode 5, which individually weight multiple inputs and make the total sum flow into the superconductor part, and a constant value when the total input flow exceeds a certain threshold value. Superconductor part 6 to obtain the output of
And, and is configured.
【0009】[0009]
【作用】本発明の作用を図1を用いて説明する。外部か
らの入力は、シナプス電極5に印加される。シナプス電
極5は、電子が平面状にのみ高移動度で移動可能な二次
元電子ガス層をその下部に有するシナプス領域2上に形
成されており、シナプス電極5に印加された電圧はその
ままシナプス領域2下にある二次元電子ガス層に印加さ
れる。その後、擬一次元チャンネル領域3の抵抗値に応
じた電流となって二次元電子ガス層中を擬一次元チャン
ネル領域3へ流入する。The operation of the present invention will be described with reference to FIG. The input from the outside is applied to the synaptic electrode 5. The synapse electrode 5 is formed on the synapse region 2 having a two-dimensional electron gas layer below which the electrons can move only in a plane with high mobility, and the voltage applied to the synapse electrode 5 remains as it is. 2 is applied to the underlying two-dimensional electron gas layer. Then, a current corresponding to the resistance value of the pseudo one-dimensional channel region 3 flows into the pseudo one-dimensional channel region 3 through the two-dimensional electron gas layer.
【0010】ここで、ショットキーゲート電極1には、
予め擬一次元チャンネル領域3を通過して電流結合領域
4へ流入する電流を制御するために一定の電圧が印加さ
れている。この電圧によりショットキーゲート電極1下
の二次元電子ガス層が空乏層化し、二次元電子ガス層中
の電子の移動が抑制される。このことにより擬一次元チ
ャンネル領域3の電気的抵抗値が変化し、擬一次元チャ
ンネル領域3に流入する電流が制御される。以上の作用
により外部からの入力に対して重み付けが施される。Here, the Schottky gate electrode 1 has
A constant voltage is applied in advance to control the current that passes through the pseudo one-dimensional channel region 3 and flows into the current coupling region 4. Due to this voltage, the two-dimensional electron gas layer below the Schottky gate electrode 1 becomes a depletion layer, and the movement of electrons in the two-dimensional electron gas layer is suppressed. As a result, the electrical resistance value of the pseudo one-dimensional channel region 3 changes, and the current flowing into the pseudo one-dimensional channel region 3 is controlled. With the above operation, weighting is applied to the input from the outside.
【0011】次に、擬一次元チャンネル領域3を通過し
た電流は、電流結合領域4に流入する。電流結合領域4
において、他の擬一次元チャンネル領域を通過した電流
と合成され、当初超伝導状態となっている超伝導体部6
に印加される。ここで流入してきた電流の総和が超伝導
体部6の構成物質の種類によって決定されるある値(以
下、しきい値という。)を越えると超伝導現象が消滅
し、超伝導体部6の構成物質の種類によって決定される
電圧が出力として超伝導体部6の半導体部に結合されて
いない方の端部に発生する。以上の作用により、流入し
た入力の総和が一定のしきい値を越えた時に一定の出力
を得る機能が実現される。Next, the current passing through the pseudo one-dimensional channel region 3 flows into the current coupling region 4. Current coupling area 4
, The superconductor part 6 that is initially in a superconducting state is synthesized with the electric current that has passed through another quasi-one-dimensional channel region.
Applied to. When the sum of the inflowing currents exceeds a certain value (hereinafter referred to as a threshold value) determined by the kind of the constituent material of the superconductor portion 6, the superconducting phenomenon disappears and the superconductor portion 6 A voltage determined by the type of constituent material is generated as an output at the end of the superconductor portion 6 which is not coupled to the semiconductor portion. With the above operation, the function of obtaining a constant output is realized when the total sum of the inflowing inputs exceeds a certain threshold value.
【0012】[0012]
【実施例】次に、図面を参照して本発明の好適な実施例
を説明する。図2にシナプス電極が5個の場合の実施例
の平面図を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a plan view of the embodiment having five synapse electrodes.
【0013】図2において、超伝導体部へ流入する電流
を制御するための電圧を印加するショットキーゲート電
極120、122、124、126、128は、超伝導
体部132の周囲に略円環状に一定間隔で配置されてい
る。このショットキーゲート電極の間隙の部分が擬一次
元チャンネル領域110、112、114、116、1
18となり、擬一次元チャンネル領域110、112、
114、116、118の外側がシナプス領域101、
103、105、107、109であり、擬一次元チャ
ンネル領域110、112、114、116、118の
内側が電流結合領域134となる。In FIG. 2, Schottky gate electrodes 120, 122, 124, 126, 128 for applying a voltage for controlling a current flowing into the superconductor portion are substantially annular around the superconductor portion 132. Are arranged at regular intervals. The gaps between the Schottky gate electrodes are pseudo one-dimensional channel regions 110, 112, 114, 116, and 1.
18, the pseudo one-dimensional channel regions 110, 112,
The outside of 114, 116, 118 is the synapse region 101,
103, 105, 107, 109, and the inside of the pseudo one-dimensional channel regions 110, 112, 114, 116, 118 becomes the current coupling region 134.
【0014】また、シナプス電極100、102、10
4、106、108はそれぞれのシナプス領域101、
103、105、107、109に一つずつ配置されて
いる。Further, the synapse electrodes 100, 102, 10
4, 106 and 108 are synaptic regions 101 and 101, respectively.
One for each of 103, 105, 107, and 109.
【0015】また、電子が平面状にのみ高移動度で移動
可能な二次元電子ガス層が、擬一次元チャンネル領域1
10、112、114、116、118、シナプス領域
101、103、105、107、109、電流結合領
域134及び超伝導体部132の下部に連続的に形成さ
れている。Further, the two-dimensional electron gas layer in which electrons can move only in a plane with high mobility is a quasi-one-dimensional channel region 1
10, 112, 114, 116, 118, the synapse regions 101, 103, 105, 107, 109, the current coupling region 134, and the superconductor part 132 are continuously formed below the parts.
【0016】次に、図2におけるX1−X2線断面図を
図3を用いて説明する。図3においては、半絶縁性−G
aAsを材質とする基板60、アンドープト−GaAs
を材質とするチャネル層62、アンドープト−AlGa
Asを材質とするスペーサ層64及びN型−AlGaA
sを材質とする電子供給層66が積層されている。さら
に、電子供給層66上にショットキーゲート電極12
2、126及びn+ 型−GaAsを材質とするコンタク
ト層68が形成され、コンタクト層68上にはシナプス
電極100、106及び超伝導体部132が形成されて
おり、最上部に絶縁層140とリード130が形成され
ている。Next, a sectional view taken along line X1-X2 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, semi-insulating-G
Substrate 60 made of aAs, undoped-GaAs
Layer 62 made of Al, undoped-AlGa
Spacer layer 64 made of As and N-type-AlGaA
An electron supply layer 66 made of s is stacked. Further, the Schottky gate electrode 12 is formed on the electron supply layer 66.
2, 126 and a contact layer 68 made of n + -type GaAs are formed, synapse electrodes 100 and 106 and a superconductor portion 132 are formed on the contact layer 68, and an insulating layer 140 is formed on the uppermost portion. The lead 130 is formed.
【0017】また、超伝導体部132はNb層160、
Al層161、AlOX 層162、Nb層163が積層
され、Nb層163はリード130に接続されている。
二次元電子ガス層70は、ショットキーゲート電極12
2、126に電圧が印加されている時に、その下部を除
いた部分に平面的に分布している。Further, the superconductor portion 132 is composed of the Nb layer 160,
The Al layer 161, the AlO x layer 162, and the Nb layer 163 are laminated, and the Nb layer 163 is connected to the lead 130.
The two-dimensional electron gas layer 70 has the Schottky gate electrode 12
When a voltage is applied to 2,126, the voltage is distributed in a plane except the lower part.
【0018】超伝導体部132の下部は高濃度にドーピ
ングされた領域164であり、二次元電子ガス層70と
超伝導体部132がオーミック接合されている。さら
に、シナプス電極100、106の下部は合金化され、
シナプス電極100、106と二次元電子ガス層70が
オーミック接合されている。The lower portion of the superconductor portion 132 is a highly-doped region 164, and the two-dimensional electron gas layer 70 and the superconductor portion 132 are ohmic-bonded to each other. Furthermore, the lower parts of the synaptic electrodes 100, 106 are alloyed,
The synaptic electrodes 100 and 106 and the two-dimensional electron gas layer 70 are ohmic-bonded.
【0019】次に動作を説明する。ここでは説明を簡略
化するために、シナプス電極100、シナプス領域10
1、擬一次元チャンネル領域110、ショットキーゲー
ト電極120、122及び電流結合領域134からなる
ユニットについて説明する。Next, the operation will be described. Here, in order to simplify the description, the synapse electrode 100 and the synapse region 10 are shown.
1, a unit including the quasi-one-dimensional channel region 110, the Schottky gate electrodes 120 and 122, and the current coupling region 134 will be described.
【0020】外部からの入力は、シナプス電極100を
介してシナプス領域101の下部にある二次元電子ガス
層70に印加される。その後、擬一次元チャンネル領域
110の抵抗値に応じた電流となって擬一次元チャンネ
ル領域110へ流入する。ここで、ショットキーゲート
電極120、122には、予め擬一次元チャンネル領域
110を通過して電流結合領域134へ流入する電流を
制御するために一定の電圧が印加されている。この電圧
に応じてショットキーゲート電極120、122下の二
次元電子ガス層70が空乏層化し、二次元電子ガス層7
0中の電子の移動が抑制される。このことにより擬一次
元チャンネル領域110の電気的抵抗値が変化し、擬一
次元チャンネル領域110に流入する電流が制御され
る。以上の作用により、外部からの入力に対してショッ
トキーゲート電極に印加する電圧に従った重み付けが施
される。Input from the outside is applied to the two-dimensional electron gas layer 70 below the synapse region 101 via the synapse electrode 100. Then, a current corresponding to the resistance value of the pseudo one-dimensional channel region 110 flows into the pseudo one-dimensional channel region 110. Here, a constant voltage is applied to the Schottky gate electrodes 120 and 122 in advance in order to control the current that passes through the pseudo one-dimensional channel region 110 and flows into the current coupling region 134. The two-dimensional electron gas layer 70 under the Schottky gate electrodes 120 and 122 becomes a depletion layer according to this voltage, and the two-dimensional electron gas layer 7
The movement of electrons in 0 is suppressed. As a result, the electrical resistance value of the pseudo one-dimensional channel region 110 changes, and the current flowing into the pseudo one-dimensional channel region 110 is controlled. With the above operation, the external input is weighted according to the voltage applied to the Schottky gate electrode.
【0021】以上の動作については、シナプス電極10
2、シナプス領域103、擬一次元チャンネル領域11
2、ショットキーゲート電極122、124及び電流結
合領域134からなるユニット、シナプス電極104、
シナプス領域105、擬一次元チャンネル領域114、
ショットキーゲート電極124、126及び電流結合領
域134からなるユニット、シナプス電極106、シナ
プス領域107、擬一次元チャンネル領域116、ショ
ットキーゲート電極126、128及び電流結合領域1
34からなるユニット、シナプス電極108、シナプス
領域109、擬一次元チャンネル領域118、ショット
キーゲート電極128、120及び電流結合領域134
からなるユニットのそれぞれのユニットにおいて同様で
ある。Regarding the above operation, the synapse electrode 10
2, synapse area 103, quasi-one-dimensional channel area 11
2, a unit composed of Schottky gate electrodes 122 and 124 and a current coupling region 134, a synapse electrode 104,
Synapse region 105, quasi-one-dimensional channel region 114,
A unit including the Schottky gate electrodes 124 and 126 and the current coupling region 134, the synapse electrode 106, the synapse region 107, the pseudo one-dimensional channel region 116, the Schottky gate electrodes 126 and 128, and the current coupling region 1.
34, a synapse electrode 108, a synapse region 109, a pseudo one-dimensional channel region 118, Schottky gate electrodes 128 and 120, and a current coupling region 134.
The same applies to each of the units consisting of.
【0022】次に、擬一次元チャンネル領域110、1
12、114、116、118を通過した電流は、電流
結合領域134に流入する。それぞれの擬一次元チャン
ネル領域から流入した電流は電流結合領域134で合成
され、超伝導体部132の下部に集中する。超伝導体部
132は当初超伝導状態であり、リード130には電圧
は生じていない。ここで、超伝導体部132に集中した
電流の総和がしきい値(超伝導体部132の臨界電流に
等しい。)を越えると超伝導現象が消滅し、リード13
0に電圧(超伝導体部132の臨界電圧)が生じる。以
上の作用により、流入した入力の総和が一定のしきい値
を越えた時に一定の出力を得る機能が実現される。Next, the pseudo one-dimensional channel regions 110, 1
The current that has passed through 12, 114, 116, and 118 flows into the current coupling region 134. The currents flowing from the respective quasi-one-dimensional channel regions are combined in the current coupling region 134 and concentrated in the lower part of the superconductor portion 132. The superconductor portion 132 is initially in a superconducting state, and no voltage is generated on the lead 130. Here, when the total of the currents concentrated in the superconductor portion 132 exceeds a threshold value (equal to the critical current of the superconductor portion 132), the superconducting phenomenon disappears and the lead 13 is formed.
A voltage (critical voltage of the superconductor portion 132) is generated at 0. With the above operation, the function of obtaining a constant output is realized when the total sum of the inflowing inputs exceeds a certain threshold value.
【0023】図4に、ショットキーゲート電極120、
122、124、126、128に一定電圧を印加した
場合のシナプス電極100、102、104、106、
108の電圧と出力電圧の関係の一例を示す。In FIG. 4, the Schottky gate electrode 120,
Synapse electrodes 100, 102, 104, 106 when a constant voltage is applied to 122, 124, 126, 128,
An example of the relationship between the voltage of 108 and the output voltage is shown.
【0024】図4(a)はリード130における出力電
圧が0mVの状態を示している。すなわち、ショットキ
ーゲート電極120、122、124、126、128
に印加された電圧によって各擬一次元チャンネル領域の
電気的抵抗値が変化し、これによってシナプス電極10
0、102、104、106、108から各擬一次元チ
ャンネル領域に流入する電流が制御され、重み付けされ
る。その後重み付けされた電流は、各擬一次元チャンネ
ル領域を通過して電流結合領域134に集中するが、そ
の電流の総和がしきい値を越えていないため、超伝導体
部132の超伝導状態が維持されリード130には電圧
が生じていない。FIG. 4A shows a state in which the output voltage at the lead 130 is 0 mV. That is, the Schottky gate electrodes 120, 122, 124, 126, 128.
The electrical resistance value of each quasi-one-dimensional channel region changes according to the voltage applied to the synaptic electrode 10.
The current flowing from 0, 102, 104, 106, 108 into each quasi-one-dimensional channel region is controlled and weighted. Thereafter, the weighted current passes through each quasi-one-dimensional channel region and concentrates in the current coupling region 134. However, since the sum of the currents does not exceed the threshold value, the superconducting state of the superconductor portion 132 is It is maintained and no voltage is generated on the lead 130.
【0025】図4(b)はリード130に出力電圧が生
じている状態を示している。すなわち、ショットキーゲ
ート電極120、122、124、126、128に印
加された電圧によって各擬一次元チャンネル領域の電気
的抵抗値が変化し、これによってシナプス電極100、
102、104、106、108から各擬一次元チャン
ネル領域に流入する電流が制御され、重み付けされる。
その後重み付けされた電流が、各擬一次元チャンネル領
域を通過して電流結合領域134に集中し、その電流の
総和がしきい値を越えているため、超伝導体部132の
超伝導状態が消滅し、リード130に電圧が生じてい
る。FIG. 4B shows a state in which an output voltage is generated on the lead 130. That is, the electrical resistance value of each quasi-one-dimensional channel region changes according to the voltage applied to the Schottky gate electrodes 120, 122, 124, 126, 128, which causes the synapse electrode 100,
The current flowing into each quasi-one-dimensional channel region from 102, 104, 106, 108 is controlled and weighted.
Then, the weighted current passes through each quasi-one-dimensional channel region and concentrates in the current coupling region 134, and the total of the currents exceeds the threshold, so that the superconducting state of the superconductor portion 132 disappears. However, a voltage is generated on the lead 130.
【0026】以上の作用により、神経回路素子として必
要な機能、すなわち、多数の個別に重み付けされた入力
に対して少なくとも一つの出力を有し、当該重み付けさ
れた入力の総和が、あるしきい値を越えた時にその出力
が得られるという機能が備わっていることがわかる。With the above operation, a function necessary as a neural circuit element, that is, at least one output is provided for a large number of individually weighted inputs, and the sum of the weighted inputs is a threshold value. It can be seen that it has a function that its output is obtained when it exceeds.
【0027】本実施例によれば、一つの素子で神経回路
素子としてのすべての機能が実現可能であるため、神経
回路網の高集積化及び小型化が可能となり、且つ高電子
移動度の二次元電子ガス層を用いているため高速化が可
能となる。According to this embodiment, since all the functions as a neural circuit device can be realized by one device, the neural network can be highly integrated and miniaturized, and the high electron mobility can be realized. Since the three-dimensional electron gas layer is used, the speed can be increased.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、高集積化が可能な半導
体素子を用いて、一つの素子で神経回路網用素子として
のすべての機能が実現可能であるため、神経回路網の高
集積化及び小型化が可能である。さらに、高電子移動度
の二次元電子ガス層を用いているため、高速の神経回路
網用素子が実現可能である。According to the present invention, since a semiconductor device capable of high integration can be used to realize all the functions as a device for a neural network by one device, the highly integrated neural network can be achieved. It can be miniaturized and downsized. Furthermore, since a two-dimensional electron gas layer with high electron mobility is used, a high speed neural network device can be realized.
【図1】本発明の原理を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the principle of the present invention.
【図2】本発明の実施例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the present invention.
【図3】図2におけるX1−X2断面を示す図である。3 is a diagram showing a cross section taken along line X1-X2 in FIG.
【図4】本発明の実施例の動作状況を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an operation status of the embodiment of the present invention.
1…ショットキーゲート電極 2…シナプス領域 3…擬一次元チャンネル領域 4…電流結合領域 5…シナプス電極 6…超伝導体部 60…半絶縁性−GaAs基板 62…アンドープト−GaAsチャネル層 64…アンドープト−AlGaAsスペーサ層 66…N型−AlGaAs電子供給層 68…n+ 型−GaAsコンタクト層 70…二次元電子ガス層 100、102、104、106、108…シナプス電
極 101、103、105、107、109…シナプス領
域 110、112、114、116、118…擬一次元チ
ャンネル領域 120、122、124、126、128…ショットキ
ーゲート電極 130…リード 132…超伝導体部 134…電流結合領域 140…絶縁層 160…Nb層 161…Al層 162…AlOX 層 163…Nb層 164…高濃度ドープ領域DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Schottky gate electrode 2 ... Synapse region 3 ... Pseudo one-dimensional channel region 4 ... Current coupling region 5 ... Synapse electrode 6 ... Superconductor part 60 ... Semi-insulating-GaAs substrate 62 ... Undoped-GaAs channel layer 64 ... Undoped -AlGaAs spacer layer 66 ... N-type-AlGaAs electron supply layer 68 ... n + -type-GaAs contact layer 70 ... Two-dimensional electron gas layer 100, 102, 104, 106, 108 ... Synapse electrode 101, 103, 105, 107, 109 ... Synapse region 110, 112, 114, 116, 118 ... Pseudo one-dimensional channel region 120, 122, 124, 126, 128 ... Schottky gate electrode 130 ... Lead 132 ... Superconductor part 134 ... Current coupling region 140 ... Insulating layer 160 ... Nb layer 161 ... Al layer 162 ... AlO X layer 63 ... Nb layer 164 ... heavily doped regions
Claims (3)
て少なくとも一つの出力を有し、当該重み付けされた入
力の総和が、あるしきい値を越えた時にその出力が得ら
れる神経回路網用素子において、 多数入力に個別に重みを付け、その総和を超伝導体部に
流入させる半導体部(1、2、3、4、5)と、 流入した入力の総和が一定のしきい値を越えた時に一定
の出力を得る超伝導体部(6)と、 を備えることを特徴とする神経回路網用素子。1. A neural network having at least one output for a number of individually weighted inputs, the output of which is obtained when the sum of the weighted inputs exceeds a certain threshold. In the device, a large number of inputs are individually weighted, and the total sum of the inputs that flow into the superconductor part (1, 2, 3, 4, 5) exceeds a certain threshold. An element for a neural network, comprising: a superconductor portion (6) that obtains a constant output when
3、4、5)は、超伝導体部へ流入する電流を制御する
ための電圧を印加するショットキーゲート電極(1)
と、下部に高電子移動度の二次元電子ガス層を有するシ
ナプス領域(2)と、下部に前記二次元電子ガス層を有
し、ショットキーゲート電極(1)に印加される電圧に
よって抵抗値が変化する擬一次元チャンネル領域(3)
と、下部に前記二次元電子ガス層を有し、擬一次元チャ
ンネル領域(3)からの電流を超伝導体部(6)へ流入
させる電流結合領域(4)と、外部からの入力をシナプ
ス領域(2)に印加するシナプス電極(5)とから構成
されるユニットが、下部に前記二次元電子ガス層を有す
る超伝導体部(6)の周囲に略円環状に複数個配置され
てなることを特徴とする神経回路網用素子。2. The semiconductor section (1, 2,
3, 4, 5) are Schottky gate electrodes (1) for applying a voltage for controlling a current flowing into the superconductor portion.
And a synapse region (2) having a two-dimensional electron gas layer having a high electron mobility in the lower portion and the two-dimensional electron gas layer in the lower portion, and having a resistance value depending on a voltage applied to the Schottky gate electrode (1). Quasi-one-dimensional channel region with variable (3)
And a current coupling region (4) having the above-mentioned two-dimensional electron gas layer in the lower part and allowing a current from the quasi-one-dimensional channel region (3) to flow into the superconductor part (6), and a synapse of an external input. A plurality of units composed of a synapse electrode (5) applied to the region (2) are arranged in a substantially annular shape around the superconductor portion (6) having the two-dimensional electron gas layer in the lower part. A neural network element characterized by the above.
(6)の入力側は電流結合領域(4)に高濃度ドープ領
域を介して結合されていることを特徴とする神経回路網
用素子。3. A neural network characterized in that the input side of the superconductor part (6) according to claim 1 or 2 is coupled to the current coupling region (4) via a heavily doped region. Element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210641A JPH0765092A (en) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | Element for neural network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210641A JPH0765092A (en) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | Element for neural network |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765092A true JPH0765092A (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=16592677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210641A Withdrawn JPH0765092A (en) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | Element for neural network |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765092A (en) |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP5210641A patent/JPH0765092A/en not_active Withdrawn
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