高度生物模拟的尖端神经元使用SiGe异极连接双极晶体管用于节能的神经形态系统
Yijoon Kim1, Hyangwoo Kim2, Kyounghwan Oh3
1Department of Convergence IT Engineering, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Pohang, 37673, South Korea.
Scientific reports
|April 9, 2024
概括
研究人员使用 - 晶体管开发了一种生物模拟尖端神经元. 这种快速,节能的人工神经元 (基于 - 异质结的双极晶体管) 模仿生物神经活动,耗电低.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 开发节能的人工神经元对于推进神经形态计算至关重要.
- 模仿生物神经动力学,包括振荡和恒温,仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了证明一种高度仿生的神经元电路.
- 使用新型晶体管技术实现快速和节能的神经元振荡动态.
主要方法:
- 使用基于 - 异质连接的双极晶体管 (HBT),具有纳米线结构.
- 工程 HBTs 具有歇斯底里窗口,用于的切换和高电流边缘.
- 包含一个封闭结构来平衡刺激和抑制信号.
主要成果:
- 在低能耗 (低于或等于1.37 pJ/spike) 的情况下,实现了高峰频率 (大约245 kHz).
- 通过根据抑制信号振幅调整整合并时间来证明可调节的抑制.
- 通过受控的尖端频率和歇斯底里窗口表现出稳定的神经系统活动和恒常状态.
结论:
- 开发的生物模拟尖端神经元为节能神经形态计算提供了一个有前途的平台.
- 使用-HBT可实现快速和稳定的神经网络动态.
- 电路设计促进稀疏活动和平衡,这对于复杂的神经系统至关重要.


