一种基于忆阻器的全域值感知神经元设计

发布时间：2025-08-12 14:38

　　 基于忆阻器的阻值可变性和非易失性,提出了一种基于忆阻器的全域值感知神经元设计方案。该全域值感知神经元由全域值忆阻权重模块、输入加权模块、信息融合模块、映射输出模块和反馈控制模块构成。控制全域值忆阻权重模块中忆阻桥式结构的输入电压,权值电压信号线性变化或保持不变,进而能够满足感知神经元训练、测试等的要求。通过一个具体的基于忆阻器的全域值感知神经元,验证了感知神经元可以实现权值的全域值调节。通过逻辑"或"运算实验,进一步验证了基于忆阻器的全域值感知神经元的功能。

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【部分图文】：

图1 忆阻感知神经元组成结构图

基于忆阻器的感知神经元电路由全域值忆阻权重模块、输入加权模块、信息融合模块、映射输出模块和反馈控制模块组成,感知神经元的组成结构如图1所示。其中,全域值忆阻权重模块和输入加权模块分别由n个独立的全域值忆阻权重单元和输入加权单元构成。全域值忆阻权重单元由忆阻桥式结构电路、绝对值电路....

图2 全域值忆阻权重单元电路

全域值忆阻权重单元由忆阻桥式结构电路、绝对值电路和差分放大电路组成,可以实现所期望权值电压信号的输出,具体电路如图2所示。忆阻桥式结构电路由电压ua和四个相同规格的TiO2/TiO2-n忆阻器组成。TiO2/TiO2-n忆阻器的结构如图3所示,两个Pt电极夹着TiO2薄膜,TiO....

图3 TiO2/TiO2-n忆阻器结构

忆阻桥式结构电路由电压ua和四个相同规格的TiO2/TiO2-n忆阻器组成。TiO2/TiO2-n忆阻器的结构如图3所示,两个Pt电极夹着TiO2薄膜,TiO2薄膜又可分为掺杂层和非掺杂层,其中掺杂层因缺失氧原子而带正电,呈现强导电性。以掺杂端为参考正极,当器件两端的电压大于正向....

图4 输入加权单元电路

um1(1)=ui1uw1(1)=a1ui1|ua1|(2Μ21Ron+Roff-1)(10)信号从输入加权单元1传输到信息融合模块,与神经元偏置电压信号ub相加,电路如图5所示,输出电压信号为

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