Нейросетевые структуры и технологии. Часть 1. Электрические и математические модели нейронов. НС прямого распространения. Клюкин В.И - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

10
оптоэлектронной модели нейрона, предложенной на кафедре физики полу-
проводников и микроэлектроники ВГУ.
Рассматриваемая модель основана на эффекте «замороженной»
фотопроводимости в полупроводниках, имеющих локальные уровни
прилипания с аномально большим временем жизни носителей (для оп-
ределенности будем считать, что это – дырки). Такое свойство материа-
ла позволяет реализовать структуру фоторезистора с памятью (ФРП,
рис. 1.5), при попадании на которую фотонов с энергией h
n
, достаточ-
ной для образования электронно-дырочных пар, электроны переходят в
зону проводимости и устремляются к аноду, а дырки захватываются ло-
вушками. В результате в объеме полупроводника накапливается поло-
жительный заряд, что приводит к поступлению из катода дополнитель-
ных электронов, то есть количество дырок на ловушках пропорциональ-
но потоку фотонов, а ток через полупроводник пропорционален количе-
ству захваченных ловушками дырок. Память описанной структуры за-
ключается в хранении на уровнях прилипания положительного заряда,
причем, чтобы в отсутствие света ток через полупроводник отсутство-
вал, последовательно в цепь катода включается фотодиод с малым тем-
новым током, образуя совместно с ФРП прибор фотопамяти (ПФП).
Рис. 1.5. Фоторезистор с памятью Рис. 1.6. Оптоэлектронный нейрон
Параллельным соединением таких приборов можно смоделировать
множество входных синапсов нейрона, принимающих от своих соседей све-
товые сигналы, которые преобразуются в электрические, одновременно
взвешиваясь благодаря пропорциональности тока через ПФП накопленному в
нем заряду. Далее токи от ПФП-синапсов объединяются и подаются на поро-
говое устройство, в качестве которого можно использовать полупроводнико-
вый инжекционный лазер. Пока ток через лазер не превышает критического
значения, он работает в светодиодном режиме, его излучение имеет широкую
спектральную полосу, низкую мощность и большую угловую апертуру. При
достижении током порога мощность излучения резко увеличивается, умень-
шается угловая апертура, свет становится монохроматичным. Один из вари-
оптоэлектронной модели нейрона, предложенной на кафедре физики полу-
проводников и микроэлектроники ВГУ.
      Рассматриваемая модель основана на эффекте «замороженной»
фотопроводимости в полупроводниках, имеющих локальные уровни
прилипания с аномально большим временем жизни носителей (для оп-
ределенности будем считать, что это – дырки). Такое свойство материа-
ла позволяет реализовать структуру фоторезистора с памятью (ФРП,
рис. 1.5), при попадании на которую фотонов с энергией h�, достаточ-
ной для образования электронно-дырочных пар, электроны переходят в
зону проводимости и устремляются к аноду, а дырки захватываются ло-
вушками. В результате в объеме полупроводника накапливается поло-
жительный заряд, что приводит к поступлению из катода дополнитель-
ных электронов, то есть количество дырок на ловушках пропорциональ-
но потоку фотонов, а ток через полупроводник пропорционален количе-
ству захваченных ловушками дырок. Память описанной структуры за-
ключается в хранении на уровнях прилипания положительного заряда,
причем, чтобы в отсутствие света ток через полупроводник отсутство-
вал, последовательно в цепь катода включается фотодиод с малым тем-
новым током, образуя совместно с ФРП прибор фотопамяти (ПФП).




   Рис. 1.5. Фоторезистор с памятью        Рис. 1.6. Оптоэлектронный нейрон

      Параллельным соединением таких приборов можно смоделировать
множество входных синапсов нейрона, принимающих от своих соседей све-
товые сигналы, которые преобразуются в электрические, одновременно
взвешиваясь благодаря пропорциональности тока через ПФП накопленному в
нем заряду. Далее токи от ПФП-синапсов объединяются и подаются на поро-
говое устройство, в качестве которого можно использовать полупроводнико-
вый инжекционный лазер. Пока ток через лазер не превышает критического
значения, он работает в светодиодном режиме, его излучение имеет широкую
спектральную полосу, низкую мощность и большую угловую апертуру. При
достижении током порога мощность излучения резко увеличивается, умень-
шается угловая апертура, свет становится монохроматичным. Один из вари-
                                      10

Страницы