Silicon bipolar impact ionization MOSFET offers the potential for realization of leaky integrated fire (LIF) neuron due to the presence of parasitic BJT in the floating body. In this work, we have proposed an L shaped gate bipolar impact ionization MOS (L-BIMOS), with reduced breakdown voltage ($V_{B}$ = 1.68 V) and demonstrated the functioning of LIF neuron based on positive feedback mechanism of parasitic BJT. Using 2-D TCAD simulations, we manifest that the proposed L-BIMOS exhibits a low threshold voltage (0.2 V) for firing a spike, and the minimum energy required to fire a single spike for L-BIMOS is calculated to be 0.18 pJ, which makes proposed device $194\times$ more energy efficient than PD-SOI MOSFET silicon neuron (MOSFET silicon neuron) and $5\times10^{3}$ times more energy efficient than analog/digital circuit based conventional neuron. Furthermore, the proposed L-BIMOS silicon neuron exhibits spiking frequency in the GHz range, when the drain is biased at $V_{DG}$ = 2.0 V.


翻译:由于浮体中存在寄生虫BJT(LIF),MOSFET提供了实现泄漏综合火灾(LIF)神经神经元的潜力,在这项工作中,我们提出了L型门双极影响离子化MOS(L-BIMOS),减少碎裂电压(V ⁇ B}$=1.68 V),并根据寄生虫BJT的积极反馈机制展示了LIF神经神经元的功能。 使用2-D TCAD模拟,我们表明拟议的L-BIMOS(L-BIMOS)在发射峰值时展示了低门槛电压(0.2V),而发射L-BIMOS(L-BIMOS)单一次加压所需的最低能量计算为0.18 pJ,这使得拟议的设备194美元时的能效比PD-SOI MOSFET SISET siliconn(MOSFET silicon) 和5\times10 10}比基于常规神经的模拟/数字电路节效率高一倍。此外,拟议的L-BIMOS MSx RA SA Rent ASylex SA 时,拟议的L-DGMS SS SS SS OR 时,拟议的L-DRAx RAD Rent。

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