(57)【要約】【課題】  調整可能な抵抗を提供するための装置を提供する。【解決手段】  本発明の装置は、集積された調整可能な抵抗器（200）であって、第１の電極（212）と、第２の電極（214）と、第１の電極（212）及び第２の電極（214）に電気的に接続されている相変化媒体（210）と、相変化媒体（210）に可変量のエネルギーを適用するための調整可能なパルス発生器（220）であって、相変化媒体（210）の抵抗が、相変化媒体（210）に適用されるエネルギーの量に連続的に依存している調整可能なパルス発生器（220）と、抵抗値に基づいて動作する回路（230）であって、第１の電極（212）及び第２の電極（214）に電気的に接続され、抵抗値に基づいて動作する回路（230）の動作が相変化媒体（210）の抵抗に連続的に依存している抵抗値に基づいて動作する回路（230）とからなることを特徴とする。【選択図】  図２
2005012220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積された調整可能な抵抗器（200）であって、
第１の電極（212）と、
第２の電極（214）と、
前記第１の電極（212）及び前記第２の電極（214）に電気的に接続されている相変化媒体（210）と、
前記相変化媒体（210）に可変量のエネルギーを適用するための調整可能なパルス発生器（220）であって、前記相変化媒体（210）の抵抗が、当該相変化媒体（210）に適用されるエネルギーの量に連続的に依存している調整可能なパルス発生器（220）と、
抵抗値に基づいて動作する回路（230）であって、前記第１の電極（212）及び前記第２の電極（214）に電気的に接続され、当該抵抗値に基づいて動作する回路（230）の動作が前記相変化媒体（210）の前記抵抗に連続的に依存している抵抗値に基づいて動作する回路（230）と
からなる抵抗器。
【請求項２】
前記相変化媒体（210）の前記抵抗値が数桁にわたって調整可能である請求項１に記載の抵抗器。
【請求項３】
前記調整可能なパルス発生器（220）が、抵抗値が数桁にわたって調整可能である前記相変化媒体（210）にエネルギーを供給することができる請求項１に記載の抵抗器。
【請求項４】
前記調整可能なパルス発生器（220）が、前記相変化媒体（210）にエネルギーをプログラム可能に供給することができる請求項１に記載の抵抗器。
【請求項５】
前記調整可能なパルス発生器（220）が、前記相変化媒体（210）に経時的にエネルギーを動的に供給することができる請求項１に記載の抵抗器。
【請求項６】
前記調整可能なパルス発生器（220）が、結果として生成される前記相変化媒体（210）の特定の抵抗値に対応する特定の量のエネルギーを与えるように較正されている請求項１に記載の抵抗器。
【請求項７】
前記相変化媒体（210）及び前記抵抗値に基づいて動作する回路（230）が、物理的に共通の基板上に配置されている請求項１に記載の抵抗器。
【請求項８】
前記相変化媒体（210）が、前記基板内のバイアに隣接して配置され、このバイアと概ね同じ寸法である請求項７に記載の抵抗器。
【請求項９】
前記相変化媒体（210）が、前記抵抗値に基づいて動作する回路（230）のトランジスタと集積されている請求項１に記載の抵抗器。
【請求項１０】
前記相変化媒体（210）の抵抗が不揮発性である請求項１に記載の抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してアナログ回路に関する。より詳細には、本発明は調整可能な相変化材料抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変抵抗器を用いる必要がある数多くの電子工学上の応用形態がある。これらの応用形態のうちの多くでは、抵抗の有効範囲が、数桁にわたって変化する抵抗値を有することを必要とされている。図１は、抵抗値に応答して動作する回路20の回路パラメータを設定するために利用される調整可能な抵抗器10を示す。調整可能な抵抗器10の抵抗は、例えば増幅器の利得又は発振器の発振周波数を設定するために使用される。
【０００３】
可変抵抗器を生成する方法はストリップ抵抗を利用することによる。ストリップ抵抗では、所望の抵抗が得られるまで、抵抗性材料を調整（物理的に）する必要がある。これは反復的な手法を必要とし、結果として生成される抵抗を測定しながら、抵抗性材料が調整される。この手法の限界は、材料が物理的に除去されることにある。したがって、抵抗が獲得又は選択されたならば、後にその抵抗を調整することは非常に難しい。
【０００４】
別の手法は、抵抗を本質的にエミュレートする能動回路を使用し、実施することを含む。この能動回路は、エミュレートされた抵抗をさらに調整できるようにするために調整可能である。この手法の限界は、能動回路が複雑になる可能性があることにある。より具体的には、その能動素子は設計するのが困難であることがあり、また付加的な製造処理ステップを必要とすることがある。さらに、その能動素子は、大量の回路基板面積を必要として、それにより回路全体の密度を低下させることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
調整可能な抵抗を提供するための装置及び方法が必要とされている。その抵抗は、抵抗値が数桁の大きさにわたって調整可能でなければならない。さらに、その調整可能な抵抗は、製造するのが容易であり、必要とされる回路基板表面積が最小に抑えられなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は調整可能な抵抗を提供するための装置及び方法を含む。その抵抗は、抵抗値が数桁の大きさにわたって調整可能である。さらに、その調整可能な抵抗は、製造するのが容易であり、必要とされる回路基板表面積が最小に抑えられている。
【０００７】
本発明の第１の実施形態は、集積された調整可能な抵抗器を含む。集積された調整可能な抵抗器は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極及び第２の電極に電気的に接続されている相変化媒体とを含む。さらに集積された調整可能な抵抗器は、相変化媒体に可変量のエネルギーを適用するための調整可能なパルス発生器を含む。相変化媒体の抵抗は、相変化媒体に適用されるエネルギーの量に連続的に依存している。抵抗値に基づいて動作する回路は、第１の電極及び第２の電極に電気的に接続されている。抵抗値に基づいて動作する回路の動作は相変化媒体の抵抗に連続的に依存している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は集積された調整可能な抵抗器（200）を含む。この集積された調整可能な抵抗器（200）は、第１の電極（212）と、第２の電極（214）と、第１の電極（212）及び第２の電極（214）に電気的に接続されている相変化媒体（210）とを含む。さらに集積された調整可能な抵抗器（200）は、相変化媒体（210）に可変量のエネルギーを適用するための調整可能なパルス発生器（220）を含む。相変化媒体（210）の抵抗は、相変化媒体（210）に適用されているエネルギーの量に連続的に依存している。抵抗に基づいて動作する回路（230）が、第１の電極（212）及び第２の電極（214）に電気的に接続されている。抵抗に基づいて動作する回路（230）の動作は、相変化媒体（210）の抵抗に連続的に依存している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を例示する添付の図面とともに取り上げられている以下に記載の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１０】
例示を目的とする図に示すように、本発明は、調整可能な抵抗を提供するための装置及び方法において具現される。この抵抗は、抵抗値が数桁にわたって調整可能である。さらに、この調整可能な抵抗は製造するのが容易であり、必要とされる回路基板表面積が最小に抑えられている。
【００１１】
図２は、本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器200の一実施形態を示す。集積された調整可能な抵抗器200は、第１の電極212と第２の電極214を備える。相変化媒体210が、第１の電極212及び第２の電極214に電気的に接続可能である。相変化媒体210に可変量のエネルギーを適用するために、調整可能なパルス発生器（エネルギー送出回路）220を使用することができる。相変化媒体210の抵抗は、相変化媒体210に適用されているエネルギーの量に連続的に依存している。さらにこの実施形態は、抵抗に基づいて動作する回路230を含む。抵抗に基づいて動作する回路230は、第１の電極212及び第２の電極214に電気的に接続されている。抵抗に基づいて動作する回路230の動作は、相変化媒体210の抵抗に連続的に依存している。
【００１２】
概して、相変化媒体210は、相変化材料の物理的な状態の連続した範囲のうちの特定の状態に設定されている抵抗を含む。例えば、相変化媒体210の第１の物理的な状態は電気抵抗の高い状態を含むことができ、相変化媒体210の第２の物理的な状態は電気抵抗の低い状態を含むことができる。相変化媒体210に供給されるエネルギーの量に応じて、高い電気抵抗と低い抵抗の間の任意の抵抗値を得ることができる。
【００１３】
ある特定の相変化媒体210は、高い電気抵抗を含む非晶質状態である第１の物理的状態を含むことができる。さらに相変化媒体210は、低い電気抵抗を含む結晶状態である第２の物理的状態を含むことができる。相変化媒体210に供給されるエネルギーの量に応じて、非晶質状態である相変化材料210の部分及び結晶状態である相変化媒体210の部分を調整することができ、したがって相変化媒体の抵抗状態を調整することができる。
【００１４】
概して、エネルギー送出回路220は、相変化媒体210に可変量のエネルギーを適用する電圧パルス発生器を含む。エネルギー送出回路220は、第１の電極212及び第２の電極214に電気的に接続可能である。後述するように、相変化媒体210に供給されるエネルギーの量は、概して、相変化媒体210の抵抗状態を決定する。一般的に、エネルギー送出回路220は、相変化媒体210の抵抗を正確に調整することができるだけの十分に広い範囲にわたって連続して調整することができる電位を含むパルス電圧を生成することが可能である。連続して調整可能な電圧振幅をもたらすことができる電圧パルス発生器は電子工学の分野においてよく知られている。
【００１５】
抵抗に基づいて動作する回路230は、第１の電極212及び第２の電極214に電気的に接続可能である。概して、相変化媒体210の抵抗が、抵抗に基づいて動作する回路230の動作を決定する。
【００１６】
図３は、相変化媒体材料の抵抗と適用されるパルス電位の振幅の間の関係を示す。先に記載されたエネルギー送出回路を使用して、パルス電位を供給することができる。この特定の相変化媒体の材料の特徴はIn2Se3を含むことである。
【００１７】
図３のグラフが示すように、相変化媒体の抵抗は、抵抗値が広範にわたって連続して調整可能である。このグラフが示すように、使用可能な抵抗は、抵抗値が数桁にわたって調整可能である。
【００１８】
十分に高い電圧を適用することにより、相変化媒体の一部を非晶質状態に変態させるジュール熱が相変化媒体に発生する。電位が高くなると、ジュール熱が大きくなり、したがって非晶質状態に変化する相変化媒体の量が増加する。本発明の一態様では、連続して変更可能な電位が適用され、したがって連続して変化する相変化媒体抵抗が生成される。
【００１９】
図４Ａ及び図４Ｂは、相変化媒体の抵抗をプログラム可能に設定するために相変化媒体に適用される電圧及び温度の波形を示す。
【００２０】
図４Ａは、相変化媒体の抵抗を調整可能に設定するために相変化媒体に調整可能に適用することができる電位を示す。第１の組の電位410、413、414、416は、非晶質状態である相変化媒体の量をプログラム可能に調整する。第２の組の電位420、423、424、426は、非晶質状態に少なくとも部分的に変換された後に、結晶状態に変換し戻される相変化媒体の量をプログラム可能に調整する。
【００２１】
第２の組の電位420、423、424、426は、より長い持続時間にわたって適用されるより低い電圧を含む。これらの信号によって、可変量の相変化材料を変化させて結晶状態に戻すことができる。
【００２２】
図４Ｂは、図４Ａの電圧波形410、413、414、416及び420、423、424、426、220に対応する素子の温度の典型的な軌跡411、417、418、419及び421、427、428、429を示す。第１の電圧波形410、413、414、416は、相変化媒体の溶融温度（直線225によって示されている）よりも高い温度の第１の温度の軌跡411、417、418、419を生成する。概して、適用される電圧は、ある可変量の相変化材料を非晶質状態に変換する。
【００２３】
第２の電圧波形420、423、424、426は、相変化媒体の溶融温度を超えない、溶融温度よりも低い第２の温度の軌跡421、427、428、429を生成する。しかしながら、第２の温度の軌跡421、427、428、429は、相変化材料の温度をより長い時間にわたって上昇させていることを示す。概して、適用される電圧は、ある可変量の相変化材料を結晶状態に変換する。
【００２４】
図５は、本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器の別の実施形態を示す。この実施形態は、調整可能な抵抗器が、抵抗値に基づいて動作する回路530、及びエネルギー送出回路520の両方の電子回路と容易に集積可能であることを示す。図５は、相変化媒体510をより詳細に示す。第１の導電性電極540及び第２の導電性電極550が、相変化材料媒体510に電気的に接続されている。
【００２５】
第１の導電性電極540と第２の導電性電極550との間に適用される電位によって、第１の導電性電極540、相変化媒体510及び第２の導電性電極（導電層）550を介する電流（Ｉ）が生じる。流れる電流によって、相変化材料層540内に熱が生成され、その熱によって、相変化材料層510の物理的な状態が変更可能となる。第１の物理的な状態は、低抵抗状態（典型的には結晶状態）を含み、第２の物理的な状態は高抵抗状態（典型的には非晶質状態）を含み得る。第１の導電性電極540及び第２の導電性電極550に適用される電圧及び電流を制御することによって、その物理的な状態（高抵抗又は低抵抗）を制御することが可能である。概して、相変化媒体は、２つの物理的な状態間で部分的に変更される相変化媒体510の部分を含む。
【００２６】
先に記載されたように、相変化媒体の物理的な状態は、抵抗値に基づいて動作する回路550によって利用される。抵抗値に基づいて動作する回路550は、相変化媒体510の抵抗を利用するが、相変化媒体510の物理的な状態を変更又は部分的に変更することができる電圧又は電流を適用することを含まないことが明らかである。すなわち、抵抗値に基づいて動作する回路530の動作は、相変化媒体510の現在の物理的な状態を変更又は変更すべきではない。
【００２７】
相変化媒体510を介して流れる電流（Ｉ）によって、相変化媒体510内に熱が生成される。概して、発熱の量は、相変化媒体510がどのくらい非晶質状態512に変換されるか、及び相変化媒体がどのくらい結晶状態514にあるかを決定する。非晶質状態512である相変化媒体510の量及び結晶状態514である相変化媒体510の量が、相変化媒体510の抵抗を決定する。
【００２８】
図６は、本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器の別の実施形態を示す。この実施形態は相変化媒体をより詳細に示す。この実施形態は、基板600と、第１の導電性電極640と、相変化媒体610と、第２の導電性電極650とを含む。
【００２９】
基板600は、シリコン、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物又は他の種類のよく知られているセラミックから形成することができる。しかしながら、この一覧、リストは包括的な一覧、リストではない。基板600を形成するために他の材料を利用することもできる。
【００３０】
第１の導電性電極640は、銅、アルミニウム、タングステン又はそれらの合金から形成することができる。しかしながら、この一覧は包括的な一覧ではない。第１の導電性電極640を形成するために他の材料を利用することもできる。
【００３１】
絶縁体層630は、シリコン酸化物、ホウ酸添加燐酸ケイ酸ガラス（BPSG）、ホウケイ酸ガラス（BSG）あるいは燐ケイ酸ガラス（PSG）から形成することができる。しかしながら、この一覧は包括的な一覧ではない。絶縁体層434を形成するために他の材料を利用することもできる。
【００３２】
相変化媒体610はテルル（Te）、セレン（Se）、ゲルマニウム（Ge）、アンチモン（Sb）、ビスマス（Bi）、鉛（Pb）、錫（Sn）、砒素（As）、硫黄（S）から選択される元素の群から形成することができる。相変化材料の組成は材料科学の分野においてよく知られている。先に記載したように、概して、相変化媒体610は非晶質部分612と結晶部分614を含む。
【００３３】
高密度の電子素子のための半導体に基づく相変化媒体は、適度に低い溶融温度と、結晶状態と非晶質状態の間の、又は区別可能な結晶状態間の、容易に達成可能な固体状態の相の変化を有することが望ましい。相変化媒体は、相変化を何度繰り返しても化学的に安定していなければならない。
【００３４】
本発明の種々の実施形態は、高密度の相変化媒体に組み込むのに適した半導体媒体として、多結晶インジウム及びガリウムのカルコゲニドを含む。この材料は、適度に低い溶融温度を有し、結晶状態と非晶質状態の間で容易に変換され、便利かつ制御可能なキャリア密度及びバンドギャップを有する。さらに、これらの材料は欠陥密度が低く、安定性が高い。多結晶インジウム及びガリウムのカルコゲニドは、標準的な製造技術を利用して、半導体薄膜に容易に加工される。多結晶インジウム及びガリウムのカルコゲニドのさらなる利点は、それらのバンドギャップがシリコンのバンドギャップよりもわずかに大きいことにある。
【００３５】
いくつかの化合物が、相変化媒体抵抗器として使用するのに望ましい半導体特性を含むことがわかっている。例えば、その化合物は、セレン化インジウム（II）（InSe）、セレン化インジウム（III）（In2Se3）、テルル化インジウム（II）（InTe）、テルル化インジウム（III）（In2Te3）及びインジウムテルルセレン（InSeTe）を含む。これらのインジウム系化合物半導体の固溶体も望ましい特性を含む。
【００３６】
ガリウム固溶体はセレン化ガリウム（II）（GaSe）、セレン化ガリウム（III）（Ga2Se3）、テルル化ガリウム（II）（GaTe）、テルル化ガリウム（III）（Ga2Te3）及びガリウムセレンテルル（GaSeTe）を含む。これらのガリウム系化合物半導体の固溶体も相変化媒体抵抗器において使用するのに望ましい半導体特性を有する。
【００３７】
インジウムガリウムセレン（InGaSe2）及びインジウムガリウムテルル（InGaTe2）のようなインジウムガリウムカルコゲニド、ならびにインジウムガリウムセレンテルル（InGaSeTe）のような、インジウム、ガリウム、セレン及びテルルを含む四元化合物も、相変化媒体抵抗器において使用するのに望ましい半導体特性を有することがわかっている。
【００３８】
上記のインジウムカルコゲニド、ガリウムカルコゲニド及びインジウム‐ガリウムカルコゲニドは、I、II、V又はVI族元素でドープすることもできる。
【００３９】
第２の導電性電極650は、銅、アルミニウム、タングステン又はそれらの合金から形成することができる。しかしながら、この一覧は包括的な一覧ではない。第２の実質上平坦な導電性電極650を形成するために他の材料を利用することもできる。
【００４０】
図７は、パルス電位を何サイクルも適用した後の相変化材料の抵抗を示すグラフである。このグラフ、プロットは、相変化媒体の抵抗が何度も調整可能であることを示す。概して、相変化媒体の抵抗を調整することができる回数に制限はない。
【００４１】
相変化材料の抵抗が繰返し調整されるようにする相変化材料の特性は非常に望ましい。抵抗値に基づいて動作する回路内の抵抗は、何度も繰返し調整可能である。したがって、抵抗値に基づいて動作する回路は、長期にわたる調整に適合可能である。数多くの電子回路がこの有用な特徴を利用可能である。
【００４２】
図８は、本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器と抵抗値に基づいて動作するローパスフィルタ回路800を示す。このローパスフィルタ回路は、増幅器810と、帰還コンデンサ（C2）820と、帰還抵抗器（R2）830と、入力抵抗器（R1）840とを備える。
【００４３】
このローパスフィルタ回路の入力Viに対する出力Voの関係は以下の式によって表される。
Vo／Vi＝（R2／R1）／（１−R2C2s）
【００４４】
帰還抵抗器R2を調整することにより、ローパスフィルタのカットオフ周波数が調整される。帰還抵抗器R2の抵抗の調整範囲を広くすることによって、ローパスフィルタのカットオフ周波数の調整範囲が広くなる。
【００４５】
帰還抵抗器R2を、本発明による相変化媒体可変抵抗器として実施することができる。本発明の相変化媒体可変抵抗器は、広い範囲にわたって調整可能な抵抗を提供する。相変化媒体抵抗器の物理的な実装、占有空間は小さく、ローパスフィルタに関連する電子回路と容易に集積される。
【００４６】
図９は本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗と抵抗値に基づいて動作するバンドパスフィルタ回路900を示す。このバンドパスフィルタ回路900は、増幅器910と、帰還コンデンサ（C2）920と、帰還抵抗器（R2）930と、入力抵抗器（R1）940と、入力コンデンサ（C1）950とを備える。
【００４７】
このバンドパスフィルタ回路の入力Viに対する出力Voの関係は以下の式によって表される。
Vo／Vi＝（R2／C1s）／（１−R2C2s）（１＋R1C1s）
【００４８】
帰還抵抗器R2を調整することにより、バンドパスフィルタの高域カットオフ周波数が調整される。帰還抵抗器R2の抵抗の調整範囲を広くすることにより、バンドパスフィルタの高域カットオフ周波数の調整範囲が広くなる。
【００４９】
例えば、R1＝100 Ω、C1＝3.18μF、R2＝10 KΩ及びC2＝318pFが選択される場合には、バンドパスフィルタの低域カットオフ周波数は１KHzであり、高域カットオフ周波数は100 KHzである。帰還抵抗器R2が相変化媒体で実施され、帰還抵抗器R2の抵抗が10 KΩから100 KΩまで調整される場合には、そのバンドパスフィルタの高域カットオフ周波数は10 KHzまで調整される。
【００５０】
本発明の相変化媒体可変抵抗器は広い範囲の調整可能な抵抗を提供する。相変化媒体抵抗器の物理的な実装、占有空間は小さく、バンドパスフィルタに関連する電子回路と容易に集積される。相変化媒体の調整可能な抵抗を、関連する回路が動作している間に、正確に、かつ迅速にプログラムすることができる。したがって、バンドパスフィルタ回路の特性を動的に変更することができる。
【００５１】
図１０は、本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器と抵抗値に基づいて動作する増幅器回路1000を示す。この増幅器は、利得素子1010と、帰還抵抗器（R2）1020と、入力抵抗器（R1）1030とを備える。
【００５２】
この可変利得回路1000の入力Viに対する出力Voの関係は以下の式によって表される。
Vo／Vi＝−R2／R1
【００５３】
相変化媒体の抵抗を使用して、帰還抵抗器1020を実施することができる。したがって、可変利得回路1000の利得を動的に調整することができる。
【００５４】
上記のように、本発明の相変化媒体可変抵抗器は広い範囲の調整可能な抵抗を提供する。相変化媒体抵抗器の物理的な実装、占有空間は小さく、可変利得回路1000に関連する電子回路と容易に集積される。相変化媒体の調整可能な抵抗を、関連する回路が動作している間に、正確に、かつ迅速にプログラムすることができる。したがって、可変利得回路の特性を動的に変更することができる。
【００５５】
図１１は、本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器と抵抗値に基づいて動作する加算回路1110を示す。加算回路1100は、増幅器1110と、帰還抵抗器（RF）1120と、多数の入力抵抗器RA、RB．．．RNとを備える。加算回路1100は、多数の入力信号VA、VB．．．VNを受信する。各入力信号VA、VB．．．VNの出力Voに対する寄与は以下の式によって与えられる。
Vo＝（RF／RA）×VA＋（RF／RB）×VB＋．．．（RF／RN）×VN
【００５６】
帰還抵抗器（RF）1120を本発明の相変化媒体可変抵抗器で実施することができる。代替的には、入力抵抗器RA、RB．．．RNをそれぞれ、本発明の調整可能な抵抗器で実施することができる。したがって、出力Voへの入力信号VA、VB．．．VNの寄与をプログラム可能に調整することができる。相変化媒体の調整可能な抵抗を、関連する回路が動作している間に、正確に、かつ迅速にプログラムすることができる。したがって、加算器回路の特性を動的に変更することができる。
【００５７】
図１２は、本発明の一実施形態によるいくつかの集積された調整可能な抵抗器と抵抗値に基づいて動作する加算回路を使用するニューラルネットワーク1200を示す。図１１の加算回路1110が拡張され、ニューラルネットワークの電子工学的な実施態様を提供することができる。概して、ニューラルネットワークは、数多くの加算ノードを含む大規模なネットワークである。
【００５８】
図１２のニューラルネットワーク1200は数多くのノードを含む。３つの典型的なノード1210、1220、1230を示す。ノードは入力を受信し、少なくとも１つの出力を生成する。各ノードの出力を他のノードに接続することができる。
【００５９】
概して、各ノードは図１１に与えられるような加算器として動作する。その加算器は、入力の和が閾値よりも大きくなるときにのみ、出力（パルスを利用することができる）が生成されるという特徴を含むことができる。ノードの加算器は、入力の和が所定の閾値よりも大きくなるときにのみ出力パルスを生成する。
【００６０】
概して、ニューラルネットワークは図１２に示すようなノードを数多く含む。ノードのそれぞれは、数多くの入力と、一般的には自らへのフィードバックを受信する。
【００６１】
本発明を利用することによって、２つの電極の交点接合内に非常に小さなプログラム可能抵抗を組み込むことができる。一実施形態では、大きな交点アレイを含むことができ、２つ又はそれ以上の平面内に導体が割り付けられ、レイアウトされ（MRAMアレイに類似）、プログラム可能抵抗がそのアレイ内のいくつかの選択された交点に配置される。その導体は、アレイ全体がニューラルネットワークとして機能するように、１組の接続を形成することができる。本発明を含むアーキテクチャを利用して、集積度を高め、高密度に実装された設計のニューラルネットワークを実現することができる。さらに、プログラム可能な抵抗器の物理的な寸法が非常に小さいために、このアーキテクチャが実現可能になる。
【００６２】
本発明の特定の実施形態を記載し及び図示してきたが、本発明は、そのように記載し及び図示した特定の形態又は部品の配列に限定されるべきではない。本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ画定される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来技術による可変抵抗及び抵抗に応答して動作する回路を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器の一実施形態を示す図である。
【図３】相変化媒体材料の抵抗と適用されるパルス電位の振幅との間の関係を示すグラフである。
【図４Ａ】相変化媒体の抵抗をプログラム可能に設定するために相変化媒体に適用される電圧の波形を示す図である。
【図４Ｂ】相変化媒体の抵抗をプログラム可能に設定するために相変化媒体に適用される温度の波形を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器の別の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器の別の実施形態を示す図である。
【図７】パルス電位が多くのサイクル適用された後の相変化材料の抵抗を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器と抵抗に基づいて動作するローパスフィルタ回路を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器と抵抗に基づいて動作するバンドパスフィルタ回路を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器と抵抗に基づいて動作する増幅器回路を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による集積された調整可能な抵抗器と抵抗に基づいて動作する加算回路を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるいくつかの集積された調整可能な抵抗器と抵抗に基づいて動作する加算回路を使用するニューラルネットワークを示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
２００    調整可能な抵抗器
２１０    相変化媒体
２１２    第１の電極
２１４    第２の電極
２２０    パルス発生器
２３０    抵抗値に基づき動作する回路
【図１】
2005012220.tif 000003
【図２】
2005012220.tif 000004
【図３】
2005012220.tif 000005
【図４Ａ】
2005012220.tif 000006
【図４Ｂ】
2005012220.tif 000007
【図５】
2005012220.tif 000008
【図６】
2005012220.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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