JP6653707B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
以下、第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の半導体装置の構成の回路図である。図2は、第1実施形態の半導体装置における受信コイルの構成を説明するための図である。
半導体装置1は、送信回路入力部11と、送信回路入力部11に接続された送信回路部12と、送信回路部12に接続された送信コイル13と、を備えた第1半導体チップ10と、第1半導体チップ10の上又は下に配置された第2半導体チップ20であって、受信コイル23と、受信コイル23に接続された受信回路部22と、受信回路部22に接続された受信回路出力部21と、を備えた第2半導体チップ20と、を備えた半導体装置である。半導体装置1において、送信コイル13と受信コイル23とは、磁界結合(誘導結合)によって非接触に通信可能であり、送信回路部12には、送信回路入力部11を介して所定の送信側電位Etxを有する送信回路部入力信号Stx_inが入力される。送信回路部12は、送信回路部入力信号Stx_inに対応する送信回路部出力信号Stx_out+,Stx_out−を出力し、送信回路部出力信号Stx_out+,Stx_out−は、送信コイル13と受信コイル23との磁界結合(誘導結合)による非接触の通信を介して、受信回路部入力信号Srx_in+,Srx_in−として受信回路部22に入力される。受信回路部22は、受信回路部入力信号Srx_in+,Srx_in−の電圧に対応し、且つ、所定の受信側電位Erxを有する受信回路部出力信号Srx_outを、受信回路出力部21に出力する。半導体装置1においては、送信側電位Etxに対する受信側電位Erxの割合が変更可能である。よって、半導体装置1は、様々な用途で利用可能となる。
次に、第2実施形態について、図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、第2実施形態の半導体装置の回路図である。図4は、第2実施形態の半導体装置における受信コイルの構成を説明するための図である。第2実施形態については、主として、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様な構成については、説明を省略する。特に説明しない点は、第1実施形態についての説明が適宜適用される。
第2実施形態の半導体装置1Aは、受信コイル23が複数の受信コイルを有し、受信回路部22は、複数の受信コイルのいずれかを選択可能な受信コイル選択部224を有し、受信コイル選択部224が選択する受信コイル23を変更することによって、送信側電位Etxに対する受信側電位Erxの割合を変更可能である半導体装置である。よって、半導体装置1Aは、様々な用途で利用可能となる。
次に、第3実施形態について、図5及び図6を参照しながら説明する。図5は、第3実施形態の半導体装置の回路図である。図6は、第3実施形態の半導体装置における受信回路電圧可変増幅部の一例を示す図である。第3実施形態については、主として、第1実施形態又は第2実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態又は第2実施形態と同様な構成については、説明を省略する。特に説明しない点は、第1実施形態又は第2実施形態についての説明が適宜適用される。
第3実施形態の半導体装置1Bは、受信回路部22は、受信回路部入力信号Srx_in+及びSrx_in−を増幅して受信回路部出力信号Srx_outを出力する受信回路電圧可変増幅部225と、受信回路電圧可変増幅部225を制御することによって、受信回路電圧可変増幅部225の増幅率を変更するように制御可能な可変増幅率制御部226と、を有し、可変増幅率制御部226が前記電圧増幅部の増幅率を変更するように受信回路電圧可変増幅部225を制御することによって、送信側電位Etxに対する受信側電位Erxの割合を変更可能である半導体装置である。よって、半導体装置1は、様々な用途で利用可能となる。
次に、第4実施形態について、図7及び図8を参照しながら説明する。図7は、第4実施形態の半導体装置の回路図である。図8は、第4実施形態の半導体装置における送信回路可変電流増幅部の一例を示す図である。第4実施形態については、主として、第1〜3実施形態(特に、第3実施形態)と異なる点を中心に説明し、第1〜3実施形態(特に、第3実施形態)と同様な構成については、説明を省略する。特に説明しない点は、第1〜3実施形態(特に、第3実施形態)についての説明が適宜適用される。
第4実施形態の半導体装置1Cは、送信回路部12は、送信コイル13に、送信側電位Etxに対応する電流を有する送信回路部出力信号Stx_out+,Stx_out−を出力する送信回路可変電流増幅部122と、送信回路可変電流増幅部122を制御することによって、送信回路部出力信号Stx_out+,Stx_out−の送信電流Itx+,Itx−を変更するように制御可能な可変電流制御部123と、を有し、可変電流制御部123が送信回路部出力信号Stx_out+,Stx_out−の送信電流Itx+,Itx−を変更するように送信回路可変電流増幅部122を制御することによって、送信側電位Etxに対する受信側電位Erxの割合を変更可能である半導体装置である。よって、半導体装置1Cは、様々な用途で利用可能となる。
なお、第2半導体チップ20や他の半導体チップについても、半導体チップ10と同様の構造である。
次に、第5実施形態について、図11を参照しながら説明する。図11は、第5実施形態のニューロ半導体装置を説明するための図であり、図11(A)は、ニューロ半導体装置におけるニューロネットワークを説明するための図であり、図11(B)は、シナプス結合部を説明するための図である。
1D ニューロ半導体装置
10 第1半導体チップ
11 送信回路入力部
12 送信回路部
121 送信回路電流増幅部
121A 送信回路電流増幅部入力端子
121B1 送信回路電流増幅部第1出力端子
121B2 送信回路電流増幅部第2出力端子
122 送信回路可変電流増幅部
123 可変電流制御部
13 送信コイル(送信部)
131A1 送信コイル第1入力端子
131A2 送信コイル第2入力端子
14 送信信号処理部
20 第2半導体チップ
21 受信回路出力部
22 受信回路部
221 受信回路電圧増幅部
221A1 受信回路電圧増幅部第1入力端子
221A2 受信回路電圧増幅部第2入力端子
221B 受信回路電圧増幅部出力端子
222 受信回路スイッチ部
222A1 第1受信回路スイッチ
222A2 第2受信回路スイッチ
222A3 第3受信回路スイッチ
222A4 第4受信回路スイッチ
222A5 第5受信回路スイッチ
222A6 第6受信回路スイッチ
223 受信コイル巻数制御部
224 受信コイル選択部
225 受信回路電圧可変増幅部
226 可変増幅率制御部
23 受信コイル(受信部)
23A1 受信コイル第1出力端子
23A2 受信コイル第2出力端子
23A3 受信コイル第3出力端子
23A4 受信コイル第4出力端子
23−1 第1受信コイル
23−2 第2受信コイル
23−3 第3受信コイル
24 受信信号処理部
101 半導体基板部
102 絶縁層部
300 ニューロネットワーク
310 ニューロン部
320 シナプス結合部
330 神経繊維配線
Stx_in 送信回路部入力信号
Etx 送信側電位
Stx_out+、Stx_out− 送信回路部出力信号
Srx_in+、Srx_in− 受信部入力信号
Srx_out 受信回路部出力信号
Erx 受信側電位
w 重み係数
J 絶縁体
M 磁界
X 上下方向
Claims (11)
- 送信回路入力部と、前記送信回路入力部に接続された送信回路部と、前記送信回路部に接続された送信部と、を備えた第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの上又は下に配置された第2半導体チップであって、受信部と、前記受信部に接続された受信回路部と、前記受信回路部に接続された受信回路出力部と、を備えた第2半導体チップと、を備え、
前記送信部と前記受信部とは、非接触に通信可能であり、
前記送信回路部には、前記送信回路入力部を介して所定の送信側電位を有する送信回路部入力信号が入力され、前記送信回路部は、前記送信回路部入力信号に対応する送信回路部出力信号を出力し、前記送信回路部出力信号は、前記送信部と前記受信部との非接触の通信を介して、受信回路部入力信号として前記受信回路部に入力され、
前記受信回路部は、前記受信回路部入力信号の電圧に対応し、且つ、所定の受信側電位を有する受信回路部出力信号を、前記受信回路出力部に出力し、
前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能であり、
前記送信部は、送信コイルであり、前記受信部は、受信コイルであり、
前記受信コイルは、巻数を変更可能な可変巻数受信コイルであり、
前記受信回路部は、前記可変巻数受信コイルの巻数を変更する受信コイル巻数制御部を有し、
前記受信コイル巻数制御部が前記可変巻数受信コイルの巻数を変更することによって、前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能である、半導体装置。 - 送信回路入力部と、前記送信回路入力部に接続された送信回路部と、前記送信回路部に接続された送信部と、を備えた第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの上又は下に配置された第2半導体チップであって、受信部と、前記受信部に接続された受信回路部と、前記受信回路部に接続された受信回路出力部と、を備えた第2半導体チップと、を備え、
前記送信部と前記受信部とは、非接触に通信可能であり、
前記送信回路部には、前記送信回路入力部を介して所定の送信側電位を有する送信回路部入力信号が入力され、前記送信回路部は、前記送信回路部入力信号に対応する送信回路部出力信号を出力し、前記送信回路部出力信号は、前記送信部と前記受信部との非接触の通信を介して、受信回路部入力信号として前記受信回路部に入力され、
前記受信回路部は、前記受信回路部入力信号の電圧に対応し、且つ、所定の受信側電位を有する受信回路部出力信号を、前記受信回路出力部に出力し、
前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能であり、
前記送信部は、送信コイルであり、前記受信部は、受信コイルであり、
前記送信コイルは、巻数を変更可能な可変巻数送信コイルであり、
前記送信回路部は、前記可変巻数送信コイルの巻数を変更する送信コイル巻数制御部を有し、
前記送信コイル巻数制御部が前記可変巻数送信コイルの巻数を変更することによって、前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能である、半導体装置。 - 送信回路入力部と、前記送信回路入力部に接続された送信回路部と、前記送信回路部に接続された送信部と、を備えた第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの上又は下に配置された第2半導体チップであって、受信部と、前記受信部に接続された受信回路部と、前記受信回路部に接続された受信回路出力部と、を備えた第2半導体チップと、を備え、
前記送信部と前記受信部とは、非接触に通信可能であり、
前記送信回路部には、前記送信回路入力部を介して所定の送信側電位を有する送信回路部入力信号が入力され、前記送信回路部は、前記送信回路部入力信号に対応する送信回路部出力信号を出力し、前記送信回路部出力信号は、前記送信部と前記受信部との非接触の通信を介して、受信回路部入力信号として前記受信回路部に入力され、
前記受信回路部は、前記受信回路部入力信号の電圧に対応し、且つ、所定の受信側電位を有する受信回路部出力信号を、前記受信回路出力部に出力し、
前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能であり、
前記送信部は、送信コイルであり、前記受信部は、受信コイルであり、
前記受信コイルは、複数の受信コイルを有し、
前記受信回路部は、前記複数の受信コイルのいずれかを選択可能な受信コイル選択部を有し、
前記受信コイル選択部が選択する受信コイルを変更することによって、前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能である、半導体装置。 - 送信回路入力部と、前記送信回路入力部に接続された送信回路部と、前記送信回路部に接続された送信部と、を備えた第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの上又は下に配置された第2半導体チップであって、受信部と、前記受信部に接続された受信回路部と、前記受信回路部に接続された受信回路出力部と、を備えた第2半導体チップと、を備え、
前記送信部と前記受信部とは、非接触に通信可能であり、
前記送信回路部には、前記送信回路入力部を介して所定の送信側電位を有する送信回路部入力信号が入力され、前記送信回路部は、前記送信回路部入力信号に対応する送信回路部出力信号を出力し、前記送信回路部出力信号は、前記送信部と前記受信部との非接触の通信を介して、受信回路部入力信号として前記受信回路部に入力され、
前記受信回路部は、前記受信回路部入力信号の電圧に対応し、且つ、所定の受信側電位を有する受信回路部出力信号を、前記受信回路出力部に出力し、
前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能であり、
前記送信部は、送信コイルであり、前記受信部は、受信コイルであり、
前記送信部は、複数の送信コイルを有し、
前記送信回路部は、前記複数の送信コイルのいずれか1つ以上を選択可能な送信コイル選択部を有し、
前記送信コイル選択部が選択する送信コイルを変更することによって、前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能である、半導体装置。 - 送信回路入力部と、前記送信回路入力部に接続された送信回路部と、前記送信回路部に接続された送信部と、を備えた第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの上又は下に配置された第2半導体チップであって、受信部と、前記受信部に接続された受信回路部と、前記受信回路部に接続された受信回路出力部と、を備えた第2半導体チップと、を備え、
前記送信部と前記受信部とは、非接触に通信可能であり、
前記送信回路部には、前記送信回路入力部を介して所定の送信側電位を有する送信回路部入力信号が入力され、前記送信回路部は、前記送信回路部入力信号に対応する送信回路部出力信号を出力し、前記送信回路部出力信号は、前記送信部と前記受信部との非接触の通信を介して、受信回路部入力信号として前記受信回路部に入力され、
前記受信回路部は、前記受信回路部入力信号の電圧に対応し、且つ、所定の受信側電位を有する受信回路部出力信号を、前記受信回路出力部に出力し、
前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能であり、
前記送信部は、送信コイルであり、前記受信部は、受信コイルであり、
前記受信回路部は、前記受信回路部入力信号を増幅して前記受信回路部出力信号を出力する受信回路電圧可変増幅部と、前記受信回路電圧可変増幅部を制御することによって、前記受信回路電圧可変増幅部の増幅率を変更するように制御可能な可変増幅率制御部と、を有し、
前記可変増幅率制御部が前記受信回路電圧可変増幅部の増幅率を変更するように前記受信回路電圧可変増幅部を制御することによって、前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能である、半導体装置。 - 前記送信回路部は、前記送信コイルに、前記送信側電位に対応する電流を有する送信部出力電流信号を出力する送信回路可変電流増幅部と、前記送信回路可変電流増幅部を制御することによって、前記送信部出力電流信号の電流を変更するように制御可能な可変電流制御部と、を有し、
前記可変電流制御部が前記送信部出力電流信号の電流を変更するように前記送信回路可変電流増幅部を制御することによって、前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能である請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置。 - 複数の半導体チップを備え、
上下方向に隣接する前記半導体チップは互いに直接接合されており、前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップは、複数の前記半導体チップの1つである請求項1から6のいずれかに記載の半導体装置。 - 請求項1から7のいずれかに記載の半導体装置であって、
シナプス結合入力部とシナプス結合出力部とを有する複数のシナプス結合部と、
前記複数のシナプス結合部を介して、互いに接続された複数のニューロン部と、
を備え、
前記シナプス結合入力部は前記送信回路入力部であり、
前記シナプス結合出力部は前記受信回路出力部であり、
前記送信側電位と前記受信側電位との比を変更することによって、前記シナプス結合部の重み係数を変更する、半導体装置。 - 半導体装置であって、
送信回路入力部と、前記送信回路入力部に接続された送信回路部と、前記送信回路部に接続された送信部と、を備えた第1半導体チップと、
前記第1半導体チップの上又は下に配置された第2半導体チップであって、受信部と、前記受信部に接続された受信回路部と、前記受信回路部に接続された受信回路出力部と、を備えた第2半導体チップと、を備え、
前記送信部と前記受信部とは、非接触に通信可能であり、
前記送信回路部には、前記送信回路入力部を介して所定の送信側電位を有する送信回路部入力信号が入力され、前記送信回路部は、前記送信回路部入力信号に対応する送信回路部出力信号を出力し、前記送信回路部出力信号は、前記送信部と前記受信部との非接触の通信を介して、受信回路部入力信号として前記受信回路部に入力され、
前記受信回路部は、前記受信回路部入力信号の電圧に対応し、且つ、所定の受信側電位を有する受信回路部出力信号を、前記受信回路出力部に出力し、
前記送信側電位に対する前記受信側電位の割合を変更可能であり、
前記半導体装置はさらに、
シナプス結合入力部とシナプス結合出力部とを有する複数のシナプス結合部と、
前記複数のシナプス結合部を介して、互いに接続された複数のニューロン部と、
を備え、
前記シナプス結合入力部は前記送信回路入力部であり、
前記シナプス結合出力部は前記受信回路出力部であり、
前記送信側電位と前記受信側電位との比を変更することによって、前記シナプス結合部の重み係数を変更する、半導体装置。 - 前記送信回路入力部に入力される前記送信回路部入力信号の単位時間当たりの数に応じて、前記シナプス結合部の重み係数を変更する請求項8または9に記載の半導体装置。
- 前記送信回路入力部に前記送信回路部入力信号が入力されない時間の間、前記シナプス結合部の重み係数が経時的に減少する請求項8または9に記載の半導体装置。
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