技术特征：
1.一种半导体装置，包括：单元；以及第一电路，其中，所述第一电路包括第一电容、第一输入端子以及第二输入端子，所述单元通过第一布线与所述第一输入端子电连接，所述单元通过第二布线与所述第二输入端子电连接，所述单元具有如下功能：保持第一数据；以及通过对所述单元输入第二数据，在所述单元与所述第一布线之间流过对应于所述第一数据及所述第二数据的第一电流，且在所述单元与所述第二布线之间流过对应于所述第一数据及所述第二数据的第二电流，并且，所述第一电容具有保持对应于所述第一电流的第一电位与对应于所述第二电流的第二电位的差分电压的功能。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一电路包括第二电路，并且所述第二电路具有取得所述差分电压输出对应于所述差分电压的信号的功能。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述第一电路包括第一电流电压转换电路、第二电流电压转换电路、第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关，所述第一输入端子与所述第一开关的第一端子以及所述第一电流电压转换电路的第一端子电连接，所述第一开关的第二端子与所述第二开关的第一端子以及所述第一电容的第一端子电连接，所述第二输入端子与所述第三开关的第一端子以及所述第二电流电压转换电路的第一端子电连接，所述第三开关的第二端子与所述第四开关的第一端子以及所述第一电容的第二端子电连接，所述第四开关的第二端子与所述第二电路的第一端子电连接，所述第一电流电压转换电路具有根据输入到所述第一电流电压转换电路的第一端子的所述第一电流将所述第一电流电压转换电路的第一端子的电位设定为所述第一电位的功能，并且所述第二电流电压转换电路具有根据输入到所述第二电流电压转换电路的第一端子的所述第二电流将所述第二电流电压转换电路的第一端子的电位设定为所述第二电位的功能。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述第二开关的第二端子与供应基准电位的第三布线电连接，并且所述第一电路具有如下功能：使所述第一开关和所述第三开关处于开启状态，使所述第二开关和所述第四开关处于关闭状态，将所述第一电容的第一端子设定为所述第一电位，将所述第一电容的第二端子
设定为所述第二电位；通过使所述第一开关、所述第三开关以及所述第四开关处于关闭状态，使所述第二开关处于开启状态，将所述第一电容的第一端子从所述第一电位改变为所述基准电位，由于电容耦合将所述第一电容的第二端子的所述第二电位改变为第三电位；以及使所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关处于关闭状态，使所述第四开关处于开启状态，对所述第二电路的第一端子输入对应于所述差分电压的所述第三电位。5.一种半导体装置，包括：单元；以及第一电路，其中，所述第一电路包括第一电容、第二电容、第一输入端子以及第二输入端子，所述单元通过第一布线与所述第一输入端子电连接，所述单元通过第二布线与所述第二输入端子电连接，所述单元具有如下功能：保持第一数据；以及通过对所述单元输入第二数据，在所述单元与所述第一布线之间流过对应于所述第一数据及所述第二数据的第一电流，且在所述单元与所述第二布线之间流过对应于所述第一数据与所述第二数据的第二电流，所述第一电容具有保持对应于所述第一电流的第一电位与对应于所述第二电流的第二电位的第一差分电压的功能，并且，所述第二电容具有保持对应于所述第一电流的第一电位与对应于所述第二电流的第二电位的第二差分电压的功能。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述第一电路包括第二电路和第三电路，所述第二电路具有取得以所述第一电容的第一端子的电位为基准的所述第一差分电压输出对应于所述第一差分电压的第一信号的功能，并且所述第三电路具有取得以所述第二电容的第二端子的电位为基准的所述第二差分电压输出对应于所述第二差分电压的第二信号的功能。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述第一电路包括第一电流电压转换电路、第二电流电压转换电路、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关以及第八开关，所述第一输入端子与所述第一开关的第一端子、所述第五开关的第一端子以及所述第一电流电压转换电路的第一端子电连接，所述第一开关的第二端子与所述第二开关的第一端子以及所述第一电容的第一端子电连接，所述第五开关的第二端子与所述第六开关的第一端子以及所述第二电容的第一端子电连接，所述第二输入端子与所述第三开关的第一端子、所述第七开关的第一端子以及所述第二电流电压转换电路的第一端子电连接，所述第三开关的第二端子与所述第四开关的第一端子以及所述第一电容的第二端子
电连接，所述第七开关的第二端子与所述第八开关的第一端子以及所述第二电容的第二端子电连接，所述第四开关的第二端子与所述第二电路的第一端子电连接，所述第六开关的第二端子与所述第三电路的第一端子电连接，所述第一电流电压转换电路具有根据对所述第一电流电压转换电路的第一端子输入的所述第一电流将所述第一电流电压转换电路的第一端子的电位设定为所述第一电位的功能，并且所述第二电流电压转换电路具有根据对所述第二电流电压转换电路的第一端子输入的所述第二电流将所述第二电流电压转换电路的第一端子的电位设定为所述第二电位的功能。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述第二开关的第二端子与供应基准电位的第三布线电连接，所述第八开关的第二端子与供应所述基准电位的所述第三布线电连接，并且所述第一电路具有如下功能：使所述第一开关和所述第三开关处于开启状态，使所述第二开关和所述第四开关处于关闭状态，将所述第一电容的第一端子设定为所述第一电位，将所述第一电容的第二端子设定为所述第二电位，使所述第五开关和所述第七开关处于开启状态，使所述第六开关和所述第八开关处于关闭状态，将所述第二电容的第一端子设定为所述第一电位，将所述第二电容的第二端子设定为所述第二电位，通过使所述第一开关、所述第三开关以及所述第四开关处于关闭状态，使所述第二开关处于开启状态，将所述第一电容的第一端子从所述第一电位改变为所述基准电位，由于电容耦合将所述第一电容的第二端子的所述第二电位改变为第三电位，通过使所述第五开关、所述第六开关以及所述第七开关处于关闭状态，使所述第八开关处于开启状态，将所述第二电容的第二端子从所述第二电位改变为所述基准电位，由于电容耦合将所述第二电容的第一端子的所述第一电位改变为第四电位，使所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关处于关闭状态，使所述第四开关处于开启状态，对所述第二电路的第一端子输入对应于所述第一差分电压的所述第三电位；以及使所述第五开关、所述第七开关以及所述第八开关处于关闭状态，使所述第六开关处于开启状态，对所述第三电路的第一端子输入对应于所述第二差分电压的所述第四电位。9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体装置，其中所述单元包括第一单元和第二单元，所述第一单元与所述第一布线、所述第二布线、第一输入布线以及第二输入布线电连接，所述第二单元与所述第一布线、所述第二布线、所述第一输入布线以及所述第二输入布线电连接，所述第一输入布线及所述第二输入布线都具有供应对应于所述第二数据的电位的功
能，所述第一单元具有如下功能：在所述第一输入布线被输入第一输入电位且所述第二输入布线被输入第二输入电位时，使所述第一电流流过所述第一布线，在所述第一输入布线被输入所述第二输入电位且所述第二输入布线被输入所述第一输入电位时，使所述第二电流流过所述第二布线；以及在所述第一输入布线被输入所述第二输入电位且所述第二输入布线被输入所述第二输入电位时，在所述第一单元与所述第一布线之间以及所述第一单元与所述第二布线之间处于非导通状态，并且所述第二单元具有如下功能：在所述第一输入布线被输入第一输入电位且所述第二输入布线被输入第二输入电位时，使所述第二电流流过所述第二布线，在所述第一输入布线被输入所述第二输入电位且所述第二输入布线被输入所述第一输入电位时，使所述第一电流流过所述第一布线，在所述第一输入布线被输入所述第二输入电位且所述第二输入布线被输入所述第二输入电位时，在所述第二单元与所述第一布线之间以及所述第二单元与所述第二布线之间处于非导通状态。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述第一单元包括第一晶体管、第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关以及第三电容，所述第二单元包括第二晶体管、第十三开关、第十四开关、第十五开关、第十六开关以及第四电容，所述第一晶体管的第一端子与所述第九开关的第一端子、所述第十开关的第一端子以及所述第十一开关的第一端子电连接，所述第一晶体管的栅极与所述第三电容的第一端子以及所述第十二开关的第一端子电连接，所述第九开关的第二端子与所述第十二开关的第二端子电连接，所述第十开关的第二端子与所述第一布线电连接，所述第十开关的控制端子与所述第一输入布线电连接，所述第十一开关的第二端子与所述第二布线电连接，所述第十一开关的控制端子与所述第二输入布线电连接，所述第二晶体管的第一端子与所述第十三开关的第一端子、所述第十四开关的第一端子以及所述第十五开关的第一端子电连接，所述第二晶体管的栅极与所述第四电容的第一端子以及所述第十六开关的第一端子电连接，所述第十三开关的第二端子与所述第十六开关的第二端子电连接，所述第十四开关的第二端子与所述第二布线电连接，所述第十四开关的控制端子与所述第一输入布线电连接，所述第十五开关的第二端子与所述第一布线电连接，
并且所述第十五开关的控制端子与所述第二输入布线电连接。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中所述第十二开关包括第三晶体管，所述第三晶体管在沟道形成区域包含金属氧化物，所述第十六开关包括第四晶体管，并且所述第四晶体管在沟道形成区域包含金属氧化物。12.一种电子设备，包括：权利要求1至11中任一项所述的半导体装置；以及外壳，其中，由所述半导体装置进行神经网络的运算。
技术总结
提供一种能够以低功耗运算的半导体装置。该半导体装置包括第一、第二电路、第一放大电路、第一至第四开关以及电容，第一电路与第一布线电连接，第二电路与第二布线电连接。第一布线通过第一开关与电容的第一端子电连接，第二布线通过第三开关与电容的第一端子电连接。电容的第一端子与第二开关的第一端子电连接，电容的第二端子通过第四开关与第一放大电路电连接。在第一和第二布线的每一个中流过对应于积和运算的结果的电流，该电流分别由第一和第二电路转换为电位。被转换的电位的差分保持于电容中，该差分输入到第一放大电路并作为对应于运算结果的电位输出。应于运算结果的电位输出。应于运算结果的电位输出。
技术研发人员：木村肇 上妻宗广
受保护的技术使用者：株式会社半导体能源研究所
技术研发日：2020.05.07
技术公布日：2021/12/21