Circuits et systemes de modelisation analogique de neurones ...

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Chapitre III : circuits intégrés réalisésPour notre part, nous avons gardé un condensateur externe et ajouté un atténuateur commandédans la boucle de résolution. Ce bloc nous permet d'ajuster électriquement la valeur de laconstante de temps sur une plage d'une décade pour un condensateur donné.2.3.3. Puissances.Les puissances sont réalisées par mise en cascade de plusieurs multiplieurs log-antilog etl'utilisation à la sortie de l'intégrateur d'un miroir de courant à sorties multiples. Un étaged'adaptation est nécessaire entre les multiplieurs.Modification pour la bibliothèque fpca-r :Afin de réduire la surface de silicium occupée par ces blocs, nous avons gardé le principe dumultiplieur log-antilog mais introduit plusieurs transistors dans la boucle translinéaire qui lecompose (paragraphe 3.3.2). L'opération "puissance" est donc réalisée grâce à un seul bloc. Lefacteur de cette puissance reste cependant fixé par le circuit et n'est donc pas ajustable.2.3.4. Multiplieurs de sorties.Un premier multiplieur log-antilog sert à obtenir le produitgq pion.h .m, puis un multiplieur"beta-immune" sert à la multiplication finale de ce terme par la sortie d'un convertisseurtension-courant de la différence de potentiel (V mem -E ion ). Le convertisseur est réalisé par unepaire différentielle MOS simple.Nous retrouvons ici pour (V mem -E ion ) le même problème de saturation que nous avonsmentionné pour la sigmoïde. Il est dû, là encore, à la non-linéarité de la paire différentielleMOS.De même, le courant gionprovient comme pour le paramètre Pente d'une branche d'une pairedifférentielle MOS. Par contre, à l'inverse du cas de Pente, la non-linéarité de la conversionn'est plus négligeable sur la plage utilisée. Cela n'induit pas d'erreur sur le calcul, maisintroduit une plus grande complexité dans l'expression de la relation entre le paramètreélectrique et le paramètre biologique :g1 A(V2 V1B(V V2ion g 0)g 0)ionion(3.8)97
Chapitre III : circuits intégrés réalisésCette formule provenant de la conversion tension-courant réalisée par la paire différentielleMOS. Le courant I D d'une branche d'une telle paire est donné en fonction de l'entréedifférentielle V id et des paramètres de l'amplificateur par la relation classique :22 ISSVid I DSS VidI DSSID 12 (3.9)2 Vp ISS VP ISSModification pour la bibliothèque fpca-r :Nous avons utilisé des paires MOS entrecroisées pour améliorer la linéarité.2.3.5. Amplificateur de sortie et conductance de fuite.Les blocs "conductances ioniques" se comportent comme des générateurs de courantdépendant de V mem et des différents paramètres. Ils sont connectés sur un condensateur et unerésistance externe.Le condensateur modélise la capacité membranaire, et la résistance le canal de fuite :Ifuite1Rfuitecanal de fuite.Vmem Efuite, la deuxième broche de R fuite étant connecté au potentiel E fuite duLes valeurs élevées de R fuite (de l'ordre de 500 k) impliquent que les sorties desconductances ioniques soient de "bons" générateurs de courant, c'est-à-dire que leursimpédances de sortie soient suffisamment élevées. Pour répondre à ce critère l'étage de sortieutilise un miroir BiCMOS. L'étage lui-même est réalisé autour d'un convoyeur de courant detype CC2+ et permet d'introduire un gain fixe pour choisir la plage de conductance pour lesdifférentes espèces ioniques. Ainsi, pour "susie" et "calvin", les paramètres g iondesconductance Na et K sont dix fois supérieurs à ceux des conductances Ca et K(Ca).Ces amplificateurs de sorties occupent une surface importante, principalement en raison desrésistances et des transistors bipolaires utilisés.Modification pour la bibliothèque fpca-r :Nous avons utilisé un convertisseur tension-courant ajustable pour modéliser la conductancede fuite. Cela permet d'ajuster électriquement le paramètre R fuite et de relaxer les contraintessur les amplificateurs de sortie qui sont maintenant réalisés par un étage MOS de faiblesurface.98
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RésuméCircuits et systèmes de mo
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