前回の復習
○デジタル回路では’０’と’１’という2進数の数値を取り扱うが、これは実際のVLSI（大規模集積回路）の中では何に対応しているのか？
○NOT回路はどのような動作をするのか？
| NOTの真理値表 | 回路シンボル | 入出力波形 | |
| 入力A | 出力ｆ（A) | |
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| ０ | １ | ||
| １ | ０ | ||
| NOT回路の具体的構成 |
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○MOSトランジスタには２つのタイプがある： N型 と P型
○機能はスイッチと考えることができる。
| N型MOSトランジスタ（略して、NMOS） | P型MOSトランジスタ（略して、PMOS） |
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○すべての入力が’１’の時のみ、出力が’０’になる回路
○NANDの意味はNegative ANDで、論理積（AND）の否定（NOT）を取ったもの
| NANDの真理値表 | 回路シンボル | NAND回路の具体的構成 | ||
| 入力A | 入力B | 出力ｆ（A、B) |  |
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| ０ | ０ | １ | ||
| ０ | １ | １ | ||
| １ | ０ | １ | ||
| １ | １ | ０ | ||
○少なくとも一つの入力が’１’の時に、出力が’０’になる回路
○NORの意味はNegative ORで、論理和（OR）の否定（NOT）を取ったもの
| NORの真理値表 | 回路シンボル | NOR回路の具体的構成 | ||
| 入力A | 入力B | 出力ｆ（A、B) |  |
 |
| ０ | ０ | １ | ||
| ０ | １ | ０ | ||
| １ | ０ | ０ | ||
| １ | １ | ０ | ||
○グランドと出力ｆ 間にNMOSのみによるネットワークがある
○電源と出力f 間にPMOSのみによるネットワークがある
○NMOSネットワークが導通状態の時は、必ずPMOSネットワークは遮断状態にあり、出力ｆはグランド電位になる。
逆に、PMOSネットワークが導通状態の時は、必ずPMOSネットワークは遮断状態となり、出力ｆは電源電位になる。
| NOT回路 | 2入力NAND回路 | 2入力NOR回路 | クイズ２−１ | クイズ２−２ | |
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P |
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？ |
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N |
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○ANDとは論理積であり、すべての入力が’１’の時のみ、出力が’１’になる回路
○NANDゲートとANDゲートの回路シンボルの違いは○印であり、○印はNOTを意味する。
○AND回路の具体的構成例の下のように書けば、○印２つが打ち消しあう（NOT２つで、元に戻る）。
| ANDの真理値表 | 回路シンボル | AND回路の具体的構成 | ||
| 入力A | 入力B | 出力ｆ（A、B) |  |
 |
| ０ | ０ | 0 | ||
| ０ | １ | 0 | ||
| １ | ０ | 0 | ||
| １ | １ | １ | ||
○ORとは論理和であり、少なくとも１つの入力が’１’の時、出力が’１’になる回路
○NORゲートとORゲートの回路シンボルの違いは○印であり、○印はNOTを意味する。
○OR回路の具体的構成例の下のように書けば、○印２つが打ち消しあう（NOT２つで、元に戻る）。
| ORの真理値表 | 回路シンボル | OR回路の具体的構成 | ||
| 入力A | 入力B | 出力ｆ（A、B) |  |
 |
| ０ | ０ | 0 | ||
| ０ | １ | １ | ||
| １ | ０ | １ | ||
| １ | １ | １ | ||
NANDは（NMOS直列、PMOS並列）と覚える。
NMOS/PMOSのスイッチの意味が解れば、NANDの真理値表が書ける。
NORはNANDの反対でNMOS並列、PMOS直列とわかり、考えれば真理値表もわかる。
ANDはNAND＋NOT、ORはNOR＋NOTとわかる。
すなわち、まずNANDを覚えれば後は考えれば分かる。
１）「５．CMOS基本論理ゲート回路の特徴」 の「クイズ２−１」に示したCMOS基本回路の真理値表を作成せよ。
２）デジタル回路では’０’と’１’という2進数の数値を取り扱うが、これは実際のVLSI（大規模集積回路）の中では何に対応しているのか？
３）NOT回路はどのような動作をするのか？
４）２入力NANDゲートを用いてNOT回路を作成せよ。
５）２入力NORゲートを用いてNOT回路を作成せよ。
６）２入力NORゲートだけを用いて、ORゲートを作成せよ。
７）２入力NANDゲートだけを用いて、ANDゲートを作成せよ。
８）２入力NANDゲートだけを用いて、NORゲートを作成せよ。
９）「５．CMOS基本論理ゲート回路の特徴」 の「クイズ２−１」に示したCMOS基本回路は「３入力NAND」ゲートである。この「３入力NANDゲート」を２入力NANDゲートだけを用いて、作成せよ。
１０）「５．CMOS基本論理ゲート回路の特徴」 の「クイズ２−２」に示したNMOSネットワークに対応するPMOSネットワークの回路図を示せ。
１１）上記４）の結果、 「５．CMOS基本論理ゲート回路の特徴」 の「クイズ２−２」のCMOS基本回路の真理値表を作成せよ。
１２）「５．CMOS基本論理ゲート回路の特徴」 の「クイズ２−１、と２−２」以外にNMOS３個とPMOS３個で構成できるCMOS基本ゲートは２個ある。その２個の回路図と真理値表を作成せよ。
１３）以下の回路を構成するのに必要なMOSトランジスタの数は何個か？NMOSもPMOSも区別せずトータルのMOSトランジスタ数で答えよ。 a)NOT回路、b)2入力NAND回路、c)2入力NOR回路、d)3入力NAND回路、e)3入力NOR回路、f)2入力AND回路、g）2入力OR回路、h)3入力AND回路、i)3入力OR回路
１４）以下のNMOSネットワークに対応するPMOSネットワークの回路図を示し、真理値表を作成せよ。
以上