NOTの真理値表 | 回路シンボル | 入出力波形 | |
入力A | 出力f(A) | ||
0 | 1 | ||
1 | 0 |
NOT回路の具体的構成 |
○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) |
○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) | ||
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 | |
P |
? | ||||
N |
○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