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【一陸技】精選300題_問056-NOR回路

NOR回路

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  会社の同僚たちと一陸技の勉強会をしています。
  勉強会では「合格精選300題 一陸技問題集」を使っています。
  本ブログでは勉強会で解いた問題の解説を掲載していきます。

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(1998/10)
吉川 忠久

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問056
下図に示す論理回路の名称として、正しいものを選べ。ただし、この回路は正論理で動作するものとする。

 問056図



結論から言いますと、上図の論理回路はNOR回路となります。
前段のOR回路と、後段のNOT回路から構成されています。
というわけで、OR回路とNOT回路に分けて解説しましょう。
まずは、最も基本的な論理回路であるNOT回路からです。


NOT回路

NOT回路とは、1入力端子1出力端子の素子であり、
1を入力すると0を出力し、0を入力すると1を出力する回路です。
インバータとも呼ばれます。

トランジスタを用いたNOT回路は下図のように表せます。

 問056-1_NOT回路


このようにトランジスタと抵抗のみを組合わせて論理を表現する回路を
RTL(Resistor Transistor Logic)といいます。

さてここで、NOT回路を解説する前に
トランジスタの動作を簡単におさらいしておきましょう。
NPN型のトランジスタでは
ベースからエミッタに電流を流すと(電圧VBEが加わると)、
コレクタからエミッタに電流が流れやすくなります。

 つまり、NPN型のトランジスタは、
 ベースからエミッタへの電流により
 コレクタからエミッタへの電流をON/OFFできるスイッチと
 見なすことができます。


以上のトランジスタの特性を考慮して
NOT回路の動作を簡単に説明すると次のようになります。

入力端子に十分な電圧VA[V]がかかっている場合、
トランジスタがON状態となり
VECはほぼ0[V]になるので、出力電圧もほぼ0[V]となります。
このとき、出力端子は短絡されているイメージです。

入力端子に十分な電圧VA[V]がかかっていない場合、
トランジスタはOFF状態となるので、
出力端子からは抵抗RCを介してVCCが見えます。
このとき、電流ICはほぼ流れないので、
抵抗RCによる電圧降下はなく、
出力電圧はVCC[V]となるというわけです。

VA[V]やVCC[V]を「1」に対応させ、0[V]を「0」に対応させると、
真理値表は次のようになります。

 NOT回路の真理値表
 問056-2_NOT真理値表

NOT回路として動作していることがわかりますね。


OR回路

OR回路とは、多入力端子1出力端子の素子であり、
入力の少なくとも1つに1を入力すると、1を出力し、
入力の全てに0を入力すると、0を出力する回路です。

ダイオードを用いた、
最も基本的な2入力端子1出力端子のOR回路は次のようになります。

 
問056-3_OR回路図


このようにダイオードと抵抗のみで論理を表現する回路を
DL(Diode Logic)といいます。

それではOR回路の動作を簡単に説明します。

まずこの場合、出力電圧は抵抗Rにかかる電圧となります。
つまり、抵抗Rに電流Iが流れれば電圧がかかり
出力は「1」となります。

抵抗Rに電流が流れるためには
電流IXか電流IYまたはその両方が流れれば良いことがわかります。
つまり、入力Xか入力Yまたはその両方に電圧がかかれば
抵抗Rに電流が流れ、出力は「1」となるわけです。

入力Xと入力Yの両方に電圧がかかっていないとき、
抵抗Rに電流は流れず、出力は「0」となります。

よって、真理値表は次のようになります。
 
 OR回路の真理値表
 問056-4_OR真理値表

ちゃんとOR回路として動作していますね。


NOR回路

NOR回路とは、多入力端子1出力端子の素子であり、
入力の少なくとも1つに1を入力すると、0を出力し、
入力の全てに0を入力すると、1を出力する回路です。

OR回路と全く逆の動作です。

つまり、OR回路の出力をNOT回路で反転させれば
NOR回路を実現することができます。

 問056図


本問の回路図はNOR回路であり、
前段がOR回路、後段がNOT回路となっていますね。

最後にNOR回路の真理値表を示しておきます。

 NOR回路の真理値表
 問056-5_NOR真理値表


AND回路とNAND回路については次の問題で解説します。


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コメント

初めまして
NOR回路を図に書くとき、どのように表現すればいいのか全くわからなかったのですが、とても為になりました!^^

ありがとうございます!
>某高専学生さん
はじめまして、コメントありがとうございます。
お役に立てて幸いです^^
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