【問題6】論理式からゲート回路へ：完全マスター！電子回路ドリル II（6）

論理演算を行う回路素子“ゲート”について解説。デジタル回路の働きを調べるには「信号の流れを入力から順番に見ていくこと」です。

[横田一弘　埼玉県立新座総合技術高等学校教諭，＠IT MONOist] PC用表示関連情報

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【問題5】の解答

　前回の宿題【問題5】は、3つの基本論理演算である「AND」「OR」「NOT」を組み合わせて作った回路の論理機能を調べる問題でした。

　皆さん解けましたでしょうか？

　解けた方も解けなかった方も答え合わせをして、次項の解説までぜひ読んでみてください。毎週コツコツ問題を解いて、デジタル回路の基礎知識を身に付けましょう。

　それでは、解答を発表します！

答え．

　最初に論理演算を行う回路素子、「ゲート（gate）」について説明します。

　AND演算を行う回路素子を「ANDゲート」といいます。ANDゲートは「複数の入力がすべて“1”であるとき“1”を、それ以外は“0”を出力」します。

　ANDゲートは、図1のように四角形と半円を組み合わせたような記号で表します。

図1　ANDゲートの記号と真理値表

　OR演算を行う回路素子を「ORゲート」といいます。ORゲートは「複数の入力に1つでも“1”があったならば“1”を、それ以外は“0”を出力」します。

　ORゲートは、図2のように三日月のような（出力部分はとがらせる）記号で表します。

図2　ORゲートの記号と真理値表

　NOT演算を行う回路素子を「NOTゲート」といいます。NOTゲートは「入力が“0”のとき“1”を、入力が“1”のとき“0”を出力」します。また、NOTゲートは「インバータ（inverter）」とも呼ばれます。

　NOTゲートは、図3のように三角形と小さい円からなる記号で表します。

図3　NOTゲートの記号と真理値表

　以上がゲートの解説となります。

　解説した3つのゲートの働きが分かったところで、【問題5】を解いてみましょう。

　デジタル回路の働きを調べるには、「信号の流れを入力から順番に見ていく」ことがポイントとなります。

　そこで、図4のようにゲート1（ANDゲート）の出力をD、ゲート2（NOTゲート）の出力をEとして順番に調べていきます（ゲート1とゲート2はどちらを先に調べてもよい）。

図4　回路各部の信号

　信号Dは、入力Aと入力Bがともに“1”のとき“1”を、ほかの場合は“0”を出力します。

　信号Eは、入力Cが“0”のとき“1”を、“1”のとき“0”を出力します。

　最後に出力Xは、信号Dと信号Eのどちらか1つでも“1”であれば“1”となり、図4の回路の真理値表は以下のようになります（表1）。

表1　【問題5】の真理値表

次の論理式が示すゲート回路を描いてください

答え．解答はこちら（←クリック）