Nの電子講座・電気屋養成編
第5回 演習問題・解答



演習問題・解答
  1. EX-ORゲートの出力にNOTを表す丸を付ければいいのですから、


    こうなります。


  2. NANDゲートはANDゲートの出力にNOTゲートを付けたものですから、その出力にもう一回NOTゲートをつなげれば、二重反転で元のANDゲートに戻ります。NANDゲートからNOTゲートを作る方法は本編で説明したとおりですから、答えは次の通りです。




  3. ド・モルガンの定理より、ANDゲートの入力にNOTゲートをつなげれば、NORゲートと同じ働きをすることは説明しました。NANDゲートからNOTゲートとANDゲートを作る方法はここまでで説明しているので、その組み合わせを考えれば自ずと答えは見えてきます。次の通りです。




  4. 上の問題でNORゲートの作り方は説明したので、ここからORゲートを作るのは簡単です。要するに二重反転を利用すればいいわけですが、わざわざ上の回路にNANDゲートを1個足すのは無駄で、逆に1つ減らせばいいわけです。こうなります。




  5. この問題は少々難しいかもしれません。まず、EX-ORゲートの真理値表をもう一度見てみると、

    入力 出力

    となっています。この真理値表に比較的近いゲートを探してみると、ORゲート

    入力 出力

    そしてNANDゲート、

    入力 出力

    この2つが思い浮かびます。ここでこの真理値表をよ〜く眺めてみると、ORゲートとNANDゲートの出力が両方とも1の時(つまりAが0でBが1、またはBが0でAが1)は、EX-ORの結果も1になっていることに気づくでしょうか?両方が1の時だけ1にするにはANDゲートを使えばいいのですから、これでEX-ORゲートが出来たことになります。真理値表をまとめて書いてみると、

    入力A 入力B AとBのOR AとBのNAND 左2つのAND

    となります。回路図は次の通りです。




  6. 求められている機能の真理値表を書くと次のようになります。

    入力 出力
    入力A 入力B 出力Y 桁上がり出力

    ここでこの真理値表をよく見ると、出力Yの結果はEX-ORゲート、桁上がり出力の結果はANDゲートと全く同じであることがわかります。従って回路図は次の通りです。




  7. これはまさにハイレベル問題です。ただヒントにも書いてあるように半加算機を2つ使うことを考えれば多少楽かも知れません。要するに入力がAとBと、下の桁からの桁上がり入力とで3つあるので、まずこのうち2つを半加算機で足し算し、その後その出力Yと桁上がり入力とを別の半加算機で足し算することになります。ただこのままでは桁上がり出力が2つになってしまうので、桁上がりは少なくとも3つの入力のうち2つ以上が1であれば発生することを考えて、両方の半加算機の桁上がり出力のORをとれば良いことになります。まず真理値表を書くと、

    入力 出力
    入力A 入力B 桁上がり入力 出力Y 桁上がり出力

    となります。回路図は次の通りです。ここでは桁上がり入力はCARRY IN、桁上がり出力はCARRY OUTで表されています。








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