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第6章 論理回路素子 本章では、論理回路を構成する具体的な素子と、その動作について解説します。 6.1 電磁リレー 6.2 ダイオード 6.3 バイポーラトランジスタとTTL 6.4 電界効果トランジスタ（MOS FET） 6.5 演習問題 6.1 電磁リレー 電磁リレーは、電磁石を用いた素子で、 1930年代の計算機に多く使用されました。 現在でもモータ等の制御に用いられています。 原理は単純で、電磁石に電流が流れると鉄片が励磁され、吸引されます。 電流が切れるとバネの力により、もとの位置に戻ります。 鉄片にはスイッチが付いており、電流が流れると開くタイプ（ブレーク接点）と、閉じるタイプ（メーク接点）の2種類があります。 本節では、前者の電流が流れると開く（ブレーク接点）を用いた回路について説明します。 電磁リレーの特徴 は以下の通りです。 ○長所 ・入出力を完全
ディジタル回路の基礎
前ふり ディジタルというと思い浮かべるものはなんでしょうか。 よく、アナログとディジタルは比較されます。 だいたい、これまでは身の回りで「ディジタル」と名前につくものは、数字、しかも「日」な数字が表示される物と相場が決まっていましたが、最近はもうすこし本来のディジタルの意味が見えるようになってきて、DVDの一個がディジタルだというのも知られていると思います。 （DVD=Digital Versatile Disk , versatile=多芸、Digital Video Disk ではありません＜多分最初はそういう発想だったんじゃないかと） 昔は、音を記録するのも映像を記録するのもアナログでしたが、いまどきはディジタルです。音声や映像信号そのものはいまでもアナログなことが多いのですが、徐々に再生に関しては完全にディジタル処理だけというシステムが出始めています。 では、なぜ、ディジタルがどん
トランジスタ
トランジスタ は P 型半導体 と N 型半導体 を NPN、 または PNP のサンドイッチ状に接合した半導体素子で、 増幅作用やスイッチング作用を持っています。 形状・サイズには様々なものがありますが、 左の写真はその一例です。 コンピュータには膨大な数の （おそらく 100 億個ほどの…） トランジスタが使われていますが、 ほとんどは IC の中に集積されていて、 このような単体のトランジスタが使用されることは希です。 トランジスタにはエミッタ （emitter）、 ベース （base）、 コレクタ （collector） という 3 つの電極があります。 NPN 型トランジスタの場合、 ベースからエミッタにほんの少し （たとえば 1mA 程度の） 電流を流してやると、 その数百倍の電流がコレクタからエミッタに流れます。 ベースの電流を変化させるとコレクタの電流もそれに応じて大きく変
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竹下徹の応用電磁気学II-2002 第五回 5ダイオードとトランジスター用いたAND, OR, NOR, NAND and XOR回路 n型半導体とp型半導体を接合してダイオードを作った。その特徴は、順バイアスでは、抵抗が小さく、逆バイアスでは抵抗が極端に大きい事であった。 これを極端にしてしまう；デジタル化する つまり順バイアス電位では、抵抗ゼロ、 逆バイアス電位では、抵抗無限大 と考える。 まﾜた電位は２つあって、論理の ”１”と”０”に相当するが、 通常、”０”はゼロ電位つまり、接地にとるべきであろう。またこの授業では正の電位=Vccを”１”にとる論理を用いる。+5Vをその電位とするTTL(Transister Transister Logic)が有名である。（近年は早い、小電力回路のために電位はどんどん低くなっている。こうするとノイズとの戦いとなる） さて左の回路を考えよう、入力電
1.3 半導体による論理回路
１．３ 半導体による論理回路 1.2節ではリレーを使った機械式論理回路を紹介しました。しかし、実際に使用するとなると、リレーはサイズが大きい、価格が高い、機械だから寿命が短い、などいろいろ問題があって、不向きです。そこで、半導体を使ってリレーの代わりをさせることを考えます。 半導体って、なーに？ うみゅ。ほえーっ。。と、いうわけで、ここで詳細説明をするのは私にはちょっときついのでして、その手のことを詳しく知りたい場合は大学で専門の先生に聞いてみてほしいので、ここでは使用する時に必要なところだけまとめてみましょう。 （ちなみに導体は電気をよく通すもの、絶縁体は全く通さないもの、半導体はその中間、と、言う意味で、伝導率は不安定で、温度、ちょっとした電圧を加えたりすることで電気をよく通したり通さなかったりします。ちなみにダイヤモンドなんかも室温では絶縁体ですが超高温中では半導体として振舞います）
加算器 - Wikipedia
複数ビットの加算器[編集] 前述の半加算器1個を最下位桁用に、この全加算器を他の上位桁用に桁数分だけ組み合わせる事によって、任意の桁数の2進数加算器が構成できる。下図は6桁の加算器の回路図である。（A5A4A3A2A1A0+B5B4B3B2B1B0→CS5S4S3S2S1S0） 最上位桁から出るCは、単純には「桁あふれ、オーバーフロー、Overflow、Overflow Carry」とは判定できない（解釈による）ことに注意が必要である。敢えて呼ぶなら、「エンドキャリー、End Carry」となる。 6桁の加算器、左が最下位桁（最下位ビット) 右が最上位桁（最上位ビット） キャリー先読み加算器[編集] 加算は情報処理の基本であるため、高速な情報処理のためにはまず加算器の動作の高速性が求められる。論理回路の動作速度は、入力から出力までの間にある基本論理素子（ANDまたはOR回路）の個数が大きく
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