Index

2入力NANDゲートの動作

入力1	入力2	出力
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

4011に集積されているNANDゲートの回路図です。

VDDは正の電圧(プラス)Hi、VSSは接地電圧(マイナス)Loです。

緑で囲まれている素子がp-MOSFETで、
青で囲まれている素子がn-MOSFETです。
MOSは(Metal Oxide Semiconductor)金属酸化膜半導体の略で
FETは(Field-Effect Transistor)電界効果トランジスタの略です


電界効果トランジスタはG(ゲート),S(ソース),D(ドレイン)の三つの電極があります。

p型FETはSの電圧よりもG電圧が低ければS-D間がONになり、SとGの電圧が等しければS-D間はOFFになります。
p-MOSFET
n型FETはSの電圧よりもG電圧が高ければS-D間がONになり、SとGの電圧が等しければS-D間はOFFになります。
n-MOSFET

初めに示した回路の左半分です。CMOSの2入力NANDゲートの心臓部です

↑の回路のFETを普通のスイッチで置き換えると↓のようになります

入力1,2が共に0(Lo)のとき出力は1(Hi)
入力1が1(Hi)入力2が0(Lo)のとき出力は1(Hi)
入力1が0(Lo)入力2が1(Hi)のとき出力は1(Hi)
入力1,2が共に1(Hi)のとき出力は0(Lo)

初めに示した回路の右半分です。この回路は信号のエッジを鋭くするためにあります。

↑の回路のFETを普通のスイッチで置き換えると↓のようになります

入力が0のとき出力は0
入力が1のとき出力は1

今回の解説ではトランジスタを人の手で操作するスイッチで置き換えましたが、トランジスタは人間よりもずっと速くスイッチを閉じたり開けたり出来るのでコンピュータの素子として使われています。