令和元年度 電験3種 理論 問17の過去問解説

令和元年度 電験3種 理論 問17

NAND ICを用いたパルス回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、高電位を「1」、低電位を「0」と表すことにする。

(a)pチャネル及びnチャネルMOSFETを用いて構成された図1の回路と真理値表が同一となるものを、図2のNAND回路の接続(イ)、(ロ)、(ハ)から選び、全て列挙したものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

図1 図2

(1)(イ) (2)(ロ) (3)(ハ) (4)(イ)、(ロ) (5)(イ)、(ハ)

(b)図3の三つの回路はいずれもマルチバイブレータの一種であり、これらの回路図においてNAND ICの電源及び接地端子は省略している。同図(ニ)、(ホ)、(ヘ)の入力の数がそれぞれ0、1、2であることに注意して、これら三つの回路と次の二つの性質を正しく対応づけたものの組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

性質Ⅰ: 出力端子からパルスが連続的に発生し、ディジタル回路の中で発振器として用いることができる。
性質Ⅱ: 「0」や「1」を記憶する機能をもち、フリップフロップの構成にも用いられる。

図3

性質Ⅰ 性質Ⅱ
(1) (ニ) (ホ)
(2) (ニ) (ヘ)
(3) (ホ) (ニ)
(4) (ホ) (ヘ)
(5) (ヘ) (ホ)

解答・解説

正解(a):(5)、(b):(2)

(a)

問題図1の真理値表は、

入力 出力
0 1
1 0

であり、図2の真理値表はそれぞれ、

入力 出力
(イ) (ロ) (ハ)
0 1 1 1
1 0 1 0

となるので、真理値表が同じになるものは(イ)と(ハ)です。よって、正解は(5)です。

(b)

●(ニ)の回路

左のNANDの出力が1の時右のNANDの出力は0となり、それが抵抗を通して右のNANDに0を入力し、出力が1に切り替わります。

よって、発振回路の動作をします。

●(ホ)の回路

入力が0のとき、出力が常に1になるので発振回路にはなりません。

入力が1の時、左のNANDの上側の入力が0であれば出力が1になり、右のNANDの出力は0になります。

右のNANDについては抵抗を通して接地されており、1に変化した後は0に戻る動作を繰り返すので、発振回路として動作します。

●(ヘ)の回路

真理値表は以下のとおりとなるので、フリップフロップとして動作します。

入力1 入力2 $Q_A$ $Q_B$
0 0 1 1
0 1 1 0
1 0 0 1
1 1 $\overline{Q_B}$ $\overline{Q_A}$

よって性質Ⅰは(ニ)、性質Ⅱは(ヘ)となるので、正解は(2)です。

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