平成31年度 春期 午前Ⅱ 問16
ハードウェア
3入力AND回路
TTLレベルの2入力AND回路を3入力AND回路にするために入力部に回路を追加した。3入力AND回路として,適切なものはどれか。
- ア(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイオードを介して共通の節点につなぎ,ダイオードはカソードが入力側・アノードが節点側。節点は抵抗を介して接地。節点を2入力ANDの一方の入力に,入力3をそのまま他方の入力につなぐ)
- イ(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイオードを介して共通の節点につなぎ,ダイオードはアノードが入力側・カソードが節点側。節点は抵抗を介して接地。節点を2入力ANDの一方の入力に,入力3をそのまま他方の入力につなぐ)
- ウ(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイオードを介して共通の節点につなぎ,ダイオードはカソードが入力側・アノードが節点側。節点は抵抗を介してVccに接続。節点を2入力ANDの一方の入力に,入力3をそのまま他方の入力につなぐ)
- エ(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイオードを介して共通の節点につなぎ,ダイオードはアノードが入力側・カソードが節点側。節点は抵抗を介してVccに接続。節点を2入力ANDの一方の入力に,入力3をそのまま他方の入力につなぐ)
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✓ これが正解ウ(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイオードを介して共通の節点につなぎ,ダイオードはカソードが入力側・アノードが節点側。節点は抵抗を介してVccに接続。節点を2入力ANDの一方の入力に,入力3をそのまま他方の入力につなぐ)
解説
入力側がカソードのダイオードと、Vccへつないだ抵抗の組合せです。
ダイオードで作るAND回路は、どれか一つでも入力がLになれば節点もLになる形にします。この組合せでは、入力1と入力2のダイオードはカソードが入力側、アノードが節点側で、節点は抵抗を介してVccにつながっています。入力がどちらもHのときはダイオードに電流が流れず、節点は抵抗によってHに引き上げられます。どちらかがLになると、そのダイオードに順方向の電流が流れて節点がLへ引き下げられます。つまり節点は入力1と入力2のANDとなり、これを入力3とともに2入力ANDへ入れるので、全体で3入力ANDになります。ダイオードの向きと抵抗の接続先の2点を確かめると、AND型とOR型を見分けられます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- ア(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイ…:ダイオードの向きは正解と同じですが、節点を抵抗で接地しています。アノード側の節点はL付近に引かれ、入力がLでもHでもダイオードに順方向の電流は流れないので、節点は入力にかかわらずLのままです。
- イ(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイ…:アノードを入力側にして節点を接地すると、どちらかの入力がHになればそのダイオードを通って節点がHになります。これは入力1と入力2のORであり、全体はORの結果と入力3のANDになってしまいます。
- エ(原典は図。入力1・入力2をそれぞれダイ…:アノードを入力側にして節点を抵抗でVccへつなぐと、節点はVccに引かれ、入力がLのときダイオードは逆方向になって電流が流れません。節点は入力1と入力2によらずHとなり、出力は入力3だけで決まります。
出典:平成31年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問16
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