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NANDゲートであそぶ

　抵抗、ダイオード、NPNトランジスタを使うと
　NANDゲートを作れます。

　回路は、単純で、以下。



　どこかで見たことがあるという方もいるでしょう。
　次の回路のLEDを取り去っただけになります。




　論理積（AND）に反転器（NOT）を接続すると
　NANDゲートになります。

　電源電圧を３Ｖから６Ｖに限定するなら
　74HC00というNANDゲートが１パッケージ
　に４個入っているデバイスがあります。



　電源電圧を３Ｖから15Ｖくらいまで広げたい
　ならば、4011があります。



　抵抗、ダイオード、NPNトランジスタを使った
　NANDゲートであそんでみます。

　NANDゲートの動作は、真理値表で理解できます。

　NANDゲートの真理値表は、以下。



　NANDゲートを、ダイオード、抵抗、トランジスタ、LEDで
　ブレッドボードに組み上げてみます。

　回路図は、以下。



　ブレッドボードでは、次のようになります。



　青色ワイヤーに、電圧を与えるか否かで、LEDが
　点灯するのか、消灯したままなのかを観察して
　真理値表通りになっているのかを確認できます。

　電源は６Ｖくらいにして、トランジスタのコレクタに
　与えられる電圧を高くし、LEDの輝度を上げてます。

　デジタル回路のインバータを作るとし、２入力の
　扱いは、真理値で考えると、１入力にすればよい
　とわかります。



　ブレッドボード上のワイヤーは、どちらかに
　電圧固定をすれば、よいはず。




　インバータが出来れば、NANDゲートを利用して
　ANDゲートを作れますが、抵抗とダイオードで
　ANDゲートができるので、長所はないでしょう。

　真理値表を見れば、どちらかの入力の電圧を
　高い方に固定すると、インバータにできます。



　ブレッドボード上のワイヤーは、次のように配線。



　NANDの真理値表を、右のように書き換えてみます。



　右の真理値表は負論理のORと見なせます。

　正論理から負論理に変えるときには、インバータが
　あればよいので、正論理と負論理を切替えという時
　NANDゲートを使います。

　インバータは、トランジスタを使えばよいとなりますが
　NANDゲートは、インバータと'1'出力とできる特徴があり
　ます。

　言葉で説明すると面倒ですが、真理値表を使うと一目で
　わかります。



　この真理値表から、何かに応用できないかを考えます。

　LEDを負論理で動かすと、点滅を制御できます。

　回路は、以下。



　片側に低周波のクロックを与えて、他方を制御に
　利用すると、通常はLEDが消灯し、何かが起きた
　ならば、LEDが点滅という回路を実現できます。

　窓、扉が開いたときにLEDを点滅させるような
　防犯装置に応用できそうです。

　ブレッドボードで組み上げると、以下。
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