電験3種はYoutubeでの問題解説のほかに僕が独自で製作している教材等もあるので、興味のある方は僕のWebサイトをご覧くださいませ。
【書き起こし】（デジタル）論理回路の基礎知識【電験3種】
(00:06) どうもこんにちは日誌です越冬前回前々回とまぁ過去問を解きながら 論理回路の説明デジタル街道のところですね 論理回路とカロ錦のとかつ心理長とかもその辺の関連の解説をしているんですけど せっかくなんでこの流れでちょっともう少し踏み込んだあ論理回路デジタル化へ の解説まぁちょっと基本知識的なところですよね問題解説というのは基本知識的な ところを正確なで解説していこうかなというふうに思います でまぁ前回前々回でやってるんでまぁなんとなくイメージできてるんじゃないかなと いうふうに思うんですけど 論理回路デジタル回路で電験三種とかの試験で問題が出るとするならだいたい 真理値表新栗広間全開だったかなまぁこんなありましたねま入力のパターンは全部書い て出力はどうなるのかっていうこういう心理治療っていうのとあと 論理回路ですねいわゆるをは回路とか and 回路とか乗っとかエロとか後のはとか何度とかまあそういう論理素子をま 組み合わせた階ろろん理解度っていうものですけどこれがまあディってまぁいわゆる
(01:14) 論理からデジタル回路って呼ばれるものですよね でまぁ基本的にまあそのデジタル信号をを 行為 いう信号が入った時にこういう出力が出て欲しいみたいなことを最初にこう 設計するときとか決めるわけですよねます真理値表という形でこういうふうにこういう 入力が入ってくることを想定して出力はこういうふうに出てほしいですよねみたいな ものも一覧に更新立挺に 一覧にまとめたものは神リッチ方ですけどまず真理値表を定義してじゃあその機能を 実現するために はどういう論理回路を組めばいいのかなっていうのを まあこう考えても実際に帰ろうね実装していくっていうのは実際の回路を作る時の流れ になりますよね 逆にある回路があったときにじゃあこの回路の機能 どういう入力が入った時にどういう出力が出てくるんだろうみたいなものを読む時って いうのは新理事長が提示されてるわね別 それを見ればいいだけなんですけど 市2町が提示されてなくても買えるだけがある場合はその機能を解析するというか読む ためには 心理治療を起こしてどういう動作になるのかなという方 ノーマ見る見えるように するっていうのがまあ基本的な流れですよねねいきなりね この真理値表から論理回路にするとマロンり返る菓子日を導くというのはいきなり飛ん
(02:22) じゃうと難しいのでその間 真理値様から論理回路論理回路から神乳を 身長が論理カールとまぁ回路を設計する回路を作るば論理会を含浸一応元のまあ回路 解析する廃炉読む場合両方から矢印のいますけどその間を取り持つのが正論理式の計算 ですよね正論理式マーブル台数かな ブール代数ルっていうのは呼ばれ方がすることもありますけど マローニ氏を計算することで1日8日論理か論理回路から慎重な変換がスムーズに できるというようなば のがまあ基本的な論理回路の 基本知識になりますなのでここに関する問題っていうのが電験三種では出題されやすい です まずはねデジタル回路を理解するのはここが最初の基本知識だと思ってください なので論理式って言うのはねまぁこの間を取り持つような仲介してるの役割があるんで 論理式がわかれば論理回路っていうのは書けるわけですよ かけるし 今の音式を計算してきは身長もまあ簡単に書くことができるというところで一応今 適当にですけど例題を用意したよで論理式のね
(03:27) レーダー用意したんでまずこの論理式を計算したら親父になりそうなんですけどし計算 する前にこの論理式から忠実に論理 愛のを書いてみたいと思いますじゃあちょっとまあ練習がてら まあこの論理式をどういったね動画を止めて論理カードに起こしてみてください この式をね回路に起こしたいと思うんですけどまぁ回路に起こすときはまず 大きいくくりから見てあげるといいかなと思います この場合だとここドット柄っ子同士の.正論理積になってますよねココヘッドシー ワールド論理積なってますよねこれビーバー単体ですよね まあこの3つが論理は担っている形になるので まあ abc という a b c という3つの入力がありますけど この信号はまあ最終的なこの3つの論理はにつながるだろうなということで雅恵 最後のほうにコオロンリバーになって出力 x になると でここから3つ入力が出ますでその3つというのはこいつとこいつとこいつ んですよねじゃあ一番この左のめんどくさそうな所の回路から書いていこうかなと思い
(04:36) ますけど この2つのねカッコ2つの出力がこの最後の論理もの一歩目の入力に入るということに なるので この2つは論理積になってますね.なので なのでまず論理積があるだろうということで &かよでこの and 回路から雨 a +ビーバーというものと .ビーバー+ c というものの2つの入力が入ると 2つの入力が入っている片方が a + b bar ですよね なので論理はなのでを赤色を赤色で一方が映画入ってますよね 映画 入ってくる でもう一方はビーバーなので b の反転ですよね なので b が反転 not 回路 返して入ってくると まあその出力が強いわけですね ここにえっともう片方にはねえ.
(05:35) ビーバーのなので何度ですね何度と c のロンリー はになってるんで ここはまたひとつ 論理はがくっつくと で片方の入力がこの a .ビーバーなんで a と b の難度ですね 何度なので&の頭に丸がついたやつ ここに 8 b が入ると ってもう片方には強いが入りますね c が入ってくると でまぁその出力が 最終段のをわかるの一つに入るとで今この回6のここの部分ですね この部分を作った 次付次はも簡単ですけど a . c バーなので 8シーバーの and 回路ですねなのでえっと and 回路の 片っぽにはあ 映画入る ここから持っていきましょう 映画入ってきて
(06:40) 片方には強いが シーバーなので反転して入りますね not 回路で反転させて入ると それが 最終段の or 回路の入力の一つに入ってくるとこの部分がこれですね で最後ビーバーですけどここにビーバーが入ってくるのでまぁ9 b の信号 持ってきて ビーバーなので not 回路で反転させて ここに入るとこういう形になりますねまぁちょっと 狭いスペースに書いたんでごちゃごちゃとしてますけどこの論理式をそのまま忠実に カイロに起こしてあげるとこういうような論理回路になるということですねまぁ非常に ちょっと複雑になってしまいましたけど僕らは前回前々回やっているようにこの論理式 をね 計算することができるの でこの論理しを計算してもっとシンプルな式にしてあげればそれを回路に起こせばいい のでこんなね
(07:44) めんどくさい回路じゃなくてもっとシンプルにできそうだなっていうのことがわかり ますよね じゃあ次はこの論理式を計算してみましょう ということでマレーによって道がいったん止めてま自力でまずは解いてみてください じゃあおいていきたいと思うんですけど正論理式を解く上でまぁだいたい重要になって くるのは九州の定理と あと前回前々回やってますけど九州の体だとモルガンの定理というものですね この仕組みではど真ん中のこの a .ビーバーっていうのはあっても a と b どっちもかかっているバーがあるんで そういうものが式に含まれていると計算しずる ないのでこれをねども野田の税理で単体の信号にしたいということでまずここと モルガンの定理で変換すると出 a .
(08:28) ビーバーなので レーバー+ビーバーになりますねとものがの定理変換すると デプランス c がつきますて変換ができますよ あとはこのかっこええ+ビーバーと a バー+ビーバー+ c の .論理積になっているので分配してね展開していく必要があるわけですけどあの素直に 展開してもいいですがいいですがというか多分計算式と 中の計算式をね求められるような試験だと途中し書かないと逆に限定されちゃったり すると思うのでそういう場合はね まあ学校の試験とかあと記述式の音試験の場合とか書いてた方がいいと思うんですけど 今回電験3種の試験を想定しているので下山所はね途中式求められたマークしてる回答 する方式なので えーまた樹脂加工 なくていいところまあ僕は書かなくていいかなというふうに個人的に思ってるんで今回 は書かないでいきますけどこの最後のほうにパンタイのビーバーがありますよね タンタン指がここに着目してもらいたいんですけど 論理式の中に単体のビーバーはねこうやって一つの幸として存在しているということは 分配したときに何かビーバーを含む硬派あった場合九州の定理全部
(09:35) ビーバーになっちゃう吸収されちゃうっていうのが入ってるのでまぁ前々回論理式のを 計算できないことをやりましたよねなのでこの分配 a bar a ビーバー ac とか b ビーバー a barbie バービー barbie はー c とかねまぁ丁寧に 展開していくとまぁ6個の幸ができるんですけど ビーバーが関係絡んでくるとからもう b パーに吸収されてなくなっちゃうので えもう書かなくていいでしょうというふうに僕は判断しました なのでこのビーバーの展開もしないです どせなくなっちゃうんですなので a を分配して展開するだけにしたいと思うんです けど 8 a bar は 消えますよね0になりますよね010かけ市が1カケ00なので a といえば消え ますで8ビーバーは 日は含むのでねビーバーにこのタンタンナビば吸収されて消えちゃうのでいらないです とだよくってことは残った ac だけが 残りますね a .
(10:31) しこのね この部分を丸っとえ.しになっちゃったとで会+ ドット椎葉+ b はありますね でもの助ネコことへ. c とエドシーバーも前でググってしまえば c +シーバー が1になるので消えますよね あの 最終的なこの a +ビーバーだけが残るという形になりますねずいぶんシンプルに なりましたよね ずいぶんシンプルになりましたということは色々ね論理式だけ見ると非常に何か複雑な ものだったわけですけどこうやって計算していくと a +ビーバーになっちゃっ たっていうことはこの回路だったものが ab という2つの入力の ああああああ 多数なので論理バーですよね デビーは反転して入力されるので not 回路で反転すると いうのもこういう形これだけの回路にすることができたというわけですね などで正論理すっか異論はなるべくなるべくシンプルにすることで回路も音シンプルに なるのでそれもカイロ希望も少なくなるということなんでもこの論旨の計算が重要に なるとかが分かりますね
(11:36) ちなみになんですけどここからあの 豆知識というかもうちょっと具体的な論理回路の話をしたいと思います デジタル回路論理カールの話をしたいと思うんですけどこの回路とこのカエルの ちょっときい母艦の話をしようかなったんですけど もしねこの回路この論理回路トランジスターで実現しようとするならこの論理回路の 中身っていうのは実際には この&とかおおあとかこういうのはねあのただの音シンボルなので機能を表すシンボル なのでこれ自体はカイロじゃないんですよね実際にはこの機能を実現するためには トランジスタの中で回路が組まれているんですけど ロンリカルドの基本的にモス fet 申す fet oet と呼ばれる メタル大き再度セミコンダクターって m- labo 記載のシリコンともいうかなこういうトランジスターが使われてるん ですけど この回路だとこのモストランジスターが40個必要になります 40個5まあなぜ40分なのかというもの後でこの論理会の中身の説明しようかなと 思うんですけどこのカエルはだね45必要なんであのこの回路だといくつ必要になる かっていうと
(12:41) 8後必要になります8こはちこ で 今ね 今だけ数式としてはねシンプルにしましたよね a + b はもうこれ所シンプルにしようがないような数式にしたのでもうこれ以上 変換の野鳥はないかなというふうに思うんですが 実はですねこのさらに使うトランジスタ数を減らすためにもっと変換することができる んですよ どうするかっていうと おええええ+ビーバーっていうのはドモルガンの定理を使ってあげると a bar . b bar bar bar になりますねビーバーばーわー 反転の反転なんで a bird とビーバーという形になりますけど どもの眼底を使うとこういう変換できますねで8+ビーバーをまあこの形に変換した ところまあ2色としてはなんかちょっと複雑になっているのは気がするんで なんで変換するのという感じがするかもしれないんですけどこれってあの a .
(13:37) be の全体バーがかかる形になるので論理積の反転なのでまぁ nand 型になりますよ ね変えるとしては何度になりますよね 回路図にね起こしてあげると a の反転と b が入る のでへの not 返したものが 入力に入ってこれ何度ですねベビーがそのまま入って出力が x が出てくる形 これでも同じですねこれと同じ意味を持った同じ機能の回路になるんですけどこれだと 申すとランディスターが実は6個ですみます付トランジスタ6個でこの回路が作れます じゃあそれが何でかって話をね 今からその論理回路の中身をじゃあトランジスタでどういうふうに組まれているの かっていうところ 理解すればこれが理解できると思うのでその辺の説明しようかなと思うんですけど実は ですねあの昨年0ば元年度の電験3種の試験ではこの not 回路 not 回路の中身がどうなってんでもうどうなっているのでしょうかみたいなね そういう関連の問題が実は理論でてて僕も去年 を変えて宿の中でその論理から中身の解説ってのをしたんですけどまぁ機械の科目とし て開設したのでまあ理論で出題されたっていうのはちょっと意外だったんですけどこの
(14:46) ね論理回路っていうのもまあこれはただのシンボルなので機能を表し守るので実際には most ランディスタートものデカールを組まれます モストランジスタをどういう風に使うかというと モーストランジスターっていうのは n channel n ちゃんのもすと p チャンネル b ちゃんの申す2種類あります で上側にピーちゃん下側に n ちゃんのトランジスターおこう 直列にまあ段積みにする形にしてこのゲートを共通にして 何らかの入力を入力を入れます でこの間から高出力を取るとこれが not 回路になりますこれ not 回路なんでかっていうと この n ちゃんもすっていうのは vgs 2年圧をかけるとこれがこのポスト ランジずのスイッチ on すると逆に電圧をかけ 出ない状態だとスイッチがオフするという働きをしますこっちの b ちゃんもスコッチは 9ゲートソースか ここに電圧がかかってると音して
(15:50) 電圧がかかってないとオフするっていうような動きをします でこの2つ段積みしたものをそれぞれまあグラウンドゼロボールだと考えてください 基本的には0 v で無いってまま電源電圧につながるわけですけど で入力に電源で奴が入った時男鹿市 入力がず入力に05 音が入った度胸マンゼロという扱いをしたときにここにねまぁ部位が入った時は イマイチというシーンを1ボルトって意味じゃないですよ 1っていう新デジタル信号として市が入ってると で0正グランドグランド電圧が入った時はまあゼロという信号が入ったんだっていう風 なまぁ意味で扱うと入力にじゃあ市が入ってき た時に電源で奴が入ったときどうなるかというと ここが電源電圧まで vv ボルトまで引き上がるないここが電圧日間ない状態になり ますよね ここがここオフになりますでこっち側は電源電圧 v がかかりますよね このゲートにということはここ保温するのでここが導通してここがオフするので グランドとしているがつながりますっていうことは出力には0が出るところですよね 入力に
(16:53) 1電源電圧ですけどまぁ一度れシーンを入れてあげると出力はゼロになると逆にじゃあ ゼロを入れる ここに0ボルトが入るとどうなるかというとこっち閉じますよね で圧日間ない状態になるのでオフしますでこっちは コッブ位と0ボールドで電圧がかかるので音しますということはこういう形で v と 出力がつながるのでゼロを入れると一になるという形でこれ not 回路になります ねこういうふうに あの cmos っていうふうに言われるんですけど ピーちゃんと n ちゃんをセットにしてつなぐことでもっと回路になって実際の猫の not カーの中にはこういう 申すと卵子さが入ってるんだなというふうに思ってくださっていて他のカエルですね not 以外の他のカエルはどういう風に作るなかっていうと2パターンあって入力が 2つになる場合は n ちゃんを2つ並列にするパターン ん でピーちゃんを 2つこっちは直列にするパターンでそれぞれのゲートに 入力へ 入力 b
(17:59) 補助に接続するパターンと後 ピーちゃんを並列 にしてもそれぞれのトランジスタに2つの 信号を入れるパターンあってまあこういうふうに帰ろう 4つもそう4つ汲んであげるとどういう風に動作するかというとこっちは n ちゃん したが並列になってるんで ab のどっちかが1になればここがどっちかが押します よね ここしてるか矯正と ここはも出力になりますけど ab のどっちかが1になるとこっち並列などっちかがオンしてればグランドに出力は 接続されますよね っていうことはどっちかが1ならゼロが出ると でどっちも0 だったら直列になっているここが2つオンするので導通するので1が出ると逆にこう どっちかしか10になってないと ここ方歩しか
(19:05) 音しないので dots しないですよね ってことはこう審理中ようで表すどうなるかというと00110101だった時に どっちもゼロの時だけ 市が出ると であとは全部0が出ると いう回路なんこれあののは回廊になりますよね 終わっ体の斑点になりますねをは回ロッテの00の時だけゼロで他は全部1位になるの 顔はなんでその反転などでこれ の赤色になりますよね でこっちは上ピッチャー並列の n ちゃん直列なんでどっちが一つでもゼロが入っ てると胚芽している草ライチが出力される どっちも市でやとこの2つのスイッチが on して0になるっていうような回路に なるんで 真理値表で書くとどっちも市の時だけ 0他は全部1ですよ っていうかよこれは nand 回路になりますよね nand 回路 っていうような回路になるわけですねモスを組んでいくと じゃあのじゃなくてをはカイロですねを和解を作りたいときどうすればいいのっていう とこの出力をさらに反転 もっと変えるお子の後ろにつけてあげてやっと桜餡になるんですよ
(20:12) 何度も同じく and 回路にしたいならこの x-出力の後ろに乗っと帰ります not 回路をつけてあげるとやっと&になると言う ような回路構成になるので実はモストランジスターで管回路を組んだ時に or よりものあのがカイロスが少ない&よりも何度のが買える数が少ないっていう 状態なのですね なのでまぁわざわざさっきこの a + b てねえ+ビーバーて非常にシンプルな 数式をわざわざ度もルの定理で何どの形にしてあげて 回路を変換しましてけどそのほうがね使うモスの数が少なくて済むんです こっちよりもこっちの方が使うモストランジスタの数が少なくて済むんですね不思議な 感覚するかもしれないですけど なのでもこの動画の定理とな結構をあの形を何度に変えることができるので 場合によってはその使う実際に帰ろうとして組まれるのはトランジスタ単位なので モーストランジスターとして組んだときにカイロスを少なく済ませることができるって 言うことですねもうちょっとした豆知識ですけど 電験三種でも音は去年この not 回路は正論理化の中身が出題されたりとか まあ結構そのへんのことが問われていき
(21:19) ているのでもしかしたら今後出題されるかもしれないということでも頭の片隅にでも 置いておいてもらえるといいのかなというふうに思いますし実際に中身の回路が分かる と自分で変えるを組んだりすることもできると思うので面白いんじゃないでしょうかと いうことで まあこのへんのことは多分連携3種の参考書には書かれてないような部分なのかなと いうふうに思うんですけどまぁし ておくと面白いかなというふうに思いますいうことであのちょっと踏み込んの話までし ましたけどま論理回路の基本的な基礎知識の解説になります 次回はもうちょっと実践的というか実際の そういう論理回路を使った具体的な回路というかそういったものも解説できればなと いうふうに思ってますということで今日の解説以上になりますありがとうございました 最後までお出張お疲れ様でしたこのチャンネルでは今後もいろんな 解説動画アップしていくので気に入って頂けたらグッドボタンチャンネル登録ぜひぜひ 宜しくお願いしますそれで また次回の動画でお会いしましょうありがとうございました
