大阪大学 基礎工学研究科 電子光科学 (システム創成専攻) 2019年度 電子光科学 [II-4]

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Author

祭音Myyura (co-authored with GPT 5.6 SOL)

Description

H、L、ハイインピーダンス状態Hi-Zの3状態を出力できる3ステートゲートを作製する。

(1) 回路Aは入力 $X_1,X_2$、出力 $Y_1,Y_2$ をもつ。$Y_1$ は $X_1$ と $X_2$ を1回反転した信号を入力とするNANDの出力、$Y_2$ は $X_1$ と $X_2$ を2回反転した信号を入力とするNORの出力である。$(X_1,X_2)=(\mathrm L,\mathrm L),(\mathrm L,\mathrm H),(\mathrm H,\mathrm L),(\mathrm H,\mathrm H)$ に対して動作表を作れ。

(2) $Y_1,Y_2$ を入力とする回路Bを1個のnMOSと1個のpMOSで構成し、回路Aと接続して3ステートゲートCを作る。回路Bの回路図を描き、$Y_1,Y_2,Y_O,V_{\mathrm{DD}},\mathrm{GND}$ を明記せよ。

(3) 回路Cの入力 $X_1,X_2$ と出力 $Y_O$ の動作表を作れ。

Kai

(1)

$$Y_1=\overline{X_1\overline X_2},\qquad Y_2=\overline{X_1+X_2}.$$

$X_1$	$X_2$	$Y_1$	$Y_2$
L	L	H	H
L	H	H	L
H	L	L	L
H	H	H	L

(2)

pMOSのソースを $V_{\mathrm{DD}}$、ゲートを $Y_1$ に接続し、nMOSのソースをGND、ゲートを $Y_2$ に接続する。両ドレインを接続して $Y_O$ とする。

(3)

$X_1$	$X_2$	pMOS	nMOS	$Y_O$
L	L	OFF	ON	L
L	H	OFF	OFF	Hi-Z
H	L	ON	OFF	H
H	H	OFF	OFF	Hi-Z

したがって、$X_2=\mathrm L$ なら $Y_O=X_1$、$X_2=\mathrm H$ ならHi-Zである。