論理ゲートは、入力と出力の間の特定の論理関係に従う電子回路です。つまり、入力の性質に応じて、出力の存在に関する論理的な決定を下します。
英国の数学者であるジョージ・ブーリアン (1815-1864) は、論理の数学的分析を扱うための特定の代数演算を開発しました。それはブール代数と呼ばれます。ロジックには、主に「高」または「低」の 2 つの値のみが含まれます。 「閉じた」または「開いた」; 「オン」または「オフ」; 「true」または「false」など、それぞれ 1 と 0 で。
したがって、任意の変数のブール代数を介して表現できる状態または値は 2 つだけです。これらの 2 つの値または状態は、3 つの演算を含むブール代数を表します。それらは、OR、AND、および NOT と呼ばれます。これらは、A、B などで示される入力間の関係であり、出力は Y で示されます。
NOT オペレーション
操作 NOT は連動スイッチで表すことができます。スイッチ A が閉じている場合、B は自動的に開き、その逆も同様です。
操作は次の表で表すことができます。
ブール代数の NOT 演算は、主に変数の上にバーまたはダッシュで示されます。したがって、ブール式は次の式で与えられます
Y =A’
上記のブール式は、Y is not A として口頭で表現されます。これは、入力 A が存在するときに出力 Y が存在しないこと、およびその逆であることを示しています。
ゲートの意味ではない
出力が入力と同じではないデジタル電子デバイスは、NOT ゲートと呼ばれます。したがって、NOTゲートには1つの入力しかなく、この入力は1つの出力に反転されます。 NOT ゲートには 2 つの端子しかありません。1 つは入力データを含み、もう 1 つは出力が生成される場所です。入力は A で表され、出力は Y で表されます。
幾何学的記号:
回路図では、NOT ゲートは次の図のように表されます。
上の図で、三角形の右端のバブルは、NOT ゲートが入力を反転、補完、または否定するため、反転バブルと呼ばれます。
ブール式:
ブール代数に関して、NOT ゲートの操作は次のように表されます。
Y は NOT A に等しいことを暗示していました。記号 A の上のバーは NOT を意味します。
真理値表:
真理値表は、入力とそれに対応する出力の関連するすべての組み合わせを示す表として定義されます。真理値表を作成するには、2 進数の 1 と 0 を使用する必要があります。A =1 は入力 A が存在することを示し、Y =1 は出力 Y が存在することを示します。存在することは１またはＯＮとして指定され、存在しないことは０またはＯＦＦとして表される。
入力と対応する出力の NOT ゲートの組み合わせは、以下に示す真理値表で表すことができます。
NOT Gate 実現のための回路
トランジスタアンプでは入力信号が反転するため、ダイオードの代わりにトランジスタアンプではエミッタ接地構成が採用されています。この構成により、信号の位相が変化する。
NOT ゲートを含むデジタル回路を以下に示します。
上記の回路では、次の 2 つの一般的なケースが発生する可能性があります。
- A =0 の場合:A がバッテリの接地端子に接続されている場合、接合部が逆バイアスされるため、エミッタ ベース接合部を流れるコレクタ電流はありません。トランジスタの電位が遮断されるため、R1 の電位降下はゼロになります。したがって、C でのバッテリーの電圧と出力端子 (Y) での電圧は +5 V と同じか等しくなります。したがって、Y =1 です。
- A =1 の場合:A がバッテリの +5 V 端子に接続されている場合、ジャンクションが順方向にバイアスされるため、大量のコレクタ電流が R1 を介してエミッタ ベース ジャンクションに流れます。したがって、C でのバッテリの電圧と R1 での電圧降下は、トランジスタが飽和状態にあるときと同じになります。さらに、コレクタ C は、導通しているトランジスタを介して接地されます。したがって、Y =0 です。
結論
NOTゲートは、1つの入力のみを受け入れ、1つの出力のみを出す論理ゲートです。したがって、NOTゲートには1つの入力しかなく、この入力は1つの出力に反転されます。これは、NAND、NOR などの他の有用なゲートを作成するために使用されるプライマリ ゲートです。また、方形波発振器も作成します。ユニバーサルゲートとダイオードを使用して実装できます。 NOTゲートのIC番号は7404です。
