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論理回路 NOTゲートについて
- 論理回路 NOTゲートの説明や仕組みについてイメージが湧かず、分かりにくい。
- スタティックCMOS型インバータのNOTゲートについて、5Vの電池と豆電球をどこに設置すれば動作するかが分からない。
- リレーやトランジスタについて、電磁石と論理回路の関係、リレーとトランジスタの性質の違いについて疑問がある。
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＃１の方の回答は勘違いをされているのでしょう。AのHigh Lowの表現が逆です。AがVssのとき上のPチャンネルがONして出力がHighつまりVddになります。AがVddのときはまったくその逆になります。 質問者様はこれのどこが理解しにくいのでしょう。疑問点を理解していないかもしれませんが、入力と出力が逆の電圧になるとショートにならないのか・・・といった疑問でしょうか。もしそうならご心配無用です。MOSトランジスタは入力と出力は絶縁物で完全に絶縁されているのでショートはしません。 質問文でちょっと気になったところがあります。「AとVddを繋いだり切ったりすることで信号を与える」という部分ですが、つなぐ方は問題ありませんが、切る方は少々問題です。切るということはAはどこにもつながっていない状態になるということです。これはAの電圧を決めない（ちょっとした静電気などで、非常に不安定になる）ということです。これでは出力も不安定になり、PチャンネルとNチャンネルのFETが同時にONして電源GND間のショートになり素子を壊すということが起きます。CMOSの入力はVddかVssかどちらかにしっかりつなぐことが必要です。 リレー（電磁石）が発明されたのにコンピュータがすぐに出来なかったのは何故かという疑問ですが、スイッチで計算ができるとは普通思いつきません。デジタル演算という概念が発展していって、さらに保存されたプログラムに従って論理回路が動作する、というノイマン型のコンピュータの基礎ができなくてはリレーと計算機は結びつかないと思います。 確かに「そろばん」というデジタル計算機は古くからありました。でもそろばんでコンピュータを作るという発想は出なくて当然だと思いますよ。 リレーは一種の遠隔操作のできるスイッチです。普通の家庭にある「階段の電灯をつける壁のスイッチ」は人間がノブを操作してON/OFFするのに対し、リレーはその操作を電磁石で電気的に行うというものです。トランジスタでコンピュータができるのはトランジスタをスイッチのように使うことができるからです。同様に空気の弁を使ったコンピュータなんていうものも原理的には可能です。（実際に小規模なものは厳密な防爆を要求される部分には存在します） 一方、ラジオはアナログ回路です。まずは微少な信号を増幅して大きくしなければなにもできません。これはスイッチにはできない仕事です。トランジスタはアナログ素子なのでアナログの一応用分野であるデジタル（スイッチ）にも使うことができるという訳です。
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- Sgnbynym
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＃１です。 ＃３さんのおっしゃるとおり勘違いをしました、下記で訂正します。 URLのスタティックCMOSの図を思い浮かべながら下記を見てください。 ＡをＶssに接続すると上のＭＯＳトランジスタはＯＮになりＶｄｄと導通し、下はＯＦＦになりますのでＱの出力はＶｄｄとなります。 Ｖｄｄ ｜ ＯＮ Ｖｓｓ ｜→ Ｖｄｄ ＯＦＦ ｜ Ｖｓｓ ＡをＶddに接続すると上のＭＯＳトランジスタはＯＦＦになり、下はＯＮになりＶｓｓと導通しますのでＱの出力はＶｓｓとなります。 Ｖｄｄ ｜ ＯＦＦ Ｖｄｄ ｜→ Ｖｓｓ ＯＮ ｜ Ｖｓｓ
お礼
補足頂きありがとうございます！
- tance
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No.3 tanceです。 多値ということとアナログは違います。無理矢理考えて、0.000001Vで動くリレーもあり、0.000002Vのもあり、0.000004VのもあるならリレーでA/Dコンバータが作れるし、電波が強ければラジオくらいリレーで作れるかもしれません。でも0.000001Vで動くリレーはほぼ不可能でしょう。 トランジスタなら3円のトランジスタでも0.000001Vくらいは扱えますから楽勝です。 あ、動作速度のことを忘れていました。リレーはどんなに速くカチカチ動いたとしても、せいぜい１秒間に50回くらいが限界でしょう。でもAMラジオの電波は１秒間に1600000回くらい振動しています。音声だって１秒間に5000回くらいは振動してくれないとまともな音になりません。 リレーではスピード的に逆立ちしても無理というスピードですね。ちなみに音楽CDは１秒間に44000回音声データを作っています。 消費電力、大きさ、重さ、価格 どれをとってもリレーに勝ち目はありません。（仮に0.000001Vのリレーができたとしても） 間違わないで欲しいのは、アナログが基本であり、デジタルはその一応用例に過ぎないということです。デジタルとは、決してアナログが進化したものではありません。USBだとか、HDMIなどの高速デジタル規格ではアナログの解らない人は全くついて行けません。 おもしろい命題だったのでいろいろ書きましたが、そもそもリレーの出力はONとOFF以外にないので、アナログとは言えません。 普通はリレーでラジオができないかと言われれば「バカ言ってンじゃないよ」で終わりですよ。
お礼
再度回答いただきありがとうございます。 とてもよく分かりました！
- Sgnbynym
- ベストアンサー率0% (0/2)
>>リレーでトランジスタラジオを作ることは出来ますか？ できません。 トランジスタは半導体とも言います。導体としては中途半端（電気抵抗が）な状態があるからそういうのですが、その中途半端な半導体の性質を使わなければラジオは作れません。 リレーはＯＮかＯＦＦの状態しかないのでスイッチとしてしか使えません。
お礼
回答いただきありがとうございます。 トランジスタ自体はアナログな性質だったのですね。0と1ばかり考えていましたので、つい、デジタルとばかり思っていました。ただ、壮大な物になりそうですが、電圧によって動作するリレーを複数用意すれば出来そうな気がしてきましたがいかがでしょうかね？
- Sgnbynym
- ベストアンサー率0% (0/2)
URLのスタティックCMOSの図を思い浮かべながら下記を見てください。 ＡをＶｄｄに接続すると上のＭＯＳトランジスタはＯＮになりＶｄｄと導通し、下はＯＦＦになりますのでＱの出力はＶｄｄとなります。 Ｖｄｄ ｜ ＯＮ Ｖｓｓ ｜→ Ｖｄｄ ＯＦＦ ｜ Ｖｓｓ ＡをＶｓｓに接続すると上のＭＯＳトランジスタはＯＦＦになり、下はＯＮになりＶｓｓと導通しますのでＱの出力はＶｓｓとなります。 Ｖｄｄ ｜ ＯＦＦ Ｖｄｄ ｜→ Ｖｓｓ ＯＮ ｜ Ｖｓｓ
お礼
回答いただきありがとうございます。 AはVdd、Vssに繋ぐのですね。参考になります！ なお、ON、OFFについては、＃3の回答を見ていまして、逆のようでした。
お礼
とても丁寧な回答ありがとうございます。 ショートについてはその事が気になっていました。 空気弁を使ったコンピュータなんてあるのですね。ただ、ググった感じでは見つけられませんでした。残念。 実は、単純なものであれば、社会実験で、人の流れで回路が出来るのではないか？若しくは、流れそのものが実は回路ではないのか？なんて思ってみたりしました。 また、トランジスタはデジタルだと思っていましたが、仕組みを見るとアナログですね・・・。0と1ばかり考えていましたので何となくデジタルだと思っていました。 また、と言うことは、動作電圧の異なるリレーを複数用意すれば、理論上は、ラジオが出来る感じでしょうか？