2026年3月22日実施 理論 B問題 問18

CMOS（Complementary MOS）とは，問題文にある p チャネル MOS FET（pMOS）と n チャネル MOS FET（nMOS）を組み合わせた回路構成のこと。

GND（Ground，接地）は回路の基準電位 0 V を指し，「出力 = GND」は出力が低電位（論理 0）であることを意味する。

図 1 は pMOS と nMOS を直列接続した CMOS インバータ（NOT 回路）：

→ NOT 回路（インバータ）の動作

真理値表：

入力 | 出力

0 | 1

1 | 0

NAND：2 入力 A, B が両方「1」のときのみ出力「0」、それ以外は「1」

(イ) 2 入力を短絡（A = B = 入力 X）：

X=0 → A=B=0 → NAND 出力 1 ✓

X=1 → A=B=1 → NAND 出力 0 ✓

→ インバータと同じ真理値表 ✓

(ロ) 一方の入力を「0」に固定（B=0，入力 A = X）：

X=0 → A=0, B=0 → NAND 出力 1

X=1 → A=1, B=0 → NAND 出力 1（B=0 なので常に 1！）

→ 入力 X に関係なく出力は常に 1 ≠ NOT 回路 ✗

(ハ) 一方の入力を「1」に固定（B=1，入力 A = X）：

X=0 → A=0, B=1 → NAND 出力 1 ✓

X=1 → A=1, B=1 → NAND 出力 0 ✓

→ インバータと同じ真理値表 ✓

(イ) と (ハ) が NOT 回路と同じ真理値表になる。

マルチバイブレータには主に 3 種類ある：

(ニ) 外部入力 0 個：

外部入力なしで自走する回路 → リングオシレータ（奇数個の NAND を輪につなぐ）

→ 非安定マルチバイブレータ → 性質 Ⅰ

(ホ) 外部入力 1 個：

1 つの外部トリガ入力で 1 発パルスを出す回路

→ 単安定マルチバイブレータ（どちらの性質にも当てはまらない）

(ヘ) 外部入力 2 個（S と R の 2 入力）：

S（セット）と R（リセット）の 2 入力で「1」または「0」を記憶する

→ NAND 型 SR ラッチ → 双安定マルチバイブレータ → 性質 Ⅱ

性質 Ⅰ = (ニ)（自走発振：外部入力なし）

性質 Ⅱ = (ヘ)（記憶機能：S・R 2 入力）