エンベデッドシステムスペシャリスト 2011年午前2 問16

問題文

マイコンの出力ポートに接続されたランプ回路を図に示す。ランプが点灯するのはどの場合か。

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ア：（正解）

イ：

ウ：

エ：

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ランプが点灯するのは、信号Aと信号BがともにHighのときです。したがって、アが正解です。

図の論理回路は、2つの入力がどちらもHighのときに出力がHighになる論理積回路（AND回路）です。出力がHighになると、トランジスタのベースに電流が流れてトランジスタがオンになります。

すると、Vccから抵抗、ランプ、トランジスタを通って接地へ電流が流れるため、ランプが点灯します。

入力のどちらか一方がHighなら点灯すると考える
これは論理和（OR）の動作です。論理積（AND）では、両方の入力がHighでなければ出力はHighになりません。
信号がHighになると、その信号が直接ランプを点灯させると考える
信号は論理回路とトランジスタを制御します。ランプを流れる電流は、Vccから供給されます。
トランジスタがオフでも、Vccにつながっているので点灯すると考える
トランジスタがオフの場合、ランプを通る電流の経路が成立しないため、ランプは点灯しません。

トランジスタのベースにつながる抵抗は、ベースに流れる電流を制限します。また、ベースから接地につながる抵抗は、入力がLowのときにベースの電位を低く保ち、トランジスタが意図せずオンになるのを防ぎます。

Q. AND回路の出力条件はどのように覚えればよいですか？
A. 「すべての入力が1（High）なら出力も1」と覚えるとよいです。入力のうち一つでも0（Low）があれば、出力は0になります。

Q. この回路では、トランジスタがオンになるとランプが消えることはありませんか？
A. この回路では、トランジスタがオンになることで、Vccからランプを通って接地へ電流が流れるため、ランプが点灯します。

関連キーワード: 論理積回路、AND回路、トランジスタ、出力ポート、プルダウン抵抗

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