論理回路（デジタル回路）

デジタル回路とは

デジタル回路は論理演算を行い、論理回路とも呼ばれる。

論理回路の基本要素は、AND回路とOR回路、NOT回路の3種類です。

3種類の組み合わせで様々な機能の回路が作成できる。

論理回路は、論理式や回路記号（ここではMIL記号を用いる。他にもJIS記号などあり。）を用いて表す。
また、論理回路が入力信号に対してどのように応答するかを表したものを真理値表と呼ぶ。

それでは、3種類の基本論理回路について説明していく。

直列回路：AND回路

◇論理式「・」

Y = A ・ B 

◇回路記号

AND回路は、論理積とも呼ばれ1つの入力が１であり、かつ、もうひとつの入力も1である時のみ出力が1である回路です。

A	B	Y
0	0	0
1	0	0
0	1	0
1	1	1

AND回路の動作を詳しく見てみましょう。スイッチとLEDでAND回路を表現すると下の図のような直列回路になります。

• スイッチA（SW A）の「オン」と「オフ」が入力Aの「1」と「0」を表す
• スイッチB（SW B）の「オン」と「オフ」が入力Bの「1」と「0」を表す

LED Yの点灯と消灯が出力Yの「1」と「0」を表す。

基本論理回路はゲートとも呼ばれ、一方の入力によって出力を固定したり（ゲートを閉じる）、反映したり（ゲートを開く）することが可能です。

AND回路のゲート動作を図の回路図を用いて説明します。

• AかBのスイッチのどちらかを「オフ」に固定すると、LEDは消灯したまま、つまり、出力が「オフ」に固定される（ゲートを閉じる）
• 逆にAかBのスイッチのどちらかを「オン」に固定すると、固定していないもう一方の入力がそのまま出力に反映される（ゲートを開く）

並列回路：OR回路

◇論理式「＋」

Y = A + B

◇回路記号

OR回路は、論理和とも呼ばれいずれかの入力が1もしくは、いずれもが1である時、出力が1である回路です。

A	B	Y
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	1

OR回路の動作をスイッチとLEDで表現すると、下の図のような並列回路になります。

並列回路であるため、スイッチA（SW A）とスイッチB（SW B）のどちらか一方、または、両方が「オン」であればLED Yが点灯する

OR回路のゲート機能は、AND回路とは逆に動作します。

• AかBのスイッチのどちらかを「オン」に固定すると、LEDは点灯したまま、つまり、出力が「オン」に固定される（ゲートを閉じる）
• 逆にAかBのスイッチのどちらかを「オフ」に固定すると、固定していないもう一方の入力がそのまま出力に反映される（ゲートを開く）

否定：NOT回路

◇論理式「 ¯ 」

Y = Ā

◇回路記号

NOT回路は、インバータや反転回路ともよばれ、入力の逆が出力される機能を備えます。入力が1である場合0が出力され、0が入力されると1が出力される回路です。

A	Y
0	1
1	0

表でまとめると