フリップフロップ

この記事を真に受けると回路が爆発します。

最も単純なフリップフロップ

入力(1,0)の時、出力は1

入力1が1ならば、上段OR回路は常に1を出力する。
ゆえに出力は1

入力(0,1)の時、出力は0

入力2が1の時、下段NOT回路が0を出力、
ゆえに中段AND回路も0、
入力1は0であるから、上段OR回路の出力は0

入力(0,0)の時、出力を維持する

出力が1の場合
入力2が0であるため、下段NOT回路は1を出力、
ゆえに中段AND回路が(1,1)入力で1を出力、
ゆえに上段OR回路は(1,1)入力で1を出力

出力が0の場合
入力2が0であるため、下段NOT回路は1を出力、
ゆえに中段AND回路が(0,1)入力で0を出力、
ゆえに上段OR回路は(0,0)入力で0を出力

SRラッチ回路

$${\bar Q}$$は$${Q}$$の反対。
NORは(0,0)入力で出力1、それ以外出力0
R=Reset
S=Set

R=1,S=0の時、Q=0

上段NORはなんにせよ出力0、$${Q=0}$$
下段NORは(0,0)入力で出力1、$${\bar Q =1}$$
(上段NORは(1,1)入力になって出力0)

出力から見る場合
$${Q=0}$$だった場合
下段の入力は(0,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段の入力は(1,1)で出力0
$${Q=1}$$だった場合
下段の入力は(1,0)で出力0、$${\bar Q =0}$$
$${\bar Q =0}$$だから、上段の入力は(1,0)で出力0

R=0,S=1の時、Q=1

上段は確定しないので
出力からみるか下段から見る。

出力から見る場合
$${Q=0}$$だった場合
下段の入力は(0,1)で出力0、$${\bar Q =0}$$
$${\bar Q =0}$$だから、上段の入力は(0,0)で出力1
(下段の入力は(1,0)で出力0)

$${Q=1}$$だった場合
下段の入力は(1,1)で出力0、$${\bar Q =0}$$
$${\bar Q =0}$$だから、上段の入力は(0,0)で出力1
(下段の入力は(1,0)で出力0)

R=0,S=0の時、出力を維持

上段も下段も入力からは確定しないので
出力から見るしかない。

$${Q=0}$$だった場合
下段の入力は(0,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段の入力は(0,1)で出力0
(下段の入力は(0,0)で出力1)

$${Q=1}$$だった場合
下段の入力は(1,0)で出力0、$${\bar Q =0}$$
$${\bar Q =0}$$だから、上段の入力は(0,0)で出力1
(下段の入力は(1,0)で出力0)

R=1,S=1の時、禁止あるいは動作不定

NORに常時1が入力されていることになるから
上段も下段も常に0を出力する。
結果$${Q}$$も$${\bar Q}$$も0となる。

RSフリップフロップ

NANDはANDの逆
入力(1,1)の時、出力0。それ以外全部出力1

S=0,R=1の時、Q=0

出力から見るしかない。

$${Q=0}$$だった場合
下段のNANDの入力は(0,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段NANDの入力は(1,1)で出力0

$${Q=1}$$だった場合
下段のNANDの入力は(1,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段NANDの入力は(1,1)で出力0
→$${Q=0}$$の場合へ
下段のNANDの入力は(0,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段NANDの入力は(1,1)で出力0

S=1,R=0の時、Q=1

出力から見るしかない。

$${Q=0}$$だった場合
下段のNANDの入力は(0,1)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段NANDの入力は(0,1)で出力1
→$${Q=1}$$の場合へ
下段のNANDの入力は(1,1)で出力0、$${\bar Q =0}$$
$${\bar Q =0}$$だから、上段NANDの入力は(0,0)で出力1

$${Q=1}$$だった場合
下段のNANDの入力は(1,1)で出力0、$${\bar Q =0}$$
$${\bar Q =0}$$だから、上段NANDの入力は(0,0)で出力1

S=0,R=0の時、出力を維持

出力から見るしかない。

$${Q=0}$$だった場合
下段のNANDの入力は(0,1)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段NANDの入力は(1,1)で出力0

$${Q=1}$$だった場合
下段のNANDの入力は(1,1)で出力0、$${\bar Q =0}$$
$${\bar Q =0}$$だから、上段NANDの入力は(1,0)で出力1

S=1,R=1の時、禁止あるいは動作不定

NANDが入力(1,1)をとれないので出力が上段下段共に常に1

$${Q=0}$$だった場合
下段のNANDの入力は(0,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段NANDの入力は(0,1)で出力1、$${Q =1}$$
下段のNANDの入力は(1,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$

$${Q=1}$$だった場合
下段のNANDの入力は(1,0)で出力1、$${\bar Q =1}$$
$${\bar Q =1}$$だから、上段NANDの入力は(0,1)で出力1、$${Q =1}$$