平成31年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問16

解説

図中のアとイは，2 入力 AND 素子の入力の一つに，2 本の信号線をダイオードでまとめて接続し，抵抗で GND（グラウンド）へプルダウンする構成です。図中のウとエは，同様にダイオードでまとめた 2 本の信号線を，抵抗で Vcc へプルアップする構成です。ダイオードを使って複数の入力の論理積（AND）を作るには，共通接続点を抵抗で Vcc にプルアップしておき，各ダイオードのアノード（矢印側，順方向の入口）を共通接続点に，カソード（棒線側，順方向の出口）を各入力線に接続する必要があります。こうすることで，いずれかの入力が Low になると，対応するダイオードが順方向にバイアスされて導通し，共通接続点を Low に引き下げます。共通接続点が High を保つのは，全ての入力が High のときだけであり，正しく 3 入力 AND として機能します。図中のウはこの向き（アノードが共通接続点側，カソードが入力側）でダイオードが接続されたプルアップ回路であり，適切な 3 入力 AND 回路です。図中のアはダイオードの向きはウと同じですが，プルダウン抵抗の構成のため，共通接続点は常に Low に固定されてしまい機能しません。図中のイとエはダイオードの向きが逆（カソードが共通接続点側）になっており，イはプルダウン抵抗との組合せで論理和（OR）に近い動作となり，エはプルアップ抵抗との組合せで共通接続点が常に High に固定されてしまい，いずれも 3 入力 AND として機能しません。

選択肢ごとの解説

• ア誤り。図アは，ダイオードのアノードを共通接続点側，カソードを入力側に接続した構成ですが，共通接続点を抵抗で GND にプルダウンしているため，共通接続点は常に Low に固定され，3 入力 AND 回路として機能しません。
• イ誤り。図イは，ダイオードのカソードを共通接続点側，アノードを入力側に接続し，共通接続点を抵抗で GND にプルダウンした構成であり，いずれかの入力が High になると共通接続点が High に引き上げられる，論理和（OR）に近い動作になってしまい，3 入力 AND 回路として機能しません。
• ウ正しい。図ウは，ダイオードのアノードを共通接続点側，カソードを入力側に接続し，共通接続点を抵抗で Vcc にプルアップした構成です。いずれかの入力が Low になるとダイオードが導通して共通接続点が Low に引き下げられ，全ての入力が High のときだけ共通接続点が High を保つため，正しく 3 入力 AND 回路として機能します。
• エ誤り。図エは，ダイオードのカソードを共通接続点側，アノードを入力側に接続し，共通接続点を抵抗で Vcc にプルアップした構成であり，共通接続点は既にプルアップによって High 電位にあるため入力側からダイオードが導通する条件が成立せず，共通接続点は常に High に固定されてしまい，3 入力 AND 回路として機能しません。