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2.6.2 AND 回路； AND circuit

図 2.11 AND 回路のはたらき

AND 演算を実現するためには，図 2.11 のようなはたらきをする回路をつくればよいことになります。 つまり，「２つの入力を持ち，入力の両方が +5 V のときだけ +5 V を出力し， それ以外では 0 V を出力する回路」を作ればよいわけです。

図 2.12 ダイオードによる AND 回路

良く使われる方法は，ダイオードを使って図 2.12 のように接続することです。 半導体ダイオードは P 型半導体と N 型半導体を貼り合わせた構造を持ち， P 型半導体の側から N 型半導体の側（順方向）へは電流が流れやすいが， 逆向き（逆方向）には電流が流れにくいという性質を持ったものです。

図 2.13 ダイオードによる AND 回路の具体的な例

ちょっとわかりにくいと思うので，図 2.13 に具体的な例を示します。 順方向に電流を流すときの抵抗が 2 Ω（抵抗が小さい＝流れやすい）であり， 逆方向に電流を流すときの抵抗が 998 Ω（抵抗が大きい＝流れにくい）であるとします。 このとき，入力の電圧の組み合わせによって，出力の電圧が図 2.13 のように変わります。

さて，入力の両方とも 0 V のときは出力も 0 V， 入力の両方とも +5 V のときは出力も +5 V になるということはいうまでもありません。 ところが，入力の片方が 0 V でもう一方が +5 V のときには，出力が +0.01 V になって， 中間の +2.5 V という値と比べてずっと 0 V に近い値になります。 ダイオードの逆方向と順方向の抵抗の比がもっと大きければ，出力電圧はもっと 0 V に近い値になりますし， また，この AND 回路のうしろに，前の節で説明した NOT 回路を接続すれば， すでに説明したように AND 回路の部分は厳密に 0 V を出力しているのと結果としては同じことになります。

ただし，この簡単な AND 回路は，必ずしも図 2.11 のように理想的な動作をしているわけではなく， どちらかというと図 2.14 のような動作をしているということになります。

図 2.14 ダイオードによる AND 回路のはたらき

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