令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 理論（電気技術者試験センター）問18(b)
理論
マルチバイブレータに関する問題
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(選択問題)
NAND ICを用いたパルス回路について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，高電位を「1」，低電位を「0」と表すことにする。
(b) 図3の三つの回路はいずれもマルチバイブレータの一種であり，これらの回路図においてNAND ICの電源及び接地端子は省略している。同図(ニ)，(ホ)，(ヘ)の入力の数がそれぞれ0，1，2であることに注意して，これら三つの回路と次の二つの性質を正しく対応づけたものの組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。性質Ⅰ：出力端子からパルスが連続的に発生し，ディジタル回路の中で発振器として用いることができる。 性質Ⅱ：「0」や「1」を記憶する機能をもち，フリップフロップの構成にも用いられる。
| 性質I | 性質II | |
|---|---|---|
| (1) | (ニ) | (ホ) |
| (2) | (ニ) | (ヘ) |
| (3) | (ホ) | (ニ) |
| (4) | (ホ) | (ヘ) |
| (5) | (ヘ) | (ホ) |
- 1性質I (ニ) 性質II (ホ)
- 2性質I (ニ) 性質II (ヘ)
- 3性質I (ホ) 性質II (ニ)
- 4性質I (ホ) 性質II (ヘ)
- 5性質I (ヘ) 性質II (ホ)
答えと解説
✓ これが正解2性質I (ニ) 性質II (ヘ)
解説
入力のない(ニ)は発振を続け、入力2本の(ヘ)は0や1を記憶します。
マルチバイブレータは、二つの論理素子の出力を互いに相手側へ戻した回路で、安定な状態をいくつもつかで3種類に分かれます。安定な状態がなく出力が0と1を繰り返す非安定形、安定な状態が一つで入力をきっかけに一定時間だけ別の状態になる単安定形、安定な状態が二つで状態を保ち続ける双安定形です。
(ニ)は入力がなく、二つのNANDはどちらも入力端子をまとめたNOTとして働き、コンデンサと抵抗を通して出力が相手に戻ります。外から信号を入れなくても、コンデンサの充電と放電で出力が切り替わり続けるので非安定形で、性質Iの発振器に当たります。
(ヘ)は入力が2本で、二つのNANDの出力を互いに相手の入力へ戻したたすき掛けの形です。二つの入力がどちらも1のときは直前の状態を保つので双安定形で、フリップフロップの構成に使われる性質IIに当たります。
(ホ)は入力が1本で、入力をきっかけにコンデンサと抵抗で決まる時間だけ出力が変わって元に戻る単安定形で、性質I・IIのどちらにも当たりません。したがって、性質Iが(ニ)、性質IIが(ヘ)の組合せが正解です。入力の数0・1・2が非安定・単安定・双安定に対応する、と覚えておくと整理できます。
ほかの選択肢の解説
- 1性質I (ニ) 性質II (ホ)：性質Iを(ニ)とした点は合っていますが、性質IIを(ホ)とした点が誤りです。入力1本の(ホ)は、入力をきっかけに一定時間だけ出力が変わって元に戻る回路で、0や1を保ち続けることはできません。
- 3性質I (ホ) 性質II (ニ)：性質Iを(ホ)、性質IIを(ニ)とした組合せは、どちらも誤りです。(ニ)は入力がなくても出力が変わり続ける回路で記憶には使えず、(ホ)は入力が来たときだけ一度変化し、連続して発振しません。
- 4性質I (ホ) 性質II (ヘ)：性質IIの(ヘ)は合っていますが、性質Iを(ホ)とした点が誤りです。(ホ)は入力が来たときだけ一度パルスを出す回路で、連続してパルスを出し続けるのは入力のない(ニ)です。
- 5性質I (ヘ) 性質II (ホ)：性質Iを(ヘ)、性質IIを(ホ)とした組合せは、対応がずれています。二つのNANDをたすき掛けにした(ヘ)は状態を保つフリップフロップの形で、発振するのは入力をもたない(ニ)です。
出典：令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 理論 問18(b)（電気技術者試験センター）。1問ずつ解ける形に加工しています（B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し）。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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