令和6年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問21
入力が A と B，出力が Y の論理回路を動作させたとき，図のタイムチャートが得られた。この論理回路として，適切なものはどれか。
図の説明テキスト
入力A、入力B、出力Yのタイムチャート。各信号は 1 と 0 の 2 値をとる。縦の点線で区切られた区間ごとの値は左から次のとおり。
- 区間1: A=0, B=1, Y=1
- 区間2: A=0, B=0, Y=1
- 区間3: A=1, B=1, Y=0
- 区間4: A=0, B=0, Y=1
- 区間5: A=1, B=1, Y=0
- 区間6: A=0, B=0, Y=1
- 区間7: A=1, B=0, Y=1
AとBがともに1のときだけYが0になり、それ以外ではYは1である。
図の説明テキスト
選択肢ア〜エの論理回路記号。
ア: 入力A, B、出力YのXOR（排他的論理和）ゲート
イ: 入力A, B、出力YのXNOR（排他的論理和の否定）ゲート
ウ: 入力A, B、出力YのNANDゲート
エ: 入力A, B、出力YのNORゲート
解答・解説
正解: ウ. NAND（否定論理積）ゲート
論理ゲートとは
論理回路は、入力された 0 または 1 の信号に対して決められた演算を行い、出力結果を返す回路です。
各論理ゲートの基本的な動作は真理値表によって定義されます。
正解の根拠
タイムチャートから、各区間の入力 A、入力 B、出力 Y の関係を整理します。
- 区間 1: A=0, B=1, Y=1
- 区間 2: A=0, B=0, Y=1
- 区間 3: A=1, B=1, Y=0
- 区間 4: A=0, B=0, Y=1
- 区間 5: A=1, B=1, Y=0
- 区間 6: A=0, B=0, Y=1
- 区間 7: A=1, B=0, Y=1
タイムチャート全体を通して、A と B がともに 1 のときだけ Y が 0 になり、それ以外では Y は 1 になっていることが読み取れます。
これは NAND（否定論理積）ゲートの動作と一致します。
各選択肢の解説
ア: XOR（排他的論理和）ゲートは、入力 A と B が異なるときに 1 を出力する回路です。区間 2 の A=0, B=0 のときに Y=1 となる動作と矛盾するため誤りです。
イ: XNOR（排他的論理和の否定）ゲートは、入力 A と B が等しいときに 1 を出力する回路です。区間 1 の A=0, B=1 のときに Y=1 となる動作と矛盾するため誤りです。
ウ: NAND（否定論理積）ゲートは、入力 A と B がともに 1 のときのみ 0 を出力し、それ以外では 1 を出力する回路です。タイムチャートの動作と一致するため正解です。
エ: NOR（否定論理和）ゲートは、入力 A と B がともに 0 のときのみ 1 を出力する回路です。区間 1 の A=0, B=1 のときに Y=1 となる動作と矛盾するため誤りです。