第三種電気主任技術者の過去問
令和元年度（2019年）
理論 問20

正解は2番の
　・性質Ⅰ（発信機）は（二）
　・性質Ⅱ（フリップフロップ回路）は（ヘ）
です。


【解説】
（二）
左側のNAND回路入力が0の時、出力は1です。
右側のNAND回路入力が1となり、出力は0です。
この時、右側の出力0は抵抗を介して、右側の入力になります。すると右側の出力は1になります。

一方で、左側の入力は0が入力され出力が1になります。コンデンサの充電が完了すると、右側の入力が１となり、再度右側出力は0となります。

つまり、1,0をくりかえすため、Ⅰの発信回路です。


（ホ）
左側の入力が0の時は常に0のため発信回路にはなりません。
またフリップフロップ回路を構成するためには、入力が二つ必要ですが、一つしかないためこちらも不適切です。


（ヘ）
この回路の入力と出力の関係をまとめると下表になります。

入力１　入力２　出力
　０　　　０　　　１
　０　　　１　　　０
　１　　　０　　　０
　１　　　１　　（直前の出力保持）

つまり、記憶機能を持っておりフリップフロップとして機能することが分かります。

（二）
真ん中の抵抗について、抵抗上部の電位が1、下部の電位が0とします。
すると、左側のNANDゲートへの入力は1、NAND出力は0、また、右側のNANDゲートへの入力は抵抗の下部の電位に等しくなるので、0です。
このときコンデンサに電流が流れ、充電が開始されます。
充電が完了すると、コンデンサは放電を開始します。この時コンデンサの左側の電位が高くなるため、抵抗下部の電位が1、上部の電位が0となります。
このとき、左側へのNANDゲートへの入力は抵抗上部の電位と同じ0、そして出力は1となります。また右側のNANDゲートへの入力は抵抗下部の電位と同じ1、そして出力は0です。
よって、出力は0と1を交互に繰り返し、パルスを連続的に発生する形になるため、性質Ⅰに該当します。

（ホ）
入力を0としたときの出力について考えます。
このとき、もう片方の入力（右側のNANDゲートの出力）に関わらず左側のNANDゲートの出力は1となるため、コンデンサの左端から右端へ向かって電流が流れ、充電されます。
充電が完了すると電位は0となるので、右側のNANDゲートへの入力は0、また左側のNANDゲートの出力は0です。
このとき、コンデンサの両端供に同電位となり、電流が流れなくなり、出力は変化しなくなります。
入力を1とした時についても、同様のことが考えられます。

よって、はじめは出力が変化しますが、コンデンサの充電完了によって変化がなくなりますので、発振や記憶をする機能は持ちません。
よって、性質Ⅰにも性質Ⅱにも該当しません。

（ヘ）
入力1が0、入力２が0の時の出力は1
入力1が1、入力２が0の時の出力は0
入力1が0、入力２が1の時の出力は0

入力1が1、入力2が1の時は、過去の出力によって変わります。
例えば、過去の出力が0であったときは、右側のNANDゲートの出力は1となり、左側のゲートの出力は0です。
また、過去の出力が1であったときは、右側のゲートの出力は0、左側のゲートの出力は1となります。
このとき、「0」や「1」を記憶する機能を持っているので、性質Ⅱに該当します。

よって、(2)が正解です。