トランジスタで８０８０をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです！
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見事にできましたら、もちろんＴＫ−８０モニタを乗せて、それからＢＡＳＩＣ、ＣＰ／Ｍを走らせましょう！
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［第４２０回］
●バイナリカウンタ回路の改良（１０）
このところ書いておりましたバイナリカウンタの改良について前回でやっと書き終わったと思ったのですが。
とんでもないミスに気が付きました。
久し振りに関連する過去記事を読み直していて気が付きました。
前回まで説明しておりました下の回路はダメな回路だったのでした。
なんともうかつな話です。
この回路が最終ではなかったのです。
ずっと経ってからこの回路では駄目なことに気が付いて再度訂正していたのですが書いた本人がそのことを完全に忘れてしまっておりました。
またしてもトランジスタの逆接続の問題でした。
詳しくは［第３２９回］をお読みください。
うむむむむ。
そういうことだったか。
あらためてオシロで波形を見てみました。
上側（ＣＨ１）はＱ＿出力（回路図の（Ａ）点の出力）です。
下側（ＣＨ２）は（Ｃ）点の波形です。
なるほどその通りでした。
ＧＡＴＥがＯＮになって（Ｃ）がＨ→ＬになるとＱ＿もＬになります。
問題はそのあとの（Ｃ）の波形です。
（Ｃ）はそのままずっとＬになるはずですが数十ｎｓ後（おそらくＧＡＴＥがＯＦＦになったとき）いきなり電圧が２Ｖ以上に上昇しています。
このときＣ１８１５が逆接続になってベース（（Ｂ）点）からコレクタ（！）に電流が流れたと考えられます。
その後（Ｂ）点の電圧が下がるとともにその逆電流は（Ｃ）点からＲ１４を通って（Ａ）点に流れることで徐々に電圧が下がっていっています。
同じことは画面の右側でもおきています。
ここでも再びＧＡＴＥがＯＮになって（Ｃ）がＬ→ＨになるとＱ＿もＨになります。
その数十ｎｓ後（おそらくＧＡＴＥがＯＦＦになったとき）いきなり電圧が３Ｖ近くまで下降しています。
このときＡ１０１５が逆接続になってコレクタからベース（（Ｂ）点）に電流が流れたと考えられます。
その後（Ｂ）点の電圧が上がるとともにその逆電流は（Ａ）点からＲ１４を通って（Ｃ）点に流れることで徐々に電圧が上がっていっています。
上の回路は下のようにすべきだったのでした。
図の左側のトランジスタの配置の内側と外側を入れ替えています。
このようにすへきことについては［第３４７回］で説明をしていますのでご参照ください。
今までのテスト回路を図のように直してからもう一度さきほどと同じように波形を見てみました。
さきほどのオシロの写真とはタイミングの関係で画像の左側部分の波形と右側の波形が逆位置になっていますがＣＨ１とＣＨ２の波形の関係は同じです。
ＣＨ２（（Ｃ）点）の波形はさきほどの写真では乱れていたのですが回路を直したあとの今回の写真では安定した波形になっています。
あらためて最終的な全体の回路図（１ビット分です）を下に示します。
そのように回路を直す前でも（Ｃ）点の波形を除いては特に問題は見られませんでしたが念のために主な部分の波形を確認して写真に撮りました。
下はＣＫＩＮとＣＫＶの波形です。
上側（ＣＨ１）はＣＫＩＮ（１ＭＨｚ）です。
下側（ＣＨ２）はＣＫＶです。
少し波形がなまっています。
水平時間軸を拡大しました（下の写真）。
ＣＨ２（ＣＫＶ）が２Ｖ以下のところで急に狭くなっています。
ちょっと心配です。
今後試作を続ける中で問題が出てきたら以前のようにインバータのベース抵抗を１００ＫΩに換えることも考えてみます。
今はこれで正常に動作していますのでとりあえずは今回の回路図のままでいくことにします。
下はＣＫＩＮとＣＫＧの波形です。
上側（ＣＨ１）はＣＫＩＮ（１ＭＨｚ）です。
下側（ＣＨ２）はＣＫＧです。
こちらはきれいな波形です。
水平時間軸を拡大しました（下の写真）。
ＣＨ２（ＣＫＧ）は８０ｎｓほどあります。
こちらは大丈夫そうです。
下はＱ＿（（Ａ）点）と（Ｂ）点の波形です。
上側（ＣＨ１）はＱ＿（（Ａ）点）です。
下側（ＣＨ２）は（Ｂ）点です。
完全に放電するには少しクロックの周期（入力クロック＝１ＭＨｚ。周期は１μｓ。このときＱ＿の半波は１μｓ）が短いようです。
充電のときは＋５Ｖぐらいまで上がっていますが放電のときは＋１Ｖぐらいから下がっていません。
試しに入力クロックを５００ＫＨｚにしてみました（下の写真）。
周期を倍にしてもあまり変わりませんね。
１Ｖぐらい残ってしまうのはなぜかよくわかりませんが回路の動作としては問題はありませんでしょう。
下は入力クロック（１ＭＨｚ）とＱ＿出力です。
上側（ＣＨ１）は入力クロック（１ＭＨｚ）です。
下側（ＣＨ２）はＱ＿出力です。
念のために、Ｑ出力も確認しました。
下は入力クロック（１ＭＨｚ）とＱ出力です。
上側（ＣＨ１）は入力クロック（１ＭＨｚ）です。
下側（ＣＨ２）はＱ出力です。
Ｑ＿と同じ位相の波形になってしまいましたがたまたまそうなっただけです。
ＱとＱ＿が逆の位相であることは確認済みです。
上の方でＣＫＶのパルス幅がちょっと狭いのが心配です、と書きました。
それでインバータのＣ１８１５のベース抵抗を１００ＫΩに変更してみました。
ＣＫＶのパルス幅が１００ｎｓほどになりました。
やっぱりこのほうが安心できそうです。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第４２０回］
２０２４．２．１７ｕｐｌｏａｄ
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