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２９５回］
●トランジスタロジック回路組立キットＴＲ００
また何日か間が空いてしまいました。
目下のところＭＹＣＰＵ４組立キットの説明書の作成に注力しています。
毎度のことながら説明書の作成は手間がかかりますし骨が折れます。
説明図とかパーツ表の作成にも時間がかかります。
なんとか早く仕上げてしまいたいとがんばっていますと、ついホームページを書くのが後回しになってしまいます。
いつも書いていることですけれど、どうか気長なおつきあいをお願いいたします。
さて今回からしばらくはトランジスタ回路組立キットについての紹介です。
今回の表題にありますＴＲ００は［第２３６回］で説明をしています。
日付を見ますと昨年（２０２０年）の５月１日です。
なんと９ヶ月も前です。
そこでは「プリント基板ができてきたらさっそく組み立てて写真をお見せします」などと書いています。
ええ。
組み立てるところまではもう半年以上も前に済んでいたのですが。
その紹介がどうして今頃になってしまったのかということにつきましては［第２８３回］に書きました。
そういうことだったのですが、やっとＭＹＣＰＵ４についても一区切りつきましたのであらためてトランジスタロジック組立キットについて紹介させていただきます。
組立キットＴＲ００については［第２３６回］の説明もお読みください。
名前からもわかりますとおり７４ＬＳ００のトランジスタ版になります。
バイポーラトランジスタ２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５による２入力ＮＡＮＤゲートロジック回路です。
［第２３６回］に１ゲート分の回路図があります。
７４ＬＳ００と同様１枚の基板に４ゲート分の回路が載っています。
下がプリント基板（部品面）の写真です。
下はプリント基板（ハンダ面）の写真です。
部品を実装しました。
コストと使い易さを考えて電源と信号の入出力は８ピンの丸ピンＩＣソケットを使うことにしました。
ちょっときついですがブレッドボード用のジャンパーケーブルが使えます。
キットには適当な長さのジャンパーケーブル１０本ほどが附属します。
色や長さはばらばらです。
４回路のうちの１回路です。
［第２３６回］の回路図に相当します。
丸ピンＩＣソケットには２つの入力Ａ、Ｂと出力Ｘ、それと電源のＶｃｃとＧＮＤが配置されています。
それで５ピンなので余った残り３ピンにも出力Ｘを配置してあります。
電源専用のＩＣソケットを１個追加してあります。
電源を接続しました。
Ｖｃｃは＋５Ｖを想定していますが単三乾電池３本を直列につないだ４．５Ｖでも問題なく動作します。
入力Ａ、Ｂは１０ＫΩでＶｃｃにプルアップしているので入力表示用の青ＬＥＤが全点灯しています。
プルアップ抵抗の目的ですが、これがＭＯＳＦＥＴ回路などですと入力回路をプルアップ（またはプルダウン）しておかないとＰチャンネルとＮチャンネルのトランジスタがノイズで両方ともＯＮになってしまう可能性があって、そうするとトランジスタに過電流が流れてその結果トランジスタが焼損してしまう危険性があります。
当然それを防ぐためのプルアップ抵抗ということになります。
幸いバイポーラトランジスタは電流動作なので入力がＯＰＥＮのときはベース電流が流れませんからＯＮにはなりません。
万一ノイズなどで誤動作したとしてもベース電流×ｈＦＥ以上の電流は流れませんから回路が破損する危険はまずありません。
それではなんのためのプルアップ抵抗かといいますと。
ずっと以前に作りましたＭＯＳＦＥＴ版のトランジスタロジック回路組立キットでは信号を負論理として扱いました。
そのため入出力信号がＬレベルのときにＬＥＤが点灯して、Ｈレベルのときには消灯する回路でした。
しかしやはり直感的には、信号がＨレベル（すなわち＋電位）＝ＬＥＤが点灯する、としたほうがわかりやすいと考えて今回のキットでは入出力信号がＨレベルのときにＬＥＤが点灯して、Ｌレベルのときには消灯するように考えました。
実際に信号が入力される場合にはもちろんそういうことでよいのですが、問題は入力がないときです。
プルアップ抵抗がないか、あっても抵抗値が余り大きいと入力回路のＬＥＤが点灯してくれません。
その場合にはトランジスタのベース電流も流れませんから、出力もありません。
すると出力回路のＬＥＤも点灯しませんから結局ＬＥＤが全部消灯してしまうことになります。
それではちょっと都合が悪いので入力がない場合でも入力回路のＬＥＤが点灯する程度の大きさ（１０ＫΩ）の抵抗でプルアップしてあります。
２つある入力のうちの片方、入力ＡをＧＮＤにつなぎました。
ここでは右端のＩＣソケットのＧＮＤにつなぎましたがＩＣソケットのＶｃｃ、ＧＮＤは全部つながっているのでどのＩＣソケットのＧＮＤ、Ｖｃｃにつないでも構いません。
入力Ａの青ＬＥＤが消灯して代わりに出力Ｘの赤ＬＥＤが点灯しました。
今度は入力ＢをＧＮＤにつなぎました。
入力Ｂの青ＬＥＤが消灯しました。
入力が入れ替わっただけで上と同じ条件なので出力Ｘの赤ＬＥＤは点灯しています。
入力Ａと入力Ｂを両方ともＧＮＤにつなぎました。
入力Ａと入力Ｂの青ＬＥＤが両方とも消灯しました。
２入力ＮＡＮＤゲート回路なのでやはり出力Ｘの赤ＬＥＤは点灯しています。
ここまでは順調だったのですが。
念のためにということで、消費電流を測ってみたところ。
とんでもない値になってしまいました。
なんと１９ｍＡも！
だってＬＥＤも点灯しているし、なんたって普通のトランジスタ回路だからそのぐらいは流れますでしょう？
いえいえいえいえ。
そんなはずはないです。
確かにＬＥＤは８個点灯していますけれど、電流制限抵抗がしっかり入っています。
２２ＫΩです。
Ｖｃｃ＝＋５Ｖとしてその電圧が丸ごと２２ＫΩにかかったとしてもそこを流れる電流はわずか０．２５ｍＡ。
ＬＥＤ８個分の電流は０．２５×８＝２ｍＡにしかなりません。
すると残りの１７ｍＡはやっぱりトランジスタ回路ということになるのですが、そんなはずはないのですよねえ。
私の考えではロジック回路の出力になにもつないでないときには、トランジスタ回路に流れる電流は基板全体でもせいぜい１〜２ｍＡあるかないかという程度のはずです。
さてはどこかでショートしているのかも。
最初はそれを疑いました。
それは面倒なことです。
さてどうやって、どこから調べるか。
いっそのこと、もう一枚最初から組んだほうが早いかも。
あれこれ迷っていたのですけれど。
ああ。
ひょっとすると。
そういうことかもしれない。
ひとつの考えが閃きました。
というところで本日は時間がなくなってしまいました。
次回に続きます。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第２９５回］
２０２１．２．５ｕｐｌｏａｄ
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