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３３７回］
●ＴＲ１２６はまた作り直しです
ＴＲ１２６は出力をハイインピーダンスにするとトランジスタが逆接続状態になるために出力に逆電流が漏れてしまうことがわかり、［第３３０回］で出力回路にダイオードを挿入するという改造を行いプリント基板を作り直しました。
そのように対策したため漏れ電流はなくなったのですが、出力回路にダイオードを直列に入れたために普通のロジック回路ならばＨ出力のときはＶｃｃに近い電圧が出力されＬ出力のときにはＧＮＤに近い電圧が出力されるところ、Ｈ出力はＶｃｃ−０．７Ｖ、Ｌ出力は逆にＧＮＤ＋０．７Ｖほどの出力になってしまいました。
これはまあ仕方がないこととしてそのままいくつもりだったのですが。
どうにもすっきりしないのですよねえ。
頭の中のどこかで
「こんなアホな回路はないぞお」
「何かほかに方法があるだろうが」
という声が聞こえるような気がします。
それでＴＲ１２６の回路図を眺めながら、首をひねって考えておりましたら。
「おおお。なんてことだ」
トランジスタ回路のイロハを完全に忘れてしまっておりました。
このところずっとずっとトランジスタのＮＡＮＤ回路などのロジック回路ばかりやっていたものですから、普通のアナログ回路でしたらごく自然に考えるはずの回路を使わないで、とんでもないおばかな回路にはまりこんでしまっておりました。
それがわかったからにはもう一度作り直さないわけにはいきません。
もうほんと、やれやれです。
どこをどのように直したかがわかるようにまずはもとの回路図を下に再掲します（ダイオードを入れる前の回路図です。この回路図は［第３２７回］でお見せしました）。
もとの回路（上の回路）では出力をハイインピーダンスにするためにＥ入力がＬのときに出力回路のトランジスタＴ１とＴ２をＶｃｃとＧＮＤから遮断するためのトランジスタＴ３とＴ４をそれぞれＴ１とＴ２のエミッタ側に置いています。
これはＡ入力とＥ入力のＮＡＮＤに近い考え方なのですが、その考えには大きな穴がありました。
ＮＡＮＤ回路ならばＨかＬのどちらか一方は必ず出力されるのでそのとき出力されない側の回路が逆接続状態になることはありません。
ところがなまじ同じ回路にしたためにＨもＬも両方とも出力されない場合（そのようにするのが目的だったのですから仕方がないことなのですが）、今まで書いてきましたようにトランジスタが逆接続状態になってしまったのでした。
それではそこをどうしたらよいかといいますと、ダイオードなどを使ったりしないで下の回路にすべきだったのでしした。
トランジスタのＴ１とＴ２の出力をＯＦＦにするにはこの回路図のようにＴ１とＴ２のそれぞれのエミッタとベースをショートさせてやればよかったのです。
簡単なことでこれはトランジスタ回路のイロハともいうべき基礎的な回路です。
図のＴ１とＴ３で説明します。
Ｅ入力がＬのときはＴ３がＯＮになります。
Ｔ３がＯＮになるとＴ１のエミッタとベースはともにＶｃｃになるためＴ１は完全にＯＦＦになります。
Ｔ１が逆接続になるのはＴ１のベース電位がコレクタよりも低くなるときですからこの回路ではありえません。
Ｔ２とＴ４の場合も同じです。
Ｔ４がＯＮになるとＴ２のベースとエミッタはともにＧＮＤになりますからＴ２は完全にＯＦＦになります。
Ｔ２が逆接続になるのはＴ２のベース電位がコレクタよりも高くなるときですからこの回路ではありえません。
この回路はもとの回路のＥ入力のロジックを逆にしてＴ３とＴ４のベースに接続するとともにＴ３とＴ４のコレクタをそれぞれＴ１とＴ２のベースに接続するように変更しただけですから、新たにトランジスタやダイオードなどを追加したりする必要はありません。
この回路の最大のメリットは出力にダイオードを入れる必要がないため、Ｈ出力はＶｃｃ、Ｌ出力はＧＮＤになり、Ｖｃｃからの電圧降下やＧＮＤからの浮き上がりがないことです。
なお旧回路ではＥ入力回路に２ＳＣ１８１５が２個つながっていたためにＥ入力のプルアップ抵抗を３ＫΩにしました。
今回の回路ではＥ入力回路のロジックを逆にしたためＥ入力につながる２ＳＣ１８１５が１個になりました。
そこでＥ入力のプルアップ抵抗もＡ入力と同じ４．７ＫΩに変更することにしました（この変更は間違いであることが後でわかりました）。
理屈通りに動作するかどうか、基板を作り直す前にまずは今までの基板を手配線で変更して動作テストを行ないました。
以前にダイオードを追加するために手配線で変更した基板を再利用しました。
左から２番目（この写真では右から２番目）の回路を手直ししました。
出力電圧のテストです。
Ａ＝０、Ｅ＝１の時の出力Ｘの電圧を測りました。
１．８ｍＶですからほとんど０Ｖ出力です。
今度はＡ＝１、Ｅ＝１の出力Ｘの電圧を測りました。
４．６１Ｖです。
Ｖｃｃに一致しています。
これでＥ＝１のときに出力ＨはＶｃｃ電圧、出力ＬはＧＮＤ電圧になることが確認できました。
次はＥ＝０のときに出力に漏れ電流が発生するかどうかの確認です。
Ａ＝１のまま、Ｅ＝０にしました。
そのときＶｃｃと出力Ｘとの間の流れ込み電流を測定しました。
０．１２ｍＡです。
これは出力ＬＥＤに流れる電流です。
出力ＬＥＤ（赤）が点灯しています。
値から見てこのとき出力Ｘはハイインピーダンスだと推測できます。
出力ＸとＶｃｃ間をつながないときは出力ＬＥＤは消灯します。
今度は上の状態のまま、逆に出力ＸとＧＮＤ間の電流を測定しました。
０ｍＡです。
このことからＥ＝０のときは出力Ｘは完全なハイインピーダンス状態になって、漏れ電流などが発生しないことが確認できました。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第３３７回］
２０２１．４．４ｕｐｌｏａｄ
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