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３４０回］
●ロジック回路の動作を確認しました
前回書きましたようにＴＲ１２６の回路は不備がありました。
Ｅ入力がＨのときにＴ３がＯＦＦになって出力トランジスタＴ１がアクティブになるのですが、Ｔ３の回路に問題があってＥ入力がＶｃｃからたった０．６Ｖほど低くなっただけでＴ３がＯＮになってしまい、その結果本来はアクティブのはずのＴ１の出力がＯＦＦになってしまいます。
そこを解決するにはどうすればよいのでしょうか、というところで前回は終ってしまいました。
今回はその解決策について書くところなのですが、その前に。
前回の回路がなぜ問題なのか、というところを整理していくとおのずから解決策が見えてきます。
今まで説明してきましたトランジスタロジック回路は２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５をペアにしてつかうコンプリメンタリ（相補）回路です。
ところが前回問題になったＴ３はコンプリメンタリではなくて２ＳＡ１０１５を単独で使用しています。
そこに問題があったことに気が付きました。
それなら２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５をペアにして使えばそういう問題はおきないのか、といいますと、まさにその通りで、ずっとそのつもりで回路を組んで使ってきました。
しかし本当にそうなのか、とあらためて考えてみましたら、コンプリメンタリ回路ならば入力信号のＨ、Ｌの幅に余裕があるはずという前提で回路を組んでいろいろテストをしてきましたが、そのあたりを意識してテストをして確認したことはありませんでした。
そこで今回は今更ですが、基本に戻ってロジック回路の入出力特性についてしっかり確認をしてみることにしました。
ここを押さえれば前回のＴ３の回路の改善策もおのずから見えてくるはずです。
今回のテストはＴＲ０４を使って行ないました。
ロジック回路としては最もシンプルで基本的な回路です。
その入力にトリマ抵抗をつけて、入力電圧を０ＶからＶｃｃ（４．６Ｖ）まで変化させながらそのときの出力電圧の変化を確認しました。
ＴＲ１２６の回路を変更したため旧基板になってしまったＴＲ８６＋１２６＋０４基板を利用しました。
ちょっと無理をしてＴＲ０４回路の８ｐｉｎソケットのＶｃｃとＧＮＤとＡ入力の各ピンにトリマ抵抗を取り付けました。
その部分を拡大しました。
１ＫΩの多回転トリマ抵抗です。
最初は入力０Ｖからスタートです。
０．４ｍＶですからほとんど０Ｖです。
出力は４．５６ＶですからこちらもほとんどＶｃｃ（４．６Ｖ）です。
入力を０．５Ｖにしました。
多回転トリマ抵抗ですからかなり細かい調整はできるのですが、それでもさすがに狙った電圧ジャストというわけにはいきません。
０．５０２Ｖですが０．５Ｖと考えてよいでしょう。
出力は４．５６Ｖで０Ｖ入力のときと変わりません。
入力を１Ｖにしました。
出力は４．５１Ｖです。
０Ｖ、０．５Ｖのときと比べてわずか０．０５Ｖだけ下がりましたが、この程度なら下がったうちに入らないでしょう。
入力を１．５Ｖにしました。
出力は４．４６Ｖです。
Ｖｃｃ（４．６Ｖ）からまだたった０．１４Ｖ低くなっただけです。
入力を２Ｖにしました。
１／２Ｖｃｃは２．３Ｖですから、それからわずか０．３Ｖ低いだけです。
入力電圧としてはかなり「危ない」値ですが、それでも出力は４．３９ＶとＶｃｃ（４．６Ｖ）からわずか０．２Ｖほど低くなっただけです。
入力を２．２Ｖにしました。
もうほとんど１／２Ｖｃｃ電圧（２．３Ｖ）です。
出力は４．０４Ｖです。
やっとＶｃｃ（４．６Ｖ）から０．５Ｖほど低下しました。
しかしこの辺りはもうぎりぎりのところです。
ほんの少しの入力の変化で出力が大きく変動します。
入力を２．２８Ｖにしました。
出力は約２．３Ｖになりました。
１／２Ｖｃｃ電圧です。
２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５の両方がＯＮになってＶｃｃからＧＮＤに出力ショート電流が流れます。
実際の回路では入力が１／２Ｖｃｃにならないように気をつける必要があります。
もっともＦＥＴ回路と違って大きいベース抵抗が入っていますからせいぜい２０〜３０ｍＡ流れる程度です。
トランジスタが破損するようなことはまずありませんが、避けるにこしたことはありません。
入力を２．３Ｖちょうどにしました。
出力は２Ｖです。
本当はここで出力も２．３Ｖになるべきですが、２ＳＡ１０１５と２ＳＣ１８１５のペアが両方とも完全に同じ増幅率ということはまずないと思いますから、やっぱり多少はどちらかにずれることが多いのではと思います。
入力を２．３４Ｖにしました。
出力は急速に低下して１Ｖになりました。
入力を２．４Ｖにしました。
出力は２４０ｍＶほどです。
まだ１／２Ｖｃｃから０．１Ｖ高い入力電圧にしただけですが出力はもうほとんど０Ｖです。
入力を２．５Ｖにしました。
出力はさらに低下して約１７０ｍＶになりました。
入力電圧はまだ１／２Ｖｃｃから０．２Ｖ高くしただけです。
入力を３Ｖにしました。
出力は約９０ｍＶです。
入力を３．５Ｖにしました。
出力は５０ｍＶです。
入力を４Ｖにしました。
出力は３ｍＶです。
もう０Ｖといっていいでしょう。
入力を４．５Ｖにしました。
入力はほとんどＶｃｃ電圧（４．６Ｖ）です。
出力は約３ｍＶです。
ほとんど０Ｖです。
はじめて以上のようにテストをしてみて、バイポーラトランジスタのコンプリメンタリ回路がほとんど理想的な入出力特性であることに、私自身が感心いたしました。
これなら自信をもって使えます。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第３４０回］
２０２１．４．１０ｕｐｌｏａｄ
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