今回は令和元年度 理論科目 B問題17（選択問題）を解説します。NAND ICを用いたパルス回路について、(a)図1のMOSFET回路と同じ真理値表になるNAND接続、(b)3つのマルチバイブレータ回路の性質を選ぶ問題です。
図1はpチャネルとnチャネルMOSFETによるCMOSインバータ（NOT回路）。NANDゲートは2入力を結ぶか片方を「1」に固定するとNOTとして働きます。マルチバイブレータは非安定（発振）・双安定（記憶）・単安定の区別がポイントです。
出題のポイント
令和元年度 理論科目 B問題17：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 理論科目 【電子理論（電子回路）】 令和元年度 B問題17
NAND ICを用いたパルス回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、高電位を「1」、低電位を「0」と表す。
(a) pチャネル及びnチャネルMOSFETを用いて構成された図1の回路と真理値表が同一となるものを、図2のNAND回路の接続（イ）（ロ）（ハ）から選び、全て列挙する。
(b) 図3の三つの回路（ニ）（ホ）（ヘ）はいずれもマルチバイブレータの一種である。連続的にパルスを発生し発振器となる性質I、及び「0」や「1」を記憶しフリップフロップに用いられる性質IIと、各回路を正しく対応づける。
(a) 図1の回路と真理値表が同一となるものを、図2のNAND回路の接続（イ）（ロ）（ハ）から選び、全て列挙したものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
（1）（イ）
（2）（ロ）
（3）（ハ）
（4）（イ）、（ロ）
（5）（イ）、（ハ）(b) 図3の（ニ）（ホ）（ヘ）と、性質I（連続的にパルスを発生し発振器になる）・性質II（0や1を記憶しフリップフロップに使う）を正しく対応づけた組合せを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
性質I 性質II (1) （ニ） （ホ） (2) （ニ） （ヘ） (3) （ホ） （ニ） (4) （ホ） （ヘ） (5) （ヘ） （ホ）
ポイント解説：図1はNOT回路、非安定=発振・双安定=記憶
(a) 図1はpチャネルとnチャネルMOSFETによるCMOSインバータ（NOT回路）で、入力1→出力0、入力0→出力1。NANDは2入力を結ぶと1入力のNOTになり（（イ））、片方の入力を「1」に固定してもNOTになる（（ハ））。片方を「0」に固定すると出力は常に1でNOTにならない（（ロ）は不適）。よって（イ）（ハ）で(a)は(5)。
(b) （ニ）はコンデンサ結合で出力が繰り返し反転する非安定マルチバイブレータ＝連続パルスを発生する性質I（発振器）。（ヘ）は2入力で状態を保持する双安定マルチバイブレータ＝「0/1」を記憶する性質II（フリップフロップ）。（ホ）は単安定的で該当しない。よって性質I:（ニ）、性質II:（ヘ）で(b)は(2)。
問題の解説
STEP1 図1の真理値表
CMOSインバータ=NOT回路（入力1→出力0）。
STEP2 NANDでNOT
両入力を結ぶ（イ）、片入力を「1」固定（ハ）がNOT等価。（ロ）は「0」固定で常に1→不適。(a)=(5)。
STEP3 マルチバイブレータ
（ニ）非安定=発振（性質I）、（ヘ）双安定=記憶（性質II）。(b)=(2)。
答え：(a)-(5)，(b)-(2)
💡 覚え方
NANDは両入力短絡または片入力を「1」固定でNOTになる（「0」固定は常に1）。マルチバイブレータ：非安定＝自励発振、双安定＝フリップフロップ（記憶）、単安定＝1回だけパルス。
⚠️ よくある間違い
NANDのNOT化は入力を「1」に固定（「0」だと常に1でNOTにならない）。発振は非安定（ニ）、記憶は双安定（ヘ）。CMOSインバータの真理値表を正しく読む。
まとめ
| 図1 | CMOSインバータ=NOT回路 |
| (a) | （イ）両入力短絡・（ハ）片入力1固定→(5) |
| (ニ) | 非安定=発振（性質I） |
| (ヘ) | 双安定=記憶（性質II） |
| (b) | 性質I:(ニ)、性質II:(ヘ)→(2) |
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