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４１９回］
●バイナリカウンタ回路の改良（９）
やっとＲ１４についての考察です。
その説明のためカウンタ部分の回路図を再掲します。
図下部の遅延回路はＲ＝４．７ＫΩ、Ｃ＝５６ｐＦに変更しました（前回参照）。
Ｑ＿〜ＧＡＴＥ入力ラインの遅延はＣＬＯＣＫの１周期を越えないという条件からＧＡＴＥ入力がＯＮになったときにはＱ＿出力電圧とＧＡＴＥ入力電圧はほぼ同じになっていると考えられます（前回参照）。
ＧＡＴＥがＯＮになる前にＱ＿〜ＧＡＴＥ入力ラインの遅延が終っているということは、遅延回路の５６ｐＦ（前回参照）がほぼ充電または放電されているということを意味しています。
つまりそのときのＱ＿の電位はそのままＧＡＴＥ入力の電位となります。
仮にＱ＿の出力が５ＶだったとするとＧＡＴＥがＯＮになった直後にはＧＡＴＥ入力電圧も５Ｖなので（Ｃ）点の電圧は０Ｖになります。
このときＲ１４の両端は（Ａ）点＝５Ｖ、（Ｃ）点＝０ＶになるのでＱ＿（（Ａ）点）から（Ｃ）点に向かって電流が流れることになります。
しかし１０ｎｓ後にはＱ出力が５Ｖになりさらに１０ｎｓ後にはＱ＿が０Ｖになります（各インバータ回路の入力から出力までの時間を１０ｎｓと仮定しています）。
つまり（Ｃ）点が０Ｖになってから２０ｎｓ後にはＱ＿も０ＶになってしまうのでＲ１４の両端電位が同じになってＲ１４には電流は流れないことになります。
ここで一旦Ｒ１４から離れてこのときのＧＡＴＥ入力について考えてみます。
さきほどＧＡＴＥ入力は５Ｖでした。
すると上に書きましたように２０ｎｓ後にはＱ＿出力は０Ｖになります。
するとその０ＶはただちにＧＡＴＥ入力に伝わるでしょうか？
答えはＮＯです。
そのとき充電回路の５６ｐＦはほぼ充電されているので（Ｂ）点の電圧は５Ｖです。
４．７ＫΩがあるのでＱ＿が０Ｖになるとゆるやかに放電が始まりますが（Ｂ）点が２．５Ｖ以下に下がってＧＡＴＥ出力が反転可能な状態になるのは約３００ｎｓ後（前回参照）のことになります。
そのときにはＧＡＴＥはＯＦＦになっているはず（前提条件）なので結果としてＲＳフリップフリップはＣＬＯＣＫの１周期の間、値を維持していることになります。
そこでもう一度Ｒ１４に戻ります。
ＲＳフリップフリップ回路の状態はＲ１４によって次にＧＡＴＥがＯＮになるまで維持されます。
結局のところＲ１４は２０ｎｓを経過した以後はＱ＿出力の電圧値をそのままＱ出力回路の入力に伝えることになるため目安としてＲ７、Ｒ８よりも十分小さい値ならばよいことになります。
ということからすればＲ１４は１０ＫΩのままでもよいことになります。
しかし１０ＫΩから４．７ＫΩへの変更は上記の２０ｎｓの期間に流れる電流値が倍にはなりますがそれはわずか２０ｎｓの間だけでそれ以外の期間はＱ＿回路からＱ回路へ伝わる電圧をより確実に維持することになりますから、そのように考えるとここは４．７ＫΩのほうがよいでしょう。
とにかくＲＳフリップフロップはＧＡＴＥがＯＮの時間が２０ｎｓ以上あればその状態を維持できると考えられ、それにはＲ１４の抵抗値はおそらくそれほど影響はしないだろうと思います。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第４１９回］
２０２４．２．１５ｕｐｌｏａｄ
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