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４４１回］
●「１／２ＴＲ３７３」の動作テスト（３）オープンコレクタ
［第４３７回］でバイナリカウンタ回路のＲＳフリップフロップ回路の一部をオープンコレクタ回路に置き換えて動作テストを行ないました。
オープンコレクタ回路の欠点は動作周波数が低くなってしまうことです。
その欠点を補うにはオープンコレクタのプルアップ抵抗の値を小さくする必要があります。
実験ではプルアップ抵抗の値を１ＫΩぐらいにすると動作周波数がかなり高くなることが確認できました。
しかしプルアップ抵抗を小さくするとトランジスタがＯＮの期間に抵抗に流れる電流も増加します。
Ｖｃｃ＝５Ｖの場合１ＫΩの抵抗には５ｍＡの電流が流れます。
問題はＲＳフリップフロップの場合片方のトランジスタがＯＦＦの場合もう片方のトランジスタはＯＮになるところにあります。
つまりオープンコレクタ型のＲＳフリップフロップではどちらかのプルアップ抵抗を通じて常時電流が流れてしまうことになります。
トランジスタＣＰＵ回路全体でバイナリカウンタやレジスタを構成するＲＳフリップフロップが１００個あったとするとそれだけで５００ｍＡの電流が流れてしまいます。
それはちょっと問題です。
そうならないようにするにはプルアップ抵抗の値を大きくするしかありません。
そうすると動作周波数は低くなってしまいます。
これはジレンマです。
［第４３７回］ではその点について抵抗値を変えてみるなどのテストを行なった結果ＲＳフリップフロップを構成する２つのインバータ回路のうち上側のインバータについてはオープンコレクタにしないで、下側のインバータのみオープンコレクタにするなら高い動作周波数を維持できることがわかりました。
今回はその結果をふまえて「１／２ＴＲ３７３」回路でもオープンコレクタのテストをしてみることにしました。
下は前回お見せした「ダイオード版」の「１／２ＴＲ３７３」の回路図です。
上側のインバータ（Ｔ５、Ｔ６）はさわらずに下側のインバータ（Ｔ７、Ｔ８）のみオープンコレクタにします。
具体的にはトランジスタＴ７のみ非実装にしました。
そのようにしただけでプルアップ抵抗はつけていません。
前回のテストと同じようにＧ入力として２ＭＨｚクロックを入力し、１Ｄ入力には５００ＫＨｚを入力しました。
入力波形は［第４３９回］と同じですから写真は省略します。
下は１Ｑ出力波形です。
上側（ＣＨ１）はＧ入力（２ＭＨｚ）で下側（ＣＨ２）は１Ｑの出力波形（５００ＫＨｚ）です。
前回と同じ波形になりました。
「ＴＲ３７３」もオープンコレクタにすることができました。
もっとも本来は１ビットあたりトランジスタ４個で構成するＲＳフリップフロップをトランジスタ３個にするだけですから２５％の削減効果に過ぎません。
ま。
でも５１ＫΩと２２ｐＦも同じ数だけ削減できるのですから円安による原価高をある程度は補うことはできますでしょう。
ということで今回のテストもそれで終るところだったのですが。
念のために、と思って入力周波数を変えてテストをしてみたところ信じられないことがおきてしまいました。
オープンコレクタではない場合と同じ入力周波数（Ｇ＝２ＭＨｚ、Ｄ＝５００ＫＨｚ）をオープンコレクタ回路に入力しても同じ結果が得られたのですからそれより低い周波数ならなおのこと正常動作するはず、と思ったのですが。
こんな結果になってしまいました。
上側（ＣＨ１）はＧ入力（２５０ＫＨｚ）で下側（ＣＨ２）は１Ｑの出力波形（３１．２５ＫＨｚ）です。
１Ｄには１Ｑと同じ周波数（３１．２５ＫＨｚ）を入力しています。
１Ｄ＝１Ｑ＝Ｈのときは正常に出力されていますが１Ｄ＝Ｌのときには入力が完全にはラッチされない状態で出力されてしまっています。
ぬぁんじゃあ、こりゃあ！
次回に続きます。
トランジスタでＣＰＵをつくろう！［第４４１回］
２０２４．４．７ｕｐｌｏａｄ
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