NORゲート

NORゲートは、論理 NOR を実装するデジタルロジックゲートです。右の真理値表に従って動作します。ゲートへの両方の入力が LOW (0) の場合、HIGH 出力 (1) が生成されます。一方または両方の入力が HIGH (1) の場合、LOW 出力 (0) が生成されます。NOR は、OR演算子の否定の結果です。また、ある意味では AND ゲートの逆と見なすこともできます。NOR は機能的に完全な演算であり、NOR ゲートを組み合わせて他の任意の論理関数を生成できます。この特性は NAND ゲートと同じです。対照的に、OR演算子は単調で、LOW を HIGH に変更することはできますが、その逆はできません。

CMOSやTTL を含むほとんどの回路実装では、否定は無料で行われますが、すべてではありません。このようなロジックファミリでは、OR はより複雑な演算であり、NOR の後に NOT が使用される場合があります。重要な例外は、ドミノロジックファミリの一部の形式です。

シンボル

NOR ゲートには、アメリカ (ANSI または「軍事」) シンボルと IEC (「ヨーロッパ」または「長方形」) シンボル、および廃止されたDINシンボルの 3 つのシンボルがあります。詳細については、「ロジックゲートシンボル」を参照してください。NOR ゲートの ANSI シンボルは、反転バブルが接続された標準 OR ゲートです。バブルは、OR ゲートの機能が反転されていることを示します。

ハードウェアの説明とピン配置

NOR ゲートは基本的なロジックゲートであり、TTLおよびCMOS ICで認識されています。標準の4000 シリーズCMOS IC は 4001 で、独立した 2 入力 NOR ゲートが 4 つ含まれています。ピン配置図は次のとおりです。

可用性

これらのデバイスは、 Fairchild Semiconductor、Philips、Texas Instrumentsなどのほとんどの半導体メーカーから入手できます。これらは通常、スルーホールDIPとSOIC の両方の形式で入手できます。データシートは、ほとんどのデータシートデータベースで簡単に入手できます。

一般的な CMOS および TTLロジックファミリでは、最大 8 入力の NOR ゲートが利用可能です。

シーモス
- 4001: クワッド 2 入力 NOR ゲート
- 4025: トリプル 3 入力 NOR ゲート
- 4002: デュアル 4 入力 NOR ゲート
- 4078: シングル 8 入力 NOR ゲート
10 ...
- 7402: クワッド 2 入力 NOR ゲート
- 7427: トリプル 3 入力 NOR ゲート
- 7425: デュアル 4 入力 NOR ゲート (ストロボ付き、廃止)
- 74260: デュアル 5 入力 NOR ゲート
- 744078: シングル 8 入力 NOR ゲート

古いRTLおよびECLファミリでは、NOR ゲートが効率的であり、最も一般的に使用されていました。

実装

上の左の図は、 NMOS ロジック回路を使用した 2 入力 NOR ゲートの構造を示しています。いずれかの入力がハイの場合、対応する N チャネルMOSFETがオンになり、出力はローにプルダウンされます。それ以外の場合は、出力はプルアップ抵抗を介してハイにプルダウンされます。右側の CMOS 実装では、プルアップ抵抗の機能は、上部に直列に接続された 2 つの p 型トランジスタによって実装されています。

CMOSでは、NORゲートはNANDゲートよりも効率が悪い。これは、n-MOSFETの電荷移動度がp-MOSFETよりも速いためであり、NANDゲートで実現される2つのp-MOSFETの並列接続は、NORゲートでの直列接続よりも有利である。このため、CMOS回路では一般にNANDゲートがNORゲートよりも好まれる。^[1]

機能の完全性

NORゲートはNANDゲートと同様に機能的完全性という特性を持つ。つまり、他の論理関数（AND、ORなど）はNORゲートのみを使用して実装できる。^[2]プロセッサ全体をNORゲートのみで作成できる。オリジナルのアポロ誘導コンピュータは4,100個の集積回路（IC）を使用し、各ICには3入力NORゲートが2個しか含まれていなかった。^[3]

NANDゲートも機能的に完結しているので、特定のNORゲートが利用できない場合は、NANDロジックを使用してNANDゲートからNORゲートを作成することができます。^[2]

参照

参考文献

^ Smith, JS「デジタル回路、サイズ設定、出力インピーダンス、立ち上がり時間と立ち下がり時間」(PDF)。2007-07-06 のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
^ ab Mano、M. Morris、Charles R. Kime。ロジックとコンピュータ設計の基礎、第3版。Prentice Hall、2004年、p. 73。
^ Whipple, Walt (2019). 「第一人者：アポロの誘導コンピューターのハッキング」。エンジニアリングとテクノロジーの歴史 Wiki。

[1] Smith, JS「デジタル回路、サイズ設定、出力インピーダンス、立ち上がり時間と立ち下がり時間」(PDF)。2007-07-06 のオリジナル(PDF)からアーカイブ。

[Mano-2] Mano、M. Morris、Charles R. Kime。ロジックとコンピュータ設計の基礎、第3版。Prentice Hall、2004年、p. 73。

[3] Whipple, Walt (2019). 「第一人者：アポロの誘導コンピューターのハッキング」。エンジニアリングとテクノロジーの歴史 Wiki。