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デジタル論理回路において、インバータ（またはNOTゲート）は論理否定を実現する論理ゲートです。入力ビットの値と反対の値を持つビットを出力します。ビット値は通常、0と1、真と偽、高と低などと呼ばれる2つの異なる電圧レベルで表されます。
NOTゲートは、1が与えられると0を出力し、0が与えられると1を出力します。したがって、入力を反転します。一般的に、このビットの反転は「ビットの反転」と呼ばれます。[ 1 ]
これは、数理論理学における論理否定演算子（¬）に相当します。入力が1つしかないため、単項演算であり、最も単純なタイプの真理値表を持ちます。また、0と1を入れ替えて2進数の1の補数を生成するため、補数ゲート[ 2 ]とも呼ばれます。
NOTゲートは、あらゆるブール回路を構築できる3つの基本論理ゲートの1つです。ANDゲートとORゲートと組み合わせることで、バイナリ数学のあらゆる関数を実装できます。他のすべての論理ゲートは、これら3つから構成できます。[ 3 ]
「プログラマブルインバータ」または「制御インバータ」という用語は、このゲートを指すものではありません。これらの用語は、条件付きで NOT ゲートのように機能できるため、XOR ゲートを指します。 [ 1 ] [ 3 ]
インバータ回路の伝統的なシンボルは、小さな円または「バブル」に接する三角形です。入力線と出力線はシンボルに接続され、バブルは通常出力線に接続されます。アクティブロー入力をシンボル化するために、バブルが入力線上に置かれる場合もあります。[ 4 ]シンボルの円の部分だけが使用され、別のゲートの入力または出力に接続される場合もあります。NANDゲートとNORゲートのシンボルはこのようにして形成されます。[ 3 ]
変数の上のバーまたはオーバーライン（‾）は、NOTゲートによって実行される否定（または反転または補数）を表すことができます。 [ 4 ]変数の前のスラッシュ（/）も使用されます。[ 3 ]
インバータ回路は、入力とは反対の論理レベルを表す電圧を出力します。その主な機能は、印加された入力信号を反転することです。印加された入力が低い場合、出力は高くなり、その逆も同様です。インバータは、単一のNMOSトランジスタまたは単一のPMOSトランジスタと抵抗器を組み合わせて構成できます。この「抵抗ドレイン」方式は単一タイプのトランジスタのみを使用するため、低コストで製造できます。ただし、2つの状態のうちの1つで抵抗器に電流が流れるため、抵抗ドレイン構成は消費電力と処理速度の点で不利です。代わりに、インバータは、CMOS構成で2つの相補型トランジスタを使用して構成できます。この構成では、両方の論理状態でトランジスタの1つが常にオフになっているため、消費電力が大幅に削減されます。[ 5 ] また、NMOSのみまたはPMOSのみのタイプデバイスと比較して抵抗が比較的低いため、処理速度も向上します。インバータは、抵抗トランジスタロジック（RTL）またはトランジスタトランジスタロジック（TTL）構成のいずれか でバイポーラ接合トランジスタ（BJT）を使用して構成することもできます。
デジタル電子回路は、論理値0または1に対応する固定電圧レベルで動作します（バイナリを参照）。インバータ回路は、これらの2つの電圧レベルを切り替えるための基本的な論理ゲートとして機能します。実際の電圧は実装によって異なりますが、TTL回路では(0V、+5V)などのレベルが一般的です。
インバータはデジタルエレクトロニクスの基本的な構成要素です。マルチプレクサ、デコーダ、ステートマシン、その他の高度なデジタル機器にはインバータが使用されることがあります。
The hex inverter is an integrated circuit that contains six (hexa-) inverters. For example, the 7404TTL chip which has 14 pins and the 4049 CMOS chip which has 16 pins, 2 of which are used for power/referencing, and 12 of which are used by the inputs and outputs of the six inverters (the 4049 has 2 pins with no connection).
is the analytical representation of NOT gate:
If no specific NOT gates are available, one can be made from the universal NAND or NOR gates,[6] an XOR gate by setting one input to high or an XNOR gate by setting one input to low.
Digital inverter quality is often measured using the voltage transfer curve (VTC), which is a plot of output vs. input voltage. From such a graph, device parameters including noise tolerance, gain, and operating logic levels can be obtained.
Ideally, the VTC appears as an inverted step function – this would indicate precise switching between on and off – but in real devices, a gradual transition region exists. The VTC indicates that for low input voltage, the circuit outputs high voltage; for high input, the output tapers off towards the low level. The slope of this transition region is a measure of quality – steep (close to vertical) slopes yield precise switching.
The tolerance to noise can be measured by comparing the minimum input to the maximum output for each region of operation (on / off).
Since the transition region is steep and approximately linear, a properly-biased CMOS inverter digital logic gate may be used as a high-gain analog linear amplifier[7][8][9][10][11] or even combined to form an opamp.[12] Maximum gain is achieved when the input and output operating points are the same voltage, which can be biased by connecting a resistor between the output and input.[13]
