正答3
解説
正解は3です。
入力XとYが等しいときだけ1を出力する一致回路(XNOR回路)を選ぶ問題です。
図の4つの回路は、いずれもXとYを入力する上段のゲートと、¬Xと¬Yを入力する下段のゲートがあります。
2つのゲートの出力を最終段のゲートに入れて出力Zを得ます。
使っているゲートの種類だけが異なるので、それぞれの論理式を求めて比べます。
【選択肢別解説】
1:× 選択肢1(図のア)は、上段がAND、下段がAND、最終段がANDです。
Z=X・Y・¬X・¬Yとなり、XとYの値にかかわらずZは常に0です。
2:× 選択肢2(図のイ)は、上段、下段、最終段がすべてORです。
Z=X+Y+¬X+¬Yとなり、Zは常に1です。
3:○ 選択肢3(図のウ)は、上段がNAND、下段がNAND、最終段がNANDです。
最終段のNANDは否定の和になるので、Z=X・Y+¬X・¬Yです。
XとYがともに1か、ともに0のときだけZが1になります。
4:× 選択肢4(図のエ)は、上段がNOR、下段がNOR、最終段がNORです。
上段は¬X・¬Y、下段はX・Yとなり、それらのNORはZ=¬(X・Y+¬X・¬Y)です。
XとYが異なるときに1を出すXOR回路になります。
【ポイント】
ド・モルガンの法則により、NANDの出力をNANDで受けると、AND項の和(OR)と同じになります。
X・Y+¬X・¬Yは、XOR(排他的論理和)を否定したXNORです。