正答3
解説
正解は3です。
入力XとYが同じ値のときだけ1を出力する一致回路を、図の4つの回路から選ぶ問題です。
一致回路の論理式は、Z=X・Y+X̅・Y̅(排他的論理和の否定)です。
図の4つの回路はどれも、上段のゲートにXとYを、下段のゲートにX̅とY̅(否定回路を通した値)を入れ、二つの出力を最後のゲートでまとめる構成です。
【選択肢別解説】
1:× 選択肢1(図のア)は、上段・下段・出力とも論理積(AND)ゲートの回路です。
Z=(X・Y)・(X̅・Y̅)となり、X・YとX̅・Y̅が同時に1になることはないので、常に0を出力します。
2:× 選択肢2(図のイ)は、すべて論理和(OR)ゲートの回路です。
Z=(X+Y)+(X̅+Y̅)となり、常に1を出力します。
3:○ 選択肢3(図のウ)は、すべて否定論理積(NAND)ゲートの回路です。
NANDの出力をさらにNANDでまとめると、ド・モルガンの法則によりZ=X・Y+X̅・Y̅となり、XとYが同じときだけ1を出力します。
4:× 選択肢4(図のエ)は、すべて否定論理和(NOR)ゲートの回路です。
Z=(X+Y)・(X̅+Y̅)となり、XとYが異なるときだけ1を出力する排他的論理和になります。
【ポイント】
NANDの後段をNANDで受ける構成は、AND同士の結果をORでまとめるのと同じ働きになります。
迷ったら、X=Y=0、X=0かつY=1などの入力を実際に代入して確かめると確実です。