39AM55｜第39回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

5

この問題のポイント

この問題では、RS-FFの基本動作が問われています。

RS-FFは、Set入力とReset入力によって1ビットの情報を保持する基本的な記憶回路です。

この問題では、選択肢の内容から、S と R が有効入力として働くNOR型のRS-FFとして考えます。

重要な動作は次のとおりです。

• S = 0、R = 0：出力を保持
• S = 1、R = 0：セット、Q = 1
• S = 0、R = 1：リセット、Q = 0
• S = 1、R = 1：禁止入力

したがって、S = 0、R = 1 のとき Q = 1という記述は誤りです。

解説

RS-FFは、出力を入力側へ戻すフィードバック構成をもつ記憶回路です。

図では、左側に入力 S と R、右側に出力 Q と反転出力が示されています。

図で見るポイント
S は Set の入力、R は Reset の入力です。

Q は出力、反転出力は Q と反対の状態を示します。

フリップフロップは、出力の一部を入力側へ戻すことで、前の状態を保持できます。

RS-FFは、2つの安定な出力状態をもつため、双安定回路です。

双安定回路とは、次の2つの状態のどちらかを安定して保持できる回路です。

• Q = 1 の状態
• Q = 0 の状態

NOR型RS-FFでは、S = R = 0 のとき、外部からセットやリセットの指示が入らないため、直前の出力状態が維持されます。

一方、S = 1、R = 0 ではセットされて Q = 1 になります。

S = 0、R = 1 ではリセットされて Q = 0 になります。

S = R = 1 では、Q と反転出力が同時に 0 になり、RS-FFとして本来の相補関係が崩れます。その後、入力を同時に戻したときの状態も不定になり得るため、禁止入力として扱います。

ひっかけポイント
S = 0、R = 1は Reset が有効な状態です。

Reset が有効なので、Q は 1 ではなく 0になります。

また、RS-FFにはNOR型とNAND型があり、入力の有効レベルが異なる場合があります。この問題では、選択肢3、4の条件からNOR型の基本動作として判断します。

選択肢の確認

1．記述としては正しい。
RS-FFは、出力を入力側に戻すフィードバック構成を有します。このフィードバックにより、入力が保持条件になった後も出力状態を記憶できます。

2．記述としては正しい。
RS-FFは、Q = 1 と Q = 0 の2つの安定状態をもつ双安定回路です。1ビットの情報を保持する基本回路として重要です。

3．記述としては正しい。
NOR型RS-FFでは、S = R = 0 のとき、セットもリセットも指示されないため、出力は直前の状態を維持します。これは保持状態です。

4．記述としては正しい。
NOR型RS-FFでは、S = R = 1 の入力は禁止です。この状態では、Q と反転出力の相補関係が崩れ、入力を戻した後の状態が不定になる可能性があります。

5．正答。記述としては誤り。
S = 0、R = 1 のときはリセット状態です。したがって、Q は 1 ではなく 0になります。

この問題では「誤っているもの」を選ぶため、記述として誤っている5が正答です。

覚えるポイント

• RS-FFは、Set入力とReset入力をもつ基本的な記憶回路である。
• RS-FFはフィードバック構成をもち、1ビットの情報を保持できる。
• RS-FFは、2つの安定状態をもつ双安定回路である。
• NOR型RS-FFでは、S = R = 0で保持する。
• NOR型RS-FFでは、S = 1、R = 0でセットされ、Q = 1 になる。
• NOR型RS-FFでは、S = 0、R = 1でリセットされ、Q = 0 になる。
• NOR型RS-FFでは、S = R = 1は禁則状態として扱う。