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CMOS・NAND回路の解説

知恵袋に、たぶん初めてのFET(CMOS)ゲート回路の人がバイポーラトランジスタを念頭におきながら、解説求めていた。質問して良かった!と喜んでもらえました。
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×ドレインからゲートに電流が流れる

△ソースからドレインに電流が流れる
◎ソースとドレインがonになる(ドレイン接続負荷に電流を流すことができる)。

PMOSがonなら、ドレインは低抵抗でVDDにつながる(このときNMOSはoffなので邪魔されない)。
NMOSがonなら、ドレインは低抵抗でGNDにつながる(このときPMOSがOFFなので邪魔にならない)。負荷がいないとドレイン電流は流れない。

>負荷がいないとどうしてドレイン電流は流れないのでしょうか。

電流はでるところと、はいるところが必要だと思わん?
確かに、コンデンサ負荷というのもあって、一瞬電流流すけれど、充放電完了で電流流れるのはとまり、直流電流を流し続けるわけじゃない。

CMOSゲートどおしの接続は、出力ドレインが、つながった先の配線容量と、ゲート容量を、充放電するためにだけ電流流すことになります。ドレイン:ソース間の低抵抗で、負荷コンデンサを、充放電するのが、一般に考えるCMOS回路です。
まれに、プルアップ抵抗とかあるし、アナログ回路風なのにつないで電流流すこともないとは言わんけど。

PMOS群も、NMOS群も、それぞれ共通ドレインをつくり、両者が出力として、つながってます。
CMOS回路は、PMOS群か、NMOS群のどちらか一方がオフ、もう一方がONになります(ようにトランジスタをつなげてます)。

NANDなら、A,B両方の入力が”H"にならないと、NMOS群がonにならない。並列PMOSはその条件でどちらもオフ。よって、2直列NMOSが出力on。

逆に、ABのどちらか一方が”L"なら、NMOS群は、オフとなる。そのかわり、PMOSのどちらか一方(どっちもの場合もある)が必ずオンになります。CMOSの”C"コンプリメンタリーは、このように相互に補い合うということも覚えておこう。
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