ゆるふわ半導体
論理回路のきほん｜スイッチが「計算」になるまで
2026-08-05 ・ 入門
#論理回路#CMOS#入門
トランジスタはただのスイッチ。それがどうやって「計算」になるのか。カギは論理回路です。
3つの基本ゲート
すべての計算は、たった数種類の論理ゲートの組み合わせでできています。
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AND / OR
- AND: 両方が1のとき1
- OR: どちらかが1なら1
- スイッチの直列・並列で作る
VS
🔄
NOT
- 入力を反転（0↔1）
- 1個のトランジスタ対で作る
- 他のゲートと組んで万能に
下のデモは、2つのトランジスタを直列につないだAND。両方ONのときだけ電気が通ります。
🎛️ トランジスタのスイッチで遊ぼう
2つのトランジスタを直列につなぐと「AND（両方ONで通電）」になります。押して光らせてみましょう
両方ONのときだけ電流が通り、出力が1になります。これが論理回路「AND」。半導体はこのスイッチの集まりです
省エネの主役「CMOS」
現代のデジタル回路はCMOSという方式。N型とP型のMOSFETをペアで使い、切り替わる瞬間しか電気を食わないのでとても省エネです。スマホやPCが電池で長く動くのはCMOSのおかげ。
積み上げると頭脳になる
ゲートを組み合わせると、足し算をする回路（加算器）、記憶する回路（メモリ）、判断する回路ができます。これらをさらに集めると、CPUやGPUといった「頭脳」になります。
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要するに
0と1のスイッチ → 論理ゲート → 計算・記憶 → CPU。半導体は「小さな判断の超巨大な集まり」です。
