概要
ラッチには、RSラッチ、Dラッチ、JKラッチ、Tラッチがあります。
本頁では、Dラッチについて説明します。
Dラッチは、RSラッチの禁止状態が発生しないようにした上で、次のような動作をするように作られた回路です。
①クロック信号（CLK）が１のとき、入力信号（D）に応じて出力（\(Q・\overline{Q}\)）を変化させる。
②クロック信号（CLK）が０のとき、出力（\(Q・\overline{Q}\)）は保持する。
Dラッチの回路と動作
入力信号（D）と、クロック信号（CLK）の２つの入力と、２つの出力\(Q・\overline{Q}\)からなるラッチ回路です。Dラッチの回路と真理値表は、次の通りです。
Dラッチの回路図
真理値表
| \(D\) | \(CLK\) | \(Q\) | \(\overline{Q}\) |
| 0 | 0 | 保持 | 保持 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 保持 | 保持 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
この真理値表から、
\(CLK=1\)のとき、入力\(D\)に応じて出力\(Q・\overline{Q}\)が変化し、
\(CLK=0\)のとき、出力\(Q・\overline{Q}\)が保持していることがわかります。
Dラッチ回路解析
回路図からわかる通り、Dラッチの構造は２つの回路で成り立ちます。
①RSラッチ
②入力信号を調整する前段回路
①RSラッチ
Dラッチに組み込まれるRSラッチ
※入力部にNOTは無い版
Dラッチに使用されるRSラッチは、入力部にNOTを入れていないので、真理値表は次のようになります。
| \(S\) | \(R\) | \(Q\) | \(\overline{Q}\) |
| 0 | 0 | 禁止 | 禁止 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 保持 | 保持 |
②入力信号を調整する前段回路
前段回路の設計は、
①\(CLK=0\)のとき、RSラッチの入力が保持（\(R=1,S=1\)）となるように出力する。
②入力が（\(D=0,CLK=1\)）のとき、リセット（\(S=1,R=0\)）となるように出力する。
③入力が（\(D=1,CLK=1\)）のとき、セット（\(S=0,R=1\)）となるように出力する。
この条件から、前段回路の真理値表は次のようになります。
| \(D\) | \(CLK\) | \(S\) | \(R\) |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
この真理値表を満たすように回路を設計すると、次のようになります。
①・②の組合せ
①と②の回路を組合わせると、次の真理値表になります。
| \(D\) | \(CLK\) | \(S\) | \(R\) | \(Q\) | \(\overline{Q}\) |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 保持 | 保持 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 保持 | 保持 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
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