前回の記事で2進数4桁の加算器のﾛｼﾞｯｸ回路を紹介しましたが、実際にこの回路で動作させると、低速の動作では問題が起こらなくても、高速で動作させると、予期せぬ誤動作を招く場合があります。
例えば、NOT回路(図5)で説明します。理想的な入出力の波形は図6(a)のように方形波の入力に対して、反転した方形波の出力となるはずです。しかしながら、現実のﾛｼﾞｯｸ回路では図6(b)のように入力と出力は、LからHの立上がりと、HからLの立下がりが傾斜状に変化します。

図5　NOT回路

出力の立上がりと立下りの傾斜時間は、出力上昇時間tTLH、出力下降時間tTHLといいます。また入力が変化してから、出力が変化するまでに時間遅れがあり、これを伝搬遅延時間といい、立上がりはtpLH、立下りはtpHLです。これらの値を電気的特性といい、ﾒｰｶｰ資料で公開されています。

図6　ﾛｼﾞｯｸ回路における理想的波形と現実の波形

NOT回路TC74HC04APの電気的特性を抜粋したのが表1です。表１の単位はns（ﾅﾉ秒）で10億分の1秒という途方もなく小さい値ですが、近年ではCPUのｸﾛｯｸ周波数が高速化し、回路の動作が早くなる傾向があり、表1のような小さな値でも無視できない場合があります。

また、表1はﾛｼﾞｯｸ回路1個についての遅延ですから、前述の加算器のように複数のﾛｼﾞｯｸ回路を直列に接続した場合には、その数だけ、信号波形の遅れが積算され、出力のﾀｲﾐﾝｸﾞがずれてしまいます。従って、ﾛｼﾞｯｸ回路の構成やｿﾌﾄｳｪｱによって、これを回避する手段を考えなければならない場合があります。