あらゆる論理は NOT と AND と OR があれば良いことが知られている。 AND とは、いくつかの入力を持っており、そのすべての入力が 1 のときにのみ、出力が 1 になるものを言う。 また、OR もいくつかの入力を持っており、そのうち一つでも 1 ならば出力が 1 になるものを言う。 このような概念は、スイッチの直列接続や並列接続に現れる。 例えば、スイッチを直列に接続しておくと、全体の接続はすべてのスイッチが ON になったときのみ。また、スイッチを並列に接続しておくと、全体の接続は いずれかのスイッチを ON にするだけで ON となる。 しかし、FET などの電子デバイスを使うと、出力を反転させるものの方が簡単に 構成できる。 したがって、電子回路では AND や OR 回路の代わりに NAND や NOR 回路が 構成される。
まず、c-MOS NAND 回路を構成してみよう。 NOT の回路は入力が 1 になったときに、下の FET が ON、上の FET が OFF になることで、動作した。 そこで NAND を作るには、二つの入力が同時に 1 の場合のみ下が ON、上が OFF になるようにすればよい。 図4.11のように、下の回路は n-MOS FET を直列に、上の回路は p-MOS FET を並列にする。 両入力が0の場合は、n-MOS はともに OFF で p-MOS はともに ON となるので、 出力は 1 となる。 また、NOR も同様に図4.12のように構成することができる。
先にも述べたように、非反転 Buffer を作るのが困難なように、電子回路で AND や OR を直接作るのは容易ではない。 通常、AND は NAND の出力を反転させ、OR は NOR の出力を反転させて 構成する。 また、もっと、複雑な論理回路、例えば、XOR 回路などについては、組み合わせ 論理回路で説明する。
