トランジスタを使った Dフリップフロップ

Dフリップフロップ (Dラッチ) は、NANDで図1.のように構成します。

RSフリップフロップをゲート型にして、片方の入力を NOTで反転させる回路もあります。が、NAND出力を利用しても同じになることは、Dフリップフロップの記事に書いてますので、参照ください。

図3.は、実験用の周辺回路とクロック発振回路です。

押しボタン回路は、押下時 HIGHを出力します。LEDは出力の状態表示です。

クロック発振回路もトランジスタを使おうと思い、非安定マルチバイブレータ回路にしました。発振周波数は約 1.5KHzです。
出力は、そのままではなまった波形ですので、NOT回路を入れて整形しています。

この回路は、Dフリップフロップと書いていますが、正確には「ラッチ」回路です。

クロック (黄) が LOWのあいだに入力が HIGHになっていれば、図4.のように、クロックの立ち上がりエッジで出力 (青) も HIGHになります。クロックが LOWのときは、入力は出力に反映されません。

でも、クロックが HIGHのあいだの入力の変化は、そのまま出力にでてきます。

図5.は、クロック (黄) がHIGHのあいだに入力が HIGHになった場合の出力 (青) で、クロックの立ち上がりエッジには同期していません。
入力が LOW になったときでも、クロックが HIGHであればすぐに LOWが出力されます。

図6.は、プライマリ・レプリカ型 Dフリップフロップです。2つの Dラッチ回路をつなぎ、それぞれに反転したクロックを入れることで、クロックの立ち上がりエッジに同期した出力を得ることができます。

プライマリ・レプリカ型については、ここやここを参照してください。

ならば、反転出力 Q を入力 D にもどしてやれば、Tフリップフロップになるはず。ということは、分周回路になる、はず。

回路は描きませんが、図8.が、Tフリップフロップ接続したときのクロック CLK (黄) と出力 Q (青) の波形です。
みごとに分周されています。バッチリです。