ブラウザで動作してインストール不要の下記の
https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html
回路シミュレータで、「CPUの創りかた」で紹介されていた回路の動作を確認してみました。

今回は p102 の「発振回路」です。

回路動作の確認

$\text A\sim\text D$ の電圧波形を下図に示します。

発振周波数は
$f\fallingdotseq\dfrac{1}{2.2~CR}=\dfrac{1}{2.2\times10~\mu\text F\times3.3~\text{k}\Omega}=13.8~\text{Hz}$

$\text A$ 点の電圧波形の振幅を見ると、$-2.5\sim+7.5~\text V$ となっており、$Vcc=5~\text V$ のときの $\text{CMOS}$ インバータの入力電圧範囲の $-0.5\sim5.5~\text V$ を超えています。この対策として、入力保護用に $100~\text k\Omega$ が挿入されています。この抵抗と、$\text{CMOS}$ ロジック $\text{IC}$ の入力に入っている保護用ダイオード ( $\text{D1}$ と $\text{D2}$ ) で構成される電圧クリッパーにより、$\text D$ 点の電圧波形は $-0.25\sim5.25~\text V$ の範囲に収まっています。

シミュレータの簡単な使用法

マウス・ホイールで回路図全体を拡大縮小できます。
Altキー + ドラッグで回路図全体を移動できます。
マウス・ポインタをオシロスコープのプロットに近づけるとカーソルが現れて、そこの値が表示されます。
オシロスコープ領域の境界付近にマウス・ポインタを置いて現れる水色のラインをドラッグすると、回路図領域とオシロスコープ領域の境界を上下に移動できます。

シミュレーションの実行方法

シミュレーションを実行するには下記の回路ファイルをコピーして、シミュレータの File → Import From Text... で開くパネルに貼り付けてください。

$ 1 0.00009999999999999999 2.3728258192205156 50 5 50 5e-11
I 400 208 512 208 0 0.5 5
c 400 112 512 112 0 0.00001 -1.0483282920913752 0.001
r 400 112 400 208 0 3300
I 320 208 400 208 0 0.5 5
w 512 208 512 112 0
w 192 208 192 112 0
w 192 112 400 112 0
r 192 208 272 208 0 100000
207 400 208 400 256 4 B
207 192 208 192 256 4 A
207 512 208 512 256 4 C
d 320 208 320 176 2 default
d 320 240 320 208 2 default
R 320 176 320 144 0 0 40 5 0 0 0.5
g 320 240 320 256 0 0
x 289 195 308 198 4 14 D1
x 288 231 307 234 4 14 D2
w 272 208 320 208 0
207 272 208 272 256 4 D
o 9 4 0 x81216 5 0.1 0 2 2 0 9 3 0.025 0 A
o 18 4 0 x81216 5 0.1 0 2 2 0 18 3 0.025 0 D
o 8 4 0 x81216 5 0.1 0 2 2 0 8 3 0.025 0 B
o 10 4 0 x8121e 5 0.1 0 2 2 0 10 3 0.025 0 C