論理回路（ろんりかいろ、英: logic circuit）とは、ディジタルな電子回路による、論理演算や記憶を行う回路である[注 1]。
概要

真理値の「真」と「偽」、あるいは二進法の「0」と「1」を、電圧の正負や高低、電流の方向や多少、位相の差異、パルスなどの時間の長短、などで表現し、論理素子など[注 2]で論理演算を実装する。電圧の高低で表現する場合それぞれを「H（ハイ）」「L（ロー）」等という。基本的な演算を実装する論理ゲートがあり、それらを組み合わせて複雑な動作をする回路を構成する。状態を持たない組み合わせ回路と状態を持つ順序回路に分けられる。
表記法

論理回路の設計には、論理式や真理値表が用いられる。さらに回路図的な表記手段としてMIL記号など論理素子記号が使われる。

負論理には正論理の信号名の上にオーバーバー（例： Q ¯ {\displaystyle {\overline {\mathrm {Q} }}} ）を加えることで表現し、MIL記号では小丸(○)で表現する[1]。正論理（左側）と負論理（右側）の論理ゲート負論理のゲート（左側）は正負の変換を行なうNOT回路を付加することで（右側）内部に正論理のゲートが含まれる。正負の論理が混在する場合には、反転の小丸をその配線の端部に付けることで示す慣習がある[注 3]。この図では斜線で負論理の部分を示した。
正論理・負論理

MIL記号を含めて通常のロジック・ダイアグラム[注 4]では正論理と負論理が混在して使用される。

正論理では「H」を真偽値の「真」に、負論理では「L」を真偽値の「真」に対応させる。

厳密には正論理の出力信号線は必ず正論理の入力に接続されねばならず、負論理出力は負論理の入力に接続されねばならないが、図面上の表記として必ず守られるとは限らない[1]（「厳密には」というよりは、図面の目的による。たとえば、論理的な動作を理解するための図であるのか、製造のための電子的な回路図に近い性格のものであるのか、結局のところケースバイケースであろう）。
組み合わせ回路

組み合わせ回路[注 5]は、現在の入力のみで出力が決まる回路である。

論理ゲート: ANDゲート(AND,アンド)、ORゲート(OR,オア)、NOTゲート(NOT,ノット)、XORゲート(XOR,エクスクルーシブ・オア)など基本となる論理演算を行うものである。

論理論理式回路記号（MIL記号）回路記号（JIS記号）
NOT A ¯ {\displaystyle {\overline {A}}}
OR A + B {\displaystyle A+B}
AND A ⋅ B {\displaystyle A\cdot B}
XOR A ⊕ B {\displaystyle A\oplus B}
NOR A + B ¯ {\displaystyle {\overline {A+B}}}
NAND A ⋅ B ¯ {\displaystyle {\overline {A\cdot B}}}


エンコーダ：複数の入力の内の1つが「真」になった時にそれに対応する2進数コードを出力するもの。

デコーダ：2進数のコード入力に対応して、多数の出力線の内の1本だけを「真」にするもの。

マルチプレクサ：2進コード入力に基づいて、複数の入力から1つを選んで出力するもの。「データセレクタ」[注 6]とも呼ばれる。

デマルチプレクサ[注 7]：2進コード入力に基づいて、1つの入力を複数の出力の内の1つに出力するもの。

加算器 : 2進数の加算を行うもの。全加算器[注 8]と半加算器[注 9]があり、多桁の全加算器では桁上げの高速化の為に「キャリールックアヘッド回路」を備えるものもある。負の数の表現に2の補数を使っているのであれば、減算は2の補数を加算することで実現出来る。回路規模が大きくなってもわずかでも高速化したい場合、減算に対応するための論理反転の追加（XORを1段または、NOTを1段とセレクタを1段）を避け、専用の減算回路を持つこともある。半減算器はXORであって半加算器と全く同じであるから、減算器には全減算器[注 10]しか無い。

乗算器：2進数の乗算を行うもの。過去にはALU上で加算とシフトの繰り返しで乗算を行っていたが、近年は多数のゲート回路によって一度に乗算してしまう専用乗算器が使用されている。

バレルシフタ：シフトレジスタによるシフト操作では移動のビット数分の回数だけクロックの動作時間が掛かるが、これを避けるためにマルチプレクサを複数組並べるのと同様に多数のゲート回路によって一度にずらすことで実現するものである。

比較器[注 11]：「ディジタル・コンパレータ」とも呼ばれ、概念としては一致回路や不一致回路、大小を比較する比較器もあり[1]、実際のロジックICでは4ビットや8ビットの比較器にこれら全ての信号が出力されるものが多い[2]。

transmission gate: （en:Transmission gate）働きとしては入出力の間の電気的な直結あるいは絶縁の状態を切り替えるスイッチなので、ディジタルに限らずアナログにも使えるゲートだが、XORゲートの実装など論理回路にも有用な応用がある。

順序回路.mw-parser-output .ambox{border:1px solid #a2a9b1;border-left:10px solid #36c;background-color:#fbfbfb;box-sizing:border-box}.mw-parser-output .ambox+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+link+style+.ambox,.mw-parser-output .ambox+link+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+style+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+link+.ambox{margin-top:-1px}html body.mediawiki .mw-parser-output .ambox.mbox-small-left{margin:4px 1em 4px 0;overflow:hidden;width:238px;border-collapse:collapse;font-size:88%;line-height:1.25em}.mw-parser-output .ambox-speedy{border-left:10px solid #b32424;background-color:#fee7e6}.mw-parser-output .ambox-delete{border-left:10px solid #b32424}.mw-parser-output .ambox-content{border-left:10px solid #f28500}.mw-parser-output .ambox-style{border-left:10px solid #fc3}.mw-parser-output .ambox-move{border-left:10px solid #9932cc}.mw-parser-output .ambox-protection{border-left:10px solid #a2a9b1}.mw-parser-output .ambox .mbox-text{border:none;padding:0.25em 0.5em;width:100%;font-size:90%}.mw-parser-output .ambox .mbox-image{border:none;padding:2px 0 2px 0.5em;text-align:center}.mw-parser-output .ambox .mbox-imageright{border:none;padding:2px 0.5em 2px 0;text-align:center}.mw-parser-output .ambox .mbox-empty-cell{border:none;padding:0;width:1px}.mw-parser-output .ambox .mbox-image-div{width:52px}html.client-js body.skin-minerva .mw-parser-output .mbox-text-span{margin-left:23px!important}@media(min-width:720px){.mw-parser-output .ambox{margin:0 10%}}

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（2022年12月）

順序回路は過去の内部状態と取得時の入力信号とで出力が決まる回路である。組み合わせ回路は、伝播遅延によって信号が遅れることを除けば、入力の組み合わせだけで出力が一意に決まるが、順序回路はループにより内部に状態を保持しており、過去の入力に影響されるその状態も、出力の決定に関わる。入力信号の組み合わせによっては「不定」になる場合がある[3]（ラッチ回路#SRラッチの「不定」）。
フリップフロップ「フリップフロップ」および「ラッチ回路」も参照

フリップフロップは制御信号により現在の入力信号の保持を行うものである。ラッチとも呼ばれる。論理回路ではフリップフロップと呼ぶものも、コンピュータ・システムでの回路名としては（通常は複数ビットの記憶回路を）レジスタと呼ぶ。

非同期式フリップフロップはクロック入力を持たず、その時点での入力の値に応じて出力が変化し、新たな入力信号が来るまで同じ状態を保持する。