トランジスタと論理ゲート（NOTゲート）
トランジスタ
コンピュータはトランジスタという部品から構成されている。トランジスタ自体は単純なスイッチとして用いられるが、それを組み合わせて論理ゲートを構成し、その論理ゲートを組み合わせてさらに複雑な機能を実現することが出来る。ここではまず、トランジスタの機能を見ていく。
トランジスタには3つの端子があり、それぞれゲート、ソース、ドレインと呼ばれる。下の図はN型MOSトランジスタの回路図である。
ゲートが0ボルト（入力がない）状態だと、ソースとドレイン間はスイッチがオフ（回路が開いている）状態になる。ゲートに電圧がかかっている（入力がある）状態になると、ソース-ドレイン間のスイッチがオン（回路が閉じている）状態になり、電流が流れる。P型トランジスタでは逆で、ゲートが0ボルト状態ではソース-ドレイン間がオン状態になり、ゲートに電圧がかかるとオフ状態になる。N型とP型は互いに相補的（Complementary）に動作することから、N型とP型が混在する回路をCMOS回路と呼ぶ
NOT演算
NOT演算は単一の入力に作用する単項演算である。NOT演算は入力の補集合を出力する演算であり、しばしば入力を反転(invert)する演算と言われる。以下に真理値表を示す。
| input | output |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
m桁のビット列にたいしてNOTのビット演算を行うと以下のようになる
| input | 001001000111011010 |
| output | 110110111000100101 |
NOTゲート（インバーター）
下図がトランジスタで構成されたNOTゲートの簡易図である。P型とN型の2つのトランジスタで構成されている。Inputが0ボルトのとき、P型はスイッチON、 N型はスイッチOFFとなり、Outputが電源と接続され電源の電圧が出力される。InputがHigh電圧の場合、今度はP型がOFFになり、N型がONとなってOutputがアースに接続され0ボルトが出力される。
電源電圧を1.2ボルトとして、InとOutをまとめると
| In | Out |
| 0ボルト | 1.2ボルト |
| 1.2ボルト | 0ボルト |
となる。0ボルトを記号0、1.2ボルトを記号1で置き換えると
| In | Out |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
と表すことができ、これはまさにNOT演算の真理値表である。これによりトランジスタによってNOT演算を実装することができる。この様な回路をNOTゲートまたはインバーター（inverter）と呼ぶ。
