Gerbang Logika Dan Macamnya
Pengertian Gerbang Logika dan Macam - Macm Gerbang Logika,
Apa itu gerbang logika?? Gerbang Logika adalah Rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya
menghasilkan satu sinyal berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah.
Gerbang logika beroprasi dengan bilangan Biner, sehingga disebut juga Gerbang
Logika Biner, dalam gerbang logika terdapat Tegangan Tinggi yang berati 1
sedangkan Tegangan Rendah yang berati 0.
Macam - Macam Gerbang
Logika beserta gambar gerbang logika dan tabel kebenarannya sebagai berikut :
1.Gerbang AND
Gerbang AND akan
berlogika 1 atau keluarannya akan berlogika 1 apabila semua masukan atau
inputannya berlogika 1, namun apabila semua / salah satu masukannya berlogika 0
maka outputnya akan berlogika 0.
Tabel kebenaran
Input A
|
Input B
|
Output
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
2.Gerbang OR
Gerbang OR akan berlogika 1 apabila salah satu atau semua inputan yang dimasukkan bernilai 1 dan apabila keluaran yang di inginkan berlogika 0 maka inputan yang dimasukkan harus bernilai 0 semua.
Tabel kebenaran
Input A
|
Input B
|
Output Y
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Gambar Gerbang Logika OR |
3.Gerbang NOT
Gerbang NOT berfungsi sebagai pembalik (Inverter), yang mana outputnya akan bernilai terbalik dengan inputannya.
Tabel kebenaran
Input
|
Output Y
|
0
|
1
|
1
|
0
|
Gambar Gerbang Logika NOT |
4.Gerbang NAND
Gerbang
NAND akan bernilai / outputnya akan berlogika 0 apabila semua
inputannya bernilai 1 dan outpunya akan berlogika 1 apabila semua atau
salah satu inputannya bernilai 0.
Tabel kebenaran
Input A
|
Input B
|
Output Y
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
Gambar Gerbang Logika NAND |
5.Gerbang NOR
Gerbang
NOR merupakan gerbang logika yang outputnya akan berlogika 1 apabila
semua inputannya bernilai 0, dan outpunya akan berlogika 0 apabila semua
atau salah satu inputannya inputannya berlogika 1.
Tabel kebenaran
Input A
|
Input B
|
Output Y
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
Gambar Gerbang Logika NOR |
6. Gerbang XOR
Gerbang XOR merupakan kepanjangan dari Exclusive OR yang mana keluarannya akan berlogika 1 apabila inputannya berbeda, namun apabila semua inputanya sama maka akan memberikan keluarannya 0.
Tabel kebenaran
Input A
|
Input B
|
Output Y
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
0
|
7.Gerbang XNOR
Gerbang XOR merupakan kepanjangan dari Exclusive NOR yang mana keluarannya akan berlogika 1 apabila semua inputannya sama, namun apabila inputannya berbeda maka akan memberikan output berlogika 0.
Tabel kebenaran
Input A
|
Input B
|
Output Y
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
Gambar Gerbang Logika XNOR |
RANGKAIAN GERBANG KOMBINASI
“Semua rangkaian logika dapat digolongkan atas dua
jenis, yaitu rangkaian kombinasi (combinational circuit) dan rangkaian
berurut (sequential circuit). Perbedaan kedua jenis rangkaian ini
terletak pada sifat keluarannya. Keluaran suatu rangkaian kombinasi
setiap saat hanya ditentukan oleh masukan yang diberikan saat itu.
Keluaran rangkaian berurut pada setiap saat, selain ditentukan oleh
masukannya saat itu, juga ditentukan oleh keadaan keluaran saat
sebelumnya, jadi juga oleh masukan sebelumnya. Jadi, rangkaian berurut
tetap mengingat keluaran sebelumnya dan dikatakan bahwa rangkaian ini
mempunyai ingatan (memory). Kemampuan mengingat pada rangkaian berurut
ini diperoleh dengan memberikan tundaan waktu pada lintasan balik (umpan
balik) dari keluaran ke masukan. Secara diagram blok, kedua jenis
rangkaian logika ini dapat digambarkan seperti pada Gambar 1.” (Albert
Paul Malvino, Ph.D.)
Gambar 3. Model Umum Rangkaian Logika
(a) Rangkaian Kombinasi(b) Rangkaian Berurut
PERANCANGAN RANGKAIAN KOMBINASI
“Rangkaian kombinasi mempunyai komponen-komponen masukan, rangkaian logika, dan keluaran, tanpa umpan balik. Persoalan yang dihadapi dalam perancangan (design) suatu rangkaian kombinasi
adalah memperoleh fungsi Boole beserta diagram rangkaiannya dalam
bentuk susunan gerbang-gerbang. Seperti telah diterangkan sebelumnya,
fungsi Boole merupakan hubungan aljabar antara masukan dan keluaran yang
diinginkan. Langkah pertama dalam merancang setiap rangkaian logika
adalah menentukan apa yang hendak direalisasikan oleh rangkaian itu yang
biasanya dalam bentuk uraian kata-kata (verbal). Berdasarkan uraian
kebutuhan ini ditetapkan jumlah masukan yang dibutuhkan serta jumlah
keluaran yang akan dihasilkan. Masing-masing masukan dan keluaran diberi
nama simbolis. Dengan membuat tabel kebenaran yang menyatakan hubungan
masukan dan keluaran yang diinginkan, maka keluaran sebagai fungsi
masukan dapat dirumuskan dan disederhanakan dengan cara-cara yang telah
diuraikan dalam bab-bab sebelumnya.
Berdasarkan persamaan yang diperoleh ini, yang merupakan fungsi Boole dari pada rangkaian yang dicari, dapat digambarkan diagram rangkaian logikanya Ada kalanya fungsi Boole yang sudah disederhanakan tersebut masih harus diubah untuk memenuhi kendala yang ada seperti jumlah gerbang dan jenisnya yang tersedia, jumlah masukan setiap gerbang, waktu perambatan melalui keseluruhan gerbang (tundaan waktu), interkoneksi antar bagian-bagian rangkaian, dan kemampuan setiap gerbang untuk mencatu (drive) gerbang berikutnya. Harga rangkaian logika umumnya dihitung menurut cacah gerbang dan cacah masukan keseluruhannya. Ini berkaitan dengan cacah gerbang yang dikemas dalam setiap kemasan.
Gerbang-gerbang logika yang tersedia di pasaran pada umumnya dibuat dengan teknologi rangkaian terpadu (Integrated Circuit, IC). Pemaduan (integrasi) gerbang-gerbang dasar seperti NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR pada umumnya dibuat dalam skala kecil (Small Scale Integration, SSI) yang mengandung 2 sampai 6 gerbang dalam setiap kemasan. Kemasan yang paling banyak digunakan dalam rangkaian logika sederhana berbentuk DIP (Dual- In-line Package), yaitu kemasan dengan pen-pen hubungan ke luar disusun dalam dua baris sejajar. Kemasan gerbang-gerbang dasar umunya mempunyai 14-16 pen, termasuk pen untuk catu daya positif dan nol (Vcc dan Ground). Setiap gerbang dengan 2 masukan membutuhkan 3 pen (1 pen untuk keluaran) sedangkan gerbang 3 masukan dibutuhkan 4 pen. Karena itu, satu kemasan 14 pen dapat menampung hanya 4 gerbang 2 masukan atau 3 gerbang 3 masukan.
Dalam praktek kita sering terpaksa menggunakan gerbang-gerbang yang tersedia di pasaran yang kadang-kadang berbeda dengan kebutuhan rancangan kita. Gerbang yang paling banyak tersedia di pasaran adalah gerbang-gerbang dengan 2 atau 3 masukan. Umpamanya, dalam rancangan kita membutuhkan gerbang dengan 4 atau 5 masukan dan kita akan mengalami kesulitan memperoleh gerbang seperti itu. Karena itu kita harus mengubah rancangan sedemikian sehingga rancangan itu dapat direalisasikan dengan gerbang-gerbang dengan 2 atau 3 masukan. Kemampuan pencatuan daya masing-masing gerbang juga membutuhkan perhatian. Setiap gerbang mampu mencatu hanya sejumlah tertentu gerbang lain di keluarannya (disebut sebagai fan-out). Ini berhubungan dengan kemampuan setiap gerbang dalam menyerap dan mencatu arus listrik. Dalam perancangan harus kita yakinkan bahwa tidak ada gerbang yang harus mencatu terlalu banyak gerbang lain di keluarannya. Ini sering membutuhkan modifikasi rangakaian realisasi yang berbeda dari rancangan semula. Mengenai karakteristik elektronik gerbang-gerbang logika dibahas dalam Lampiran A.” (Albert Paul Malvino, Ph.D.)
IMPLEMENTASI RANGKAIAN GERBANG LOGIKA DENGAN GERBANG NAND
1.Gerbang NAND (NOT And)
“Gerbang NAND dan NOR merupakan gerbanguniversal, artinya hanya dengan menggunakan jenisgerbang NAND saja atau NOR sajadapat menggantikan fungsi dari 3 gerbang dasar yang lain (AND, OR, NOT). Multilevel, artinya: denganmengimplementasikan gerbang NAND atau NOR, akan ada banyak level / tingkatan mulai dari sisitem input sampai kesisi output. Keuntungan pemakaian NAND saja atau NOR saja dalam sebuah rangkaian digital adalah dapat mengoptimalkan pemakaian seluruh gerbang yang terdapat dalam sebuah IC, sehingga menghemat biaya
Gerbang NAND adalah pengembangan dari gerbang AND. Gerbang ini sebenarnya adalah gerbang AND yang pada outputnya dipasang gerbang NOT.
Gerbang yang paling sering digunakan untuk membentuk rangkaian
kombinasi adalah gerbang NAND dan NOR, dibanding dengan AND dan OR. Dari
sisi aplikasi perangkat luar, gerbang NAND dan NOR lebih umum sehingga gerbang-gerbang tersebut dikenal sebagai gerbang yang “universal”. Gerbang-gerbang NOT, AND dan OR dapat di-substitusi ke dalam bentuk NAND saja, dengan hubungan seperti gambar 2.
Gambar 4. Substitusi Beberapa Gerbang Dasar Menjadi NAND
Rangkaian Asal Rangkaian Dengan NAND saja
Gambar 5, impelemtasi Gergang NAND