GERBANG GERBANG LOGIKA

Gerbang-gerbang logika atau dapat juga dinamai rangkaian pintu (gate circuits). Gerbang-gerbang logika ini banyak sekali penerapannya di dunia industri terutama yang digunakan dalam pengaturan-pengaturan proses serta dapat ditemui dalam piranti-piranti digital seperti computer dan lain-lain. Dalam rangkaian logika, terdapat dua jenis bilangan yang lazim digunakan yaitu 1 dan 0, bilangan 1 ( satu ) mewakili taraf tegangan tinggi yaitu tegangan antara 2 V hingga 5 Volt. Sedangkan bilangan 0 ( nol ) mewakili taraf tegangan rendah yaitu tegangan dibawah 2 Volt.Bilangan-bilangan itu sering di anggap sebagai perumpamaan 2 kondisi saklar-saklar yang sedang membuka atau menutup. Bilangan satu dianggap sebagai saklar menutup sedangkan 0 sebagai saklar yang sedang membuka.

Dalam rangkaian digital/ rangkaian biner, sinyal-sinyalnya dinyatakan dengan digit biner, sebagai berikut :

Sinyal yang bertegangan lebih positip dinyatakan digit 1. Sinyal yang bertegangan kurang positip dinyatakan digit 0.

Contoh : +V 5 1 0 1 0 0 1 0 2 T

Untuk menyatakan rangkaian biner yang benar, digunakan simbol-simbol logika (gerbang-gerbang logika), dimana setiap gerbang logika menyatakan suatu rangkaian logika tertentu.

Gerbang Gerbang Dasar Logika

I. Gerbang AND :Gerbang AND adalah salah satu gerbang dasar logika yang memiliki minimum dua masukan ( input ) serta satu keluaran ( output ). Gerbang ini akan bekerja ( mengeluarkan output tinggi, Q = 1 ) apabila semua inputnya bernilai 1. Dan akan bernilai output rendah, Q = 0 apabila salah satu atau semua inputnya bernilai rendah ( 0 ). Symbol untuk gerbang ini seperti gambar dibawah :

Simbol Gerbang AND

Q akan bernilai tinggi atau 1 apabila kedua input A dan B juga bernilai 1, dan akan bernilai rendah atau 0 apabila salah satu atau A dan B bernilai 0. Fungsi gerbang diatas dapat kita ibaratkan seperti rangkaian saklar dibawah ini :

Rangkaian Ekivalen Gerbang AND

Rangkaian Eqivalen Gerbang AND

Lampu akan menyala apabila saklar A dan B tertutup. Sehingga dari gambar di atas dapat diambil persamaan fungsi sebagai berikut : Q = A.BSedangkan untuk tabel kebenarannya dapat dibuat seperti berikut :

Dari table kebenaran diatas terbukti bahwa untuk gerbang AND outputnya akan bernilai 1 apabila kedua inputnya bernilai satu.

Untuk menguji gerbang AND, digunakan IC 7408. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Struktur IC 7408

II. Gerbang ORBeda dengan gerbang AND, gerbang OR ini akan memiliki nilai keluaran tinggi atau1,apabila salah satu atau semua inputnya bernilai 1.

Simbol Gerbang OR

Output kuluaran Q akan tinggi ( 1 ) apabila ada salah satu input A atau B atau kedua-duanya memiliki input tinggi. Fungsi gerbang diatas dapat kita ibaratkan menjadi rangkaian saklar-saklar seperti dibawah :Rangkaian Ekivalen Gerbang OR

Rangkaian Eqivalen Gerbang OR

- Dari rangkaian diatas dapat terlihat bahwa lampu akan menyala apabila salahsatu saklar A atau B tertutup atau kedua-duanya.

Sehingga dari gambar diatas dapat diambil persamaan seperti berikut:

Q = A+B

Dan untuk tabel persamaannya akan seperti berikut ini :

Tabel Kebenaran Gerbang ORABQ

000

011

101

111

Dari tabel diatas dapat diketahui Q akan bernilai 1apabila A atau B atau kedua-duanya bernilai 1.

Untuk menguji gerbang OR, dugunakan IC 7432. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Struktur IC 7432

III. Gerbang NOTBeda dengan gerbang logika lainnya, gerbang ini hanya memiliki satu buah input dan satu buah output. Gerbang ini memiliki sifat output yang kebalikan dari inputnya. Output = invers dari input. Sehingga apabila inputnya tinggi maka outputnya akan memiliki taraf tegangan rendah dan sebaliknya.

Symbol untuk gerbang ini adalah :

Simbol Gerbang NOT

Output keluaran gerbang ini akan merupakan kebalikan dari inputnya. Sehingga persamaannya kan seperti ini :

Q = A

Sedangkan untuk table kebenarannya adalah : Tabel Kebenaran Gerbang NOT

AQ

01

10

Untuk menguji gerbang NOT, dugunakan IC 74LS04

IV. Gerbang NANDGerbang ini merupakan kombinasi dari gerbang AND dan gerbang NOT, sehingga gerbang ini memiliki sifat keluaran yang sama dengan sifat keluaran gerbang AND namun dibalikan (di-invers)

Symbol dari gerbang ini adalah :

AB

Q

Simbol Gerbang NAND

Untuk persamaannya kita dapat ambil dari persamaan gerbang AND tapi di-invers, sehingga tampil seperti berikut :

Q = A.B

Untuk tabel kebenarannya juga, merupakan tabel kebenaran gerbang AND yang di-invers. Tabel Kebenaran Gebang NANDABQ ANDQ NAND

0001

0101

1001

1110

Dari table kebenaran diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa Output gerbang NAND akan tinggi ( 1 ) apabila semua inputnya rendah ( 0 ). Dan merupakan kebalikan dari gerbang AND.Untuk menguji gerbang NAND, digunakan IC 7400. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Struktur IC 7400V. Gerbang NOR.Gerbang ini merupakan gerbang kombinasi antara gerbang OR dengan gerbang NOT. Sifat dari gerbang ini memiliki keluaran yang terbalik dengan gerbang OR, atau dengan kata lain OR yang di-invers. Symbol untuk gerbang ini seperti berikut :

A Q

B

Simbol Gerbang NOR

Untuk persamaannya dapat diambil dari persamaan gerbang OR yang di-inverskan :

Q = A+B

Sedangkan untuk tabel kebenarannya seperti berikut ini : Tabel Kebenaran Gebang NORABQ ORQ NOR

0001

0110

1010

1110

Terlihat bahwa keluaran gerbang NOR merupakan kebalikan dari keluaran gerbang OR. Sehingga gerbang ini berfungsi untuk membalikan fungsi gerbang OR.Untuk menguji gerbang NOR, digunakan IC 7402. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Struktur IC 7402

VIExlusive OR (EXOR)Gerbang EX-OR (Exlusive-OR) merupakan rangkaian logika khusus yang sering digunakan dalam sistem digital, diantaranya sebagai rangkaian pembanding (comparator) rangkaian penguji paritas (parity cheker) dll. Sebenarnya rangkaian logika EX-OR telah memiliki simbol tersendiri seperti ditunjukkanpada gambar 1 dibawah ini :

Gambar Simbol Exlusive-ORGambar 2 menunjukkan sebuah rangkaina gerbang EX-OR yang dibangun menggunakan gerbang-gerbang daar (AND, OR dan NOT).

Gambar Rangkaian Gerbang EX-OR

Berdasarkan gambar 2 dapat kita tentukan persamaan fungsi keluarannya yaitu X = AB + AB. Sehingga tabel kebenaran dari gerbang EX-OR dapat dituliskan seperti pada Tabel dibawah ini :Tabel Kebenaran Gerbang EX-OR

Dengan melihat tabel kebenaran gerbang EX-OR dapat disimpulkan bahwa keluaran sebuah gerbang EX-OR akan berlogika 1 bila pada ke dua saluran masukannya mendapatkan nilai logika yang berlawanan antara satu dengan yang lainnya, atau keluaran pada sebuah gerbang EX-OR akan berlogika 0 bila kedua saluran masukannya mendapatkan nilai logika yang sama.Sebuah gerbang EX-OR hanya memiliki dua buah saluran masukan, tidak ada gerbang EX-OR yang memiliki saluran masuk lebih dari dua buah. Keluaran gerbang EX-OR yang memiliki saluran masukan lebih dari dua buah. Keluaran gerbang EX-OR tergantung dari kombinasi logika pada kedua saluran masukan dimana keluaran :X = A B + A B. Suatu cara penulisan yang lebih singkat kadang-kadang persamaan fungsi keluarannya dituliskan X = A ? B (dibaca X = A EX-OR B) dimana simbol ? menunjukkan operasi gerbang EXOR. Terdapat banyak cara yang dapat digunakan untuk membangun sebuah gerbang EX-OR dengan menggunakan gerbang-gerbang logika dasar atau gerbang kombinasi. Namun bagaimanapun dalam melakukan percobaan ataupun teknik rancnag bangun, tentunya harus kita pikirkan faktor ekonomisnya. Sebuah rangkaian terintegrasi (IC) TTL dengan tipe 7486 merupakan chip IC yang terdiri dari 4 buah gerbang EX-OR. Susunan pena IC7486 ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :

Gambar EX-OR Susunan pin IC 7486