Ada banyak aplikasi di mana diinginkan untuk memiliki keluaran noninverted dan inverted. Contohnya termasuk gerbang input tunggal yang merupakan inverter dan buffer noninverting, atau dua input gerbang logika yang merupakan AND dan NAND. Gerbang semacam itu disebut gerbang keluaran pelengkap dan sangat berguna di sirkuit di mana ruang PCB sangat mahal. Ini juga berguna di sirkuit di mana penambahan inverter untuk mendapatkan keluaran terbalik menyebabkan penundaan waktu yang tidak diinginkan antara keluaran yang dibalik dan yang tidak. Gambar 4.34 menunjukkan simbol sirkuit dari buffer komplementer, gerbang AND, OR dan EX-OR.
Resistor
Resistor
adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau
hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus
listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm
(simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor
mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi
tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap
resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir,
berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R ).
Gerbang NOT
Gerbang NOT disebut juga inverter, gerbang ini hanya mempunyai satu input dan satu output. Persamaan logika aljabar Boole untuk output gerbang NOT adalah Y = Ā . Jadi output gerbang NOT selalu merupakan kebalikan dari input-nya. Jika input diberikan logika tinggi maka pada output akan dihasilkan logika rendah, dan pada saat input diberikan logika rendah maka pada output akan dihasilkan logika tinggi (Tokheim, 1995). Simbol gerbang NOT diperlihatkan pada Gambar 2.1 dan tabel kebenaran gerbang NOT diperlihatkan pada Tabel 2.1.
Gerbang XOR
Simbol dari gerbang Eksklusif OR (XOR) dengan 2 variabel input dan satu buah output diperlihatkan pada Gambar 2.7. Tabel kebenarannya dapat dilihat pada Tabel 2.7. Dari tabel kebenaran XOR, dapat dilihat bahwa output pada logik 1 jika salah satu input pada keadaan logik 0 atau logik 1, sedangkan output pada keadaan logik 0 apabila kedua logik input sama. (Tokheim, 1995).
Gerbang AND
Gerbang AND adalah gerbang logika yang terdiri dari dua atau lebih input dan hanya memiliki satu output. Output gerbang AND akan tinggi hanya jika semua input tinggi, dan jika salah satu atau lebih input berlogika rendah maka output akan rendah. Persamaan logika aljabar Boole gerbang AND adalah Y=A.B. Pada Aljabar Boole operasi gerbang AND diberi tanda ”kali” atau tanda ”titik” (Malvino, 1983). Simbol gerbang AND ditunjukkan pada Gambar 2.3. Tabel kebenaran diperlihatkan pada Tabel 2.3.
Gerbang OR
Gerbang OR adalah gerbang logika dasar yang mempunyai dua atau lebih input dan hanya memiliki satu output. Output gerbang OR akan berlogika tinggi apabila salah satu atau lebih input ada yang berlogika tinggi, dan output akan berlogika rendah hanya pada saat seluruh input berlogika rendah. Persamaan logika aljabar Boole untuk output gerbang OR adalah Y=A+B. Pada aljabar Boole operasi gerbang OR diberi tanda ”tambah” (Malvino, 1983). Simbol gerbang OR ini ditunjukkan pada Gambar 2.4 dan tabel kebenaran gerbang OR diperlihatkan Tabel 2.4.
Gerbang NAND
Gerbang NAND merupakan gabungan dari gerbang AND dan NOT. Output gerbang NAND selalu merupakan kebalikan dari output gerbang AND untuk input yang sama. Jadi output akan berlogika tinggi jika salah satu atau lebih input-nya berlogika rendah, dan output akan berlogika rendah hanya pada saat semua input-nya berlogika tinggi. (Tokheim, 1995). Simbol gerbang NAND ini ditunjukkan pada Gambar 2.5. Tabel kebenaran gerbang NAND diperlihatkan pada Tabel 2.5.
Komponen lainnya :
LED
LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara
kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu
kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan
cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke
Katoda.
Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P)
menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan
berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang
bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole
akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Tegangan Maju LED
Logicstate
Logicstate yaitu pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.
Karena hanya dua status logika, logika 1 dan logika 0, yang dimungkinkan, teknik aljabar Boolean dapat digunakan untuk menganalisis rangkaian digital yang melibatkan sinyal biner. Istilah logika positif diterapkan ke sirkuit di mana logika 1 ditetapkan ke level tegangan yang lebih tinggi; Dalam rangkaian logika negatif, logika 1 ditunjukkan dengan level tegangan yang lebih rendah.
Apabila inputan xor gate memiliki logika yang sama maka outputan xor gate akan berlogika 0 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 1
Apabila inputan xor gate memiliki logika yang berbeda maka outputan xor gate akan berlogika 1 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 0
complementary buffer :
Apabila inputan not gate memiliki logika 0 maka outputan not gate akan berlogika 1 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 0
Apabila inputan not gate memiliki logika 1 maka outputan not gate akan berlogika 0 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 1
complementary or gate :
Apabila kedua inputan or gate memiliki logika yang sama-sama 0 maka outputan or gate akan berlogika 0 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 1
Apabila kedua inputan or gate tidak memiliki logika yang sama-sama 0 maka outputan xor gate akan berlogika 1 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 0
complementary and gate :
Apabila kedua inputan and gate memiliki logika yang sama-sama 1 maka outputan and gate akan berlogika 1 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 0
Apabila kedua inputan and gate tidak memiliki logika yang sama-sama 1 maka outputan and gate akan berlogika 0 lalu di inputkan ke kaki not sehingga akan membalikan logikanya menjadi 1
Simulasi 2
LED hidup :
Apabila semua atau salah satu gerbang OR mengoutputkan logika 0 (dikarenakan semua logicstate di kaki input gerbang OR berlogika 0) maka gerbang NAND akan mengoutputkan logika 1 (dikarenakan terdapat sebuah input dikaki gerbang NAND yang berlogika 0), sehingga output dari gerbang NAND yang berlogika tinggi akan mengakibatkan arus mengalir melewati resistor lalu melewati LED dan menuju ground. Karena terdapat arus di LED maka LED akan hidup.
LED mati :
Apabila semua gerbang OR mengoutputkan logika 1 (dikarenakan semua atau salah satu logicstate di kaki input gerbang OR berlogika 1) maka gerbang NAND akan mengoutputkan logika 0 (dikarenakan semua inputan dikaki gerbang NAND berlogika 1), sehingga output dari gerbang NAND berlogika rendah yang menyebabkan tidak ada arus yang mengalir melewati resistor lalu melewati LED dan menuju ground. Karena tidak terdapat arus di LED maka LED mati.
Simulasi 3
LED hidup :
Apabila semua atau salah satu gerbang OR mengoutputkan logika 0 (dikarenakan semua logicstate di kaki input gerbang OR berlogika 0) maka gerbang NAND akan mengoutputkan logika 1 (dikarenakan terdapat sebuah input dikaki gerbang NAND yang berlogika 0), sehingga output dari gerbang NAND yang berlogika tinggi akan mengakibatkan arus mengalir melewati resistor lalu melewati LED dan menuju ground. Karena terdapat arus di LED maka LED akan hidup.
LED mati :
Apabila semua gerbang OR mengoutputkan logika 1 (dikarenakan semua atau salah satu logicstate di kaki input gerbang OR berlogika 1) maka gerbang NAND akan mengoutputkan logika 0 (dikarenakan semua inputan dikaki gerbang NAND berlogika 1), sehingga output dari gerbang NAND berlogika rendah yang menyebabkan tidak ada arus yang mengalir melewati resistor lalu melewati LED dan menuju ground. Karena tidak terdapat arus di LED maka LED mati.
Simulasi 4
Grafik ke bawah/mendatar :
Apabila kaki ke dua kaki inputan nand berlogika 1 maka nand akan mengoutputkan logika 0 ditandai grafik menurun/datar
Grafik ke atas :
Apabila salah satu atau kedua kaki inputan nand berlogika 0 maka nand akan mengoutputkan logika 1 ditandai grafik naik
Simulasi 5
LED hidup :
Apabila semua atau salah satu gerbang NAND (U2&U3) mengoutputkan logika 0 (dikarenakan semua logicstate di kaki input gerbang NAND berlogika 1) maka gerbang NAND selanjutnya akan mengoutputkan logika 1 (dikarenakan lemahnya tegangan di kedua kaki input gerbang NAND walaupun ditambah sedikit tegangan yang melalui R2 disebabkan perbedaan tegangan di node), sehingga output dari gerbang NAND yang berlogika tinggi akan mengakibatkan arus mengalir melewati resistor lalu melewati LED dan menuju ground. Karena terdapat arus di LED maka LED akan hidup.
LED mati :
Apabila semua gerbang NAND (U2&U3) mengoutputkan logika 1 (dikarenakan semua atau salah satu logicstate di kaki input gerbang NAND berlogika 0) maka gerbang NAND selanjutnya akan mengoutputkan logika 0 (dikarenakan tingginya tegangan di kedua kaki input gerbang NAND ditambah sedikit tegangan yang melalui R2 disebabkan perbedaan tegangan di node), sehingga output dari gerbang NAND yang berlogika rendah akan mengakibatkan tidak ada arus yang mengalir melewati resistor lalu melewati LED dan menuju ground. Karena tidak terdapat arus di LED maka LED mati.
1. Gambarkan simbol sirkuit untuk (a) dua-wide, empat-input gerbang OR-AND-INVERT dan (b) empat-wide, dua-input gerbang OR-AND-INVERT
Jawab :
a. dua-wide, empat-input gerbang OR-AND-INVERT
b. empat-wide, dua-input gerbang OR-AND-INVERT
2. Berdasarkan Gambar 4.36 (a). Jika gerbang NAND yang digunakan memiliki karakteristik transfer seperti pada Gambar 4.36 (b), buatlah sketsa bentuk gelombang keluaran yang diharapkan !
Jawab :
Bentuk gelombang keluaran ditunjukkan pada Gambar 4.36 (c). Output awalnya dalam keadaan logika '1'. Ini dimulai dari logika '1' ke status logika '0' saat input melebihi 2 V. Output beralih dari logika '0' ke status logika '1' saat input turun di bawah 1 V.
3. Lihat susunan logika pada Gambar 4.37. Tulis ekspresi logika untuk keluaran Y.
Jawab :
Gerbang NAND yang digunakan dalam rangkaian adalah gerbang kolektor terbuka. Paralel dengan dua gerbang NAND di kaki input U1 mengarah ke koneksi WIRE-AND. Oleh karena itu ekspresi logika dimana keduanya output digabungkan diberikan oleh persamaan :
Problem :
1. Buatlah tabel kebenaran gerbang di bawah ini!
Jawab :
2. Buatlah berbagai simbol dari complementary gate!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar