Bagaimana Gerbang Logika Bekerja

Dalam posting ini kita akan memahami secara komprehensif tentang apa itu gerbang logika dan cara kerjanya. Kami akan melihat definisi dasar, simbol, tabel kebenaran, gerbang Multi input, kami juga akan membangun setara gerbang berbasis transistor dan akhirnya kami akan mengambil gambaran umum tentang berbagai IC CMOS yang relevan.

Apa itu Logic Gates

Sebuah gerbang logika dalam rangkaian elektronik dapat dinyatakan sebagai unit fisik yang direpresentasikan melalui fungsi Boolean.

Dengan kata lain, gerbang logika dirancang untuk menjalankan fungsi logis menggunakan satu atau lebih masukan biner dan untuk menghasilkan keluaran biner tunggal.

Gerbang Logika Elektronik pada dasarnya dikonfigurasi dan diimplementasikan menggunakan blok atau elemen semikonduktor seperti dioda atau transistor yang bekerja seperti sakelar ON / OFF yang memiliki pola sakelar yang terdefinisi dengan baik. Gerbang logika memfasilitasi cascading gerbang sedemikian rupa sehingga dengan mudah memungkinkan komposisi fungsi Boolean, sehingga memungkinkan untuk membuat model fisik dari semua logika Boolean. Hal ini selanjutnya memungkinkan algoritme dan matematika dapat ditulis menggunakan logika Boolean.

Rangkaian logika dapat menggunakan elemen semikonduktor dalam rentang multiplexer, register, unit logika aritmatika (ALU), dan memori komputer, dan bahkan mikroprosesor, yang melibatkan hingga 100 juta gerbang logika. Dalam penerapan hari ini, Anda akan menemukan sebagian besar transistor efek medan (FET), yang digunakan untuk pembuatan gerbang logika, contoh yang baik adalah transistor efek medan logam-oksida-semikonduktor atau MOSFET.

Mari kita mulai tutorial dengan logika DAN gerbang.

Apa itu Gerbang Logika “AND”?

Ini adalah gerbang elektronik, yang keluarannya berubah menjadi 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'sinyal positif' ketika semua masukan dari gerbang AND adalah 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau ' sinyal positif ”.
Misalnya: Katakan di gerbang AND dengan jumlah input 'n', jika semua input 'tinggi', output berubah menjadi 'tinggi'. Bahkan jika satu input adalah 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'sinyal negatif', outputnya menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau memberikan 'sinyal negatif'.

catatan:
Istilah 'Tinggi', '1', 'sinyal positif', 'benar' pada dasarnya sama (Sinyal positif adalah sinyal positif baterai atau catu daya).
Istilah 'RENDAH', '0', 'sinyal negatif', 'salah' pada dasarnya sama (Sinyal negatif adalah sinyal negatif baterai atau catu daya).

Ilustrasi simbol gerbang DAN Logika:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua masukan dan 'Y' adalah keluaran.
Ekspresi Boolean untuk gerbang logika AND: Output 'Y' adalah perkalian dari dua input 'A' dan 'B'. (A.B) = Y.
Perkalian Boolean dilambangkan dengan titik (.)
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah (A.B) = 1 x 1 = '1' atau 'high'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah (A.B) = 0 x 1 = '0' atau 'Low'
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah (A.B) = 1 x 0 = '0' atau “Low”
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '0', outputnya adalah (A.B) = 0 x 0 = '0' atau 'Rendah'

Kondisi di atas disederhanakan dalam tabel kebenaran.

Tabel Kebenaran (Dua Masukan):

3-Input Gerbang “AND”:

Ilustrasi dari 3 input gerbang AND:

Gerbang logika AND dapat memiliki jumlah input 'n', yang berarti dapat memiliki lebih dari dua input (gerbang AND akan memiliki setidaknya dua input dan selalu satu output).

Untuk gerbang 3 masukan AND, persamaan Boolean berubah seperti ini: (A.B.C) = Y, demikian pula untuk 4 masukan ke atas.

Tabel Kebenaran untuk gerbang AND 3 logika masukan:

Logika Multi Input DAN Gerbang:

Logika DAN gerbang yang tersedia secara komersial hanya tersedia dalam 2, 3 dan 4 input. Jika kita memiliki lebih dari 4 input, maka kita harus menurunkan gerbang.

Kita dapat memiliki enam gerbang logika masukan AND dengan mengalirkan 2 gerbang masukan AND sebagai berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk rangkaian di atas menjadi Y = (A.B). (C.D). (E.F)

Namun, semua aturan logis yang disebutkan berlaku untuk rangkaian di atas.

Jika Anda hanya akan menggunakan 5 input dari 6 input gerbang AND di atas, kita dapat menghubungkan resistor pull-up pada salah satu pin dan sekarang menjadi 5 input gerbang AND.

Transistor Berbasis dua input Logika AND gerbang:

Sekarang kita tahu, bagaimana gerbang logika AND berfungsi, mari kita buat gerbang AND 2 masukan menggunakan dua transistor NPN. IC logika dibangun dengan cara yang hampir sama.

Dua Transistor DAN gerbang Skema:

Pada output 'Y' Anda dapat menghubungkan LED jika output tinggi LED akan menyala (terminal LED + Ve pada 'Y' dengan resistor 330 ohm dan negatif ke GND).

Ketika kita menerapkan sinyal tinggi ke basis dua transistor, kedua transistor AKTIF, sinyal + 5V akan tersedia di pemancar T2, sehingga output menjadi tinggi.

Jika salah satu dari transistor OFF, tidak ada tegangan positif yang akan tersedia di emitor T2, tetapi karena resistor pull down 1K, tegangan negatif akan tersedia di output, sehingga output disebut rendah.

Sekarang Anda tahu bagaimana membangun logika AND gerbang Anda sendiri.

Quad AND gerbang IC 7408:

Jika Anda ingin membeli gerbang logika AND dari pasar, Anda akan mendapatkan konfigurasi di atas.
Ini memiliki 14 pin, pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ini dioperasikan pada 5V.

Penundaan propagasi:

Penundaan propagasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk keluaran untuk berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya.
Penundaan propagasi dari LOW ke HIGH adalah 27 nanodetik.
Penundaan propagasi dari TINGGI ke RENDAH adalah 19 nanodetik.
IC gerbang “AND” lainnya yang umumnya tersedia:

• 74LS08 Quad 2-masukan
• 74LS11 Triple 3-input
• 74LS21 Dual 4-masukan
• CD4081 Quad 2-masukan
• CD4073 Triple 3-masukan
• CD4082 Dual 4-masukan

Anda selalu dapat merujuk lembar data untuk IC di atas untuk informasi lebih lanjut.

Bagaimana Fungsi Gerbang Logika “Exclusive NOR”

Pada postingan kali ini kita akan membahas tentang gerbang logika “Ex-NOR” atau gerbang Exclusive-NOR. Kita akan melihat definisi dasar, simbol, tabel kebenaran, rangkaian ekuivalen Ex-NOR, realisasi Ex-NOR menggunakan gerbang logika NAND Dan terakhir, kita akan membahas tentang input quad 2 Ex-OR gate IC 74266.

Apa itu gerbang 'Exclusive NOR'?

Ini adalah gerbang elektronik, yang keluarannya berubah menjadi 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'sinyal positif' ketika masukan adalah bilangan genap dari logika '1s' (atau 'benar' atau 'tinggi' atau ' sinyal positif ”).

Sebagai contoh: Katakanlah gerbang NOR Eksklusif dengan jumlah input 'n', jika inputnya berlogika 'HIGH' dengan 2 atau 4 atau 6 input (jumlah input '1s' genap), output berubah menjadi 'HIGH'.

Bahkan jika kita tidak menerapkan logika 'tinggi' ke pin input (yaitu nomor nol dari logika 'TINGGI' dan semua logika 'RENDAH'), tetap 'nol' adalah bilangan genap output berubah menjadi 'TINGGI'.
Jika jumlah logika '1s' yang diterapkan adalah GANJIL maka output berubah menjadi 'LOW' (atau '0' atau 'false' atau 'sinyal negatif').

Ini kebalikan dari gerbang logika “Exclusive OR” di mana outputnya berubah menjadi “HIGH” ketika inputnya adalah nomor GANJIL dari logika “1s”.
catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'sinyal positif', 'benar' pada dasarnya sama (Sinyal positif adalah sinyal positif baterai atau catu daya).

Istilah 'RENDAH', '0', 'sinyal negatif', 'salah' pada dasarnya sama (Sinyal negatif adalah sinyal negatif baterai atau catu daya).

Ilustrasi gerbang Logika “Exclusive NOR”:

Sirkuit setara gerbang 'Exclusive NOR':

Di atas adalah rangkaian ekuivalen untuk logika Ex-NOR, yang pada dasarnya merupakan kombinasi dari gerbang logika “Exclusive OR” dan gerbang logika “NOT”.
Di sini 'A' dan 'B' adalah dua masukan dan 'Y' adalah keluaran.
Ekspresi Boolean untuk logika Gerbang Ex-NOR: Y = (AB) ̅ + AB.
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 0 + 1 = '1' atau 'HIGH'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = '0' atau 'LOW'
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = '0' atau 'LOW'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 1 + 1 = '1' atau 'HIGH'
Kondisi di atas disederhanakan dalam tabel kebenaran.

Tabel Kebenaran (Dua Masukan):

3 Input Gerbang NOR Eksklusif:

Ilustrasi 3 input gerbang Ex-NOR:

Tabel Kebenaran untuk 3 input logika gerbang EX-OR:

Untuk 3 input gerbang Ex-NOR persamaan Boolean menjadi: A ̅ (BC) ̅ + ABC ̅ + AB ̅C + A ̅BC.
Gerbang logika “Ex-NOR” bukanlah gerbang logika fundamental tetapi, kombinasi dari gerbang logika yang berbeda. Gerbang Ex-NOR dapat direalisasikan dengan menggunakan gerbang logika “OR”, gerbang logika “AND” dan gerbang logika “NAND” sebagai berikut:

Sirkuit ekivalen untuk gerbang 'Exclusive NOR':

Desain di atas memiliki kelemahan utama, kita membutuhkan 3 gerbang logika yang berbeda untuk membuat satu gerbang Ex-NOR. Tapi kita bisa mengatasi masalah ini dengan menerapkan gerbang Ex-NOR hanya dengan gerbang logika “NAND”, ini juga ekonomis untuk dibuat.

Gerbang NOR eksklusif menggunakan gerbang NAND:

Gerbang NOR eksklusif digunakan untuk melakukan tugas komputasi yang rumit seperti operasi aritmatika, penambah biner, pengurangan biner, pemeriksa paritas, dan digunakan sebagai pembanding digital.

Logic Exclusive-NOR Gate IC 74266:

Jika Anda ingin membeli gerbang logika Ex-NOR dari pasar, Anda akan mendapatkan konfigurasi DIP di atas.
Ini memiliki 14 pin, pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ini dioperasikan pada 5V.

Penundaan propagasi:

Penundaan propagasi adalah waktu yang dibutuhkan keluaran untuk berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberikan masukan.

Penundaan propagasi dari LOW ke HIGH adalah 23 nanodetik.

Penundaan propagasi dari TINGGI ke RENDAH adalah 23 nanodetik.

IC gerbang 'EX-NOR' yang umum tersedia:
74LS266 Quad 2-masukan
CD4077 Quad 2-masukan

Bagaimana NAND Gate Bekerja

Dalam penjelasan di bawah ini kita akan mengeksplorasi tentang gerbang NAND logika digital. Kita akan melihat definisi dasar, simbol, tabel kebenaran, gerbang NAND multi input, kita akan membangun gerbang NAND 2 input berbasis transistor, berbagai gerbang logika hanya menggunakan gerbang NAND dan akhirnya kita akan melihat gambaran umum tentang gerbang NAND IC 7400.

Apa itu Gerbang Logika “NAND”?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau memberikan 'sinyal negatif' ketika semua input dari gerbang NAND adalah 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau ' sinyal positif ”.

Misalnya: Katakanlah gerbang NAND dengan jumlah input 'n', jika semua input 'tinggi', output berubah menjadi 'RENDAH'. Bahkan jika satu input adalah 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'sinyal negatif', output berubah menjadi 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau memberikan 'sinyal positif'.

catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'sinyal positif', 'benar' pada dasarnya sama (Sinyal positif adalah sinyal positif baterai atau catu daya).
Istilah 'RENDAH', '0', 'sinyal negatif', 'salah' pada dasarnya sama (Sinyal negatif adalah sinyal negatif baterai atau catu daya).

Ilustrasi simbol gerbang Logika NAND:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua masukan dan 'Y' adalah keluaran.

Simbol ini adalah gerbang “AND” dengan inversi “o”.

Sirkuit Setara Gerbang Logika “NAND”:

Gerbang logika NAND merupakan gabungan dari gerbang logika “AND” dan gerbang logika “NOT”.

Ekspresi Boolean untuk gerbang logika NAND: Output 'Y' adalah perkalian komplementer dari dua input 'A' dan 'B'. Y = ((A.B) ̅)

Perkalian Boolean dilambangkan dengan sebuah titik (.) Dan komplementernya (inversi) diwakili oleh sebuah batang (-) di atas sebuah huruf.

Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah ((A.B) ̅) = (1 x 1) ̅ = '0' atau 'LOW'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah ((A.B) ̅) = (0 x 1) ̅ = '1' atau 'HIGH'
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah ((A.B) ̅) = (1 x 0) ̅ = '1' atau 'HIGH'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah ((A.B) ̅) = (0 x 0) ̅ = '1' atau 'HIGH'

Kondisi di atas disederhanakan dalam tabel kebenaran.

Tabel Kebenaran (Dua Masukan):

3-Input Gerbang 'NAND':

Ilustrasi dari 3 input gerbang NAND:

Gerbang logika NAND dapat memiliki jumlah input 'n', yang berarti dapat memiliki lebih dari dua input

(Gerbang logika NAND akan memiliki setidaknya dua masukan dan selalu satu keluaran).
Untuk gerbang NAND 3 masukan, persamaan Boolean berubah seperti ini: ((A.B.C) ̅) = Y, demikian pula untuk 4 masukan ke atas.

Meja kebenaranuntuk 3 gerbang logika masukan NAND:

Gerbang NAND Logika Multi Input:

Gerbang Logika NAND yang tersedia secara komersial hanya tersedia dalam 2, 3 dan 4 input. Jika kita memiliki lebih dari 4 input, maka kita harus menurunkan gerbang.
Sebagai contoh, kita dapat memiliki empat gerbang logika masukan NAND dengan mengalirkan 5 gerbang NAND masukan sebagai berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk rangkaian di atas menjadi Y = ((A.B.C.D) ̅)

Namun, semua aturan logis yang disebutkan berlaku untuk rangkaian di atas.

Jika Anda hanya akan menggunakan 3 input dari gerbang NAND 4 input di atas, kita dapat menghubungkan resistor pull-up ke salah satu pin dan sekarang menjadi 3 input gerbang NAND.

Transistor Berbasis dua input gerbang Logika NAND:

Sekarang kita tahu, bagaimana gerbang logika NAND berfungsi, mari kita membangun gerbang NAND 2 masukan menggunakan dua

Transistor NPN. IC logika dibangun dengan cara yang hampir sama.
Skema Gerbang NAND Dua Transistor:

Pada output “Y” Anda dapat menghubungkan LED jika output tinggi, LED akan menyala (terminal LED + Ve pada “Y” dengan resistor 330 ohm dan negatif ke GND).

Ketika kita menerapkan sinyal tinggi ke basis dua transistor, kedua transistor ON, sinyal ground akan tersedia di kolektor T1, sehingga output berubah menjadi 'LOW'.

Jika salah satu transistor OFF yaitu menerapkan sinyal 'LOW' ke basis, tidak ada sinyal ground akan tersedia di kolektor T1, tetapi karena resistor pull-up 1K, sinyal positif akan tersedia pada output dan output berubah 'TINGGI'.

Sekarang Anda tahu bagaimana membangun gerbang logika NAND Anda sendiri.

Berbagai Gerbang Logika Menggunakan gerbang NAND:

Gerbang NAND juga dikenal sebagai “gerbang logika universal” karena kita dapat membuat logika Boolean apa pun dengan gerbang tunggal ini. Ini adalah keuntungan untuk fabrikasi IC dengan fungsi logis yang berbeda dan membuat satu gerbang ekonomis.

Dalam skema di atas hanya 3 jenis gerbang yang ditampilkan, tetapi kita dapat membuat logika Boolean apa pun.

Quad NAND gate IC 7400:

Jika Anda ingin membeli gerbang logika NAND dari pasar, Anda akan mendapatkan konfigurasi DIP di atas.
Ini memiliki 14 pin, pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ini dioperasikan pada 5V.

Penundaan propagasi:

Penundaan propagasi adalah waktu yang dibutuhkan keluaran untuk berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberikan masukan.

Penundaan propagasi dari LOW ke HIGH adalah 22 nanodetik.
Penundaan propagasi dari TINGGI ke RENDAH adalah 15 nanodetik.
Ada beberapa IC gerbang NAND lain yang tersedia:

• 74LS00 Quad 2-masukan
• 74LS10 Triple 3-input
• 74LS20 Ganda 4-masukan
• 74LS30 Tunggal 8-masukan
• CD4011 Quad 2-masukan
• CD4023 Triple 3-masukan
• CD4012 Dual 4-masukan

Bagaimana NOR Gate Bekerja

Di sini kita akan membahas tentang gerbang NOR logika digital. Kita akan melihat definisi dasar, simbol, tabel kebenaran, gerbang NOR multi input, kita akan membangun gerbang NOR input 2 berbasis transistor, berbagai gerbang logika hanya menggunakan gerbang NOR dan akhirnya kita akan melihat gambaran umum tentang gerbang NOR IC 7402.

Apa itu Gerbang Logika “NOR”?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau memberikan 'sinyal positif' ketika semua input dari gerbang NOR adalah 'LOW' atau '0' atau 'false' atau ' sinyal negatif ”.

Misalnya: Katakanlah gerbang NOR dengan jumlah input 'n', jika semua input adalah 'LOW', outputnya menjadi 'HIGH'. Bahkan jika satu input adalah 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau 'sinyal positif', output berubah menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau memberikan 'sinyal negatif'.

catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'sinyal positif', 'benar' pada dasarnya sama (Sinyal positif adalah sinyal positif baterai atau catu daya).
Istilah 'RENDAH', '0', 'sinyal negatif', 'salah' pada dasarnya sama (Sinyal negatif adalah sinyal negatif baterai atau catu daya).

Ilustrasi simbol gerbang NOR Logika:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua masukan dan 'Y' adalah keluaran.

Simbol ini adalah gerbang “OR” dengan inversi “o”.

Rangkaian Ekuivalen Gerbang Logika “NOR”:

Gerbang logika NOR merupakan gabungan dari gerbang logika “OR” dan gerbang logika “NOT”.

Ekspresi Boolean untuk gerbang logika NOR: Output 'Y' adalah tambahan komplementer dari dua input 'A' dan 'B'. Y = ((A + B) ̅)

Penambahan Boolean dilambangkan dengan (+) dan komplementer (inversi) diwakili oleh sebuah bar (-) di atas sebuah huruf.

Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah ((A + B) ̅) = (1+ 1) ̅ = '0' atau 'LOW'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah ((A + B) ̅) = (0+ 1) ̅ = '0' atau 'LOW'
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah ((A + B) ̅) = (1+ 0) ̅ = '0' atau 'LOW'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah ((A + B) ̅) = (0+ 0) ̅ = '1' atau 'HIGH'

Kondisi di atas disederhanakan dalam tabel kebenaran.

Tabel Kebenaran (Dua Masukan):

3-Input Gerbang 'NOR':

Ilustrasi dari 3 input gerbang NOR:

Gerbang logika NOR dapat memiliki jumlah input 'n', yang berarti dapat memiliki lebih dari dua input (gerbang NOR logika akan memiliki setidaknya dua input dan selalu satu output).

Untuk gerbang NOR 3 masukan, persamaan Boolean berubah seperti ini: ((A + B + C) ̅) = Y, demikian pula untuk 4 masukan ke atas.

Tabel Kebenaran untuk 3 gerbang logika NOR masukan:

Gerbang NOR Logika Multi Input:

Gerbang NOR Logika yang tersedia secara komersial hanya tersedia dalam 2, 3 dan 4 input. Jika kita memiliki lebih dari 4 input, maka kita harus menurunkan gerbang.
Sebagai contoh, kita dapat memiliki empat gerbang logika masukan NOR dengan mengalirkan 5 dua gerbang NOR masukan sebagai berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk rangkaian di atas menjadi Y = ((A + B + C + D) ̅)

Namun, semua aturan logis yang disebutkan berlaku untuk rangkaian di atas.

Jika Anda hanya akan menggunakan 3 input dari 4 input gerbang NOR di atas, kita dapat menghubungkan resistor pull-down ke salah satu pin dan sekarang menjadi 3 input gerbang NOR.

Transistor Berbasis dua gerbang input Logika NOR:

Sekarang kita tahu, bagaimana gerbang logika NOR berfungsi, mari kita membangun gerbang NOR 2 input menggunakan dua transistor NPN. IC logika dibangun dengan cara yang hampir sama.
Skema gerbang NOR dua Transistor:

Pada output “Y” Anda dapat menghubungkan LED jika output tinggi, LED akan menyala (terminal LED + Ve pada “Y” dengan resistor 330 ohm dan negatif ke GND).

Ketika kita menerapkan sinyal 'TINGGI' ke basis dua transistor, kedua transistor AKTIF dan sinyal tanah akan tersedia di kolektor T1 dan T2, sehingga output berubah menjadi 'RENDAH'.

Jika kita menerapkan 'TINGGI' ke salah satu transistor, masih sinyal negatif akan tersedia di output, membuat output menjadi 'RENDAH'.

Jika kita menerapkan sinyal 'LOW' ke basis dua transistor, keduanya menjadi OFF, tetapi karena resistor pull-up, output berubah menjadi 'HIGH'.
Sekarang Anda tahu bagaimana membangun gerbang logika NOR Anda sendiri.

Berbagai Gerbang Logika Menggunakan gerbang NOR:

CATATAN: NAND dan NOR adalah dua gerbang atau dikenal sebagai gerbang universal.

Gerbang NOR juga merupakan “gerbang logika universal” karena kita dapat membuat logika Boolean apa pun dengan gerbang tunggal ini. Ini adalah keuntungan untuk fabrikasi IC dengan fungsi logika yang berbeda dan fabrikasi gerbang tunggal ekonomis, ini juga sama untuk gerbang NAND.

Dalam skema di atas hanya 3 jenis gerbang yang dipamerkan, tetapi kita dapat membuat logika Boolean apa pun.
Gerbang Quad NOR IC 7402:

Jika Anda ingin membeli gerbang logika NOR dari pasar, Anda akan mendapatkan konfigurasi DIP di atas.
Ini memiliki 14 pin, pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ini dioperasikan pada 5V.

Penundaan propagasi:

Penundaan propagasi adalah waktu yang dibutuhkan keluaran untuk berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberikan masukan.

Penundaan propagasi dari LOW ke HIGH adalah 22 nanodetik.
Penundaan propagasi dari TINGGI ke RENDAH adalah 15 nanodetik.
Ada beberapa IC gerbang NOR lain yang tersedia:

• 74LS02 Quad 2-masukan
• 74LS27 Tiga 3-masukan
• 74LS260 Ganda 4-masukan
• CD4001 Quad 2-masukan
• CD4025 Triple 3-masukan
• CD4002 Dual 4-masukan

Logika BUKAN Gerbang

Pada postingan kali ini kita akan membahas tentang gerbang logika “NOT”. Kita akan belajar tentang definisi dasarnya, simbol, tabel kebenaran, persamaan gerbang NAND dan NOR, inverter Schmitt, osilator gerbang Schmitt NOT, gerbang NOT menggunakan transistor dan akhirnya kita akan melihat logika inverter gerbang NOT 7404.

Sebelum kita mulai melihat lebih dalam tentang gerbang logika NOT yang juga disebut sebagai inverter digital, kita tidak boleh bingung dengan “Inverter daya” yang digunakan pada solar atau catu daya cadangan di rumah atau kantor.

Apa itu Logic 'NOT' Gate?

Ini adalah gerbang logika input dan output tunggal yang outputnya melengkapi input.

Definisi di atas menyatakan bahwa jika input adalah 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau 'sinyal positif', outputnya akan menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'sinyal negatif'.

Jika inputnya adalah 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'sinyal negatif', output akan dibalik menjadi 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau 'sinyal positif'

catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'sinyal positif', 'benar' pada dasarnya sama (Sinyal positif adalah sinyal positif baterai atau catu daya).
Istilah 'RENDAH', '0', 'sinyal negatif', 'salah' pada dasarnya sama (Sinyal negatif adalah sinyal negatif baterai atau catu daya).

Ilustrasi Logic NOT Gate:

Anggaplah 'A' adalah input dan 'Y' adalah outputnya, persamaan Boolean untuk gerbang logika NOT adalah: Ā = Y.

Persamaan tersebut menyatakan bahwa output adalah inversi dari input.

Tabel Kebenaran untuk gerbang logika NOT:

Gerbang not akan selalu memiliki satu input (dan selalu memiliki satu output) itu dikategorikan sebagai perangkat pengambilan keputusan. Simbol “o” di ujung segitiga melambangkan komplementasi atau inversi.

Simbol “o” ini tidak hanya terbatas pada gerbang logika “NOT”, tetapi juga dapat digunakan oleh gerbang logika atau rangkaian digital apapun. Jika 'o' ada di input, ini menyatakan bahwa input aktif-rendah.
Aktif-Rendah: Output menjadi aktif (mengaktifkan transistor, LED atau relai dll.) Ketika input 'LOW' diberikan.

Setara dengan NAND dan NOR Gates:

Gerbang “NOT” dapat dibangun menggunakan gerbang logika “NAND” dan logika “NOR” dengan menggabungkan semua pin input, ini berlaku untuk gerbang dengan pin input 3, 4 dan lebih tinggi.

Gerbang “NOT” Logika Berbasis Transistor:

Logika “NOT” dapat dibangun oleh transistor NPN dan resistor 1K. Jika kita menerapkan sinyal 'TINGGI' ke basis transistor, ground terhubung ke kolektor transistor, sehingga output berubah menjadi 'RENDAH'.

Jika kita menerapkan sinyal 'LOW' ke basis transistor, transistor tetap OFF dan tidak akan terhubung ke ground tetapi, output akan ditarik 'HIGH' oleh resistor pull-up yang terhubung ke Vcc. Dengan demikian kita bisa membuat gerbang logika “NOT” dengan menggunakan transistor.

Pembalik Schmitt:

Kami akan mengeksplorasi konsep ini dengan pengisi daya baterai otomatis untuk menjelaskan pemanfaatan dan fungsi inverter Schmitt. Mari kita ambil contoh prosedur pengisian baterai li-ion.

Baterai li-ion 3,7 V diisi saat baterai mencapai 3 V hingga 3,2 V, voltase baterai naik secara bertahap saat pengisian dan baterai perlu diputus pada 4,2 V. Setelah pengisian, tegangan sirkuit terbuka baterai turun sekitar 4,0 V .

Sensor tegangan mengukur batas cut-off dan memicu relai untuk berhenti mengisi daya. Tetapi ketika tegangan turun di bawah 4.2V, pengisi daya mendeteksi sebagai tidak diisi dan memulai pengisian daya hingga 4.2V dan terputus, lagi-lagi tegangan baterai turun menjadi 4.0V dan memulai pengisian lagi dan siklus kegilaan ini berulang-ulang.

Ini akan mematikan baterai dengan cepat, untuk mengatasi masalah ini kita memerlukan level ambang bawah atau 'LTV' sehingga baterai tidak akan mulai mengisi daya hingga baterai turun ke 3 V ke 3,2 V. Tegangan ambang atas atau 'UTV' adalah 4.2V dalam contoh ini.

Inverter Schmitt dibuat untuk mengalihkan status keluarannya ketika tegangan melewati tegangan ambang atas dan tetap sama sampai masukan mencapai tegangan ambang bawah.

Demikian pula, setelah masukan melewati tegangan ambang batas bawah, keluaran tetap sama sampai masukan mencapai tegangan ambang batas atas.

Itu tidak akan mengubah statusnya di antara LTV dan UTV.

Nah, karena itu, ON / OFF akan lebih lancar dan osilasi yang tidak diinginkan akan dihilangkan dan juga rangkaian akan lebih tahan terhadap gangguan listrik.

Schmitt NOT Gate Oscillator:

Rangkaian diatas merupakan osilator yang menghasilkan gelombang persegi pada duty cycle 33%. Awalnya kapasitor dalam keadaan kosong dan sinyal ground akan tersedia di input gerbang NOT.

Output berubah menjadi positif dan mengisi kapasitor melalui resistor 'R', kapasitor mengisi sampai tegangan ambang atas inverter dan mengubah keadaan, output mengubah sinyal negatif dan kapasitor mulai melepaskan melalui resistor 'R' sampai tegangan kapasitor mencapai tingkat ambang bawah dan mengubah status, output berubah menjadi positif dan mengisi kapasitor.

Siklus ini berulang selama catu daya diberikan ke sirkuit.

Frekuensi osilator di atas dapat dihitung: F = 680 / RC

Dimana F adalah frekuensi.
R adalah resistansi dalam ohm.
C adalah kapasitansi dalam farad.
Konverter gelombang persegi:

Rangkaian di atas akan mengubah sinyal gelombang sinus menjadi gelombang persegi, sebenarnya dapat mengubah gelombang analog menjadi gelombang persegi.

Kedua resistor R1 dan R2 berfungsi sebagai pembagi tegangan, ini digunakan untuk mendapatkan titik bias dan kapasitor memblokir sinyal DC apa pun.

Jika sinyal input berada di atas level ambang atas atau di bawah level ambang bawah, output berubah

RENDAH atau TINGGI menurut sinyal, ini menghasilkan gelombang persegi.

IC 7404 NOT gate Inverter:

IC 7404 adalah salah satu IC gerbang NOT logika yang paling umum digunakan. Memiliki 14 pin, pin # 7 adalah ground dan pin # 14 adalah Vcc. Tegangan operasi dari 4,5V hingga 5V.

Penundaan propagasi:

Penundaan propagasi adalah waktu yang dibutuhkan oleh gate untuk memproses keluaran setelah memberikan masukan.
Dalam logika “NOT” gate membutuhkan waktu sekitar 22 nano detik untuk merubah statusnya dari HIGH ke LOW dan sebaliknya.

Ada beberapa logika lain “IC gerbang NOT:

• 74LS04 Hex Inverting NOT Gate

• 74LS14 Hex Schmitt Pembalik TIDAK Gerbang

• Driver Pembalik Hex 74LS1004

• CD4009 Hex Inverting NOT Gate

• CD4069 Hex Inverting NOT Gate

Bagaimana gerbang OR Bekerja

Sekarang mari kita jelajahi tentang gerbang ATAU logika digital. Kita akan melihat definisi dasar, simbol, tabel kebenaran, Multi input gerbang OR, kita akan membangun transistor berdasarkan 2 input gerbang OR dan akhirnya kita akan melihat gambaran umum tentang gerbang OR IC 7432.

Apa itu Gerbang Logika “OR”?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau memberikan 'sinyal negatif' ketika semua input dari gerbang OR adalah 'LOW' atau '0' atau 'false' atau ' sinyal negatif ”.

Misalnya: Katakanlah gerbang OR dengan jumlah input 'n', jika semua input 'LOW' maka output berubah menjadi 'LOW'. Bahkan jika satu input adalah 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau 'sinyal positif', output berubah menjadi 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau memberikan 'sinyal positif'.

catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'sinyal positif', 'benar' pada dasarnya sama (Sinyal positif adalah sinyal positif baterai atau catu daya).
Istilah 'RENDAH', '0', 'sinyal negatif', 'salah' pada dasarnya sama (Sinyal negatif adalah sinyal negatif baterai atau catu daya).

Ilustrasi simbol gerbang OR Logika:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua masukan dan 'Y' adalah keluaran.

Ekspresi Boolean untuk gerbang logika OR: Output 'Y' adalah penjumlahan dari dua input 'A' dan 'B', (A + B) = Y.

Penambahan Boolean dilambangkan dengan (+)

Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah (A + B) = 1 + 1 = '1' atau 'high'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah (A + B) = 0 + 1 = '1' atau 'high'
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah (A + B) = 1 + 0 = '1' atau 'high'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah (A + B) = 0 + 0 = '0' atau 'Rendah'

Kondisi di atas disederhanakan dalam tabel kebenaran.

Tabel Kebenaran (Dua Masukan):

3-Input Gerbang “ATAU”:

Ilustrasi 3 input gerbang OR:

Gerbang logika OR dapat memiliki jumlah input 'n', yang berarti dapat memiliki lebih dari dua input (Gerbang logika OR akan memiliki setidaknya dua input dan selalu satu output).

Untuk gerbang OR logika 3 masukan, persamaan Boolean berubah seperti ini: (A + B + C) = Y, demikian pula untuk 4 masukan ke atas.

Tabel Kebenaran untuk 3 logika masukan gerbang OR:

Multi Input Logic ATAU Gates:

Gerbang Logika OR yang tersedia secara komersial hanya tersedia dalam 2, 3 dan 4 input. Jika kita memiliki lebih dari 4 input, maka kita harus menurunkan gerbang.

Kita dapat memiliki enam gerbang logika input OR dengan mengalirkan 2 gerbang input OR sebagai berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk rangkaian di atas menjadi Y = (A + B) + (C + D) + (E + F)

Namun, semua aturan logis yang disebutkan berlaku untuk rangkaian di atas.

Jika Anda hanya akan menggunakan 5 input dari 6 input gerbang OR di atas, kita dapat menghubungkan resistor pull-down di salah satu pin dan sekarang menjadi 5 input gerbang OR.

Transistor Berbasis dua input Logika OR gerbang:

Sekarang kita tahu, bagaimana gerbang logika OR berfungsi, mari kita membangun gerbang 2 input OR menggunakan dua transistor NPN. IC logika dibangun dengan cara yang hampir sama.

Dua Transistor ATAU gerbang Skema:

Pada output 'Y' Anda dapat menghubungkan LED jika output tinggi LED akan menyala (terminal LED + Ve pada 'Y' dengan resistor 330 ohm dan negatif ke GND).

Ketika kita menerapkan sinyal LOW ke basis dua transistor, kedua transistor mati, sinyal ground akan tersedia di emitor T2 / T1 melalui resistor pull-down 1k, sehingga output berubah menjadi RENDAH.

Jika salah satu transistor ON, tegangan positif akan tersedia di emitor T2 / T1, sehingga output menjadi TINGGI.

Sekarang Anda tahu cara membuat gerbang OR logika Anda sendiri.

Quad OR gate IC 7432:

Jika Anda ingin membeli gerbang logika OR dari pasar, Anda akan mendapatkan konfigurasi di atas.

Ini memiliki 14 pin, pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ini dioperasikan pada 5V.

Penundaan propagasi:

Penundaan propagasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk keluaran untuk berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya.
Penundaan propagasi dari RENDAH ke TINGGI adalah 7,4 nanodetik pada suhu 25 derajat Celcius.
Penundaan propagasi dari TINGGI ke RENDAH adalah 7,7 nanodetik pada 25 derajat Celcius.

• 74LS32 Quad 2-masukan
• CD4071 Quad 2-masukan
• CD4075 Triple 3-masukan
• CD4072 Dual 4-masukan

Eksklusif Logika –OR Gerbang

Dalam posting ini kita akan membahas tentang gerbang logika XOR atau gerbang Exclusive-OR. Kita akan melihat definisi dasar, simbol, tabel kebenaran, rangkaian ekuivalen XOR, realisasi XOR menggunakan gerbang logika NAND dan akhirnya, kita akan mengambil gambaran umum tentang input quad 2 Ex-OR gate IC 7486.

Pada postingan sebelumnya, kita telah mempelajari tentang tiga gerbang logika fundamental “AND”, “OR” dan “NOT”. Kami juga belajar bahwa, dengan menggunakan tiga gerbang dasar ini, kami dapat membangun dua gerbang logika baru “NAND” dan “NOR”.

Ada dua gerbang logika lagi meskipun keduanya bukan gerbang dasar tetapi, itu dibangun oleh kombinasi gerbang logika lainnya dan persamaan Booleannya sangat penting dan sangat berguna sehingga dianggap sebagai gerbang logika yang berbeda.

Kedua gerbang logika ini adalah gerbang “OR Eksklusif” dan “NOR Eksklusif”. Pada postingan kali ini kita hanya akan membahas tentang logika gerbang OR Eksklusif.

Apa itu gerbang 'OR Eksklusif'?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'sinyal positif' ketika dua input logika berbeda satu sama lain (ini hanya berlaku untuk dua 2 input Ex Gerbang -OR).

Misalnya: Katakanlah gerbang OR Eksklusif dengan input 'dua', jika salah satu dari pin input A adalah 'HIGH' dan pin input B adalah 'LOW' maka outputnya menjadi 'HIGH' atau '1' atau 'true' atau 'Sinyal positif'.

Jika kedua input memiliki level logika yang sama, yaitu kedua pin 'HIGH' atau kedua pin 'LOW', output berubah menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'sinyal negatif'.

catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'sinyal positif', 'benar' pada dasarnya sama (Sinyal positif adalah sinyal positif baterai atau catu daya).

Istilah 'RENDAH', '0', 'sinyal negatif', 'salah' pada dasarnya sama (Sinyal negatif adalah sinyal negatif baterai atau catu daya).

Ilustrasi gerbang OR Eksklusif Logika:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua masukan dan 'Y' adalah keluaran.

Ekspresi Boolean untuk logika Ex-OR gate: Y = (A.) ̅B + A.B ̅

Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 1 + 1 x 0 = '1' atau 'LOW'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '1' outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 1 x 1 + 0 x 0 = '1' atau 'HIGH'
Jika 'A' adalah '1' dan 'B' adalah '0' outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 0 + 1 x 1 = '1' atau 'HIGH'
Jika 'A' adalah '0' dan 'B' adalah '0', outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 1 x 0 + 0 x 1 = '0' atau 'Rendah'
Kondisi di atas disederhanakan dalam tabel kebenaran.

Tabel Kebenaran (Dua Masukan):

Dalam dua logika input gerbang Ex-OR di atas, jika dua input berbeda yaitu '1' dan '0', output berubah menjadi 'TINGGI'. Tetapi dengan 3 atau lebih logika input Ex-OR atau secara umum output Ex-OR berubah menjadi 'HIGH' hanya ketika nomor ODD dari logika 'HIGH' diterapkan ke gerbang.

Contoh: Jika kita memiliki 3 input gerbang Ex-OR, jika kita menerapkan logika “HIGH” hanya untuk satu input (angka ganjil dari logika “1”) output berubah menjadi “HIGH”. Jika kita menerapkan logika 'TINGGI' ke dua input (ini adalah nomor genap dari logika '1') output berubah menjadi 'RENDAH' dan seterusnya.

3 Input Exclusive OR Gate:

Ilustrasi 3 input gerbang EX-OR:

Tabel Kebenaran untuk 3 input logika gerbang EX-OR:

Untuk 3 input gerbang Ex-OR persamaan Boolean menjadi: A (BC) ̅ + A ̅BC ̅ + (AB) ̅C + ABC

Seperti yang kami jelaskan sebelumnya, gerbang logika “Ex-OR” bukanlah gerbang logika fundamental tetapi, kombinasi dari gerbang logika yang berbeda. Gerbang Ex-OR dapat direalisasikan menggunakan gerbang logika “OR”, gerbang logika “AND”, dan gerbang logika “NAND” sebagai berikut:

Sirkuit ekuivalen untuk gerbang 'OR Eksklusif':

Desain di atas memiliki kelemahan utama, kita membutuhkan 3 gerbang logika yang berbeda untuk membuat satu gerbang Ex-OR. Tapi kita bisa mengatasi masalah ini dengan menerapkan gerbang Ex-OR hanya dengan gerbang logika NAND, ini juga ekonomis untuk dibuat.

Gerbang OR eksklusif menggunakan gerbang NAND:

Gerbang OR Eksklusif digunakan untuk melakukan tugas komputasi yang rumit seperti operasi aritmatika, penambah penuh, penambah setengah, juga dapat memberikan fungsionalitas pelaksanaan.

Eksklusif Logika ATAU Gerbang IC 7486:

Jika Anda ingin membeli gerbang logika Ex-OR dari pasar, Anda akan mendapatkan konfigurasi DIP di atas.
Ini memiliki 14 pin, pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ini dioperasikan pada 5V.

Penundaan propagasi:

Penundaan propagasi adalah waktu yang dibutuhkan keluaran untuk berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberikan masukan.
Penundaan propagasi dari LOW ke HIGH adalah 23 nanodetik.
Penundaan propagasi dari TINGGI ke RENDAH adalah 17 nanodetik.

IC gerbang 'EX-OR' yang umum tersedia:

• 74LS86 Quad 2-masukan
• CD4030 Quad 2-masukan

Saya harap penjelasan mendetail di atas dapat membantu Anda untuk memahami tentang apa itu gerbang logika dan bagaimana gerbang logika bekerja, jika Anda masih memiliki pertanyaan? Silakan ungkapkan di bagian komentar, Anda mungkin mendapatkan balasan cepat.