Tahu tentang Gerbang Logika Dasar dengan Tabel Kebenaran

Tahu tentang Gerbang Logika Dasar dengan Tabel Kebenaran

Saat ini, komputer telah menjadi bagian integral dari kehidupan karena mereka melakukan banyak tugas dan operasi dalam kurun waktu yang cukup singkat. Salah satu fungsi terpenting dari CPU di komputer adalah untuk melakukan operasi logis dengan memanfaatkan perangkat keras sejenisnya Sirkuit terintegrasi teknologi perangkat lunak & sirkuit elektronik ,. Namun, bagaimana perangkat keras dan perangkat lunak ini melakukan operasi semacam itu adalah teka-teki yang misterius. Untuk lebih memahami masalah yang begitu kompleks, kita harus mengenal istilah Boolean Logic yang dikembangkan oleh George Boole. Untuk operasi sederhana, komputer menggunakan digit biner daripada digit digital. Semua operasi dilakukan oleh gerbang Logika Dasar. Artikel ini membahas gambaran umum tentang apa itu gerbang logika dasar dalam elektronik digital dan cara kerjanya.



Apa itu Gerbang Logika Dasar?

Gerbang logika adalah blok bangunan dasar dari rangkaian digital yang memiliki dua input dan satu output. Hubungan antara i / p dan output daya didasarkan pada logika tertentu. Gerbang ini diimplementasikan menggunakan sakelar elektronik seperti transistor, dioda. Namun, dalam praktiknya, gerbang logika dasar dibangun menggunakan teknologi CMOS, FETS, dan MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) s . Gerbang logika adalah digunakan dalam mikroprosesor, mikrokontroler , aplikasi sistem tertanam, dan elektronik dan sirkuit proyek listrik . Gerbang logika dasar dikategorikan menjadi tujuh: AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR, dan NOT. Gerbang logika ini dengan simbol gerbang logika dan tabel kebenarannya dijelaskan di bawah ini.


Operasi Gerbang Logika Dasar

Operasi Gerbang Logika Dasar





Apa 7 Gerbang Logika Dasar?

Gerbang logika dasar diklasifikasikan menjadi tujuh jenis: gerbang AND, gerbang OR, gerbang XOR, gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang XNOR, dan gerbang NOT. Tabel kebenaran digunakan untuk menunjukkan fungsi gerbang logika. Semua gerbang logika memiliki dua masukan kecuali gerbang NOT, yang hanya memiliki satu masukan.

Saat menggambar tabel kebenaran, nilai biner 0 dan 1 digunakan. Setiap kombinasi yang mungkin tergantung pada jumlah input. Jika Anda tidak tahu tentang gerbang logika dan tabel kebenarannya dan membutuhkan panduan tentang gerbang tersebut, lihat infografik berikut yang memberikan gambaran tentang gerbang logika dengan simbol dan tabel kebenarannya.



Mengapa kami menggunakan Basic Logic Gates?

Gerbang logika dasar digunakan untuk melakukan fungsi logika dasar. Ini adalah blok bangunan dasar dalam IC digital (sirkuit terintegrasi). Sebagian besar gerbang logika menggunakan dua input biner dan menghasilkan output tunggal seperti 1 atau 0. Di beberapa sirkuit elektronik, beberapa gerbang logika digunakan sedangkan di beberapa sirkuit lain, mikroprosesor menyertakan jutaan gerbang logika.

Penerapan gerbang Logika dapat dilakukan melalui dioda, transistor, relai, molekul, dan optik selain itu elemen mekanis yang berbeda. Karena alasan ini, gerbang logika dasar digunakan seperti rangkaian elektronik.


Biner & Desimal

Sebelum berbicara tentang tabel kebenaran gerbang logika, penting untuk mengetahui latar belakang bilangan biner & desimal. Kita semua tahu angka desimal yang kita gunakan dalam perhitungan sehari-hari seperti 0 sampai 9. Sistem bilangan semacam ini mencakup basis 10. Dengan cara yang sama, bilangan biner seperti 0 dan 1 dapat digunakan untuk menandakan bilangan desimal jika basis bilangan binernya adalah 2.

Signifikansi penggunaan bilangan biner di sini adalah untuk menandakan posisi switching sebaliknya posisi tegangan komponen digital. Di sini 1 mewakili sinyal Tinggi atau tegangan tinggi sedangkan '0' menunjukkan tegangan rendah atau sinyal rendah. Oleh karena itu, aljabar Boolean dimulai. Setelah itu, setiap gerbang logika dibahas secara terpisah yang berisi logika gerbang, tabel kebenaran, dan simbol khasnya.

Jenis Gerbang Logika

Berbagai jenis gerbang logika dan simbol dengan tabel kebenaran dibahas di bawah ini.

Gerbang Logika Dasar

Gerbang Logika Dasar

DAN Gerbang

Gerbang AND adalah a gerbang logika digital dengan 'n' i / ps one o / p, yang melakukan konjungsi logis berdasarkan kombinasi inputnya. Output dari gerbang ini hanya benar jika semua inputnya benar. Ketika satu atau lebih masukan dari gerbang AND's i / ps salah, maka hanya keluaran dari gerbang AND yang salah. Simbol dan tabel kebenaran dari gerbang AND dengan dua input ditampilkan di bawah ini.

AND Gerbang dan Tabel Kebenarannya

AND Gerbang dan Tabel Kebenarannya

OR Gerbang

Gerbang OR adalah gerbang logika digital dengan 'n' i / ps dan satu o / p, yang melakukan konjungsi logis berdasarkan kombinasi inputnya. Output dari gerbang OR benar hanya jika satu atau lebih input benar. Jika semua i / ps dari gerbang itu salah, maka hanya keluaran dari gerbang OR yang salah. Simbol dan tabel kebenaran dari gerbang OR dengan dua input ditampilkan di bawah ini.

OR Gerbang dan Tabel Kebenarannya

OR Gerbang dan Tabel Kebenarannya

BUKAN Gerbang

Gerbang NOT adalah gerbang logika digital dengan satu masukan dan satu keluaran yang mengoperasikan operasi inverter dari masukan tersebut. Output dari gerbang NOT adalah kebalikan dari input. Ketika input dari gerbang NOT benar maka outputnya akan salah dan sebaliknya. Simbol dan tabel kebenaran dari gerbang NOT dengan satu input ditunjukkan di bawah ini. Dengan menggunakan gerbang ini, kita dapat mengimplementasikan gerbang NOR dan NAND

BUKAN Gerbang dan Tabel Kebenarannya

BUKAN Gerbang dan Tabel Kebenarannya

Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah gerbang logika digital dengan 'n' i / ps dan satu o / p, yang melakukan pengoperasian gerbang AND diikuti dengan pengoperasian gerbang NOT. Gerbang NAND dirancang dengan menggabungkan gerbang AND dan NOT. Jika input gerbang NAND tinggi, maka output gerbang akan rendah. Simbol dan tabel kebenaran gerbang NAND dengan dua input ditampilkan di bawah ini.

Gerbang NAND dan Tabel Kebenarannya

Gerbang NAND dan Tabel Kebenarannya

Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah gerbang logika digital dengan n input dan satu output, yang melakukan pengoperasian gerbang OR diikuti oleh gerbang NOT. Gerbang NOR dirancang dengan menggabungkan gerbang OR dan NOT. Jika salah satu i / ps dari gerbang NOR adalah benar, maka output dari gerbang NOR akan menjadi salah. Simbol dan tabel kebenaran dari gerbang NOR dengan tabel kebenaran ditampilkan di bawah ini.

Gerbang NOR dan Tabel Kebenarannya

Gerbang NOR dan Tabel Kebenarannya

Exclusive-OR Gate

Gerbang Exclusive-OR adalah gerbang logika digital dengan dua input dan satu output. Bentuk singkat dari gerbang ini adalah Ex-OR. Itu bekerja berdasarkan pengoperasian gerbang OR. . Jika salah satu dari input gerbang ini tinggi, maka output dari gerbang EX-OR akan tinggi. Simbol dan tabel kebenaran dari EX-OR ditampilkan di bawah ini.

EX-OR Gate dan Tabel Kebenarannya

Gerbang EX-OR dan Tabel Kebenarannya

Gerbang Exclusive-NOR

Gerbang Exclusive-NOR adalah gerbang logika digital dengan dua input dan satu output. Bentuk pendek dari gerbang ini adalah Ex-NOR. Itu dilakukan berdasarkan pengoperasian gerbang NOR. Ketika kedua input dari gerbang ini tinggi, maka output dari gerbang EX-NOR akan tinggi. Namun, jika salah satu masukannya tinggi (tetapi tidak keduanya), maka keluarannya akan rendah. Simbol dan tabel kebenaran EX-NOR ditampilkan di bawah ini.

Gerbang EX-NOR dan Tabel Kebenarannya

Gerbang EX-NOR dan Tabel Kebenarannya

Aplikasi gerbang logika terutama ditentukan berdasarkan tabel kebenarannya, yaitu mode operasinya. Gerbang logika dasar digunakan di banyak sirkuit seperti kunci tombol, diaktifkan dengan lampu alat tanda bahaya , termostat pengaman, sistem penyiraman otomatis, dll.

Tabel Kebenaran untuk Mengekspresikan Sirkuit Gerbang Logika

Rangkaian gerbang dapat diekspresikan menggunakan metode umum yang dikenal sebagai tabel kebenaran. Tabel ini mencakup semua kombinasi status logika masukan baik tinggi (1) atau rendah (0) untuk setiap terminal masukan dari gerbang logika melalui tingkat logika keluaran yang setara seperti tinggi atau rendah. Rangkaian gerbang logika NOT ditunjukkan di atas dan tabel kebenarannya memang sangat mudah

Tabel kebenaran gerbang logika sangat kompleks tetapi lebih besar dari gerbang NOT. Tabel kebenaran setiap gerbang harus menyertakan banyak baris seperti ada kemungkinan kombinasi eksklusif untuk input. Misalnya, untuk gerbang NOT, ada dua kemungkinan input, baik 0 atau 1, sedangkan, untuk gerbang logika dua input, ada empat kemungkinan seperti 00, 01, 10 & 11. Oleh karena itu, ini mencakup empat baris untuk tabel kebenaran yang setara.

Untuk gerbang logika 3-masukan, ada 8 kemungkinan masukan seperti 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 & 111. Oleh karena itu, diperlukan tabel kebenaran yang menyertakan 8 baris. Secara matematis, jumlah baris yang dibutuhkan dalam tabel kebenaran setara dengan 2 yang ditingkatkan pangkat no. terminal i / p.

Analisis

Sinyal tegangan dalam rangkaian digital diwakili dengan nilai biner seperti 0 & 1 yang dihitung dengan mengacu pada arde. Kekurangan tegangan terutama menandakan '0' sedangkan keberadaan tegangan suplai DC penuh menandakan '1'.

Gerbang logika adalah jenis rangkaian penguat khusus yang dirancang terutama untuk tegangan level logika input dan output. Rangkaian gerbang logika paling sering dilambangkan dengan diagram skematik melalui simbol eksklusif mereka sendiri, bukan resistor dan transistor penting mereka.

Sama seperti dengan Op-Amps (penguat operasional), koneksi catu daya ke gerbang logika sering salah tempat dalam diagram skematik demi kemudahan. Ini mencakup kemungkinan kombinasi tingkat logika masukan melalui tingkat logika keluaran tertentu mereka.

Apa Cara termudah untuk Mempelajari Gerbang Logika?

Cara termudah untuk mempelajari fungsi gerbang logika dasar dijelaskan di bawah ini.

  • Untuk Gerbang AND - Jika kedua input tinggi maka outputnya juga tinggi
  • Untuk Gerbang OR - Jika minimal satu input tinggi maka outputnya adalah Tinggi
  • Untuk Gerbang XOR - Jika satu input minimum tinggi maka hanya outputnya yang tinggi
  • Gerbang NAND - Jika satu input minimum rendah maka outputnya tinggi
  • Gerbang NOR - Jika kedua input rendah maka outputnya tinggi.

Teorema Morgan

Teorema pertama DeMorgan menyatakan bahwa gerbang logika seperti NAND sama dengan gerbang OR dengan gelembung. Fungsi logika dari gerbang NAND adalah

A’B = A ’+ B’

Teorema kedua DeMorgan menyatakan bahwa gerbang logika NOR sama dengan gerbang AND dengan gelembung. Fungsi logika dari gerbang NOR adalah

(A + B) ’= A’. B '

Konversi Gerbang NAND

Gerbang NAND dapat dibentuk menggunakan gerbang AND & gerbang NOT. Tabel ekspresi & kebenaran Boolean ditampilkan di bawah ini.

Formasi NAND Logic Gates

Formasi NAND Logic Gates

Y = (A⋅B) '

UNTUK

B Y ′ = A ⋅B

Y

0

0 0 1

0

1 0 1
1 0 0

1

1 1 1

0

Konversi Gerbang NOR

Gerbang NOR dapat dibentuk menggunakan gerbang OR & gerbang NOT. Tabel ekspresi & kebenaran Boolean ditampilkan di bawah ini.

Formasi Gerbang Logika NOR

Formasi Gerbang Logika NOR

Y = (A + B) '

UNTUK

B Y ′ = A + B Y

0

0 0 1
0 1 1

0

1 0 1

0

1 1 1

0

Konversi Gerbang Ex-OR

Gerbang Ex-OR dapat dibentuk menggunakan gerbang NOT, AND & OR. Tabel ekspresi & kebenaran Boolean ditampilkan di bawah ini. Gerbang logika ini dapat didefinisikan sebagai gerbang yang memberikan output tinggi setelah input apa pun tinggi. Jika kedua masukan dari gerbang ini tinggi maka keluarannya akan rendah.

Formasi Ex-OR Logic Gates

Formasi Ex-OR Logic Gates

Y = A⊕B atau A’B + AB ’

UNTUK B

Y

0

00

0

1

1

10

1

11

0

Konversi Gerbang Ex-NOR

Gerbang Ex-NOR dapat dibentuk menggunakan gerbang EX-OR & NOT. Tabel ekspresi & kebenaran Boolean ditampilkan di bawah ini. Di gerbang logika ini, ketika output tinggi '1' maka kedua input akan menjadi '0' atau '1'.

Formasi Gerbang Ex-NOR

Formasi Gerbang Ex-NOR

Y = (A’B + AB ’)’

UNTUK

B

Y

0

01

0

10
10

0

11

1

Gerbang Logika Dasar menggunakan Gerbang Universal

Gerbang universal seperti gerbang NAND dan gerbang NOR dapat diimplementasikan melalui ekspresi boolean apa pun tanpa menggunakan jenis gerbang logika lainnya. Dan, mereka juga dapat digunakan untuk mendesain gerbang logika dasar apa pun. Selain itu, ini banyak digunakan dalam sirkuit terintegrasi karena sederhana dan juga hemat biaya untuk membuatnya. Desain gerbang logika dasar menggunakan gerbang universal dibahas di bawah ini.

Gerbang logika dasar dapat dirancang dengan bantuan gerbang universal. Ini menggunakan kesalahan, sedikit tes jika tidak, Anda dapat menggunakan logika Boolean untuk mencapai ini melalui persamaan gerbang logika untuk gerbang NAND serta gerbang NOR. Di sini, logika Boolean digunakan untuk menyelesaikan keluaran yang Anda butuhkan. Butuh beberapa waktu tetapi diperlukan untuk melakukan ini untuk memahami logika Boolean serta gerbang logika dasar.

Gerbang Logika Dasar Menggunakan Gerbang NAND

Perancangan gerbang logika dasar menggunakan gerbang NAND dibahas di bawah ini.

BUKAN Desain Gerbang menggunakan NAND

Perancangan gerbang NOT sangat sederhana dengan hanya menghubungkan kedua input sebagai satu.

AND Desain Gerbang menggunakan NAND

Perancangan gerbang AND menggunakan gerbang NAND dapat dilakukan pada keluaran gerbang NAND untuk membalikkannya & mendapatkan logika AND.

ATAU Desain Gerbang menggunakan NAND

Perancangan gerbang OR menggunakan gerbang NAND dapat dilakukan dengan menghubungkan dua gerbang NOT menggunakan gerbang NAND pada input NAND untuk mendapatkan logika OR.

Desain Gerbang NOR menggunakan NAND

Perancangan gerbang NOR menggunakan gerbang NAND dapat dilakukan dengan menghubungkan gerbang NOT lain melalui gerbang NAND ke output daya gerbang OR melalui NAND.

Desain Gerbang EXOR menggunakan NAND

Yang ini agak rumit. Anda berbagi dua masukan dengan tiga gerbang. Output dari NAND pertama adalah input kedua dari dua lainnya. Akhirnya, NAND lain mengambil keluaran dari dua gerbang NAND ini untuk memberikan hasil akhir.

Gerbang Logika Dasar menggunakan Gerbang NOR

Perancangan gerbang logika dasar menggunakan gerbang NOR dibahas di bawah ini.

NOT Gate menggunakan NOR

Perancangan gerbang NOT dengan gerbang NOR sederhana dengan menghubungkan kedua input tersebut menjadi satu.

ATAU Gerbang menggunakan NOR

Perancangan Gerbang OR dengan gerbang NOR sederhana dengan menghubungkan pada output daya gerbang NOR untuk membalikkannya & mendapatkan logika OR.

AND Gerbang menggunakan NOR

Perancangan gerbang AND menggunakan gerbang NOR dapat dilakukan dengan menghubungkan dua gerbang NOT dengan gerbang NOR pada input NOR untuk mendapatkan logika AND.

Gerbang NAND menggunakan NOR

Perancangan Gerbang NAND menggunakan gerbang NOR dapat dilakukan hanya dengan menghubungkan gerbang NOT lain melalui gerbang NOR ke keluaran gerbang AND dengan NOR.

EX-NOR Gate menggunakan NOR

Jenis koneksi ini agak sulit karena dua input dapat digunakan bersama dengan tiga gerbang logika. Output gerbang NOR pertama adalah input berikutnya ke dua gerbang yang tersisa. Akhirnya, gerbang NOR lain menggunakan dua output gerbang NOR untuk memberikan output terakhir.

Aplikasi

Itu aplikasi gerbang logika dasar begitu banyak namun mereka kebanyakan bergantung pada tabel kebenaran mereka atau bentuk operasi. Gerbang logika dasar sering digunakan di sirkuit seperti kunci dengan tombol tekan, sistem penyiraman otomatis, alarm pencuri yang diaktifkan melalui lampu, termostat pengaman & jenis perangkat elektronik lainnya.

Keuntungan utama dari gerbang logika dasar adalah, ini dapat digunakan dalam rangkaian kombinasi yang berbeda. Selain itu, tidak ada batasan jumlah gerbang logika yang dapat digunakan dalam satu perangkat elektronik. Namun, ini dapat dibatasi karena celah fisik yang ditentukan di dalam perangkat. Dalam IC digital (sirkuit terintegrasi) kita akan menemukan kumpulan unit wilayah gerbang logika.

Dengan menggunakan campuran gerbang logika dasar, operasi lanjutan sering dilakukan. Secara teori, tidak ada batasan jumlah gerbang yang mungkin dilapisi selama satu perangkat. Namun, dalam aplikasinya, ada batasan jumlah gerbang yang dapat dikemas ke dalam area fisik tertentu. Array unit area gerbang logika ditemukan di sirkuit terintegrasi digital (IC). Sebagai Teknologi IC kemajuan, volume fisik yang diinginkan untuk setiap gerbang berkurang, dan perangkat digital dengan ukuran yang setara atau lebih kecil menjadi mampu bertindak dengan operasi yang lebih rumit dengan kecepatan yang terus meningkat.

Infografis Gerbang Logika

Berbagai jenis gerbang logika digital

Ini semua tentang gambaran umum tentang apa itu gerbang logika dasar , tipe seperti gerbang AND, gerbang OR, gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang EX-OR, dan gerbang EX-NOR. Dalam hal ini, gerbang AND, NOT dan OR adalah gerbang logika dasar. Dengan menggunakan gerbang ini, kita dapat membuat gerbang logika apa pun dengan menggabungkannya. Dimana gerbang NAND dan NOR disebut gerbang universal. Gerbang ini memiliki properti tertentu yang dengannya mereka dapat membuat ekspresi Boolean logis apa pun jika dirancang dengan cara yang tepat. Selanjutnya, untuk pertanyaan apa pun tentang artikel ini, atau proyek elektronik, tolong beri tanggapan Anda dengan berkomentar di bagian komentar di bawah.