GerbangGerbang Dasar Dan IC Logika Proses Perancangan Rangkaian

Gerbang-Gerbang Dasar Dan IC Logika

Proses Perancangan Rangkaian Logika Permasalahan Riil Tabel Kebenaran Karnough Map SOP/POS Persamaan Logika (Kompleks) Perancangan Transisi Perancangan Dan Realisasi Aljabar Boolean Persamaan Logika (Sederhana) Skema (Kompleks) Skema (Sederhana) Skema Lengkap (Kompleks) Skema Lengkap (Sederhana) Implementasi/ Realisasi (Kompleks) Implementasi/ Realisasi (Sederhana) Minimisasi Implementasi

Definisi Gerbang Logika Gerbang logika merupakan sebuah rangkaian elektronika yang dapat memproses input-input yang berupa bilangan biner menjadi sebuah output dengan fungsi logika tertentu.

Gerbang-Gerbang Logika Dasar hanya terdiri dari 3 gerbang yaitu AND, OR, dan NOT. Dari 3 gerbang logika dasar dikembangkan menjadi 4 gerbang logika tambahan yaitu NAND, NOR, EX-OR, dan EX- NOR

Gerbang AND Simbol Persamaan F = A. B Tabel Kebenaran A 0 0 1 1 B 0 1 F 0 0 0 1 Output akan bernilai 1 jika dan hanya jika kedua inputnya bernilai 1. Output akan bernilai 0 jika salah satu atau semua input bernilai 0.

Gerbang OR F = A + B A 0 0 1 1 B 0 1 F 0 1 1 1 Output akan bernilai 0 jika dan hanya jika kedua inputnya bernilai 0. Output akan bernilai 1 jika salah satu atau semua input bernilai 1.

Gerbang NOT F = /A A 0 1 F 1 0 Output akan bernilai 0 jika inputnya bernilai 1. Output akan bernilai 1 jika inputnya bernilai 0.

Gerbang NAND F =/( A. B) A 0 0 1 1 B 0 1 F 1 1 1 0 Output akan bernilai 0 jika dan hanya jika kedua inputnya bernilai 1. Output akan bernilai 1 jika salah satu atau semua input bernilai 0.

Gerbang NOR F = /(A + B) A B 0 0 0 1 1 F 1 0 0 0 Output akan bernilai 1 jika dan hanya jika kedua inputnya bernilai 0. Output akan bernilai 0 jika salah satu atau semua input bernilai 1.

Gerbang XOR F = A + B A 0 0 1 1 B 0 1 F 0 1 1 0 Output akan bernilai 1 jika kedua inputnya tidak sama. Output akan bernilai 0 jika kedua inputnya bernilai sama.

Gerbang XNOR F = A + B A 0 0 1 1 B 0 1 F 1 0 0 1 Output akan bernilai 1 jika kedua inputnya sama. Output akan bernilai 0 jika kedua inputnya tidak sama.

Teknologi Gerbang Logika �Saklar dan Relay �Transistor �IC (Integrated Circuit)

Gerbang AND Dengan Saklar A 0 0 1 1 B 0 1 F 0 0 0 1

Gerbang OR Dengan Saklar A 0 0 1 1 B 0 1 F 0 1 1 1

Gerbang NOT dari Saklar Elektronik (Relay) Keadaan 1 Keadaan 2 Saklar = OFF , Lampu = Menyala Saklar = ON , Lampu = Padam Atau A=0 , F=1 A=1 , F=0

Gerbang Logika Dalam Kemasan IC �IC atau Integrated Circuit adalah komponen elektronika semikonduktor yang berisi miniature rangkaian elektronika yang terdiri dari ratusan, ribuan bahkan jutaan transistor dan komponen lain dalam ukuran mikro atau nano meter.

IC GERBANG LOGIKA �IC atau Integrated Circuit adalah komponen elektronika semikonduktor yang berisi rangkaian elektronika yang terdiri dari ratusan atau ribuan transistor dan komponen-komponen lain.

�IC Gerbang Logika berisi kumpulan transistor- transistor yang membentuk fungsi-fungsi Logika yang spesifik. �Berdasarkan bahan pembuatnya IC-IC Gerbang Logika dibagi menjadi 2 yaitu IC TTL Dan IC CMOS. �Sejak sekarang dan seterusnya kita hanya akan membahas/pelajari IC TTL.

IC TTL (Transistor-Transistor Logic � menggunakan sumber tegangan yang relatif rendah, yaitu antara 4, 75 Volt sampai 5, 25 Volt. � Komponen utama IC TTL adalah beberapa transistor yang digabungkan sehingga membentuk dua keadaan (ON/FF). � � Dengan mengendalikan kondisi ON/OFF transistor pada IC digital, dapat dibuat berbagai fungsi logika. � Logika 0 pada input sebuah Gerbang Logika untuk jenis TTL mewakili tingkat tegangan rendah yaitu antara 0 V s. d 0, 8 V. � Logika 1 pada input sebuah Gerbang Logika untuk jenis TTL mewakili tingkat tegangan antara 2 V s. d 5 V.

IC CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) � Sebenarnya antara IC TTL dan IC CMOS memiliki pengertian sama, hanya terdapat beberapa perbedaan yaitu dalam penggunaan IC CMOS konsumsi daya yang diperlukan sangat rendah dan memungkinkan pemilihan tegangan sumbernya yang jauh lebih lebar yaitu antara 3 V sampai 15 V. � Level pengsaklaran CMOS merupakan fungsi dari tegangan sumber. Makin tinggi sumber tegangan akan sebesar tegangan yang memisahkan antara keadaan “ 1” dan “ 0”. � Kelemahan IC CMOS diantaranya seperti kemungkinan rusaknya komponen akibat elektrostatis dan harganya lebih mahal. Perlu diingat bahwa semua masukan (input) CMOS harus di groundkan atau dihubungkan dengan sumber tegangan.

Gerbang AND ( IC 7408 )

Gerbang OR ( IC 7432 )

Gerbang NOT ( IC 7404 )

Gerbang NAND ( IC 7400 )

Gerbang NOR ( IC 7402 )

Gerbang XOR ( IC 7486 )

Gerbang XNOR ( IC 74266 )

Datasheet TTL �Lihat datasheet TTL

Implementasi Gerbang Logika Dengan IC

Contoh Membuat Skema Gerbang Dasar Dari Persamaan Boolean F= X. 0 = 0 F= X +0 = X F= X. 1 = X F= X +1 = 1 F= X. X = X F= X. /X = 0 F= X +X = X F= X + /X) = 1

F= //X) = X EXOR (7486) F = X. /Y + /X. Y F= /(X. X) = /X EXNOR (74266) F= /(X +X) = /X F = /(X. /Y + /X. Y)

�F 1 = A. (A. B + C) � Skema Gerbang (Polos) F 2 = A. (B + C) Skema Gerbang (Polos)

Latihan Membuat Skema Gerbang Dari Persamaan

Aplikasi Aljabar Boolean Nyatakan fungsi f(x, y, z) = xy + x’y ke dalam rangkaian logika. Jawab: (a) Cara pertama 35

(b) Cara kedua 36

(c) Cara ketiga 37

Penyederhanaan Fungsi Boolean �Penyederhanaan Secara Aljabar Contoh: f(x, y) = x + x’y = (x + x’)(x + y) = 1 (x + y ) = x + y 38

Penyederhanaan Secara Aljabar � Tahap minimalisasi rangkaian logika agar efektif dan efisiensi � Rangkaian dengan jumlah gerbang yang sedikit akan lebih murah harganya, dan tata letak komponen lebih sederhana. � Salah satu cara untuk meminimalkannya adalah dengan menggunakan aljabar Boolean.

Contoh : 1. Sehingga rangkaian di atas bisa disederhanakan menjadi :

Cont. . 2. Rangkaian hasil penyederhanaan :

Soal Latihan : Sederhanakanlah rangkaian di bawah ini : 1. 2. 3.

4. Buatlah skema rangkaian logika dan tabel kebenarannya untuk persamaan dibawah ini a) F=A. (B+C) b) F=/(A. (B+C)) c) F=(A. B)+(C. D) d) F=/((A. B)+(C. D)) 5. Buatlah skema rangkaian logika dan tabel kebenarannya untuk persamaan dibawah ini a) F = /A. /B b) F = /A + /B c) F = (A. /B) + (/A. B)