GERBANG LOGIKA DASAR

 

Gerbang logika adalah rangkaian dasar yang membentuk komputer jutaan transistor di dalam mikroprosesor membentuk ribuan gerbang logika. gerbang logika beroperasi pada bilangan biner sehingga, disebut juga gerbang logika biner. Gerbang logika beroperasi pada bilangan biner 1 (high) dan 0 (low). Gerbang logika digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik dengan sistem digital.

Gerbang dasar logika terdiri dan :

1. Gerbang AND,

2. Gerbang OR, dan

3. Gerbang NOT.

 

A. Fungsi Gerbang Gate ( Gerbang AND )

(referensi Teori dan Aplikasi Sistem Digital, Graha Ilmu, hal 17)

Gerbang AND disebut juga sebagai gerbang ―semua atau tidak satupun‖. Bagan pada gambar memberikan gambaran tentang prinsip kerja gerbang AND. Lampu Y akan menyala hanya apabila kedua saklar masukan (A dan B) tertutup. Dalam sistem logika keadaan saklar tertutup diberikan dengan logika 1, saklar terbuka diberikan dengan logika 0. 

Gambar 2.2 Rangkaian AND yang menggunakan Saklar

Semua kombinasi saklar A dan B dalam sistem digital diberikan pada tabel kebenaran (truth table).

Dalam sistem digital gerbang AND diberikan dengan simbol sebagai berikut:

 0 didefinisikan sebagai suatu tegangan rendah atau tegangan tanah

1 didefinisikan sebagai tegangan tinggi (max + 5 V).

Simbol logika standar untuk gerbang AND diatas menunjukkan gerbang dengan dua input dan satu output Y. Input ditunjukkan dengan binery digit (bit) yaitu satuan terkecil dalam sistem digital. Permasalahan penting yang perlu diperhatikan bahwa output Y akan mempunyai kondisi 1 jika semua input dalam kondisi 1.

Aljabar boolean merupakan bentuk logika simbolik yang menunjukkan bagaimana gerbang-gerbang logika beroperasi. Pernyataan Bollean merupakan suatu metode penulisan untuk menunjukkan apa yang terjadi di dalam rangkaian logika. Pernyataan dalam aljabar Boolean untuk gerbang AND adalah:

A • B =Y

Pernyataan Boolean tersebut dibaca sebagai A AND B sama dengan output Y. Tanda titik dalam aljabar Boolean mempunyai arti AND dan bukan sebagai tanda kali seperti pada aljabar biasa.Aturan-aturan aljabar Boolean mengatur bagaimana gerbang AND akan beroperasi. Aturan formal untuk fungsi AND adalah:

A . 0 = 0

A . 1 = A

A . A = A

A . Ā‘ = 0, di mana Ā‘ = bukan A = NOT A

Gerbang AND tiga input disimbolkan dengan gambar dibawah ini

Aljabar Boolean tersebut dapat dibaca A AND B AND C sama dengan output Y. Ini memberikan arti bahwa jika salah satu dari input pada kondisi 0 maka outpu akan sama dengan 0. Sehingga ketentuan di atas bahwa gerbang gerbang akan mempunyai output 1 jika semua input dalam kondisi 1 dapat dipenuhi. Tabel kebenaran gerbang AND dengan tiga input adalah sebagai berikut:

Aturan-aturan tersebut merupakan aturan umum aljabar Boolean untuk gerbang AND dengan 3 input atau lebih. Jadi untuk gerbang AND berapapun jumlah input yang diberikan, output akan berada dalam kondisi 1, jika semua input dalam kondisi 1. Dalam praktikum dengan menggunakan perangkat lunak electronics work bench input maksimum yang dapat diberikan sebanyak 8 input.

  

B. Fungsi OR Gate ( Gerbang OR )

Dengan menggunakan sistem saklar, gerbang OR adalah sebagai berikut:

Gambar 2.5 Rangkaian OR Dengan Menggunakan Saklar

Dari sistem saklar di atas terlihat bahwa lampu akan menyala jika salah satu dari saklar menutup. Dalam hal ini bisa dijelaskan secara electronic bahwa aruslistrik dapat mengalir melalui saklar yang tertutup tersebut.

Aljabar Boolean untuk gerbang OR dapat dituliskan sebagai berikut:

A + 0 = 1

A + 1 = 1

A + A = A

A + Ā‘ = 1

Simbol gerbang OR dan tabel kebenarannya adalah sebagai berikut:

Secara aljabar Boolean dapat dituliskan persamaan:

A + B = Y

Dari uraian di atas dapat diambil kesimpulan bahwa output gerbang OR akan berharga 1, jika salah satu atau lebih inputnya bernilai 1. Kesimpulan ini berlaku juga untuk gerbang OR dengan input lebih dari 3.

 

C. Fungsi NOT Gate ( Gerbang NOT ) atau inverter

Gerbang NOT atau inverter merupakan gerbang yang berfungsi untuk membalikkan kondisi input. Jika input dalam kondisi 1 maka output akan mempunyai kondisi 0. Sebaliknya jika input dalam keadaan 0 maka output akan berada dalam kondisi 1. Simbol gerbang NOT adalah:

Dengan sifat yang demikian, maka dapat disimpulkan bahwa output dari gerbang NOT selalu berlawanan dengan inputnya. Jadi dapat disimpulkan bahwa NOT di NOT-kan lagi akan kembali ke kondisi semula (kondisi sama dengan input). Secara aljabar Boolean dapat ditulis:

Y = A‘ = A

 

Pada implementasi gerbang logika not pada rangkaian elektronika, banyak sekali rangkaian yang dapat diguanakan antara lain gerbang not dengan menggunakan komponen relay seperti skema rangkaian berikut ini:

Rangkaian elektronika gerbang not dengan komponen relay diatas dapat dijelaskan cara kerjanya sebagai berikut; Pada saat saklar S terbuka, artinya input relay berkondisi logika 0 karena tidak ada arus yang masuk pada induktor akibat saklar S yang terbuka. Karena output saklar dari relay terkoneksi dengan Normaly Close (NC), maka lampu akan dialiri arus sehingga lampu Q akan menyala. Artinya secara kondisi logika lampu menyala adalah 1.

Sebaliknya pada saat saklar S tertutup, artinya induktor relay akan dialiri arus sehingga dapat dianggap berkondisi 1. Pada saat relay aktif, output saklar dari relay yan asalnya Normally Close akan menjadi terbuka sehingga lampu tidak dialiri arus yang dapat dianggap sebagai kondisi 0.

Selain rangkaian gerbang NOT dengan menggunakan relay, rangkaian implementasi yang paling mendekati dan banyak digunakan pada desain rangkaian elektronika adalah gerbang NOT dengan menggunakan transistor. Adapun rangkaiannya adalah sebagai berikut:

Contoh implementasi rangkaian gerbang NOT dengan komponen transistor

Rangkaian diatas sangat sederhana dan dapat menjelaskan cara kerja dari gerbang logika NOT. Ketika input A dan B tidak terhubung, output Q akan menghasilkan kondisi 1 akibat adanya resistor pull up yang terhubung ke arus positif. Namun pada saat A dan B terhubung maka arus basis akan mengalir dan transistor dalam kondisi saturasi sehingga arus kolektor akan mendekati 0 Volt atau berkondisi logika 0.

 

TUGAS

1. Jelaskan apakah yang dimaksud dengan gerbang logika?

2. Sebutkan macam-macam gerbang dasar logika!

3. Apakah yang disebut dengan Gerbang AND !

4. Apakah yang disebut dengan Gerbang OR Gate?

5. Apakah kegunaan dari Fungsi NOT Gate atau Inverter!

Untuk menjawab tugas klik DISINI