BAB III GERBANG LOGIKA BINER

Transkripsi

1 III GERNG LOGIK INER 3. ljabar oole Pada abad ke-9 George oole memperkenalkan operasi hitung matematika dalam bentuk huruf abjad dan memperkenalkan simbol tertentu untuk hubungan seperti tanda tambah (+) dan titik (.) atau kali ( ) sama seperti terdapat pada aljabar biasa, sehingga terbentuk aljabar oole. Simbol tanda tambah (+) dipergunakan pada aljabar oole disebut dengan istilah OR, dan tanda titik (.) atau kali ( ) dalam aljabar oole disebut dengan istilah ND. Selain simbol OR dan ND, masih ada satu lagi operasi dalam aljabar oole ini yaitu operasi NOT atau komplemen (lawan). dapun ketiga dasar dari aljabar oole ini dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Operasi OR (penjumlahan secara logika) Secara notasi operasi OR dapat dituliskan dengan notasi + atau OR dan dapat digambarkan secara diagram Venn seperti gambar 3.. Gbr. 3.. Operasi OR ( OR ) Gambar yang di arsir dari Gbr. 3. adalah OR +. Tanda tambah disini lain dengan penambahan desimal maupun penambahan biner sebab pada penambahan desimal + 2; pada biner + sedangkan pada aljabar oole +. b. Operasi ND (perkalian secara logika) Secara notasi operasi ND diberi dengan notasi atau. ND dapat digambarkan secara diagram Venn seperti gambar 3.2.

2 Gbr. 3.. Operasi ND ( ND ) c. Operasi NOT Notasi NOT biasa dituliskan dengan tanda bar seperti baca bar atau NOT. NOT dapat digambarkan diagram Vennnya seperti gambar 3.3. NOT Gbr Operasi NOT 3.2 Gerbang OR (OR Gate) Gerbang (gate) adalah suatu rangkaian logika yang mempunyai satu output dan dua atau lebih input. Gerbang OR (simbol gerbang OR) digambarkan seperti terlihat pada gambar 3.4. Gbr Simbol Gerbang OR Dari gambar 3.4 dapat dituliskan persamaan oole outputnya adalah. Pada gerbang OR, output akan ada jika salah satu inputnya ada. Jika ada kita nyatakan dengan logik dan tidak ada dinyatakan dengan logik, maka kita dapatkan suatu tabel yang menyatakan keadaan output Q terhadap kombinasi input-inputnya seperti terlihat pada tabel 3. yang disebut dengan tabel kebenaran. INPUT OUTPUT Q Tabel 3.. Tabel kebenaran Gerbang OR Dari tabel 3.. dapat kita lihat bahwa persamaan output adalah persamaan oole di mana :

3 + Q Pertanyaan : Coba susun tabel kebenaran gerbang OR dengan tiga output (Q OR OR C atau Q + + C) Gerbang OR ini dapat juha dijelaskan dengan menggunakan saklar seperti terlihat pada gambar 3.5. Gbr Gerbang OR dengan Saklar Jika saklar atau berada pada posisi terhubung (ON) dikatakan pada keadaan logik, dan jika saklar pada posisi terbuka (OFF) kita menyatakan pada keadaan logik. Jika lampu Q pada keadaan menyala kita nyatakan pada keadaan logik, dan jika lampu Q tidak menyala kita nyatakan pada keadaan logik, maka berlaku Q +. Dari keterangan di atas dapat dibuat tabel kebenrarannya seperti tabel 3.2. INPUT OUTPUT INPUT OUTPUT Q Q OFF OFF TIDK MENYL atau OFF ON MENYL ON OFF MENYL ON ON MENYL Tabel 3.2. Tabel kebenaran Gerbang OR Demikian juga gerbang OR ini dapat dijelaskan dengan menggunakan dioda seperti terlihat pada gambar 3.6, di mana jika input dihubungkan dengan sumber tegangan E atau dioda dalam keadaan frward bias dinyatakan pada keadaan logik, dan input tidak terhubung ke sumber tegangan E atau dioda D 2 reverse bias dinyatakan pada keadaan logik, maka pada output terbentuk tegangan. Oleh karena itu berlaku persamaan output Q +.

4 Gbr Rangkaian gerbang OR dengan dioda Gerbang OR dengan menggunakan transistor berlaku apabila T konduk (bekerja) atau terhubung ke sumber tegangan E pada keadaan logik dan T 2 tidak konduk atau dihubungkan ke ground dinyatakan pada keadaan logik, maka terjadi tegangan pada tahanan R L atau Q. Oleh karena itu berlaku persamaan outputnya Q +. Gbr Rangkaian gerbang OR dengan transistor 3.3 Gerbang ND Gerbang ND ini simbolnya dapat kita lihat seperti gambar di bawah ini Gbr Simbol gerbang ND dapun persamaan oole untuk output dari gerbang ND di atas adalah Q.. Pada gerbang ND output Q akan ada jika input ada dan input ada. Lebih jelasnya dapat dilihat pada yabel kebenaran di bawah ini.

5 INPUT OUTPUT Q Tabel 3.3. Tabel kebenaran gerbang ND Dari tabel 3.3 dapat kita lihat bahwa persamaan output Q., dimana + Q Pertanyaan : Coba susun tabel kebenaran gerbang ND dengan menggunakan tiga buah input. Gerbang ND ini dapat juga dibuat dengan menggunakan saklar seperti terlihat pada gambar 3.9. Gbr Gerbang ND dengan saklar Dari gambar 3.9 dapat dilihat bahwa lampu Q (Output Q) menyala apabila saklar dan saklar pada keadaan terhubung (ON). rtinya Q apabila dan. Gerbang ND dengan menggunakan dioda dengan dua masukan dapat dilihat seperti gambar 3..

6 D V D 2 Q Gbr. 3.. Rangkaian gerbang ND dengan dioda INPUT OUTPUT INPUT OUTPUT Q Q 2V 2V V V 2V 2V 2V V 2V 2V 2V V atau 3.4 Tabel kebenaran gerbang ND Dari gambar 3. apabila 2 Volt yang kita nyatakan pada keadaan logic dan Volt yang kita nyatakan pada keadaan logic, maka tegangan output Q 2 Volt yang kita nyatakan pada logic. rtinya diode D, pada keadaan forward bias dan diode D2 pada keadaan reverse bias, sehingga tegangan pada Q pada keadaan logic (+ 2 V), jika V dan + V, maka kedua diode pada keadaan reverse bias sehingga tegangan pada Q V. rtunya dan, maka Q. Lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel 3.4. sedangkan gerbang ND dengan menggunakan transistor dapat dilihat pada gambar 3..

7 Gambar 3. Rangkaian NND dengan transistor Dari gambar 3. jika baterai dan pada posisi minimum, maka kedua transistor tidak bekerja (tidak konduk) sehingga tegangan adalah. rtinya dan, maka Q. Selanjutnya jika tegangan baterai pada keadaan logic (missal V) dan baterai pada keadaan logic ( V), maka kedua transistor bekerja (konduk) sehingga tegangan pada beban Rl ada (pada keadaan logic ). rtinya,, maka Q. 3.4 Gerbang NOT Jenis gerbang yang lain adalah gerbang NOT, yang juga disebut inventer (pembalik). Gerbang NOT ini mempunyai sebuah input dan sebuah output yang dilakukannya hanyalah membalik sinyal input. Jika inputnya diberi tegangan, maka outputnya tidak ada. Sebaliknya jika inputnya tidak ada tegangan (rendah), maka pada outputnya akan terbentuk tegangan (tinggi). dapun symbol gerbang NOT ini dapat dilihat pada gambar 3.2, dan tabel kebenarannya pada tabel 3.5. (baca NOT atau bar) Gambar 3.2 Simbol gerbang NOT INPUT OUTPUT Q Tabel 3.5. Tabel kebenaran gerbang NOT

8 Gerbang NOT ini dapat juga dijelaskan dengan menggunakan saklar seperti terlihat pada gambar 3.3. E Lampu Q Gambar 3.3 Rangkaian gerbang NOT dengan saklar Dari gambar dapat kita jelaskan bahwa jika saklar terhubung ( ), maka lampu Q tidak menyala (Q ), dan sebaliknya jika saklar terbuka ( ), maka lampu Q menyala (Q ) Gerbang NOT ini dapat dijelaskan dengan menggunakan transistor seperti pada gambar 3.4. Gbr Rangkaian gerbang NOT dengan transistor Dari Gambar 3.4, jika diberi tegangan (keadaan logik ), maka arus mengalir dari Vcc melalui R ke ground sehingga tegangan output Q kecil sekali (keadaan logik ). rtinya jika, maka Q. 3.5 Gerbang NOR Gerbang NOR adalah gabungan antara gerbang OR dengan gerbang NOT. NOR adalah singkatan dari NOT OR yang berarti lawan dari OR ataupun kebalikan OR. dapun simbol dari gerbang NOR terlihat pada gambar 3.5. atau Gambar 3.5 Simbol gerbang NOR

9 Persamaan oole dari output gerbang NOT adalah Q dan tabel kebenarannya seperti pada tabel 3.6. INPUT OUTPUT Q Tabel 3.6. Tabel kebenaran gerbang NOR Pertanyaan : Susun tabel kebenaran gerbang NOR dengan tiga buah input ( ). Rangkaian gerbang NOR dengan menggunakan saklar seperti terlihat pada gambar 3.6. Gambar 3.6. Rangkaian gerbang dengan saklar Dari gambar 3.6 terdapat empat hal untuk dianalisa. Hal. Saklar dan terbuka ( dan ), maka arus mengalir dari sumber tegangan ke lampu Q sehingga lampu Q menyala (Q ). Hal 2. Saklar terbuka ( ); saklar terhubung ( ), maka lampu Q tidak menyala (Q ). Hal 3. Saklar terhubung ( ), saklar terbuka ( ), maka lampu Q tidak menyala (Q ) karena arus listrik pada hubung pendek melalui saklar. Hal 4. Saklar terhubung ( ) dan saklar terhubung ( ), maka arus listrik pada hubung pendek sehingga lampu Q tidak menyala (Q ). Rangkaian gerbang NOR dengan menggunakan transistor dapat dilihat pada gambar 3.7.

10 Gambar 3.7. Rangkaian gerbang NOR dengan menggunakan transistor Jika input dan input hubung pendek ke ground ( dan ), maka input kedua transistor tidak kerja sehingga tegangan jatuh pada kaki kolektor T, sama dengan tegangan Vcc (Q ). 3.6 Gerbang NND Gerbang NND adalah gabungan gerbang ND dengan gerbang NOT. NND singkatan dari NOT ND yang berarti kebalikan dari gerbang ND symbol dari gerbang NND terlihat seperti pada gambar 3.8. atau Gambar 3.8. Simbol gerbang NND Persamaan oole dari ouput gerbang NND diatas adalah Q dan Tabel kebenarannya seperti pada tabel 3.7. INPUT OUTPUT Q Tabel 3.7. Tabel kebenaran gerbang NND Pertanyaan : Coba susun tabel kebenaran gerbang NND dengan tiga buah input ( Q ) Kalau kita perhatikan tabel 3.7 ternyata adalah kebalikan dari tabel 3.3 dimana output Q nya berkebalikan. Rangkaian gerbang NND dengan menggunakan saklar seperti pada gambar 3.9.

11 Gambar 3.9 gerbang NND dengan saklar. Dari gambar dapat dilihat bahwa : - Jika saklar terbuka dan saklar terbuka, maka lampu Q menyala. rtinya,, maka Q - Jika saklar terbuka, saklar terhubung, maka lampu Q menyala. rtinya,, maka Q - Jika saklar terhubung, saklar terbuka, maka lampu Q menyala. rtinya,, maka Q - Jika saklar terhubung dan saklar terhubung maka lampu Q tidak menyala. rtinya,, maka Q dapun rangkaian gerbang NND dengan menggunakan transistor dapat dilihat seperti pada gambar 3.2. V cc R L R T R 2 T 2 Gambar 3.2 Rangkaian gerbang NND dengan transistor. Dari gambar 3.2, jika baterai dan baterai tegangan maksimum (atau melebihi tegangan VE masing-masing transistor), maka transistor T dan T 2 konduk (menghantarkan atau bekerja) sehingga arus listrik mengalir dari +V cc melewati Rl, T dan T 2 ke ground. rtinya bila ;, maka Q.

12 3.7 Hukum-hukum dan teori ljabar oole erhubung pada rangkaian logika mempunyai beberapa gerbang didalamnya, maka untuk mempermudah operasi aljabar oole digunakan hokum-hukum dan teori aljabar oole yang perlu diingat adalah:

13 Pembahasan Q C ( + ) C ( + ) C + ( + ) ( ) C + C + C ( + )( + ) C + C + ( + )( + ) C + ( ) ( ) C + ( + ) + C + C C C + C + C C + C + C + C C C + C + C C + C Jadi table kebenaran gerbang XOR dengan tiga buah input dapat disusun seperti pada table 3.9 Tabel 3.9 Tabel kebenaran gerbang XOR dengan tiga buah input INPUT OUTPUT C Q 3.9.Gerbang EX-NOR gambar Gerbang EX-NOR sering disingkat dengan gerbang XNOR, symbol XNOR dapat dilihat pada Gambar.3.25 simbol gerbang XNOR Persamaan blok dari output gerbang XNOR dengan dua input diatas adalah :

14 Q + ( )( ) ( + )( + ) ( + )( + ) Jadi tabel kebenaran dari gerbang XNOR dapat disusun seperti pada tabel 3. INPUT OUTPUT Q Tabel 3. Tabel kebenaran gerbang XNOR Pertanyaan : coba susun tabel kebenaran tiga buah input.? 3.. Membentuk gerbang lain degnan gerbang NND dengan melihat literature perusahaan, terlihat bahwa gerbang NND lebih banyak tersedia dibandingkan gerbang jenis lain, karena itu baiklah kita rangkai gerbang NND dari gerbang NOT, ND, OR, NOR, XOR, dan gerbang XNOR seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

15 FUNGSI & SIMOL Rangkaian pengganti dengan gerbang NND Gambar Penggambaran gerbang logika lain dengan gerbang NND dapun TTL (Transistor-Transistor Logic) IC yang didalamnya mengandung gerbang NND antara lain TTL IC jenis : type SN 74, type SN 74, type SN 742, dan type SN 743 dimana; SN 74 terdiri dari 4 buah gerbang NND dengan masing-masing 2 buah input; SN74 mengandung 3 buah gerbang NND dengan masing-masing 3 buah input. SN742 mengandung 2 buah gerbang NND dengan masing-masing 4 buah input. SN743 mengandung buah gerbang NND dengan masing-masing 8 buah input. Salah satu contoh IC SN74 dapt dilihat seperti pada gambar 3.27

16 Gambar entuk dan pin SN74 dan SN74 TTL IC seri74 ini biasanya bekerja untuk temperature -7 o C. iasanya tegangan yang ideal untuk (rendah) adalah volt dan logic (tinggi) adalah +5 volt. Tetapi pada kenyataannya logic mendekati volt yaitu,4-,8 volt dan logic diatas 2volt yaitu 2-5 volt.