Kuliah#6 TSK205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto

dokumen-dokumen yang mirip
Implementasi CMOS untuk Gerbang Logika dan Tinjauan Praktikal

Teknologi Implementasi: CMOS dan Tinjauan Praktikal

Rangkaian Logika. Kuliah#2 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro.

Rangkaian Logika. Kuliah#2 TKC205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto. Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Aljabar Boolean dan Sintesis Fungsi. Logika

Kuliah#4 TKC205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto

Kuliah#12 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

Kuliah#5 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

Rangkaian TTL. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto. Prodi Sistem Komputer - Universitas Diponegoro. Rangkaian TTL

Kuliah#4 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

Kuliah#3 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

Kuliah#4 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

SISTEM DIGITAL; Analisis, Desain dan Implementasi, oleh Eko Didik Widianto Hak Cipta 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283

Kuliah#9 TKC205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto. 21 Maret 2014

Metode Quine McKluskey dan Program Bantu Komputer

Percobaan 1. Membangun Gerbang Logika Dasar dengan Transistor CMOS

BAB IV : RANGKAIAN LOGIKA

Metode Quine McKluskey dan Program Bantu Komputer

Kuliah#7 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

Kuliah#11 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

Rangkaian Multilevel

Gambar 1.13 Board evaluasi FPGA Xilinx Spartan-3E dari Digilenc Gambar 1.14 Aplikasi PLD untuk kamera fotografi berkecepatan

Kuliah#13 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

PERANCANGAN INVERTER SEBAGAI SWITCH MOS PADA IC DAC

LAB #1 DASAR RANGKAIAN DIGITAL

Pengantar Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro.

Representasi Bilangan dan Operasi Aritmatika

O L E H : H I DAYAT J U R U SA N TEKNIK KO M P U TER U N I KO M 2012

RANGKAIAN LOGIKA DISKRIT

Rangkaian Logika Kombinasional Teknik Digital (TKE071207) Program Studi Teknik Elektro, Unsoed

Review Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Surabaya

MODUL 04 PENGENALAN TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

Kuliah#11 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Latihan 19 Maret 2013

BAB II ALJABAR BOOLEAN DAN GERBANG LOGIKA

Percobaan 9 Gerbang Gerbang Logika

MODUL TEKNIK DIGITAL MODUL III GERBANG LOGIKA

Rangkaian Logika. Eko Didik Widianto. Sistem Komputer - Universitas eko didik widianto - siskom undip SK205 Sistem Digital 1 / 32

Sinyal Logik level dan Famili logik, perubah level

KONTRAK PEMBELAJARAN (KP) MATA KULIAH

Gerbang logika dasar: AND, OR, NOT, NAND dan NOR

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA LAB SHEET PRAKTIK TEKNIK DIGITAL Gerbang Logika Dasar, Universal NAND dan Semester 3

Perancangan Rangkaian Logika. Sintesis Rangkaian Logika

Mengenal Gerbang Logika (Logic Gate)

MODUL II GATE GATE LOGIKA

Kuliah#7 TSK205 Sistem Digital - TA 2013/2014. Eko Didik Widianto. 21 Maret 2014

2. GATE GATE LOGIKA. I. Tujuan 1. Menyelidiki operasi logika dari gate-gate logika 2. Membuktikan dan mengamati oiperasi logika dari gate-gate logika.

Representasi Bilangan dan Operasi Aritmatika

Kuliah#11 TKC-205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto. 11 Maret 2017

TSK205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

MODUL 3 GERBANG LOGIKA DASAR

Perancangan Rangkaian Logika. Sintesis Rangkaian Logika

BAB III RANGKAIAN LOGIKA

BAB III RANGKAIAN LOGIKA

MODUL I GERBANG LOGIKA

Kuliah#1 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

Transistor-Transistor Logic (TTL)

BAB I PENDAHULUAN. elektronika digital. Kita perlu mempelajarinya karena banyak logika-logika yang

Aljabar Boolean dan Gerbang Logika Dasar

Representasi Data Digital (Bagian 1)

Metode Minimisasi Quine McKluskey dan Rangkaian Multilevel

1 DC SWITCH 1.1 TUJUAN

Definisi Aljabar Boolean

Sistem Digital. Dasar Digital -4- Sistem Digital. Missa Lamsani Hal 1

Teknik Digital. Disusun oleh: Tim dosen SLD Diedit ulang oleh: Endro Ariyanto. Prodi S1 Teknik Informatika Fakultas Informatika Universitas Telkom

DASAR TEKNIK DIGITAL (1) GERBANG-GERBANG LOGIKA DASAR

TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto. Sistem Komputer - Universitas Diponegoro

Dari tabel kebenaran half adder, diperoleh rangkaian half adder sesuai gambar 4.1.

LAPORAN PRAKTIKUM. Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Kelompok Mata Kuliah Praktikum Teknik Digital Dosen Pengampu Dr.Enjang A.Juanda,M.pd.,M.T.

IC (Integrated Circuits)

MAKALAH SYSTEM DIGITAL GERBANG LOGIKA DI SUSUN OLEH : AMRI NUR RAHIM / F ANISA PRATIWI / F JUPRI SALINDING / F

Organisasi & Arsitektur Komputer

Laporan Praktikum. Gerbang Logika Dasar. Mata Kuliah Teknik Digital. Dosen pengampu : Pipit Utami

Percobaan 2. Membangun Logika Kombinasi dengan Transistor CMOS

EMULASI GERBANG LOGIKA TUNGGAL MULTIFUNGSI MENGGUNAKAN MIKROPENGENDALI ATMEGA8A

Pengantar Sistem Digital

Review Digital Logic. Eri Prasetyo Gunadarma University.

X = A Persamaan Fungsi Gambar 1. Operasi NOT

BAB III GERBANG LOGIKA BINER

ARITMATIKA ARSKOM DAN RANGKAIAN DIGITAL

Transistor Efek Medan - Field Effect Transistor (FET)

GERBANG GERBANG LOGIKA

MODUL I TEGANGAN KERJA DAN LOGIKA

Review Kuliah. TKC305 - Sistem Digital Lanjut. Eko Didik Widianto

Tabel 1. Karakteristik IC TTL dan CMOS

Review Digital Logic. Eri Prasetyo.

Antarmuka CPU. TSK304 - Teknik Interface dan Peripheral. Eko Didik Widianto. Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro.

KEGIATAN BELAJAR 3 B. DASAR TEORI 1. MOSFET

ALJABAR BOOLEAN R I R I I R A W A T I, M. K O M L O G I K A M A T E M A T I K A 3 S K S

Rangkaian Kombinasional

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Gerbang Logika. Input (A) Output (Y) 0 (Rendah) 1 (Tinggi) Tinggi (1) Rendah (0) Tabel Kebenaran/Logika Inverter

Elektronika dan Instrumentasi: Elektronika Digital 2 Gerbang Logika, Aljabar Boolean. Yusron Sugiarto

Representasi Bilangan Digital (Bagian 2)

BAB 1. KONSEP DASAR DIGITAL

GERBANG UNIVERSAL. I. Tujuan : I.1 Merangkai NAND Gate sebagai Universal Gate I.2 Membuktikan table kebenaran

Aljabar Boolean. IF2120 Matematika Diskrit. Oleh: Rinaldi Munir Program Studi Informatika, STEI-ITB. Rinaldi Munir - IF2120 Matematika Diskrit

DIG 04 RANGKAIAN PENJUMLAH

Algoritma & Pemrograman 2C Halaman 1 dari 7 ALJABAR BOOLEAN

Transkripsi:

Kuliah#6 TSK205 Sistem Digital - TA 2013/2014 Eko Didik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro http://didik.blog.undip.ac.id 1

Umpan Balik Sebelumnya dibahas tentang minimalisasi dan optimalisasi rangkaian SOP dan POS dengan penyederhanaan ekspresi logika secara Aljabar, peta Karnaugh, tabular Quine-McCluskey dan rangkaian multi-output. Dijabarkan juga program bantu komputer untuk melakukan sintesis rangkaian logika minimum dan analisis rangkaian, yaitu Bmin, Qmls dan Qucs Hasil desain adalah berupa rangkaian logika (simbolik) http://didik.blog.undip.ac.id 2

Implementasi Rangkaian logika tersusun atas gerbang-gerbang logika Gerbang logika diimplementasikan menggunakan rangkaian transistor membentuk TTL (transistor-transistor logic) Salah satu teknologi transistor adalah (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Teknologi lain: BJT (bipolar junction transistor) dan Bi (bipolar-) Transistor membutuhkan daya yang lebih rendah, ukuran yang lebih kecil dan biaya fabrikasi yang lebih murah dari BJT BJT mempunyai karakteristik respon lebih cepat daripada Kompromi (trade-off) daya rendah dan kecepatan menghasilkan bi http://didik.blog.undip.ac.id 3

Bahasan Kuliah Prinsip kerja transistor untuk melakukan fungsi-fungsi logika dasar, yaitu NOT, AND, OR, NAND, NOT, buffer, gerbang transmisi, XOR dan XNOR transistor NMOS, PMOS dan gerbang logika : NOT, NAND, NOR, AND, OR buffer, buffer tiga keadaan dan gerbang transmisi (TG, transmission gate) serta implementasi gerbang logika XOR dan XNOR http://didik.blog.undip.ac.id 4

Kompetensi Dasar Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa akan mampu: Link 1. [C2] memahami prinsip kerja transistor NMOS, PMOS dan untuk mengimplementasikan fungsi logika dasar 2. [C4] merancang rangkaian logika untuk suatu fungsi SOP atau POS dengan tepat 3. [C5] menganalisis rangkaian logika dan jumlah transistor yang dibutuhkan untuk suatu fungsi logika Website: http://didik.blog.undip.ac.id/2014/02/25/ tkc205-sistem-digital-2013-genap/ Email: didik@undip.ac.id http://didik.blog.undip.ac.id 5

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 6

Rangkaian logika dibangun dengan transistor Asumsi sebuah transistor beroperasi seperti saklar sederhana yang dikontrol oleh sinyal logika x TIpe transistor untuk mengimplementasikan saklar sederhana yang sering digunakan adalah MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 2 tipe MOSFET: N-channel (NMOS) P-channel (PMOS) Rangkaian terintegrasi (IC, integrated circuit) menggunakan (Complementary MOS) yang tersusun atas NMOS dan PMOS Tidak hanya menggunakan salah satu transistor NMOS atau PMOS saja, namun pasangan NMOS dan PMOS dalam satu chip Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 7

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 8

Transistor NMOS sebagai Switch Transistor NMOS Simbol NMOS Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS s Model saklar NMOS: Fungsi saklar: x low (x = 0) saklar terbuka x high (x = 1) saklar tersambung http://didik.blog.undip.ac.id 9

Operasi NMOS sebagai Saklar Transistor beroperasi dengan mengontrol tegangan V G di terminal Gate (G) Jika V G low, tidak ada koneksi antara terminal Source (S) dan Drain (D). Transistor mati (off) Jika V G high, transistor hidup (on). Seolah seperti saklar tertutup antara terminal Source (S) dan Drain (D) Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 10

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 11

Transistor PMOS sebagai Switch Transistor PMOS Simbol PMOS Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Model saklar NMOS: Fungsi saklar: x low (x = 0) saklar tersambung x high (x = 1) saklar terputus http://didik.blog.undip.ac.id 12

Operasi PMOS sebagai Saklar Transistor beroperasi dengan mengontrol tegangan V G di terminal Gate (G) Jika V G low, tidak ada koneksi antara terminal Source (S) dan Drain (D). Transistor mati (off) Jika V G high, transistor hidup (on). Seolah seperti saklar tertutup antara terminal Source (S) dan Drain (D) Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 13

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 14

NMOS dan PMOS dalam Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 15

NMOS dan PMOS dalam Saat transistor NMOS on, maka terminal drainnya pulled-down ke Gnd Saat NMOS off, maka terminal VD mengambang (floating) Saat transistor PMOS on, maka terminal drainnya pulled-up ke VDD Saat PMOS off, maka terminal VD mengambang (floating) Disebabkan cara operasi transistor: Transistor NMOS tidak dapat digunakan untuk mendorong terminal drainnya secara penuh ke VDD Transistor PMOS tidak dapat digunakan untuk mendorong terminal drainnya secara penuh ke GND Sehingga Dibentuk, transistor NMOS dan PMOS dipasangkan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS http://didik.blog.undip.ac.id 16

Layout Transistor Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS sumber: wikipedia http://didik.blog.undip.ac.id 17

Gerbang : pasangan NMOS dan PMOS transistor NMOS membentuk pull-down network (PDN) transistor PMOS membentuk pull-up network (PUN) Fungsi yang direalisasikan dengan PDN dan PUN adalah saling berkomplemen satu dengan yang lain PDN dan PUN mempunyai jumlah transistor yang sama Disusun sehingga kedua jaringan adalah dual satu sama lain Dimana PDN mempunyai transistor NMOS secara seri, maka PUN mempunyai PMOS secara paralel dan sebaliknya Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 18

Untuk semua valuasi sinyal masukan: PDN menarik Vf ke Gnd (pull-down); atau PUN menarik Vf ke V DD (pull-up) Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 19

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 20

Gerbang NOT Diimplementasikan dengan 2 transistor Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 21

Operasi NOT Saat masukan x = 0, maka transistor T1 akan ON dan T2 akan OFF Arus mengalir dari VDD ke Vf, sehingga tegangan V f = VDD atau f = 1 Saat masukan x = 1, maka transistor T1 akan OFF dan T2 akan ON Arus mengalir dari GND ke Vf, sehingga tegangan V f = GND atau f = 0 Perilaku rangkaian tersebut adalah sama dengan fungsi logika NOT, f = x. Jika x = 0 maka f = 1, dan jika x = 1 maka f = 0 Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 22

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 23

Gerbang NAND Diimplementasikan dengan 4 transistor Gerbang NOT Gerbang NAND x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 f Gerbang NOR Gerbang AND 0 0 On On Off Off 0 1 On Off Off On 1 0 Off On On Off 1 1 Off Off On On 1 1 1 0 Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 24

Latihan Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi NAND 3 masukan (NAND-3). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan. Analisis keadaan tiap transistor yang digunakan untuk semua kemungkinan masukan dan nyatakan keluaran rangkaian Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi NAND n masukan (NAND-n). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 25

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 26

Gerbang NOR Diimplementasikan dengan 4 transistor Gerbang NOT Gerbang NAND x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 f Gerbang NOR Gerbang AND 0 0 On On Off Off 0 1 On Off Off On 1 0 Off On On Off 1 1 Off Off On On 1 0 0 0 Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 27

Latihan Gerbang NOT Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi NOR 3 masukan (NOR-3). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan. Analisis keadaan tiap transistor yang digunakan untuk semua kemungkinan masukan dan nyatakan keluaran rangkaian. Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi NOR n masukan (NOR-n). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan. Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 28

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 29

Gerbang AND f = x 1 x 2 = (x 1 x 2 ) = NOT (NAND(x 1, x 2 )) Diimplementasikan dengan 6 transistor Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 T5 T6 f Gerbang AND Gerbang OR 0 0 On On Off Off Off On 0 0 1 On Off Off On Off On 0 1 0 Off On On Off Off On 0 1 1 Off Off On On On Off 1 http://didik.blog.undip.ac.id 30

Latihan Gerbang NOT Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi AND 3 masukan (AND-3). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan. Analisis keadaan tiap transistor yang digunakan untuk semua kemungkinan masukan dan nyatakan keluaran rangkaian. Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi AND n masukan (AND-n). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan. Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 31

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 32

Gerbang OR f = x 1 + x 2 = (x 1 + x 2 ) = NOT (NOR(x 1, x 2 )) Diimplementasikan dengan 6 transistor Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR x 1 x 2 T1 T2 T3 T4 T5 T6 f Gerbang AND Gerbang OR 0 0 On On Off Off Off On 0 0 1 On Off Off On On Off 1 1 0 Off On On Off On Off 1 1 1 Off Off On On On Off 1 http://didik.blog.undip.ac.id 33

Latihan Gerbang NOT Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi OR 3 masukan (OR-3). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan. Analisis keadaan tiap transistor yang digunakan untuk semua kemungkinan masukan dan nyatakan keluaran rangkaian. Gambarkan skematik rangkaian untuk fungsi OR n masukan (OR-n). Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan. Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 34

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 35

Transistor T1 dan T3 dengan masukan x 1 dan x 3 di PUN tersusun secara paralel, sedangkan T4 dan T6 di PDN tersusun secara seri T2 tersusun secara seri dengan rangkaian T1,T3 di PUN, sedangkan T5 tersusun paralel dengan rangkaian T4,T6 di PDN Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR x 1 x 2 x 3 T1 T2 T3 T4 T5 T6 f 0 0 0 0 0 1 On On On On On Off Off Off Off Off Off On 1 1 0 1 0 On Off On Off On Off 0 0 1 1 On Off Off Off On On 0 1 0 0 Off On On On Off Off 1 1 0 1 Off On Off On Off On 0 1 1 0 Off Off On On On Off 0 1 1 1 Off Off Off On On On 0 http://didik.blog.undip.ac.id 36

Persamaan logika f (x 1, x 2, x 3 ) = m (0, 1, 4) Gerbang NOT = x 1 x 2 x 3 + x 1 x 2 x 3 + x 1 x 2 x 3 Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang NAND Gerbang OR Disederhanakan f (x 1, x 2, x 3 ) = x 1 x 2 x 3 + x 1 x 2 x 3 + x 1 x 2 x 3 = (x 1 x 2 x 3 + x 1 x 2 x 3 ) + (x 1 x 2 x 3 + x 1 x 2 x 3 ) = x 1 x 2 + x 2 x 3 = x 2 (x 1 + x 3 ) Atau transistor T2 dikontrol oleh x 2 dipasang seri (AND) dengan rangkaian paralel (OR) T1, T3 yang dikontrol oleh x 1, x 3, sehingga f = x 2 (x 1 + x 3 ). http://didik.blog.undip.ac.id 37

Gambarkan rangkaian untuk fungsi f (x 1, x 2, x 3 ) = M(2, 7) menggunakan primitif gerbang dasar. Hitung transistor yang digunakan untuk menyatakan fungsi tersebut Solusi. K-map menghasilkan f (x 1, x 2, x 3 ) = x 2 + x 1 x 3 + x 1 x 3 Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Dengan NAND dan NOT f (x 1, x 2, x 3 ) = x 2 + x 1 x 3 + x 1 x 3 Gerbang #Gerbang #Transistor NAND-2 2 2 4 = 8 NAND-3 1 1 6 = 6 NOT 2 2 2 = 4 = x 2 + x 1 x 3 + x 1 x 3 = x 2 x 1 x 3 x 1 x 3 http://didik.blog.undip.ac.id Jumlah transistor 18 38

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 39

Buffer (BUFF) Buffer sering digunakan di rangkaian yang mempunyai load (beban) kapasitif besar Dapat dibuat dengan kemampuan kapasitas driving yang berbeda Tergantung ukuran transistor yang digunakan Semakin besar transistor kemampuan menangani arus yang lebih banyak Umumnya digunakan untuk mengontrol LED (light emitting diode) Buffer mempunyai fan-out yang lebih besar daripada gerbang logika lainnya Buffer non-inverting Buffer inverting Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 40

Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Perilaku buffer inverting seperti gerbang NOT, namun mampu memberikan arus yang lebih besar sehingga dapat mensuplai lebih banyak gerbang di keluarannya http://didik.blog.undip.ac.id 41

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 42

Transmission gate (TG) berfungsi seperti saklar, menghubungkan input (x) ke output (f ) Umumnya digunakan untuk mengimplementasikan gerbang XOR dan rangkaian multiplekser Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Sinyal s dan inversnya, s, akan mengontrol operasi dari TG, yaitu { Z, jika s = 0 dan s = 1 f = x, jika s = 1 dan s = 0 http://didik.blog.undip.ac.id 43

Menggunakan 2 transistor Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 44

Multiplekser dengan TG Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR f = { x 1, jika s = 0 x 2, jika s = 1 Jumlah transistor yang diperlukan: 6 buah http://didik.blog.undip.ac.id 45

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 46

Buffer Tiga Keadaan Gerbang (Buffer) Tri-state mempunyai: satu input (x) satu output (f ) satu masukan kontrol (e) Saat e = 1, buffer melalukan nilai x ke f. Jika e = 0, masukan buffer terputus dari keluaran f Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Karakteristik: f = { Z, jika e = 0 x, jika e = 1 http://didik.blog.undip.ac.id 47

Buffer (Gerbang) Tri-State Untuk baris dimana e=0, keluaran dinyatakan dengan nilai Z Nilai Z disebut kondisi high-impedance Nama tri-state berasal dari 2 keadaan normal (0 dan 1) dan Z sebagai keadaan ketiga (tidak mempunyai keluaran) e x f 0 0 Z 0 1 Z 1 0 0 1 1 1 Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 48

Tipe Buffer Tri-state 4 konfigurasi buffer tri-state: tipe output dan sinyal kontrol Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 49

Tipe Buffer Tri-state 1. non-inverting, active-high. Keluaran buffer f = x saat aktif dan f = Z saat tidak aktif. Buffer aktif saat e = 1 dan tidak aktif saat e = 0. 2. non-inverting, active-low. Keluaran buffer f = x saat aktif dan f = Z saat tidak aktif. Buffer aktif saat e = 0 dan tidak aktif saat e = 1. 3. inverting, active-high. Keluaran buffer f = x (terinvers) saat aktif dan f = Z saat tidak aktif. Buffer aktif saat e = 1 dan tidak aktif saat e = 0. 4. invering, active-low. Keluaran buffer f = x saat aktif dan f = Z saat tidak aktif. Buffer aktif saat e = 0 dan tidak aktif saat e = 1. Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 50

Buffer tiga keadaan non-inverting active-high Menggunakan 8 transistor Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gambarkan rangkaian untuk gerbang buffer tiga keadaan non-inverting active-low, inverting active-high dan inverting active-low Tentukan jumlah transistor yang dibutuhkan untuk ketiga tipe buffer tersebut http://didik.blog.undip.ac.id 51

Aplikasi Buffer Tri-State (MUX-2) Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Kedua output gerbang tristate dihubungkan Ini dimungkinkan, karena salah satu keluaran gerbang tri-state akan Z (high-impedance) Fungsi: multiplekser 2-masukan Jumlah transistor yang diperlukan: 18 buah http://didik.blog.undip.ac.id 52

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 53

Elemen dasar yang lain adalah gerbang exclusive OR (XOR) Digunakan untuk operasi aritmatika Fungsi XOR ditunjukkan dengan simbol Bentuk SOP, x1 x 2 = x 1 x 2 + x 1 x 2 = m(1, 2) Keluaran akan bernilai 1 jika dan hanya jika jumlah masukan bernilai 1 ganjil Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 54

-2 Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 55

XOR 3-Variabel dan 4-Variabel Persamaan fungsi XOR 3-masukan: f (x 1, x 2, x 3 ) = x 1 x 2 x 3 Bentuk kanonik SOPnya? Rangkaian logika? Persamaan fungsi XOR 4-masukan: f (x 1, x 2, x 3, x 4 ) = x 1 x 2 x 3 x 4 Bentuk kanonik SOPnya? Rangkaian logika? Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 56

Aplikasi XOR Gerbang NOT Gerbang NAND Rangkaian aritmatika: elemen full-adder, penjumlah/pengurang dan deteksi overflow Parity generator dan deteksi bit error transmisi enkripsi DES (http://en.wikipedia.org/wiki/data_encryption_standard) Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 57

Rangkaian Generator dan Checker Parity Parity generator dan checker untuk data 4-bit Parity genap: nilai 1 dari bit data dan paritynya berjumlah genap Menjamin kehandalan data saat transmisi Mendeteksi 1 kesalahan bit Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 58

Elemen Full Adder (Penjumlah) Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 59

Rangkaian Penjumlah dan Pengurang Kontrol Add/Sub = 1 menginverskan masukan Y [n 1,..., 0] dan menjumlahkan dan C 0 = 1 (-Y) = 2 s complement dari Y Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 60

Rangkaian Komparator 4-bit Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 61

Enkripsi DES: Data Encryption Standar http://en.wikipedia.org/wiki/data_encryption_standard Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR The Feistel function (F function) of DES http://didik.blog.undip.ac.id 62

Bahasan Transistor NMOS Transistor PMOS : Complementary MOS Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 63

Komplemen XOR adalah gerbang XNOR - exclusive NOR Fungsi XNOR ditunjukkan dengan simbol Bentuk SOP, x 1 x 2 = (x 1 x 2 ) = x 1 x 2 + x 1 x 2 = m(0, 3) Keluaran akan bernilai 1 hanya jika jumlah masukan dengan nilai 1 genap Disebut juga fungsi kesamaan (ekuivalensi) Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 64

-2 Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 65

XNOR 3-Variabel dan 4-variabel Persamaan XNOR 3-variabel: f (x 1, x 2, x 3 ) = x 1 x 2 x 3 Bentuk kanonik SOP? Rangkaian logika? Persamaan XNOR 4-variabel: f (x 1, x 2, x 3, x 4 ) = x 1 x 2 x 3 x 4 Bentuk kanonik SOP? Rangkaian logika? Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang AND Gerbang OR http://didik.blog.undip.ac.id 66

Kuliah Yang telah kita pelajari hari ini: Implementasi untuk gerbang logika dasar AND, OR, NOT, NAND dan NOR Implementasi untuk gerbang buffer, transmisi, buffer tiga keadaan, XOR, XNOR Aplikasi XOR dan XNOR Implementasi rangkaian logika ini ke dalam IC TTL keluarga 7400. IC TTL ini akan digunakan untuk mengimplementasikan suatu fungsi logika secara hardware. Pelajari: http://didik.blog.undip.ac.id/2014/02/25/ tkc205-sistem-digital-2013-genap/ http://didik.blog.undip.ac.id 67

Creative Common Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0) Anda bebas: untuk Membagikan untuk menyalin, mendistribusikan, dan menyebarkan karya, dan untuk Remix untuk mengadaptasikan karya Di bawah persyaratan berikut: Atribusi Anda harus memberikan atribusi karya sesuai dengan cara-cara yang diminta oleh pembuat karya tersebut atau pihak yang mengeluarkan lisensi. Atribusi yang dimaksud adalah mencantumkan alamat URL di bawah sebagai sumber. Pembagian Serupa Jika Anda mengubah, menambah, atau membuat karya lain menggunakan karya ini, Anda hanya boleh menyebarkan karya tersebut hanya dengan lisensi yang sama, serupa, atau kompatibel. Lihat: Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License Alamat URL: http://didik.blog.undip.ac.id/2014/02/25/tkc205-sistemdigital-2013-genap/ http://didik.blog.undip.ac.id 68