Gerbang logika merupakan komponen dasar pada sirkuit terpadu. Gerbang logika sederhana dapat dibuat dari transistor. Kombinasi transistor-transistor ini memungkinkan level tinggi dan rendah—yang mewakili dua sinyal—melewati transistor tersebut untuk menghasilkan sinyal dengan level tinggi atau rendah. Tingkat tinggi dan rendah masing-masing dapat mewakili logika “benar” dan “salah” atau 1 dan 0 dalam sistem biner, sehingga memungkinkan pelaksanaan operasi logika. Untuk mempelajari lebih dalam salah satu komponen dasar ini, pelajari tentang transistor PMOS.
Gerbang Logika Dasar
Di sini kita akan membahas 7 gerbang logika dasar: gerbang AND, gerbang OR, gerbang NOT, gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang XOR, dan gerbang XNOR. Anda akan mempelajari simbol logika, hubungan logika, dan tabel kebenaran masing-masing gerbang tersebut.
Gerbang AND
Gerbang AND juga disebut "sirkuit AND" atau sirkuit logika "AND". Ini adalah sirkuit gerbang logika dasar yang melakukan operasi "AND". Sirkuit ini memiliki beberapa masukan dan satu keluaran.
Output menjadi tinggi (logika 1) jika semua masukan berada pada level tinggi (logika 1) secara bersamaan; sebaliknya, output menjadi rendah (logika 0).
Ekspresi logika matematis gerbang AND: Y = AB, tabel kebenarannya adalah sebagai berikut:
| Input | Output | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Gerbang OR
Gerbang OR, juga dikenal sebagai rangkaian OR, logika, dan rangkaian. Jika salah satu dari beberapa kondisi terpenuhi, suatu peristiwa akan terjadi. Hubungan ini disebut hubungan logika "OR". Rangkaian dengan hubungan logika "OR" disebut gerbang OR.
Gerbang OR memiliki beberapa masukan dan satu keluaran; selama salah satu masukan bernilai tinggi (logika "1"), keluaran juga bernilai tinggi (logika "1"). Keluaran hanya bernilai rendah (logika "0") jika semua masukan bernilai rendah (logika "0").
Ekspresi logika matematis gerbang OR adalah: Y=A+B=(A’B’)’, dan simbol logika serta tabel kebenarannya adalah sebagai berikut:
| Input | Output | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Gerbang NOT
Gerbang NOT, yang juga dikenal sebagai rangkaian NOT, inverter, atau rangkaian negasi logika, merupakan unit dasar dari rangkaian logika. Gerbang NOT memiliki satu masukan dan satu keluaran.
Ketika masukan bernilai tinggi (logika "1"), keluaran bernilai rendah (logika "0"); sebaliknya, ketika masukan bernilai rendah (logika "0"), keluaran bernilai tinggi (logika "1"). Fungsi logika gerbang NOT setara dengan operator NOT dalam aljabar logika, dan fungsi sirkuitnya setara dengan inversi. Operasi ini juga disebut operasi NOT.
Ekspresi logika matematis gerbang NOT adalah: F=A, dan simbol logika serta tabel kebenarannya adalah sebagai berikut:
| Input | Output |
|---|---|
| A | Y |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Gerbang NAND
Gerbang NAND adalah rangkaian logika dasar dalam sirkuit digital. Gerbang ini merupakan gabungan dari gerbang AND dan NOT, dengan beberapa masukan dan satu keluaran.
Operasi AND dilakukan terlebih dahulu, diikuti oleh operasi NOT. Jika kedua masukan bernilai tinggi (1), keluaran bernilai rendah (0); jika setidaknya salah satu masukan bernilai rendah (0), keluaran bernilai tinggi (1).
Simbol logika dan tabel kebenaran gerbang NAND adalah sebagai berikut:
| Input | Output | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Gerbang NOR
Gerbang NOR merupakan elemen dasar dalam rangkaian logika digital, yang merealisasikan fungsi logika OR. Gerbang ini memiliki beberapa masukan, 1 keluaran, dan gerbang NOR multi-masukan dapat disusun dari gerbang NOR 2-masukan dan inverter.
Outputnya tinggi (logika 1) jika kedua input A dan B rendah (logika 0). Jika salah satu input tinggi (logika 1), outputnya rendah (logika 0).
Rumus matematis hubungan logikanya adalah: Y=A+B, simbol logika dan tabel kebenaran gerbang NOR ditunjukkan pada tabel di bawah ini.
| Input | Output | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
Gerbang XOR
Gerbang XOR adalah gerbang logika yang mengimplementasikan operasi logika XOR dalam logika digital. Gerbang ini memiliki beberapa masukan dan satu keluaran, dan gerbang XOR multi-masukan dapat disusun dari gerbang-gerbang XOR dua-masukan.
Jika level kedua masukan berbeda, keluaran adalah level tinggi 1; jika level kedua masukan sama, keluaran adalah level rendah 0. Artinya, jika kedua masukan berbeda, gerbang XOR mengeluarkan level tinggi 1.
Ekspresi logika gerbang XOR: Y=A⊕B=A•B'+A'•B, simbol logika dan tabel kebenaran gerbang XOR adalah sebagai berikut:
| Input | Output | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Gerbang XNOR
Gerbang XNOR, yang juga disebut gerbang kesetaraan, merupakan unit dasar dari rangkaian logika digital. Gerbang ini dibentuk dengan menambahkan gerbang NOT pada keluaran gerbang XOR, dan memiliki 2 terminal masukan serta 1 terminal keluaran.
Jika hanya satu dari dua masukan yang bernilai rendah (logika 0), keluaran akan bernilai rendah. Jika level pada kedua masukan sama, keluaran akan bernilai tinggi (logika 1).
Ekspresi logika: F=A⊙B=A•B+A'•B'=(AB)', simbol logika dan tabel kebenaran gerbang XNOR adalah sebagai berikut:
| Input | Output | |
|---|---|---|
| A | B | Y |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
