GERBANG LOGIKA (Pengertian, Jenis, Simbol, dan Tabel Kebenaran) - Gerbang-gerbang logika atau dapat juga dinamai rangkaian pintu (gate circuits). Gerbang logika ini banyak sekali penerapannya di dunia industri terutama yang digunakan dalam pengaturan-pengaturan proses serta dapat ditemui dalam piranti-piranti digital seperti computer dan lain-lain.
Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan Komponen-komponen Elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal. Terdapat beberapa jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, diantaranya Gerbang AND, Gerbang OR, Gerbang NOT, Gerbang NAND, Gerbang NOR, Gerbang X-OR (Exclusive OR)
Dalam rangkaian logika, terdapat dua jenis bilangan yang lazim digunakan yaitu 1 dan 0, bilangan 1 (satu) mewakili taraf tegangan tinggi yaitu tegangan antara 2 V hingga 5 Volt. Sedangkan bilangan 0 (nol) mewakili taraf tegangan rendah yaitu tegangan dibawah 2 Volt.
Bilangan-bilangan itu sering di anggap sebagai perumpamaan 2 kondisi saklar-saklar yang sedang membuka atau menutup. Bilangan 1 dianggap sebagai saklar menutup sedangkan 0 sebagai saklar yang sedang membuka.
Dalam rangkaian digital/rangkaian biner, sinyal-sinyalnya dinyatakan dengan digit biner, sebagai berikut :
- Sinyal yang bertegangan lebih positif dinyatakan digit 1.
- Sinyal yang bertegangan kurang positif dinyatakan digit 0.
Untuk menyatakan rangkaian biner yang benar, digunakan simbol-simbol logika (gerbang-gerbang logika), dimana setiap gerbang logika menyatakan suatu rangkaian logika tertentu.
Baca Juga : Sistem Bilangan Biner, Oktal, Desiamal, dan Hexadesimal
Gerbang – Gerbang Dasar Logika
1. Gerbang AND
Gerbang AND adalah salah satu gerbang dasar logika yang memiliki minimum dua sinyal masukan (input) serta satu sinyal keluaran (output). Gerbang ini akan bekerja (mengeluarkan output tinggi, Q = 1) apabila semua inputnya bernilai 1. Dan akan bernilai output rendah, Q = 0 apabila salah satu atau semua inputnya bernilai rendah ( 0 ).
Gerbang Logika AND pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7408.
Symbol untuk gerbang ini seperti gambar dibawah :
Gambar Simbol Gerbang AND
Q akan bernilai tinggi atau 1 apabila kedua input A dan B juga bernilai 1, dan akan bernilai rendah atau 0 apabila salah satu atau A dan B bernilai 0.
Fungsi gerbang diatas dapat kita misalkan seperti rangkaian saklar dibawah ini :
Rangkaian Ekivalen Gerbang AND / Rangkaian Seri.
Gambar Rangkaian Eqivalen Gerbang AND
Lampu akan menyala apabila saklar A dan B tertutup. Sehingga dari gambar di atas dapat diambil persamaan fungsi sebagai berikut :
Q = A . BSedangkan untuk tabel kebenaran gerbang AND dapat dibuat seperti berikut :
Tabel Kebenaran Gerbang AND
Untuk menguji gerbang AND, digunakan IC 7408. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Struktur IC 7408
2. Gerbang OR
Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah. Gerbang Logika OR pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7432. Beda dengan gerbang AND, gerbang OR ini akan memiliki nilai keluaran tinggi atau 1, apabila salah satu atau semua inputnya bernilai 1.
Simbol Gerbang OR
Output kuluaran Q akan tinggi ( 1 ) apabila ada salah satu input A atau B atau kedua-duanya memiliki input tinggi. Fungsi gerbang diatas dapat kita ibaratkan menjadi rangkaian saklar-saklar seperti dibawah :
Rangkaian Ekivalen Gerbang OR
Rangkaian Ekivalen Gerbang OR
Dari rangkaian diatas dapat terlihat bahwa lampu akan menyala apabila salahsatu saklar A atau B tertutup atau kedua-duanya.
Sehingga dari gambar diatas dapat diambil persamaan seperti berikut:
Q = A + BDan untuk tabel persamaannya akan seperti berikut ini :
Tabel Kebenaran Gerbang OR
Dari tabel diatas dapat diketahui Q akan bernilai 1 apabila A atau B atau kedua-duanya bernilai 1.
Untuk menguji gerbang OR, dugunakan IC 7432. Dimana struktur dari IC ini adalah :
Struktur IC 7432
3. Gerbang NOT
Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluarannya selalu berlawanan dengan keadaan masukan. Gerbang Logika INV pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7404. Gerbang ini memiliki sifat output yang kebalikan dari inputnya. Output = invers (kebalikan) dari input. Sehingga apabila inputnya tinggi maka outputnya akan memiliki taraf tegangan rendah dan sebaliknya.
Symbol untuk gerbang ini adalah :
Simbol Gerbang NOT
Output keluaran gerbang ini akan merupakan kebalikan dari inputnya. Sehingga persamaannya kan seperti ini :
Sedangkan untuk tabel kebenarannya adalah :
Tabel Kebenaran Gerbang NOT
4. Gerbang NAND
Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi, atau gerbang ini merupakan kombinasi dari gerbang AND dan gerbang NOT, sehingga gerbang ini memiliki sifat keluaran yang sama dengan sifat keluaran gerbang AND namun dibalikan (di-invers). Gerbang Logika NAND pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7400.
Symbol dari gerbang NAND adalah :
Simbol Gerbang NAND
Untuk persamaannya kita dapat ambil dari persamaan gerbang AND tapi di-invers, sehingga tampil seperti berikut :
Tabel Kebenaran Gebang NAND
Dari tabel kebenaran diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa Output gerbang NAND akan tinggi ( 1 ) apabila semua inputnya rendah ( 0 ). Dan merupakan kebalikan dari gerbang AND.
Untuk menguji gerbang NAND, digunakan IC 7400. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Struktur IC 7400
5. Gerbang NOR
Gerbang ini merupakan gerbang kombinasi antara gerbang OR dengan gerbang NOT. Sifat dari gerbang ini memiliki sinyal keluaran yang terbalik dengan gerbang OR, atau dengan kata lain OR yang di-invers. Symbol untuk gerbang ini seperti berikut :
Simbol Gerbang NOR
Untuk persamaannya dapat diambil dari persamaan gerbang OR yang di-inverskan :
Sedangkan untuk tabel kebenarannya seperti berikut ini :
Tabel Kebenaran Gebang NOR
Untuk menguji gerbang NOR, digunakan IC 7402. Dimana struktur dari IC ini adalah:
Struktur IC 7402
Gerbang EX-OR (Exlusive-OR) merupakan rangkaian logika khusus yang sering digunakan dalam sistem digital, diantaranya sebagai rangkaian pembanding (comparator) rangkaian penguji paritas (parity cheker) dll. Sebenarnya rangkaian logika EX-OR telah memiliki simbol tersendiri seperti ditunjukkanpada gambar 1 dibawah ini :
Gambar Simbol Exlusive-OR
Gambar Rangkaian Gerbang EX-OR
Sehingga tabel kebenaran dari gerbang EX-OR dapat dituliskan seperti pada Tabel dibawah ini :
Tabel Kebenaran Gerbang EX-OR
Sebuah gerbang EX-OR hanya memiliki dua buah saluran masukan, tidak ada gerbang EX-OR yang memiliki saluran masuk lebih dari dua buah. Keluaran gerbang EX-OR yang memiliki saluran masukan lebih dari dua buah. Keluaran gerbang EX-OR tergantung dari kombinasi logika pada kedua saluran masukan dimana keluaran :
Suatu cara penulisan yang lebih singkat kadang-kadang persamaan fungsi keluarannya dituliskan X = A ? B (dibaca X = A EX-OR B) dimana simbol ? menunjukkan operasi gerbang EXOR.
Terdapat banyak cara yang dapat digunakan untuk membangun sebuah gerbang EX-OR dengan menggunakan gerbang-gerbang logika dasar atau gerbang kombinasi. Namun bagaimanapun dalam melakukan percobaan ataupun teknik rancang bangun, tentunya harus kita pikirkan faktor ekonomisnya. Sebuah rangkaian terintegrasi (IC) TTL dengan tipe 7486 merupakan chip IC yang terdiri dari 4 buah gerbang EX-OR. Susunan pena IC7486 ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :
Gambar EX-OR Susunan pin IC 7486
Dalam elektronika digital kita mengenal berbagi macam gerbang logika dasar, ada tujuh fungsi gerbang dasar logika dan gerbang kombinasional yaitu AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, dan XNOR yang masing-masing memiliki karakteristik yang berbeda-beda.
Tetapi apakah Anda tahu bahwa setiap gerbang dasar tersebut dapat dibentuk atau dibangun hanya dengan menggunakan gerbang logika NAND, sehingga gerbang NAND disebut juga sebagai gerbang Universal.
Baca Juga : Pengertian Tegangan Dan Energi ListrikA. Gerbang NOT menggunakan Gerbang NAND
Untuk membangun gerbang NOT menggunakan gerbang NAND hanya dengan menggabungkan kaki input gerbang NAND seperti di ilustrasikan pada gambar berikut.
B. Gerbang AND menggunakan Gerbang NAND
Gerbang AND yang dibangun menggunakan gerbang logika NAND diperlihatkan pada gambar berikut ini.
C. Gerbang OR menggunakan Gerbang NAND
Gerbang OR dibangun menggunakan 3 (tiga) gerbang logika NAND seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.
D. Gerbang NOR menggunakan Gerbang NAND
Gerbang NOR dibangun menggunakan 4 (empat) gerbang logika NAND yang disusun seperti gerbang OR yang menggunakan gerbang NAND, hanya saja pada keluaran-nya ditambahkan lagi gerbang NAND untuk lebih jelas-nya perhatikan gambar berikut ini.
E. Gerbang XOR menggunakan Gerbang NAND
Gerbang XOR dapat dibangun menggunakan 4 (empat) gerbang logika NAND yang susunan-nya diperlihatkan gambar berikut ini.
F. Gerbang XNOR menggunakan Gerbang NAND
Gerbang XNOR dapat dibangun menggunakan gerbang logika NAND yang susunan-nya sama seperti pada susunan gerbang XOR, tetapi pada bagian keluaran-nya ditambahkan satu lagi gerbang NAND.
Baca Juga : Pengertian Arus Listrik
Sekian artikel mengenai Pengertian, Jenis, Simbol dan Tabel kebenaran gerbang gerbang logika. Jika ada pertanyaan silahkan tulis di kolom komentar di bawah. Semoga dapat bermanfaat dan terima kasih sudah berkunjung.
Silahkan tulis jika ada pertanyaan, kritik maupun saran dan jangan sungkan-sungkan