Gerbang Logika dan Tabel Kebenaran dan Contoh Rangkaian Transistor
Gerbang logika (Logic Gate) adalah perangkat ideal atau fisik yang mengimplementasikan fungsi Boolean.
Dalam suatu rangkaian, gerbang logika akan membuat keputusan berdasarkan kombinasi sinyal digital yang berasal dari inputnya.
Kebanyakan gerbang logika memiliki dua input biner dan satu output biner, walaupun ada juga yang satu input biner dan satu output biner.
Gerbang logika biasanya digunakan dalam sirkuit terpadu atau Integrated Circuits (IC).
Artinya, gerbang logika saat ini sudah memiliki peranan yang sangat penting dalam kemajuan teknologi, karena IC sendiri sudah banyak digunakan di peralatan elektronika, seperti smartphone, komputer, memori, dan masih banyak lagi.
Gerbang logika didasarkan pada aljabar Boolean. Jadi, pada saat tertentu setiap terminal berada dalam salah satu dari dua kondisi biner, yaitu salah atau benar.
Apabila salah maka akan diwakili 0, sedangkan jika benar akan diwakili 1, tergantung pada jenis gerbang logika yang digunakan dan kombinasi input, output biner akan berbeda.
Gerbang logika dapat dianggap seperti saklar lampu, di mana ketika 1 (benar) maka lampu menyala, sedangkan ketika 0 (salah) maka lampu padam.
 |
| (Tabel kebenaran gerbang logika) |
Gerbang logika dasar utamanya terdiri dari tujuh, yaitu AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR, dan XNOR.
Untuk memahami gerbang logika dasar tersebut lebih dalam lagi, pada artikel ini akan dibahas secara lengkap hal-hal penting dari setiap gerbang, seperti simbol, tabel kebenaran gerbang logika, boolean expression, dan juga contoh sirkuit transistor.
Oke, tanpa berlama-lama lagi, berikut adalah penjelasan dari setiap gerbang logika.
Buffer
Sebelum membahas ketujuh gerbang logika dasar, ada baiknya pahami Buffer ini terlebih dahulu.
Buffer ini memiliki tabel kebenaran, apabila input (A) 1 maka output (Y) juga 1. Begitu juga sebaliknya, apabila input (A) 0 maka output (Y) akan 0. Dengan demikian, aljabar Boolean pada Buffer adalah Y=A.
Kemudian, jika diaplikasikan pada sirkuit maka hanya seperti rangkaian satu transistor biasa (di sini menggunakan transistor NPN). Di mana jika basis diberi arus (1) maka lampu akan menyala, sedangkan bila tidak ada arus yang mengalir pada basis (0) maka lampu padam.
Fungsi setiap kaki/elektroda transistor:
- Emitter/emitor (E) berfungsi untuk memancarkan/menyebarkan elektron.
- Base/basis (B) berfungsi untuk mengendalikan/mengatur elektron.
- Collector/kolektor (C) berfungsi untuk mengumpulkan/mengeluarkan elektron.
Gerbang Logika NOT (NOT Gate)
Gerbang NOT adalah kebalikan dari Buffer. Di mana tabel kebenaran gerbang NOT ketika input (A) 0 maka output (Y) 1, sedangkan kebalikannya jika input (A) 1 maka output (Y) 0.
Apabila diterapkan pada transistor seperti gambar di atas, jika basis tidak diberi arus maka transistor tidak bekerja sehingga lampu akan menyala.
Kemudian, ketika basis transistor diberi arus maka arus listrik akan cenderung mengalir melewati transistor, dan membuat lampu akan tidak menyala.
Gerbang Logika AND (AND Gate)
Gerbang AND adalah gerbang yang outputnya akan 1 (benar/menyala) jika kedua inputnya 1. Jadi, jika inputnya ada yang 0 maka outputnya juga pasti 0 juga.
Gerbang AND dapat dicontohkan seperti dua buah transistor yang dirangkai secara seri.
Ketika ada salah satu basis tidak diberi arus (0), maka ada transistor yang tidak beroperasi sehingga aliran arus tidak lengkap, dan lampu tidak akan menyala. Dengan kata lain, kedua basis transistor harus diberi arus (1) supaya aliran listrik terjadi, dan lampu menyala.
Gerbang Logika NAND (NAND Gate)
Gerbang NAND adalah kebalikannya dari gerbang AND, karena NAND merupakan NOT-AND. Ini bisa dilihat dari tabel kebenarannya, di mana jika kedua inputnya 1 (benar/menyala) maka outputnya malah 0 (salah/padam), tetapi jika kedua inputnya 0 atau salah satunya 0 maka outputnya menjadi 1.
Pada sirkuit di atas apabila ada salah satu basis dari kedua transistor tidak mendapatkan arus maka arus akan mengalir ke lampu sehingga menyala.
Namun, jika kedua basis transistor mendapat arus maka arus akan cenderung melewati transistor, dan lampu tidak akan dilewati arus (padam).
Gerbang Logika OR (OR Gate)
Gerbang OR adalah gerbang yang output tabel kebenarannya akan menjadi 1 jika salah satu atau kedua inputnya 1. Jadi, jika kedua inputnya 0 maka outputnya akan 0.
Gerbang OR dapat diilustrasikan seperti dua transistor yang dirangkai secara paralel. Ketika salah satu atau kedua basis diberi arus maka arus dapat mengalir sehingga lampu akan menyala.
Namun, jika kedua basis transistor tidak diberi arus maka kedua transistor tidak akan beroperasi, dan lampu tidak akan menyala (off).
Gerbang Logika NOR (NOR Gate)
Gerbang NOR adalah kebalikan dari gerbang OR karena NOR merupakan kepanjangan dari NOT-OR.
Jadi, pada gerbang NOR output akan 1 jika kedua inputnya 0. Dengan kata lain, jika salah satu atau kedua inputnya 1 maka outputnya akan 0.
Seperti pada gambar sirkuit transistor di atas, jika setiap basis dari kedua transistor tidak diberi arus maka arus akan mengalir ke lampu (menyala).
Namun, jika salah satu atau kedua basis transistor diberi arus maka arus akan cenderung mengalir ke transistor, dan lampu akan padam.
Gerbang Logika EX-OR (EX-OR Gate)
Gerbang EX-OR adalah gerbang yang outputnya akan 0 jika kedua inputnya sama, 0-0 atau 1-1. Namun, outputnya akan bernilai 1 jika inputnya berbeda, 0-1 atau 1-0.
Jika melihat pada gambar sirkuit di atas, ketika A dan B tidak diberi arus maka rangkaian tidak akan beroperasi sehingga lampu padam, dan ketika A dan B diberi arus maka arus akan cenderung melewati dua transistor (sebelah kiri) lalu ke ground sehingga lampu juga akan padam.
Namun, jika salah satu A atau B diberi arus maka arus akan dapat mengalir ke salah satu transistor (sebelah kanan) kemudian ke lampu (menyala).
Gerbang Logika EX-NOR (EX-NOR Gate)
Gerbang EX-NOR adalah kebalikan dari gerbang EX-OR. Di mana pada gerbang EX-NOR outputnya akan 1 jika inputnya sama, 1-1 atau 0-0. Namun, outputnya akan 0 jika inputnya berbeda, 1-0 atau 0-1.
Jika mengamati sirkuit pada gambar di atas, ketika input A dan B tidak diberi arus maka arus akan mengalir melalui satu transistor paling kanan, kemudian ke lampu (menyala).
Juga pada saat input A dan B diberi arus maka arus melalui dua transistor yang ada di tengah, kemudian ke lampu (menyala).
Namun, jika salah satu saja input A atau B yang diberi arus maka arus akan cenderung mengalir ke satu transistor (paling kiri) kemudian ke ground sehingga lampu tidak menyala.
