Digital Integrated Circuits: AND Gate, OR Gate, The
Inverter, The NOR Gate, The NAND Gate
Puteri Nofianti Pratama – 1906374875 Rifqi Anshari Rasyid - 1906376975
Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia
Depok, Jawa Barat 16436
puteri.nofianti@ui.ac.id
Integrated Circuit atau yang biasa disebut dengan IC merupakan komponen aktif yang terdiri dari gabungan ribuan
transistor, diode, serta kapasitor yang diintegrasikan menjadi suatu rangkaian elektronika yang ada dalam
kemasan yang kecil. Bahan yang digunakan untuk membuat IC adalah semikonduktor berupa silicon.Integrated
circuit dalam bahasa Indonesia memiliki makna sirkuit terpadu.Dalam percobaan praktikum kali ini, beberapa
tujuan yang ingin dicapai antara lain: dapat mengetahui karakteristik dan simbol dari AND Gate dan OR Gate;
dapat menentukan secara eksperimental tabel kebenaran dari kombinasi AND Gate dan OR Gate; dapat
menentukan secara eksperimental tabel kebenaran untuk NOR Gate; dapat menggunakan logika NOR untuk
mengontruksi logika inverter; dapat menggunakan logika NOR untuk mengontruksi NAND Gate; dan
menentukan tabel kebenerannya.
PENDAHULUAN
TEORI DASAR
Integrated Circuit atau yang biasa disebut dengan IC
merupakan komponen aktif yang terdiri dari gabungan
ribuan transistor, diode, serta kapasitor yang
diintegrasikan menjadi suatu rangkaian elektronika
yang ada dalam kemasan yang kecil.
Pada percobaan sebelumnya, anda telah menggunakan
IC linier. Pada percobaan selanjutnya, anda akan
mempelajari IC digital. IC digital merupakan
rangkaian logika, blok pembangun dari komputer
digital dan kalkulator. Rangkaian dasar digital cukup
sederhana dan akan berfungsi sebagai pendahuluan IC
digital.
Sebelum ditemukan IC, peralatan Elektronik pada
umumnya menggunakan tabung yang bersifat vakum
yang berguna sebagai komponen utamanya, kemudian
digantiknamun demikian, untuk dpat merangkai
komponen elektronika yang kompleks, diperlukan
komponen transistor yang berjumlah banyak, alhasil
ukuran perangkat yang dihasilkan juga besar sehingga
kurang cocok untuk dapat dibawa berpergian.
Apabila teknologi IC tidak terciptakan, dimungkinkan
saat ini kita masih belum dapat menikmati peralatan
elektronika seperti handphone, laptop, digital camera,
dan semua peralatan elektronika yang memiliki
bentuk fisik yang kecil sehingga dapat dibawa
kemana-mana dengan sangat praktis.
Oleh
karena
beberapa
penyebab
yang
melatarbelakangi penggunaan IC tersebut, maka
modul ini penting untuk dipelajari lebih lanjut.
Beberapa tujuan yang ingin dicapai dalam
mempelajari modul ini, antara lain: dapat menentukan
secara eksperimental tabel kebenaran dari kombinasi
AND Gate dan OR Gate; dapat menentukan secara
eksperimental tabel kebenaran untuk NOR Gate;
dapat menggunakan logika NOR untuk mengontruksi
logika inverter; dapat menggunakan logika NOR
untuk mengontruksi NAND Gate; dan menentukan
tabel kebenerannya.
Rangkaian Logika
Dalam rangkaian digital, gate adalah rangkaian logika
dengan satu keluaran dan satu masukan atau lebih;
sinyal keluaran berlaku untuk kombinasi sinyal
masukan tertentu. Dalam percobaan ini kita
menganlisa AND Gate dan OR Gate.
Rangkaian Logika dapat menjadi salah satu dari dua
keadaan , misalnya nyala atau mati, tinggi atau
rendah, termagnetisasi atau tidak termagnetisasi, dan
lain-lain. Sebuah tombol saklar merupakan contoh
sederhana dari perangkat dengan dua keadaan.
AND Gate
Gambar 1.1 menunjukkan rangkaian dioda dengan
input saklar dan hambatan beban 100KΩ. Tegangan
yang diberikan adalah +5 V. Ketika saklar berada
pada posisi ground, dioda mengalami bias maju dan
perkiraan 0.7 V muncul di sepanjang dioda. Oleh
karena itu, tegangan output rendah ketika inputnya
rendah.
all-or-nothing gate. Artinya, semua input harus tinggi
agar mendapatkan output yang tinggi. Jika masukan
apapun rendah, maka outputnya akan rendah.
Transistor, MOSFET, dan perangkat lainnya dapat
digunakan dalam konstruksi dari AND gate. Gambar
1.2 (b) menunjukkan simbol skematik untuk AND
gate 2- input. Gambar 1.2 (c) menunjukkan simbol
skematik untuk AND gate 3-input, sementara, gambar
1.2 (d) menunjukkan simbol skematik untuk AND
gate 4-input. Untuk AND gate ini, aksi dapat
dirangkum seperti berikut: semua input harus tinggi
untuk mendapatkan output yang tinggi.
Ekspresi X = A * B dapat dibaca sebagai ” X sama
dengan A dan B ” . Tanda perkalian tersebut sering
kali dihilangkan seperti pada aljabar biasa, sehingga
ekspresi tersebut menjadi X = AB. Operasi AND
adalah sama sebagai perkalian biasa, dimana
variabelvariabelnya dapat berupa salah satu 0 atau 1.
Operasi AND menghasilkan 1 jika semua variabel
input adalah 1. Output akan 0 jika salah satu input
atau semua input-nya adalah 0.
Truth Table untuk AND-Gate dua Input
Gambar 1.1 AND gate. (a) Diode circuit; (b) 2-input;
(c) 3-input; (d) 4-input.
Di lain sisi , ketika saklar berada di +5 V, tegangan di
sepanjang kombinasi diode–resitor adalah 0. Hasilnya,
dioda tidak dapat berkonduksi. Karena tidak ada arus
pada resistor beban, outputnya ditarik ke sumber
tegangan. Dengan kata lain, outputnya bernilai tinggi
(+5 V) ketika inputnya juga tinggi.
Sekarang lihat pada kedua input AND gate di gambar
1.2(a). ketika kedua saklar berada pada posisi ground,
kedua dioda akan berkonduksi dan outputnya menjadi
rendah. Jika S1 dialihkan ke +5 V dan S2 tetap pada
posisi ground, maka outputnya tetap rendah karena
D2 karena D2 tetap berkonduksi. Sebaliknya, jika S1
berada di posisi ground dan S2 di +5 V, dioda D1
tetap berkonduksi dan outpunya tetap rendah.
Satu satunya cara untuk mendapatkan tegangan output
yang tinggi ialah semua input AND Gate harus
memiliki tegangan input yang tinggi. Saat S1 dan S2
saling terhubung pada 5V, kedua dioda tidak
terhubung. Pada kasus ini tegangan output tertarik ke
arah tegangan sumber karena tidak ada arus yang
cukup untuk melewati resistor beban. Dengan
menambah beberapa dioda dan saklar kita bisa
mendapat 3-input AND gate, 4-input AND gate dan
lain-lain. Bergantung banyaknya input yang dimiliki
AND gate operasi akan sama karena itu merupakan
Secara umum aksi dari rangkian logika diringkas
dalam bentuk tabel kebenaran. Tabel tersebut
menunjukan keluaran dari kombinasi sinyal input.
Tabel 1.1 menunjukan table kebenaran untuk AND
gate 2-input.
Bilangan biner memiliki “dua” arti. Komputer
menggunakan sistem bilangan biner. Daripada
memiliki digit dari 0-9, sistem bilangan biner hanya
memiliki digit bilangan 0 dan 1. Hal ini lebih cocok
untuk elektronika digital dimana sinyalnya rendah
atau tinggi, saklar terbuka atau tertutup, cahaya mati
atau menyala, dan lain-lain. Dalam eksperimen, kita
akan menggunakan logika positif; ini berarti biner 0
mewakili keadaan rendah dan biner 1 mewakili
keadaan tinggi. Dengan itu, tabel 1.2 merupakan tabel
kebenaran dari AND gate 2-input seperti yang
biasanya ditunjukkan. Hal ini memberikan informasi
yang sama seperti tabel 1.1, dengan ekspetasi hal itu
menggunakan kode biner dimana 0 adalah rendah dan
1 adalah tinggi.
Tabel 1.1 Two-input AND Gate
Tabel 1.2 Two-input AND Gate
OR Gate dan Truth Table
Gambar 1.3 (a) menunjukkan OR gate 2-input. Saat
kedua saklar berada pada posisi ground, kedua dioda
tidak berkonduksi, dan outputnya rendah. Jika kedua
saklar diatur +5 V, kemudian diodanya berkonduksi
dan outpunya mendekati +4.3V. Pada faktanya, kedua
saklar dapat berada pada +5 V dan outputnya akan
berada di sekitar +4.3 (kedua dioda dalam keadaan
pararel).
Oleh karena itu, jika salah satu input bernilai tinggi,
atau kedua input bernilai tinggi, outputnya akan
bernilai tinggi. Tabel 1.3 meringkas operasi dari OR
gate 2-input dalam hal bilangan berbasis 0 dan 1.
Seperti yang anda lihat, jika kedua input bernilai
rendah, outputnya bernilai rendah jika salah satu input
bernilai tinggi, outputnya bernilai tinggi. Jika kedua
input bernilai tinggi, outputnya bernilai tinggi.
Tabel 1.3. Two-input OR gate
Berbeda dengan AND gate dimana semua input harus
bernilai tinggi untuk mendapatkan output bernilai
tinggi, OR gate dapat mempunyai output bernilai
tinggi jika salah satu inputnya bernilai tinggi. Gambar
1.3 (b) menunjukan symbol untuk OR gate 2-input.
Dengan menambahkan dioda pada gate kita dapat
menghasilkan OR gate 3-input, OR gate 4-input, dan
lain-lain. Gambar 1.3 (c) dan (d) menunjukan symbol
skematik untuk OR gate 3-input dan 4-input dari
berbagai desain.
Ekspresi X = A + B dapat dibaca sebagai ” X sama
dengan A plus B ” atau ” X sama dengan A atau B ”.
Tanda + tidak menyatakan penjumlahan biasa, tetapi
menyatakan operasi OR, yang aturannya diberikan di
dalam tabel yang ditunjukkan pada gambar 3.2.
Operasi OR menghasilkan output 1 jika salah satu
input atau kedua-nya berlogika 1. Operasi OR
menghasilkan output 0 hanya jika semua input
berlogika 0.
Kombinasi AND-OR Gate
Kombinasi dari AND dan OR gate dapat digunakan
untuk menjalankan operasi logika kompleks pada
komputer. Gambar 1.4 merupakan contoh dari
mengkombinasi AND dan OR gate. Untuk
menganalisa rangkaian ini, perkirakan apa yang akan
terjadi untuk semua kemungkinan input dimulai
dengan semua rendah, satu rendah, dan lain-lain.
Sebagai contoh, jika semua input rendah, AND gate
akan mempunyai output rendah; karena itu, kedua
input OR gate rendah dan output akhir akan rendah.
Hal ini merupakan catatan pertama yang ditunjukan
pada tabel 1.4.
Selanjutnya perkirakan A rendah, B rendah, dan C
tinggi. OR gate akan mempunyai input tinggi; oleh
karena itu output akhir akan rendah. Hal ini
merupakan catatan kedua pada tabel 1.4. dengan
menganalisa kombinasi input yang tersisa, anda akan
mendapatkan catatan lain yang ditunjukan pada tabel
kebenaran. (anda harus menganalisa catatan yang
tersisa.)
Gambar 1.3. OR Gate. (a) Diode circuit; (b) 2-input;
(c) 3-input;(d) 4-input
Gambar 1.4. AND-OR Circuit
Tabel 1.4. AND-OR Circuit
digunakan untuk operasi AND. Oleh karena itu,
output dari AND gate dua input ditulis dengan
=
∗
Atau
Y = AB
Baca rumus ini sebagai Y sebanding dengan A AND
B.
IC Gate
Saat ini, kebanyakan rangkaian logika tersedia dalam
bentuk IC. Transistor-transistor Logic (TTL) tersedia
secara komersil pada 1964. Sejak itu, TTL menjadi
keluarga IC digital yang paling populer. Pada
eksperimen ini anda akan bekerja dengan
menggunakan TTL gate.
IC 7408, salah satu dari sekian banyaknya IC yang
tersedia di keluarga TTL. Seperti yang terlihat, paket
sejajar berganda ini berisi empat AND gates. Untuk
alasan ini, paket ini disebut quad two-input AND gate.
Perhatikan bahwa pin 14 adalah pin suplai.
Agar perangkat TTL dapat bekerja dengan baik,
tegangan suplai harus berada di +4.75 dan +5.25 V.
itulah mengapa +5 V mrerupakan jumlah nominal
tegangan suplai untuk semua TTL. Perhatikan juga
pin 7, ground biasa untuk cipnya.
Keempat AND gate ini independen satu sama lain.
Dengan kata lain, keempat gate tersebut dapat
terhubung satu sama lain atau dengan TTL IC lainnya
seperti quad twoinput OR gate (IC 7432) Sekali lagi,
yang harus diperhatikan adalah pin ke-14
dihubungkan dengan tegangan masukan dan pin ke-7
dengan ground.
Persamaan Boolean
Aljabar Boolean merupakan aljabar khusus yang
digunakan pada rangkaian logika. Pada aljabar
Boolean, setiap variabel hanya dapat memiliki satu
dari dua nilai; 0 atau 1. Perbedaan lainnya dari aljabar
Boolean adalah arti dari tanda tambah dan kali. Pada
aljabar Boolean, tanda ‘+’ menandakan operasi OR.
Misalnya, jika input dari OR gate adalah A dan B,
output Y diberikan oleh
=
+
Baca rumus ini sebagai Y sebanding dengan A OR B.
Demikian pula tanda ‘*’
Persamaan diatas dapat dikombinasikan untuk
menjabarkan berbagai rangkaian logika. Misalnya,
AND gate pada gambar 1.4 dapat diekspresikan dalam
bentuk aljabar Boolean sebagai AB. Outputnya akan
menyuplai satu input ke OR gate, dimana outputnya
(dan output akhir dari rangkaian) adalah
Y = AB + C
Persamaan Boolean
Aljabar Boolean merupakan aljabar khusus yang
digunakan pada rangkaian logika. Pada aljabar
Boolean, setiap variabel hanya dapat memiliki satu
dari dua nilai; 0 atau 1. Perbedaan lainnya dari aljabar
Boolean adalah arti dari tanda tambah dan kali. Pada
aljabar Boolean, tanda ‘+’ menandakan operasi OR.
Misalnya, jika input dari OR gate adalah A dan B,
output Y diberikan oleh
=
+
Baca rumus ini sebagai Y sebanding dengan A OR B.
Demikian pula tanda ‘*’digunakan untuk operasi
AND. Oleh karena itu, output dari AND gate dua
input ditulis
dengan
=
∗
Atau
Y = AB
Baca rumus ini sebagai Y sebanding dengan A AND
B.
Persamaan diatas dapat dikombinasikan untuk
menjabarkan berbagai rangkaian logika. Misalnya,
AND gate pada gambar 1.4 dapat diekspresikan dalam
bentuk aljabar Boolean sebagai AB. Outputnya akan
menyuplai satu input ke OR gate, dimana outputnya
(dan output akhir dari rangkaian) adalah
Y = AB + C
Aljabar boolean didasarkan pada pernyataan logika
bernilai benar atau salah. Aljabar boolean ini menjadi
alat yang sangat ampuh untuk merancang maupun
menganalisis rangkaian digital. Dalam aljabar
boolean, baik konstanta maupun nilai suatu variable
hanya diijinkan memiliki dua kemungkinan harga
(biner) yaitu 0 atau 1. Aljabar boolean dapat
digunakan sebagai salah satu cara untuk menganalisis
rangkaian logika dan menyatakan operasinya secara
matematik, terutama untuk mendapatkan konfigurasi
rangkaian yang paling sederhana.
Postulat (operasi dasar) dalam aljabar boolean :
1. Penjumlahan logika atau OR dengan simbol operasi
‘+’ (tanda plus).
2. Perkalian logika atau AND dengan simbol operasi
‘*’ (tanda Bintang) atau tanpa tanda sama sekali.
3. Komplementasi atau NOT (atau inversi) dengan
simbol operasi ‘−’ (garis di atas variabel.
Teorema dalam Aljabar Boolean :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
A.0=0
A.1=A
A.A=A
A.A=0
A+0=A
A+1=1
A+A=A
A+A=1
Gambar 1.5. (a) NOT or Inverter Circuit; (b) Logic
Symbol
Sebuah IC 7404 merupakan TTL dengan enam
inverter. Sama dengtgan 7408 dan 7432, pin 14
merupakan suplai dan pin 7 merupakan ground.
NOR dan NAND Gate
Logika NOT
Rangkaian NOT hanyalah sebuah inverter, seperti
yang ditunjukan pada gambar 1.5 (a) Sebuah
amplifier, dibiaskan ke cut o dimana outpu tn a
adala berbeda 1 0 dari fase inputnya. ketika 0 V
(logika rendah) atau tidak ada input yang digunakan,
transistor berada pada cut off dan outputnya berada
pada Vcc; artinya, itu adalah tinggi.
Ketika +5 V (+Vcc atau logika tinggi) yang ditrapkan
ke dasar, transistor yang jenuh membut tegangan
kolektor menjadi 0,1 V, logika rendah. skematik
simbol untuk rangkaian NOT atau INVERTER yang
ditunjukkan pada gambar 1.5(b).
Persamaan Boolean untuk karakteristik dari sebuah
inverter diberikan oleh
=
Bar di atas A menunjukkan NOT. Jadi, jika huruf A
menunjukkan level tinggi (1).
menunjukkan level
rendah, dan jika A = 0, = .
Tiga building-block rangkaian, AND, OR, dan NOT,
berfungsi sebagai dasar rangkaian logika lainnya.
NOR gate merupakan gabungan logika NOT dan OR.
Apa yang menjadi karakteristik rangkaian NOR
adalah bahwa input rendah dihasilkan ketika sinyal
tinggi di aplikasikan untuk memasukkan input A,
maupun untuk input B, maupun untuk input N, atau
untuk kombinasi input apapun.output tinggi
dihasilkan ketika semua input rendah. Jadi, keadaan
output untuk NOR-OR atau NOR merupakan invers
dari OR gate.
Gambar 1.6 merupakan simbol skematik untuk NOR
gate dengan dua input. Tabel kebenaran dari NOR
gate dua input ditunjukkan pada tabel 2.1, dan
persamaan Boolean untuk NOR gate.
Rangkaian yang mengkombinasi fungsi NOT dan
AND disebut dengan NAND gate. NAND gate dua
input ditunjukkan pada gambar 1.7, dan tabel
kebenarannya ditunjukkan pada tabel 1.6. Outputnya
akan seperti output yang akan diproduksi oleh
rangkaian NOT AND; maka disebut dengan istilah
‘NAND’. NAND gate merupakan AND gate dengan
output yang terbalik. Persamaan Boolean untuk NOR
gate.
Gambar 1.6. Two-input NOR-gate Logic Symbol
Table 1.5. Two NOR-Gate
Cip Logika TTL
Keadaan seni saat ini menggunakan logika IC TTL
dalam pembuatan NOT, NOR, dan NAND gate. IC
diberi nama “cip” sebenarn a karena komponen ini
diproduksi pada substrat berukuran kecil yang tampak
seperti cip dari material yang lebih besar. Pada
percobaan ini, anda akan menggunakan 7427, sebuah
IC logika positif TTL. Perangkat ini adalah tiga NOR
gate 3-input.
Gambar 1.8 merupakan tampilan atas dari 7427 yang
menunjukkan input dan output dari tiga gate. Yang
juga ditunjukkan adalah koneksi untuk +Vcc pada
terminal 14, dan koneksi untuk ground pada terminal
7. 7427 beroperasi dengan suplai +5 V.
Teorema De Morgan
Diinginkan untuk menyambungkan gate bersama
dalam jumlah sesedikit mungkin untuk menciptakan
hasil keluaran yang diinginkan mengingat kondisi
input tetap. Atau, mungkin perlu untuk memanfaatkan
satu jenis gerbang untuk menghasilkan beberapa
fungsi logika lainnya. Membeli satu jenis IC dalam
jumlah besar memiliki keuntungan mengurangi biaya
chip ini.
Tabel kebenaran untuk kedua menghasilkan hasil
sama dengan tabel 1.5. Ambil satu set input,
katakanlah, A = 0 dan B = 0, dan terapkan keduanya
pada kedua persamaan. persamaan NOR asli
mengatakan A + B terbalik. 0 + 0 menghasilkan nol.
Pembalikan ini menghasilkan hasil akhir dari 1.
Sekarang ungkapan yang terdistorsi, terbalik adalah
AND dengan B terbalik, dalam contoh ini, 0 terbalik
adalah 1, dan 1 AND 1 menghasilkan hasil 1.
perhatikan bahwa kedua persamaan menghasilkan
hasil yang sama untuk kondisi input yang sama.
TEORI TAMBAHAN
Elektronika digital berhubungan dengan tegangan
yang berada pada salah satu dari dua keadaan baik
tinggi ataupun rendah. Rangkaian digital disebut logic
circuit karena kombinasi tertentu dari input yang
menentukan outputnya. Pada positif logic, bilangan
biner 0 menunjukan tegangan rendah dan bilangan
biner 1 adalah tegangan tinggi. Rangkain Logic
sederhana yaitu 2 input OR gates dan 2 input AND
gates. Semua input harus tinggi guna mendapatkan
output yang tinggi pada AND gate. Sebuah OR gate
mempunyai output yang tinggi jika input nya tinggi.
Sebuah tabel kebenaran merupakan ringkasan singkat
dari semua kombinasi input output. TTL adalah
keluarga dari IC digital yang paling popular.
Rangkaian NOT adalah logic inverter, mengubah
bilangan biner 1 menjadi 0 atau 0 menjadi 1. NOR
gate adalah rangkaian OR yang output-nya terbalik.
Itu adalah NOT OR gate. NAND gate adalah
rangkaian AND yang output-nya terbalik. Table
kebenaran dari NAND gate merupakan AND gate,
dengan output terbalik.
ALAT DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN
Dua teori digunakan untuk mempermudah tujuan.
yang pertama, Aljabar Boolean, menggunakan aturan
berbasis operasi logika gate. Teorema De Morgan
kemudian dijelaskan di sini.
1. Tegangan DC
De Morgan menyatakan, secara sederhana, bahwa
kebalikan dari hubungan Boolean dinyatakan sebagai
hubungan baru yang berlawanan dengan nilai dan
fungsinya. Artinya, keadaan input terbalik (A ke )
dan fungsinya terbalik (OR ke AND dan AND ke
OR). Untuk menerapkan konsep ini, perkirakan
persamaan Boolean untuk NOR gate.
4. Resistor dan saklar
=
⋅
2. Multimeter Digital
3. IC: 7408, 7432, 7427, 7404, 7400
5. Logic Breadboard; Tiga saklar SPDT
PROSEDUR PERCOBAAN
AND Gate
1)
Teorema De Morgan menyatakan bahwa kedua
ungkapan ini identik; yaitu ;
+ =
⋅
2)
Membuat rangkaian seperti pada gambar 1.9.
Menghubungkan pin 14 ke sumber daya +5 V
dan pin 7 ke ground.
Laporan
Awal
Modul
1_Galih
Pangestu_KEL.17.pdf
OR Gate
1)
Menyusun rangkaian seperti pada gambar 1.10.
Mengukur dan mencatat output yang dihasilkan untuk
setiap kombinasi input sesuai dengan tabel di gambar
1.10.
Gambar 1.11. Combined AND-OR Experiment
Gabungan AND-OR Gate
Gambar 1.9. AND Gate Experiment
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Figure 1.10. OR Gate Experiment
Menyusun rangkaian seperti pada gambar 1.11.
Mengatur saklar untuk setiap input sesuai
dengan pada gambar 1.11. Mencatat output yang
dihasilkan dalam 0 atau 1.
Membuat rangkaian dengan 3 input dengan
kombinasi gerbang untuk mendapatkan hasil
output tinggi ketika semua input tinggi.
Menggambar rangkaian tersebut.
Membuktikan rangkaian dengan eksperimen.
Mencatat hasil dalam table kebenaran.
Menentukan ekspresi Boolean pada rangkaian.
Membuat rangkaian dengan 4 input OR Gate
dengan
berbagai
kombinasi
gerbang.
Mneggambar rangkaian tersebut.
Membuktikan rangkaian dengan eksperimen.
Mencatat hasil dalam table kebenaran.
Menentukan ekspresi Boolean pada rangkaian.
NOR Gate Logic
1)
2)
3)
Menyusun rangkaian seperti pada gambar 1.12
dan
melengkapi
table
kebenaran.
Mendokumentasikan setiap langkah.
Menyusun rangkaian seperti pada gambar 1.13
dan
melengkapi
table
kebenaran.
Mendokumentasikan setiap langkah.
Menyusun rangkaian seperti pada gambar 1.14
dan
melengkapi
table
kebenaran.
Mendokumentasikan setiap langkah.
HASIL
Tabel 1.6. Hasil Percobaan AND Gate
A
1
1
0
0
Gambar 1.12. Experimental Circuit 4 and Truth
Table 4
Y
1
0
0
0
Tabel 1.7. Hasil Percobaan OR Gate
A
1
1
0
0
7427 dengan IC 7410). Mendokumentasikan
setiap langkah.
NAND Gate Logic
1) Menghubungkan sirkuit yang ditunjukkan pada
gambar 1.12 dan lengkapi tabel kebenaran (ganti
7427 dengan 7410). Mengmbil gambar dari
setiap langkah.
2) Menghubungkan sirkuit yang ditunjukkan pada
gambar 1.13 dan lengkapi tabel kebenaran (ganti
7427 dengan 7410). Mengmbil gambar dari
setiap langkah.
3) Mengubungkan sirkuit yang ditunjukkan pada
gambar 1.14 dan lengkapi tabel kebenaran (ganti
7427 dengan 7410).
B
1
0
1
0
B
1
0
1
0
Y
1
1
1
0
Tabel 1.8. Hasil Percobaan AND-OR Gate
A
1
1
1
1
0
0
0
0
B
1
1
0
0
1
1
0
0
C
1
0
1
0
1
0
1
0
Output
1
1
1
0
1
0
1
0
Tabel 1.9. Hasil Percobaan NOR Gate
(a) Variasi 1
Gambar 1.13. Experimental Circuit 5 and Truth
Table5
A
1
1
1
1
0
0
0
0
B
1
1
0
0
1
1
0
0
C
1
0
1
0
1
0
1
0
Output
1
1
1
1
1
1
1
0
(b) Variasi 2
gure 1.14. Experimental Circuit 6 and Truth Table 6
A
B
Output
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
Pada percoaan kedua, Gerbang yang diuji adalah OR
gate. Pada percobaan ini, input diberikan pada sakelar
dalam rangkaian. Pada percobaan ini, output yang
dihasilkan akan rendah ketika kedua inputnya rendah,
selain ketentuan tersebut, maka output akan tinggi.
0
0
(c) Variasi 3
A
1
1
0
0
B
1
0
1
0
Output
0
0
0
1
Tabel 1.10. Hasil Percobaan NAND Gate
Y = AB + C
(a) Variasi 1
A
1
1
1
1
0
0
0
0
B
1
1
0
0
1
1
0
0
A
1
1
0
0
C
1
0
1
0
1
0
1
0
Output
1
1
1
1
1
1
1
1
(b) Variasi 1
B
Output
1
1
0
1
1
1
0
0
(c) Variasi 3
A
1
1
0
0
B
1
0
1
0
Pada percobaan ketiga, percobaan yang dilakukan
adalah kombinasi gerbang AND-OR. Pada percobaan
ini, praktikan memberikan 3 buah input. Untuk input
pertama dan kedua, rangkaian terhubung dengan AND
gate, dan untuk input ketiga, rangkaian terhubung
dengan OR gate. Percobaan ini dapat pula dituliskan
menggunakan persamaan Boolean berupa:
Output
0
0
0
1
Untuk variasi berikutnya, yaitu dengan membuat input
berupa AND-AND. Persamaan Boolean yang
dihasilkan adalah:
Y = A.B.C
Variasi berikutnya, yaitu dengan menggunakan input
AND-OR-OR. Persamaan Boolean yang dihasilkan
adalah:
Y = A.B + C + D
Percobaan berikutnya adalah NOR gate dengan 3
buah variasi rangkaian yang berbeda-beda. Untuk
variasi pertama, yaitu input berupa NOR-NOR-NOR.
Output dari rangkaian adalah ketika semua inputnya
rendah, maka akan menghasilkan output yang tinggi,
sesuai dengan persamaan Boolean:
Y = A+B+C
Untuk variasi berikutnya, yaitu 1 gerbang NOR
dengan 2 inverter, hasilnya indicator akan menyala
ketika kedua inputnya adalah high, seperti halnya
AND gate. Output dari rangkaian tersebut memenuhi
persamaan:
Y = A.B
Variasi berikutnya adalah dengan menggunakan
tambahan 1 buah inverter lagi pada bagian outputnya.
Persamaan Boolean yang dihasilkan adalah:
PEMBAHASAN
Percobaan pertama, gerbang yang diuji adalah AND
Gate. Dalam percobaan ini, diberikan input sebanyak
dua buah melalui saklar yang ada pada rangkaian.
Saat saklar tertutup, maka rangkaian akan terhubung
dengan tegangan 5V, sedangkan ketika saklar
tertutup, saklar terhubung dengan ground. Melalui
percobaan yang sudah dilakukan, dpat diketahui
bahwa AND gate menghasilkan output tinggi, ketika
semua inputnya tinggi.
Percobaan selanjutnya adalah dengan menggunakan
NAND gate. Pada variasi pertama, output yang
dihasilkan adalah rendah ketika inputnya tinggi.
Sedangkan untuk variasi lainnya, maka output yang
dihasilkan adalah rendah.
Untuk variasi kedua, yaitu 1 gerbang NAND dengan 2
inverter, outputnya memiliki cirri yang sama dengan
OR gate. Persamaan yang dihasilkan yaitu:
Y=A+B
Untuk variasi yang ketiga, yaitu dengan tambahan 1
buah inverter lagi pada bagian outputnya. Persamaan
Boolean yang dihasilkan pada variasi ini adalah:
Secara garis besar, analisis yang dapat dipetik dari
percobaan yang sudah dilakukan yaitu, untuk OR
gate, apabila semua input rendah, maka hasilnya akan
rendah, sedangkan untuk variasi lainnya akan
menghasilkan output tinggi. Pada gerbang AND,
ketika inputnya semua tinggi, maka hasil yang
diperoleh adalah tinggi. Kemudian untuk OR
prinsipnya berbalik dengan NOR, dan untuk NAND
prinsipnya berbalik dengan AND.
KESIMPULAN
Beberapa kesimpulan yang dapat diambil adalah
sebagai berikut: And gate memiliki nilai input yang
tinggi ketika semua inputnya bernilai tinggi, OR gate
memiliki input rendah ketika semua inputnya rendah.
Sirkuit logika yang lebih rumit dpat dibuat dengan
cara menggabungkan dua atau lebih jenis logic gate
yang ada. Dalam persamaan Boolean, AND gate
disimbolkan dengan tanda bintang (*), sedangkan OR
gate dengan tanda tambah (+). NOR dan NAND
adalah hasil dari kombinasi AND-OR gate yang
menghasilkan output kebalikan dengan output yang
seharusnya. Untuk dapat menggambarkan hasil
hubungan antara input dan output, dapat
menggunakan persamaan Boolean.
Referensi
All about Circuit. 2018. CMOS Gate Circuit. URL :
https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt3/cmos-gate-circuitry/. Diakses 14 Maret 2021.
Elcoprus. 2017. Linear and Non-Linear Circuit. URL:
https://www.elprocus.com/linear-and-non-linear-circuit-withdifferences/. Diakses 13 Maret 2021.
Geeksforgeeks. 2019. Digital Electronic Logic Design.
URL: https://www.geeksforgeeks.org/digital-electronicslogic- design-tutorials/. Diakses 14 Maret 2020
Javapoint. 2018. Digital Electronics. URL:
https://www.javatpoint.com/digital-electronics. Diakses
13 Maret 2020. Diakses 14 Maret 2021.
Kleitz,W. 2012. Digital Electronic with VHDL. State
University
of
New
York.
LAMPIRAN
SELF-TEST
1. Apakah rangkaian digital sama dengan rangkaian linear?
= Tidak
2. Dalam AND gate 3-input semua input arus…..untuk mendapatkan output ….
= Tinggi , Tinggi
3. Dalam OR gate 4-input setidakn a…..input arus tinggi untuk mendapatkan output ….
= Salah Satu, Tinggi
4. Dengan logika positi , binari 0 mewakili keadaan .… dan biner 1 mewakili keadaan ….
= Rendah, Tinggi
5. …. merupakan keluarga yang paling terkenal dari IC digital, kedua contohnya antara lain 7408 dan 7432. Yang
pertama adala ….. gerbang AND 2 input dan yang kedua adalah quad two-input OR gate.
= TTL, quad two-input AND Gate
6. Tegangan suplai untuk TTL adala …
= Antara +4.75 V & +5.25 V
7. Jika setiap input dari NAND gate 3-input tinggi, maka outputnya adala ….
= Rendah
. Persamaan 1 + 0 mewakili …., sala satu inputn a adala …. , dan yang lainn a ….
= OR gate, tinggi, rendah
9. Biner 1 berubah menjadi biner 0 ole sebua rangkaian ang disebut …. atau rangkaian…..
= NOT, Inverter
10. Rangkaian yang memiliki logika terbalik terhadap logika AND disebut gate….
= NAND
11. Rangkaian yang memiliki logika yang merupakan kebalikan dari logika OR disebut gate….
= NOR
12. Apa persamaan alternatif De Morgan untuk NAND gate?
∗ = + =
+
QUESTION
1)
Dengan menggunakan gerbang logika pada saat percobaan, identifikasi level tegangan untuk dua keadaan
logika pada output.
Level tegangan pada output ada dua keadaan, yaitu HIGH (1) / LOW (0). Di CMOS pada keadaan tinggi nilai
tegangan ada diantara 3,5 – 5 V dan pada keadaan rendah nilai tegangan berada < 1,5V. Pada TTL, pada saat
keadaan tinggi nilai tegangan ada diantara 2 – 5V sedangkan dalam keadaan rendah nilai tegangan ada diantara
0 – 0,8V.
2)
Untuk gelombang logika , dapatkah input yang tidak digunakan tetap dalam keadaan mengambang (terbuka)?
Jelaskan jawaban dengan menggunakan karakteristik gerbang logika sebagai informasi pendukung.
Floating ialah suatu keadaan dimana sinyal yang dijalankan tidak ada sama sekali, hal tersebut bisa terjadi
karena pada gerbang logika terdapat satu atau dua input yang tidak terhubung. Keaadaan ini berarti gerbang
logika berada dalam keadaan yang tak tentu, bisa dalam keadaan tinggi, rendah atau diantara tinggi dn rendah.
Tetapi pada kasus ini input masih dapat digunakan, tetapi output yang dihasilkan tidak dapat dipastikan
kebenarannya.
3) Berapa banyak gerbang yang dapat dikendalikan dari keluaran gerbang logika yang ada dalam percobaan ?
Bandingkan dengan logic family lainnya ( TTL, CMOS,dll)
- Gerbang-gerbang logika dasar seperti gerbang AND, OR, NAND, NOR, dan NOT memiliki satu output
dari satu input atau lebih.
- Gerbang logika untuk IC tipe TTL ditandai dengan kode 74 (seri 74xx, 741xx, 742xx, 743xx, 744xx).
- Sedangkan untuk gerbang logika yang menggunakan CMOS ditandai dengan kode 40 (seri 40),
- sedangkan IC gerbang logika yang memakai High Speed CMOS ditandai dengan kode 74 HC.
4) Apa karakteristik dari NOR gate?
- Akan menghasilkan output 0, jika ada input 1
- Akan menghasilkan output 0, jika semua input 1
- Kombinasi antara NOT gate dengan Or gate
- Memiliki dua input dan 1 satu keluaran
- Merupakan kebalikan dari OR gate
5) Apa karakteristik dari NAND gate?
- Akan menghasilkan output 0, jika semua input 1
- Akan menghasilkan output 1, jika ada input 1
- Kombinasi antara NOT gate dengan AND gate
- Merupakan kebalikan dari AND gate
POST TEST
NO. 1
Jawab :
Hal tersebut dapat terjadi dikarenakan nilai hambatannya terlalu besar, alhasil tegangna dan arus yang mengalir pada
LED menjadi kecil.
NO. 2
Carilah bentuk product of sum dari truth table ini dengan mengguna an karaugh map dan teori De Morgan beserta
rangkaian logika yang sesuai.
Jawab :
C\AB
0
1
Persamaan:
Sehingga:
00
1
1
01
x
0
11
1
0
10
1
0
NO. 3
Jawab :
SIMULASI
Percobaan 1 (AND Gate)
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 2 (OR Gate)
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 3 (AND-OR Gate)
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 4 (NOR Gate) - 1
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 4 (NOR Gate) - 2
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 4 (NOR Gate) - 3
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 5 (NAND Gate) – 1
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 5 (NOR Gate) - 2
SIMULASI
SIMULASI
Percobaan 5 (NOR Gate) - 3
SIMULASI
SIMULASI