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187
이론, 실습, 시뮬레이션
디지털 논리회로(개정3판)
(Problem Solutions of Chapter 4)
디지털 논리회로
Solutions of Chapter 4
1. 3입력 AND 게이트 출력파형
A
B
C
출력
2. AND 게이트 이해
Clock
Oscillator
1
2
3
4
5
6
7
8
Enable
Signal
3. NOT과 AND 게이트 이해
경고등(W)이 on되기 위한 논리식과 회로는 다음과 같다.
D
  ⋅ 
 ⋅
S
7411
W
7404
I
4. OR 게이트 이해
아래 진리표를 참조하면 4입력 OR 게이트를 사용하면 된다.
입력
출력





0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
비고
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
경보기
off
on
on
on
on
on
on
on
on
on
on
on
on
on
on
on
F
5. OR 게이트 이해
OR 게이트는 입력 중 적어도 하나가 1이 입력되면 출력은 1이 되고, 모든 입력이 0인 경우에만 출력이 0이 되
므로 출력이 1이 나오는 입력의 조합은 31가지이다.
1
디지털 논리회로
Solutions of Chapter 4
6. 3입력 AND-OR 게이트 출력파형
A
B
C
출력
7. AND 게이트 및 OR 게이트 확장
① AND 게이트 확장
  
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
   
0
0
0
0
0
0
0
1
3입력 AND 게이트의 결과와 일치하므로    이다. 따라서 AND 게이트의 입력 수를 증가하려면 AND 게
이트들을 통과시킨 후 다시 AND를 하면 된다. 예를 들어, 5입력인 경우는 그림과 같다(    ).
A
B
C
D
E
F
② OR 게이트 확장
  
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
     
0
1
1
1
1
1
1
1
3입력 OR 게이트의 결과와 일치하므로        이다. 따라서 OR 게이트의 입력 수를 증가하려면 OR
게이트들을 통과시킨 후 다시 OR를 하면 된다. 예를 들어, 5입력인 경우는 그림과 같다.
    
A
B
C
D
E
F
2
디지털 논리회로
Solutions of Chapter 4
8. AND 게이트 및 OR 게이트의 이해
두 입력을  ,  라고 하면  와  에 서로 다른 입력을 인가하면 된다. 즉,   ,   이거나   ,
  을 인가하면 AND 게이트인 경우 출력은   이 되며, OR 게이트인 경우는   이 된다.
9. NAND 게이트의 이해
Tank A
+5V
레벨센서
330
오른쪽 그림과 같이 NAND 게이트의 두 입력을 탱크
의 레벨센서에, 출력은 녹색 LED에 연결한다. 두 센
High
서의 출력이 모두 High일 경우, 즉 두 탱크 모두 25%
Tank B
이상 채워졌을 경우 NAND 게이트의 출력은 Low가
High
7400
Low
되므로 녹색 LED가 on된다.
10. NAND 게이트의 이해
4입력 NAND 게이트를 진리표를 살펴보면 4개의 입력 중 적어도 하나가 0V(접지)에 연결된 것으로 볼 수 있다.
11. 3입력 NOR 게이트 출력파형
A
B
C
출력
12. 게이트의 활용법 이해
① AND 게이트인 경우
• 첫 번째 방법 : 입력 3개 중 2개의 입력에 같은 신호를 인가하면 된다.
• 두 번째 방법 : 입력 3개 중 1개 입력을 논리 1에 연결하면 된다.
+5V
A
F
B
A
B
F
② OR 게이트인 경우
• 첫 번째 방법 : 입력 3개 중 2개의 입력에 같은 신호를 인가하면 된다.
• 두 번째 방법 : 입력 3개 중 1개 입력을 논리 0에 연결하면 된다.
A
B
F
A
B
F
3
디지털 논리회로
Solutions of Chapter 4
③ NAND 게이트인 경우
• 첫 번째 방법 : 입력 3개 중 2개의 입력에 같은 신호를 인가하면 된다.
• 두 번째 방법 : 입력 3개 중 1개 입력을 논리 1에 연결하면 된다.
+5V
A
F
B
A
B
F
④ NOR 게이트인 경우
• 첫 번째 방법 : 입력 3개 중 2개의 입력에 같은 신호를 인가하면 된다.
• 두 번째 방법 : 입력 3개 중 1개 입력을 논리 0에 연결하면 된다.
A
F
B
A
B
F
13. NOR 게이트의 이해
아래 그림과 같이 NOR 게이트의 세 입력을 항공기의 착륙기어 센서에, 출력은 녹색 LED에 연결한다. 세 센서
의 출력이 모두 Low일 경우, 즉 모든 착륙기어가 펴졌을 경우 NOR 게이트의 출력은 High가 되므로 녹색 LED
가 on된다.
Low
Low
7427
High
330
Low
14. NOR 게이트의 이해
착륙기어가 들어가면 High이다. NOR 게이트는 입력 중 적어도 하나가 High이면 출력은 0이므로 그림과 같이
회로를 구성할 수 있다.
+5V
330
High
Low
7427
Low
Low
15. 3입력 XOR 게이트 출력파형
A
B
C
출력
4
디지털 논리회로
Solutions of Chapter 4
16. 2입력 XNOR 게이트를 2입력 XOR 게이트 2개를 사용하여 구현
+5V
F
A
B
17. 정논리와 부논리 이해
① 정논리인 경우, -5는 논리 0, +5는 논리1이므로 XNOR 게이트이다.



0V
0V
+5V
+5V
0V
+5V
0V
+5V
+5V
0V
0V
+5V
⇨



0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
② 부논리인 경우, -5는 논리 1, +5는 논리0이므로 XOR 게이트이다.



-5
-5
+5
+5
-5
+5
-5
+5
+5
-5
-5
+5
⇨



1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
18. 정논리와 부논리 증명
정논리(positive logic) : Low level ↔ 0, High level ↔ 1
부논리(negative logic) : Low level ↔ 1, High level ↔ 0
AND 게이트의 진리표를 이용하여 이를 정논리와 부논리로 표현하면, 정논리 AND게이트와 부논리 OR 게이트
의 논리동작이 서로 동일함을 알 수 있다.

L
L
H
H

L
H
L
H

L
L
L
H






0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
진리표
정논리
부논리
19. OR 게이트에서의 출력 파형
① NOT 게이트에서의 전파지연을 무시한 경우
② NOT 게이트에서의 전파지연을 고려한 경우
A
A
High
F
F
Low
20. AND 게이트에서의 출력 파형
① NOT 게이트에서의 전파지연을 무시한 경우
② NOT 게이트에서의 전파지연을 고려한 경우
A
A
High
F
F
Low
5
디지털 논리회로
Solutions of Chapter 4
21. 평균 전력소모
• 논리 1일 때, 전력 :    ×  ×    mW
• 논리 0일 때, 전력 :    ×  ×     mW
따라서 평균 전력은 35㎽이다.
    ×     ×  
       ×    mW


22. 잡음여유도 계산
   max   max      
23. 계열별 IC의 잡음여유도 및 전파지연 시간 계산
7400
74S00
74LS00
74ALS00
74F00
74HC00
74AC00
74ACT00
전파지연시간
    
    
    
    
    
    
    
    
잡음 여유도
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
• 전파지연시간이 짧을수록 동작속도가 빠르므로
74F00 > 74S00 > 74AC00 > 74ACT00 > 74ALS00 > 74LS00 > 7400 > 74HC00
• 잡음 여유도는 클수록 좋으므로
74ACT00 > 74AC00 > 74ALS00 > 74HC00 > 74LS00 > 75S00 > 74F00 = 7400
6