논리게이트2(OR게이트, NOR게이트, XOR게이트, XNOR게이트)
실험결과보고서
담당교수: 정석윤 교수님
학
과: 메카트로닉스공학과
학
번: 2020134008
이
름: 김재현
제 출 일: 23년 9월 21일 (목)
차례
1. 실험목적
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 추가실험
5. 특이사항 및 의문점
1.실험목적: OR게이트, NOR게이트, XOR게이트, XNOR게이트의 회로를 각각 구성
한 후 게이트의 결과 파형을 확인하여 원리를 이해한다.
2.실험방법
실험회로(OR, NOR, XOR, XNOR)
주의: NOR게이트는 1번핀이 출력이고 2번, 3번핀이 입력이다. XNOR게이트 opencollector 방식으로 출력 트랜지스터 컬렉터 쪽이 부하저항 없이 개방되어 있으므
로 출력 쪽은 풀업저항 방식으로 전원과 연결되어야 회로가 정상 작동한다.
실험장비 및 부품: LED 1개, 저항 330옴 1개, 저항 1,000옴 2개, IC칩 SN74LS32,
SN74LS02, SN74LS86, SN74LS266 각각 1개, 버튼식 스위치 2개, 브레드보드 및
다양한 색의 점퍼선, 전원공급기 및 전원케이블(1쌍), 멀티미터 및 프로브(1쌍)
3.실험결과
입력 스위치 동작에 따른 각 게이트 입출력 단자 전압
-OR게이트SW 상태
SW1 ON,
게이트 입력1
게이트 입력2
게이트 출력3
LED D1
전압
논리값
전압
논리값
전압
논리값
상태
0.006
0
0.007
0
0.162
0
OFF
0.006
0
5.124
1
3.480
1
ON
5.123
1
0.006
0
3.481
1
ON
5.125
1
5.127
1
3.483
1
ON
SW2 ON
SW1 ON,
SW2 OFF
SW1 OFF,
SW2 ON
SW1 OFF,
SW2 OFF
-NOR게이트SW 상태
SW1 ON,
게이트 입력3
게이트 입력2
게이트 출력1
LED D1
전압
논리값
전압
논리값
전압
논리값
상태
0.008
0
0.007
0
3.540
1
ON
0.005
0
5.125
1
0.115
0
OFF
5.125
1
0.005
0
0.114
0
OFF
5.128
1
5.128
1
0.096
0
OFF
SW2 ON
SW1 ON,
SW2 OFF
SW1 OFF,
SW2 ON
SW1 OFF,
SW2 OFF
-XOR게이트SW 상태
SW1 ON,
게이트 입력1
게이트 입력2
게이트 출력3
LED D1
전압
논리값
전압
논리값
전압
논리값
상태
0.008
0
0.007
0
0.133
0
OFF
0.006
0
5.122
1
3.541
1
ON
5.122
1
0.007
0
3.541
1
ON
5.126
1
5.126
1
0.155
0
OFF
게이트 출력3
LED D1
SW2 ON
SW1 ON,
SW2 OFF
SW1 OFF,
SW2 ON
SW1 OFF,
SW2 OFF
-XNOR게이트SW 상태
SW1 ON,
게이트 입력1
게이트 입력2
전압
논리값
전압
논리값
전압
논리값
상태
0.008
0
0.008
0
5.048
1
ON
0.010
0
5.116
1
0.552
0
OFF
5.116
1
0.011
0
0.551
0
OFF
5.125
1
5.125
1
5.048
1
ON
SW2 ON
SW1 ON,
SW2 OFF
SW1 OFF,
SW2 ON
SW1 OFF,
SW2 OFF
각 게이트 논리값을 바탕으로 동작 타이밍도를 그리면
위 실험결과를 교재의 각 게이트 진리표와 비교해보자.
OR게이트
NOR게이트
XOR게이트
XNOR게이트
OR게이트는 두 입력이 모두 0일 때만 출력이 0, NOR게이트는 두 입력이 모두
0일 때만 출력이 1인 것이 실험결과와 일치한다. 또 XOR게이트는 두 입력이 각
각 0과 1일 때만 출력이1, XNOR게이트는 두 입력이 각각 0과 1일 때만 출력이
0인 것도 확인할 수 있다.
4.추가실험(TTL소자와, CMOS소자 논리게이트의 입력을 연결하지 않을 경우 출력
을 비교하자)
-회로도-
우선 TTL소자와 CMOS소자의 차이를 알아야한다.
옆 그림은 TTL소자 IC칩의 입력쪽 회로도이다. (R1은
전원에 D1은 그라운드에 연결되있음) Input이 Low일
때 Q1에서 B-E사이로 전류가 흘러 C-E가 전류가 통
하는 ON상태가 된다. 만약 Input이 open이라면
Input이 Low일 때와 같이 Q1은 ON상태가 되므로 논
리는 1로 인식된다.
옆 그림은 CMOS소자 IC칩 회로도이다. 만약 A가 어
디에도 연결되지 않고 개방되어 있다면 MOS의 정
전용량에 때문에 위쪽 PMOS가 도통, NMOS가 개방
될 수도 있고 또는 그 반대의 상황도 될 수 있는 불
안정한 상태에 있게 되므로 사용하지 않는 입력 핀
은 전원전압이나 그라운드에 연결시켜야한다.
다시 본론으로 돌아와 실험회로를 보면 TTL의 경우 입력 핀이 연결되지 않으면 1
로 인식되므로 OR게이트 회로에서 입력 스위치 ON/OFF의 상관없이 출력이 1이
되어 LED에 불이 켜지게 된다. CMOS의 경우 입력 핀이 연결되지 않으면 0이 될
수도 1이 될 수도 있는 불안정한 상태이므로 스위치 ON/OFF에 따라 LED가
ON/OFF가 달라질 수도 있다.
5. 2주차 3주차 실험을 처음보는 개념에 의문점이 생기기도 하였지만 실험과정과
질문을 통해 해소되었다. (예: open-collector, 입력 오픈시 ttl, cmos 차이 등)