Perkembangan teknologi memang tidak bisa dilepaskan dari yang namanya sistem elektronika terutama elektronika digital. Elektronika digital tersusun dari yang namanya gerbang logika. Kemudian gerbang logika akan menjalankan operasi digital. Ingin tahu tentang apa itu gerbang logika hingga simbol gerbang logika? Artikel ini akan membahas tentang gerbang logika, Grameds, baca artikel ini sampai habis, ya.
Pengertian Gerbang Logika
Sudah menjadi hal umum jika setiap ilmu pengetahuan akan selalu berkembang. Begitu pun dengan ilmu pengetahuan elektronika yang selalu mengalami perkembangan. Elektronika itu sendiri dapat diartikan sebagai suatu sistem elektronik yang sangat dapat dihubungkan dengan sebuah sinyal digital. Elektronika digital berasal dari aljabar Boolean dan digunakan pada banyak perangkat, seperti telepon, komputer, dan sebagainya.
Pada dasarnya sinyal digital merupakan memiliki sifat terputus-putus Selain itu, sinyal digital ini biasanya dilambangkan dengan suatu notasi aljabar 1 dan 0. Notasi 1 melambangkan terjadinya sebuah sinyal digital pada suatu benda. Sedangkan notasi 0 melambangkan tidak adanya hubungan pada suatu benda.
Elektronika digital juga dikenal sebagai sebutan lain yaitu rangkaian digital. Penyusun dari rangkaian digital disebut dengan gerbang logika. Sama dengan namanya, maka gerbang logika menjalankan operasi logika. Biasanya gerbang logika menjalankan operasi logika pada satu atau lebih masukan serta menghasilkan keluaran yang tunggal.
Gerbang logika adalah penyusun elektronika digital yang setiap cara kerja rangkaian pada gerbang logika menggunakan prinsip aljabar Boolean. Pada dasarnya dalam ilmu elektronik, suatu masukan dan keluaran dibangun oleh yang namanya voltase atau arus. Voltase ini biasanya dihubungkan dengan sakelar.
Oleh karena itu, gerbang logika bisa dikatakan sebagai bermacam-macam sakelar yang mengimplementasikan aljabar Boolean pada sistem elektronik. Dengan adanya sakelar, maka barang-barang elektronik tertentu bisa digunakan dengan semestinya. Hal ini dikarenakan operasi logis pada satu atau lebih masukan logis akan menghasilkan keluaran logika soliter.
Gerbang logik memiliki beberapa bagian, yaitu resistor, transistor, dan dioda. Ketiga bagian tersebut akan melakukan operasi sederhana atau operasi kompleks hanya dengan menggabungkan beberapa gerbang logika.
Pada gerbang logika terdapat bagian yang bernama sirkuit terpadu (IC). IC ini memiliki fungsi untuk membatasi jumlah maksimum yang ada di gerbang logika. Sebelum adanya peningkatan pada sirkuit terpadu (IC), jumlah gerbang logika yang dibutuhkan pada elektronik digital sangatlah sedikit.
Setiap operasi gerbang logika akan direpresentasikan menggunakan tabel kebenaran. Dalam tabel kebenaran, angka “1” menandakan bahwa bernilai benar (true) dan angka “0” bernilai salah (false).
Sistem teknologi yang semakin berkembang, maka sistem elektronika akan semakin berkembang juga. Bagi kamu yang sangat ingin mendalami ilmu elektronika terutama elektronika digital, maka bisa mempelajarinya melalui buku Elektronika dan Sistem Embedded.
Buku Elektronika dan Sistem Embedded berisi tentang rangkaian dan IC Digital dan Op-amp Interfacing komputer berbasis port USB, Sistem Embedded, dan masih banyak lagi. Terlebih lagi, buku ini sangat cocok untuk para pelajar SMA/SMK, Mahasiswa, Tenaga Ahli, dan Peneliti karena pembahasan tentang elektronika sangat mudah dipahami. Jadi, jangan ragu untuk
Jenis Gerbang Logika
Jenis-jenis gerbang logika bisa dikatakan sebagai cara kerja dari gerbang logika itu sendiri. Gerbang logika memiliki tujuh jenis cara kerja, yaitu gerbang logika AND, gerbang logika OR, gerbang logika NAND, gerbang logika NOR, gerbang logika X-OR (Exclusive OR), dan Gerbang logika X-Nor (ekuskive NOR) dan gerbang logika NOT
1. Gerbang Logika AND
Gerbang logika AND adalah gerbang logika yang mempunyai masukan dua atau lebih serta mempunyai satu keluaran. Pada gerbang logika AND, masukan logikanya tinggi jika semua keluaran logikanya juga tinggi. Begitu pun sebaliknya, jika masukan logikanya rendah, maka keluaran logikanya akan rendah. Gerbang logika ini bisa kamu temui pada salah satu komponen listrik yaitu IC 7208.
A | B | Y |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
Seperti yang sudah dikatakan sebelumnya bahwa setiap gerbang logika pasti memiliki tabel kebenaran. Tabel kebenaran menunjukkan bahwa gerbang logika bisa diaktifkan atau tidak. Oleh karena itu, berdasarkan tabel kebenaran di atas, maka bisa dikatakan bahwa setiap hasil keluaran berupa angka 0 berarti gerbang logika AND tidak bisa diaktifkan.
Dari tabel kebenaran itu juga dapat disimpulkan bahwa gerbang logika hanya bisa terjadi jika masukan sama-sama angka “1”. Jika masukan berupa angka “0” dan “0”, gerbang logika AND tidak bisa diaktifkan dan jika masukan berupa angka “1” dan “0”, gerbang logika tidak bisa diaktifkan juga.
2. Gerbang Logika OR
Gerbang logika OR adalah gerbang logika yang sangat sederhana karena hanya memakai resistor dan transistor. Cara kerja pada gerbang logika OR berupa dua masukan daya listrik. Jika salah satu masukan diaktifkan, maka akan menghasilkan keluaran akan aktif juga. Gerbang logika OR bisa ditemukan pada komponen listrik IC 7432.
A | B | Y |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
Tabel kebenaran logika OR di atas menjelaskan bahwa setiap dua masukan yang memiliki angka “1” akan menghasilkan keluaran angka “1” juga. Angka “1” itu menandakan bahwa gerbang logika OR benar dan bisa diaktifkan.
Namun, gerbang logika OR menjadi tidak aktif ketika salah satu masukannya berupa angka “0”. Dengan kata lain, angka “0” pada gerbang logika OR akan menghasilkan keluaran yang tidak aktif atau tidak benar.
3. Gerbang Logika NAND
Gerbang logika NAND adalah gabungan dari gerbang logika AND dan gerbang logika NOT. Dari kedua gabungan logika itu, maka dapat dibaca menjadi NOT AND atau bisa disingkat menjadi NAND. Gerbang logika NAND dapat ditemukan pada komponen elektronika IC 7400.
A | B | Y |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
Tabel kebenaran gerbang logika NAND menjelaskan bahwa masukan berupa angka “1” dengan angka “1” akan menghasilkan keluaran angka “0”. Sedangkan masukan angka “0” dengan angka “0” akan menghasilkan keluaran angka “1”.
Dari tabel kebenaran gerbang logika NAND di atas dapat dikatakan bahwa setiap hasil keluaran merupakan kebalikan dari hasil keluaran gerbang logika AND. Oleh karena itu, gerbang logika NAND bisa dikatakan sebagai keluaran dari gerbang logika dari gerbang logika AND yang dibalik atau dinegasi.
4. Gerbang Logika NOR
Gerbang logika NOR adalah gerbang logika gabungan dari gerbang logika OR dan gerbang logika NOT. Gerbang logika NOR bisa kamu temukan pada komponen listrik yang bernama IC 7436.
A | B | Y |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Berdasarkan tabel kebenaran di atas gerbang logika NOR memiliki dua masukan dan satu keluaran. Masukan yang berupa angka “0” bertemu dengan angka “0” akan menghasilkan angka “1”. Sedangkan angka “1” bertemu dengan angka “1” akan menghasilkan keluaran angka “0”.
Jika dilihat dari tabel kebenaran, hasil keluaran gerbang logika NOR berupa kebalikan dari keluaran yang berasal dari gerbang logika OR. Maka dari itu, gerbang logika NOR bisa dikatakan sebagai keluaran dari gerbang logika OR yang dibalik.
5. Gerbang Logika XOR
Gerbang XOR adalah gabungan dari gerbang NOT, AND, dan OR. Selain dari ketiga gabungan tersebut, gerbang logika XOR juga bisa menggunakan gabungan gerbang logika yang lain. Karena bisa bergabung oleh banyak gerbang logika, maka gerbang logika XOR disebut juga dengan gerbang eksklusif. Gerbang XOR dapat ditemukan di komponen elektronika IC 7486.
A | B | Y |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
Gerbang logika XOR memiliki tabel kebenaran yang yang menghasilkan keluaran berupa angka “1” sebanyak dua kali dan keluaran angka “0” sebanyak dua kali juga. Jika masukan berupa angka yang sama, maka akan menghasilkan “0”. Sedangkan jika masukan berupa angka yang beda, maka hasil keluaran berupa “1”.
Oleh sebab itu, gerbang logika XOR akan mengeluarkan logika rendah jika kedua masukan memiliki karakteristik yang sama. Sementara itu, gerbang logika XOR akan mengeluarkan logika tinggi jika kedua masukan memiliki karakteristik yang berbeda.
6. Gerbang Logika XNOR
Gerbang logika XNOR adalah gabungan dari gerbang logika XOR dan gerbang logika NOT. Dari gabungan logika tersebut, maka disingkat menjadi XNOR atau Exclusive NOR. Gerbang logika XNOR dapat ditemukan pada komponen elektronika IC 7266.
A | B | Y |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
Tabel kebenaran gerbang logika XNOR menjelaskan bahwa masukan yang sama akan menghasilkan keluaran angka “1”. Sedangkan, masukan yang berbeda akan menghasilkan keluaran berupa angka “0”. Jadi, bisa dikatakan bahwa tabel kebenaran XNOR kebalikan dari tabel XOR.
Gerbang logika XNOR akan menghasilkan keluaran dengan logika tinggi jika kedua karakteristiknya sama. Sementara itu, keluaran logika akan rendah jika masukan pada gerbang logika XNOR memiliki karakteristik yang berbeda.
7. Gerbang Logika NOT
Gerbang logika NOT adalah gerbang logika yang bisa melakukan operasi peniadaan logika atau pembalik keadaan logika. Karena hal itulah, maka gerbang logika ini dinamakan gerbang logika NOT. Gerbang logika NOT juga dikenal sebagai rangkaian inverter. Gerbang logika NOT bisa ditemukan pada komponen listrik IC 7404.
A | Y |
0 | 1 |
1 | 0 |
Tabel kebenaran gerbang logika NOT menggambarkan bahwa masukan berupa angka “0” akan menghasilkan keluaran berupa angka “1” dan jika masukan berupa angka “1” akan menghasilkan keluaran angka “1”.
Berdasarkan dari tabel kebenaran di atas, maka dapat dikatakan bahwa gerbang logika NOT cara pengoperasiannya terbalik. Meskipun pengoperasiannya terbalik, tetapi bentuk dan tingkat biner dalam operasi sinyal masukan dapat dipertahankan dengan baik.
Fungsi Gerbang Logika
Fungsi utama dari gerbang logika adalah untuk membentuk sebuah jalur digital agar semua komponen-komponen dapat saling terhubung dengan baik, sehingga suatu perangkat elektronik berjalan dengan baik juga. Selain itu, gerbang logika dapat berfungsi sebagai sebuah sistem untuk memerintah atau menerjemahkan suatu perangkat.
Pada umumnya, gerbang logika bisa ditemukan di perangkat elektronika berupa chip. Di dalam chip ada banyak sekali komponen-komponennya. Oleh karena itu, untuk menghubungkan setiap komponen-komponen yang ada di dalam chip, maka hadirlah gerbang logika. Bahkan, di dalam chip terdapat ribuan gerbang logika. Meskipun ada jutaan gerbang logika, tetapi setiap gerbang sudah mempunyai fungsi yang berbeda-beda.
Namun, pada komponen IC logic yang sederhana hanya ditemukan beberapa gerbang logika saja. Misalnya pada komponen IC logic TTL 7408.
Pada rangkaian IC logic TTL 7408 di atas terdapat beberapa rangkaian, seperti rangkaian flip flop, rangkaian pengaman dengan menggunakan kunci rahasia, rangkaian counter, rangkaian multiplexer, rangkaian demultiplexer, rangkaian encoder, dan rangkaian decoder.
Simbol Gerbang Logika
Setiap gerbang logika memiliki simbol-simbolnya masing-masing. Di bawah ini akan dijelaskan simbol-simbol dari setiap jenis gerbang logika.
1. Gerbang Logika AND
Pada simbol di atas, gerbang logika AND memiliki dua masukan yang berada di sebelah kiri. Sedangkan keluaran pada gerbang logika AND hanya ada satu yaitu yang berada di sisi kanan. Gerbang logika AND akan mengeluarkan logika tinggi jika karakteristik masukan tinggi, maka keluaran akan tinggi juga.
2. Gerbang Logika OR
Pada simbol di atas, gerbang logika OR mempunyai masukan yang berjumlah dua masukan dan keluaran yang berjumlah satu. Gerbang logika OR akan mengeluarkan logika tinggi jika ada masukan yang berkarakteristik tinggi, maka keluaran gerbang logika OR akan tinggi juga. Namun, jika semua masukan berkarakteristik rendah, maka logika yang dihasilkan akan rendah juga.
3. Gerbang Logika NAND
Pada simbol di atas, gerbang logika NAND memiliki masukan yang berjumlah dua masukan. Sedangkan keluaran pada gerbang logika NAND hanya ada satu. Gerbang logika akan mengeluarkan logika tinggi jika satu atau semua masukan memiliki karakteristik logika rendah.
4. Gerbang Logika NOR
Pada simbol di atas, gerbang logika NOR memiliki masukan yang berjumlah dua dan menghasilkan keluaran yang berjumlah satu. Gerbang logika NOR akan berlogika tinggi jika masukan sama-sama memiliki logika rendah. Dengan kata lain, jika ada masukan dengan logika tinggi, maka keluaran akan menghasilkan logika rendah.
5. Gerbang Logika NOT
Pada simbol di atas, gerbang logika NOT mempunyai masukan yang berjumlah satu. Sedangkan keluaran yang ada di gerbang logika NOT hanya satu juga. Setiap gerbang logika NOT akan menghasilkan keluaran yang berbanding terbalik. Misalnya, jika masukan berlogika tinggi, maka keluaran akan rendah, begitu pun sebaliknya.
6. Gerbang Logika XOR
Pada simbol di atas, gerbang logika XOR mempunyai dua masukan dan hanya memiliki satu keluaran saja. Gerbang logika XOR akan mengeluarkan logika tinggi jika setiap masukan terdiri dari logika tinggi dan logika rendah. Dengan kata lain, setiap masukan yang memiliki logika yang sama akan mengeluarkan logika yang rendah.
7. Gerbang Logika XNOR
Pada simbol di atas, gerbang logika XNOR memiliki dua masukan dengan satu keluaran saja. Gerbang logika XNOR akan tinggi jika masukan memiliki karakteristik atau jumlah logika yang sama. Misalnya, dua masukan dengan logika rendah akan mengeluarkan logika yang tinggi dan dua masukan dengan logika tinggi akan mengeluarkan logika yang tinggi juga.
George Boole
aljabar Boolean adalah salah satu cara logis yang untuk membandingkan angka dalam membuat keputusan benar atau salah, atau 1 atau 0. Aljabar ini ditemukan oleh seorang matematikawan dari Inggris yang bernama George Boole. Ia lahir pada tahun 1815 dan wafat pada tahun 1864. George Boole mengungkapkan konsep aljabarnya pada sebuah buku yang berjudul An Investigation of the Laws of Thought, on Which Are Founded the Mathematical Theories of Logic and Probabilities pada tahun 1854.
George Boole membuat aljabar pada buku itu dengan tujuan untuk menunjukkan cara kerja penalaran yang ada pada manusia yang sangat kompleks, sehingga bisa digambarkan melalui bentuk matematis dan logis.
Kesimpulan
Gerbang logika merupakan penyusun dari perangkat elektronika digital. Setiap gerbang logika dapat digambarkan melalui tabel kebenaran. Setiap tabel kebenaran menggunakan sistem aljabar dari Boolean. Oleh sebab itu, tabel kebenaran hanya berupa angka “1” dan angka “0”. Komponen elektronika yang menggunakan gerbang logika biasanya berupa chip.
