Berbagai macam perangkat seperti smartphone, tablet bahkan memory card menggunakan gerbang logika. Gerbang logika digunakan untuk mendesain dan merancang sebuah sistem yang menghasilkan output dan dikendalikan oleh input digital.
Output yang dihasilkan tergantung pada rangkaian logika itu sendiri. Gerbang logika biasanya termasuk di dalam materi jurusan kuliah teknik informatika atau elektronika.
Section Artikel
Pengertian Gerbang Logika
Gerbang logika atau logic gate adalah sebuah perangkat yang bertindak menjalankan fungsi logis dasar atau sebagai blok bangunan untuk sirkuit digital.
Dengan kata lain, gerbang logika merupakan sebuah sirkuit elektronik dalam sistem digital.
Gerbang logika digunakan untuk membuat keputusan dalam suatu rangkaian berdasarkan kombinasi sinyal digital yang berasal dari input digital. Untuk membuat rangkaian logika dibutuhkan gerbang logika.
Biasanya gerbang logika digunakan pada integrated circuits (IC). Dengan adanya IC atau sirkuit terintegrasi dapat membatasi jumlah maksimal gerbang logika. Jumlah gerbang logika yang dibutuhkan sangat sedikit sebelum adanya IC.
Gerbang logika yang terkandung dalam IC relatif mudah didapatkan dan bekerja pada tegangan kisaran 3 dan 15 volt. Pada umumnya juga memiliki 14 kakim
Pada umumnya gerbang logika memiliki dua input satu output. Gerbang logika berfungsi juga untuk digunakan sebagai operasi logika pada input biner tunggal ataupun ganda. Juga memberikan satu output biner.
Definisi lain dari gerbang logika adalah sebuah proses pengolahan input bilangan biner yang terdiri dari angka 1 dan 0 dengan teori boolean. Khususnya ekspresi boolean dua nilai.
Penerapan gerbang logika sebagian besar didasarkan pada tabel kebenaran atau mode operasi.
Gerbang logika direpresentasikan menggunakan tabel kebenaran. Tabel kebenaran adalah cara yang efektif untuk menunjukkan fungsi dari gerbang logika.
Jika sebuah nilai adalah benar maka menunjukkan angka 1. Sementara jika sebuah nilai adalah salah maka akan ditunjukkan dengan angka “0”.
Bilangan biner tersebut juga sering disebut sebagai true dan false. True mewakili 1, sementara false mewakili 0.
Output biner yang dihasilkan tergantung pada jenis gerbang logika yang digunakan serta kombinasi inputnya.
Gerbang logika dianggap sebagai sebuah sakelar lampu. Satu posisi sakelar outputnya mati=0 dan posisi lainnya menyala=1. Perangkat elektronik tertentu dapat berfungsi dengan adanya sakelar.
Gerbang logika memiliki komposisi kondisi biner tinggi ataupun rendah diwakili dengan level tegangan yang berbeda. Saat memproses data, keadaan logika terminal dapat berubah.
Semua gerbang logika membutuhkan beberapa jenis nilai input sehingga memiliki angka untuk dibandingkan. Kemudian memproses dan mengambil keputusan akan membuka gerbang atau tetap menutupnya.
Gerbang logika memiliki tiga bagian yaitu resistor, transistor, dan diode. Sebuah resistor dapat digunakan sebagai resistor pull-up atau pull-down.
Bagian-bagian tersebut menjalankan operasi sederhana ataupun melakukan operasi kompleks dengan gabungan beberapa gerbang logika.
Gerbang logika yang sering digunakan adalah Transistor-Transistor Logic (TTL) dan Complementary Metal-Oxide-Silicon (CMOS).
Gerbang logika kombinasikan untuk menghasilkan fungsi yang lebih kompleks. Jenis gerbang logika AND dan NOT dapat digabungkan menjadi gerbang NAND. Seperti untuk menghasilkan output dengan nilai ‘true’, jika input A= true, dan input B= ‘false’.
Selain itu, gerbang NAND dan NOR dapat dikombinasikan untuk membuat semua jenis gerbang logika. Namun harus mengetahui tabel kebenaran untuk mengetahui output akhirnya.
Jenis Gerbang Logika
Terdapat tujuh jenis gerbang logika yang umumnya digunakan. Namun yang paling banyak diketahui adalah gerbang logika AND, gerbang logika OR, dan gerbang logika NOT. Ketiga jenis gerbang logika tersebut harus dipahami terlebih dahulu.
Berikut jenis-jenis gerbang logika:
1. Gerbang AND
Gerbang AND dalam menghasilkan satu memerlukan dua atau lebih input. Jika salah satu atau foto semua inputnya merupakan bilangan biner 0, maka output yang akan dihasilkan adalah 0.
Sementara jika satu atau semua inputnya merupakan bilangan biner 1, maka outputnya akan menjadi 1.
Penamaan gerbang AND dikarenakan jika 0 disebut “false” dan 1 adalah “true”, gerbang logika bertindak dengan cara seperti operator logika AND.
2. Gerbang OR
Gerbang OR membutuhkan dua input untuk menghasilkan satu output. Gerbang jenis ini menghasilkan output 1, jika salah satu atau semua input adalah bilangan biner 1. Sementara output yang dihasilkan adalah 0, jika semua inputnya merupakan bilangan biner 0.
Gerbang OR disebut demikian karena memiliki behavior setelah mudah inklusif logis “or”.
Jika kedua input atau salah satunya bernilai ‘true’ maka output yang dihasilkan adalah ‘true’. Sebaliknya, jika kedua inputnya ‘false’ maka output yang dihasilkan adalah ‘false’.
Sederhananya, untuk menghasilkan output 1, setidaknya input kedua inputnya atau input satu atau dua harus 1.
3. Gerbang NOT
Gerbang NOT, atau yang lebih sering disebut sebagai inverter logis (logical inverter), merupakan gerbang logika untuk membedakan dari jenis perangkat elektronik yang hanya memiliki satu input. Gerbang NOT berfungsi membalikkan keadaan logika.
Jika inputnya adalah 1, maka akan menghasilkan output bernilai 0. Sebaliknya jika inputnya bernilai 0, maka akan menghasilkan output 1. Gerbang jenis ini memiliki fungsi sebagai pembalik keadaan.
4. Gerbang NAND
Gerbang ini merupakan gabungan dari dua jenis gerbang logika yaitu gerbang AND dan gerbang NOT.
Gerbang NAND diperasikan dengan urutan gerbang AND kemudian diikuti gerbang NOT dengan cara operasi logis ‘AND’ kemudian diikuti oleh negasi.
Gerbang NAND menghasilkan output yang berkebalikan dari gerbang AND. Jika kedua inputnya ‘true’, maka outputnya adalah ‘false’. Jika inputnya ‘false’, maka pupuk ‘true’.
5. Gerbang NOR
Gerbang NOR merupakan kombinasi dari dua jenis gerbang logika yaitu gerbang OR dan gerbang NOT. Gerbang NOR menghasilkan output yang berkebalikan dari gerbang OR.
Jika kedua inputnya ‘false’, maka outputnya ‘true’. Jika inputnya ‘true’, maka outputnya false’.
6. Gerbang XOR
Gerbang XOR atau exclusive OR merupakan gerbang yang memerlukan 2 kain polos untuk menghasilkan satu output. Jika inputnya berbeda, seperti input A= 1, input B= 2, maka output yang akan dihasilkan adalah bilangan biner 1. Sementara jika inputnya sama, maka output yang dihasilkan kan adalah bilangan biner 0.
Penjelasan lain juga dapat dikatakan seperti berikut yaitu jika inputnya ‘true’, maka salah satu outputnya adalah ‘true’. Namun tidak kedua outputnya ‘true’. Sementara jika kedua inputnya ‘false’, maka outputnya ‘false’.
Sederhanya, jika outputnya 1 maka inputnya berbeda. Sedangkan jika outputnya 0, maka inputnya sama.
7. Gerbang XNOR
Gerbang exclusive-NOR merupakan kombinasi gerbang XOR kemudian diikuti sebuah inverter. Gerbang XNOR membutuhkan dua input untuk menghasilkan satu output.
Jika inputnya sama, maka waduk yang dihasilkan adalah bilangan biner 1. Sementara, jika inputnya berbeda, seperti input A=1, input B= 2, maka menghasilkan output bilangan biner 0.
Sederhanya, jika inputnya sama maka outputnya ‘true’. Sementara jika inputnya berbeda, maka outputnya ‘false’.
Fungsi Gerbang Logika
Gerbang logika memiliki beberapa fungsi. Fungsi utama gerbang logika adalah melakukan fungsi dasar pada sirkuit digital
Gerbang logika bertindak sebagai blok balok yang berfungsi melakukan fungsi logika dasar pada sirkuit digital yang terintegrasi.
Pada perangkat elektronik, gerbang logika berfungsi membuat perangkat berjalan dengan baik dengan membentuk sirkuit digital yang menjadikan komponen-komponen perangkat saling terhubung.
Gerbang logika juga berperan dalam menerjemahkan perintah atau mengendalikan sistem dalam suatu perangkat.
Gerbang logika digunakan untuk membuat keputusan sehingga output listrik dapat menghasilkan perintah menyala pada saat urutan logika true telah diterapkan.
Gerbang logika digunakan pada berbagai perangkat elektronik seperti smartphone, tablet, safety thermostat, sistem penyiraman otomatis, alarm keamanan, kunci tombol push-button dan banyak lainnya.
Selain pada perangkat elektronik diatas, gerbang logika juga digunakan pada chip. Gerbang logika menghubungkan komponen yang sangat banyak pada sebuah chip. Setiap gerbang logika di dalam chip memiliki fungsi yang berbeda.
Gerbang logika yang ada pada IC atau chip pada umumnya terdiri dari beberapa gerbang logika dengan tipe yang sama. Misalnya IC 4001 berisi 4 gerbang NOR 2 input.
Pada IC logic sederhana terdapat beberapa gerbang logika seperti pada komponen IC logic TTL7408.
Simbol Gerbang Logika
Terdapat dua rangkaian simbol gerbang logika. Pertama, simbol tradisional adalah simbol yang memiliki bentuk yang khas sehingga mudah untuk dikenali dan umum digunakan dalam industri dan pendidikan.
Kedua, simbol International Electrotechnical Commission (IEC), merupakan dengan bentuk persegi panjang dengan simbol di dalamnya untuk menunjukkan fungsi gerbang logika.
Beberapa simbol gerbang logika memiliki lingkaran pada outputnya. Hal tersebut menunjukkan fungsinya mencakup kembali output.
Setiap jenis gerbang logika diwakili dengan simbol masing-masing. Berikut simbol gerbang logika:
1. Gerbang Logika AND
Gerbang AND memiliki dua input di sebelah kiri dan terdapat satu output pada gerbang AND. Jika karakteristik input tinggi, maka output yang dihasilkan akan tinggi juga.
2. Gerbang Logika OR
Gerbang OR memiliki dua input di sebelah kiri dan memiliki satu output. Gerbang logika jenis ini akan mengeluarkan logika tinggi apabila inputnya memiliki karakter tinggi.
Namun apabila input bernilai rendah, maka logika yang dihasilkan juga rendah.
3. Gerbang Logika NAND
Gerbang logika NAND memiliki input berjumlah dua dan output berjumlah satu. Gerbang NAND akan menghasilkan logika tinggi jika satu atau kedua input memiliki karakteristik logika rendah.
4. Gerbang Logika NOR
Gerbang logika NOR memiliki dua input dan menghasilkan satu output. Jika kedua inputnya memiliki karakteristik logika rendah, maka gerbang NOR akan memiliki logika NOR.
5. Gerbang Logika NOT
Gerbang logika NOT memiliki satu input dan menghasilkan satu output. Gerbang NOT menghasilkan output yang berbanding terbalik dengan inputnya. Jika inputnya berlogika tinggi, maka output yang dihasilkan akan memiliki logika rendah. Sebaliknya, jika inputnya rendah, maka output yang dihasilkan tinggi.
6. Gerbang Logika XOR
Gerbang logika XOR mempunyai dua input dan satu output. Gerbang XOR yang memiliki input logika tinggi dan logika rendah, keduanya akan menghasilkan output tinggi.
7. Gerbang Logika XNOR
Gerbang XNOR memiliki dua input dan satu output. Jika input memiliki jumlah logika yang sama, maka outputnya akan tinggi. Misalnya, dua input logika rendah akan menghasilkan logika tinggi. Sebaliknya, dua input dengan logika tinggi, maka akan menghasilkan logika yang tinggi.
