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.
