Gerbang logika merupakan fondasi dari semua perangkat digital, mulai dari komputer hingga perangkat elektronik sehari-hari seperti ponsel dan televisi. Bagi orang awam, istilah satu ini cukup asing di telinga. Namun, tidak perlu risau akan hal ini.
Artikel ini akan menjelaskan pengertian, jenis, fungsi, simbol, dan prinsip kerjanya secara lengkap. Yuk, simak dengan saksama!
Daftar ISI
Pengertian dan Prinsip Kerja Gerbang Logika
Gerbang logik atau gerbang logika adalah unsur dasar dalam konstruksi sistem elektronika digital.
Fungsinya adalah untuk menerima satu atau lebih input sinyal digital dan menghasilkan output berdasarkan suatu fungsi logika tertentu.
Penerapan gerbang logik dalam sistem elektronika digital pada dasarnya melibatkan penggunaan berbagai komponen elektronik, seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik, dan bahkan unsur-unsur mekanikal.
Dalam merepresentasikan operasi gerbang logik atau logic gate biasanya menggunakan tabel kebenaran. Angka “1” pada tabel kebenaran menandakan bernilai benar atau true. Sementara angka “0” menandakan bernilai salah atau false.
Prinsip kerja gerbang logik berdasarkan Aljabar Boolean. Aljabar Boolean merupakan pendekatan matematis untuk menganalisis dan menyederhanakan operasi logic gate dalam sirkuit elektronika digital.
Dalam Aljabar Boolean, terdapat dua tipe data yang digunakan, yaitu TRUE dan FALSE, atau HIGH dan LOW yang direpresentasikan dengan nilai biner 1 dan 0.
Setiap jenis gerbang mempunyai peraturan logika yang khas untuk menghasilkan output berdasarkan nilai-nilai input yang diberikan.
Jenis-Jenis Gerbang Logika
Ada 7 jenis gerbang logika yang dapat membentuk sebuah sistem elektronika digital. Berikut ini penjelasan dari ketujuh jenis tersebut, yaitu:
1. Gerbang AND
Gerbang AND adalah jenis yang memerlukan dua input atau lebih untuk menghasilkan satu output. Output-nya akan selalu menjadi 0, jika salah satu atau semua input-nya adalah 0 dalam bentuk bilangan biner.
Sebaliknya, jika semua input adalah 1 dalam bentuk bilangan biner, maka output-nya juga akan menjadi 1. Jenis gerbang logik ini sering digunakan dalam berbagai perangkat listrik, termasuk dalam IC 7208.
2. Gerbang OR
Gerbang OR adalah logic gate yang sangat sederhana, karena hanya menggunakan resistor dan transistor. Pada dasarnya, gerbang OR mirip dengan gerbang AND dalam hal memerlukan dua input untuk menghasilkan satu output.
Selain itu, gerbang OR menghasilkan output 1 jika salah satu atau semua input-nya adalah bilangan biner 1.
Sebaliknya, output-nya akan menjadi 0, jika semua inputnya adalah bilangan biner 0. Komponen listrik IC 7432 adalah salah satu tempat untuk menemukan gerbang logik OR.
3. Gerbang NOT
Gerbang NOT memiliki kemampuan untuk melakukan operasi negasi logika atau pembalikan keadaan logika. Jenis satu ini juga terkenal dengan sebutan sebagai rangkaian inverter.
Ketika inputnya adalah 1, output-nya menjadi 0. Ini berlaku sebaliknya, output-nya menjadi 1 ketika inputnya adalah 0. Anda dapat menemukan gerbang logika NOT dalam komponen listrik IC 7404.
4. Gerbang NAND
Jenis selanjutnya, ada gerbang NAND. Gerbang ini adalah hasil gabungan antara logic gate AND dan NOT.
Gabungan logika ini juga dapat disebut sebagai NOT AND atau NAND. Output dari gerbang NAND adalah kebalikan dari hasil yang output gerbang AND. Anda dapat menemukan jenis ini dalam komponen elektronika IC 7400.
5. Gerbang NOR
Gerbang NOR merupakan gabungan antara gerbang logik OR dan NOT. Output gerbang NOR berlawanan dengan output gerbang OR. Anda dapat menemukan gerbang logik NOR dalam komponen listrik bernama IC 7436.
6. Gerbang XOR
Gerbang XOR adalah hasil dari penggabungan gerbang NOT, AND, dan OR. Selain kombinasi tiga gerbang tersebut, jenis satu ini juga dapat terdiri dari kombinasi gerbang logik lainnya.
Jenis gerbang ini memiliki nama lain yakni gerbang eksklusif karena dapat berkombinasi dengan berbagai jenis gerbang logika. Output pada jenis gerbang ini menjadi 1 dalam bentuk bilangan biner jika input-inputnya berbeda satu sama lain.
Namun, jika kedua inputnya adalah bilangan yang sama, outputnya akan menjadi 0 dalam bentuk bilangan biner. Anda dapat menemukan gerbang XOR dalam komponen elektronika IC 7486.
7. Gerbang XNOR
Berikutnya, gerbang XNOR yang merupakan hasil dari penggabungan gerbang XOR dan NOT. Dengan menggabungkan kedua jenis logika tersebut, singkatan dari gerbang logik jenis ini adalah XNOR atau Exclusive NOR.
Gerbang ini merupakan kebalikan dari gerbang XOR. Jika kedua input berbeda, output yang dihasilkan adalah 0.
Namun, jika kedua input sama, hasil output akan menjadi 1 dalam bentuk bilangan biner. Komponen elektronika IC 7266 adalah tempat di mana Anda dapat menemukan gerbang jenis ini.
Fungsi Gerbang Logika
Terdapat beberapa fungsi dari gerbang logika. Namun, fungsi utamanya adalah untuk menjalankan fungsi-fungsi dasar pada sirkuit digital yang terintegrasi. Pasalnya, peran dari logic gate itu sendiri yakni menjadi komponen dasar.
Selain itu, fungsi logic gate dalam perangkat elektronik adalah untuk mengkoordinasikan operasi perangkat dengan menghubungkan berbagai komponen lainnya membentuk sirkuit digital.
Logic gate juga berfungsi untuk menginterpretasikan perintah atau mengontrol sistem dalam suatu perangkat. Penggunaannya juga berguna untuk mengambil keputusan, sehingga keluaran listrik dapat mengikuti instruksi yang sesuai dengan kondisi logika yang benar.
Pada umumnya, logic gate digunakan pada berbagai perangkat elektronik. Misalnya saja seperti smartphone, tablet, termostat keamanan, sistem irigasi otomatis, sistem alarm keamanan, tombol-tombol push-button, dan berbagai perangkat lainnya.
Selain perangkat elektronik, penggunaannya juga bisa untuk dalam chip. Fungsinya adalah untuk menghubungkan banyak komponen dalam satu chip. Pada setiap logic gate dalam chip, memiliki fungsi yang berbeda.
Gerbang logik dalam IC atau chip biasanya terdiri dari beberapa gerbang dengan jenis yang sama. Sebagai contoh, IC 4001 memiliki 4 gerbang logik NOR 2 input. Pada IC logika sederhana, terdapat beberapa gerbang logik seperti yang terdapat dalam komponen IC logic TTL7408.
7 Simbol Gerbang Logika
Terdapat tanda lingkaran di sekitar output pada beberapa simbol gerbang logika. Tanda tersebut menunjukkan fungsinya sebagai inverter atau pembalik pada output. Simbol representatif pada setiap jenis logic gate berbeda-beda. Berikut 7 simbol tersebut dan penjelasannya, yaitu:
1. Gerbang AND
Gerbang AND memiliki dua input yang terletak di sisi kiri dan satu output di sebelah kanan. Jika kedua input memiliki karakteristik logika tinggi, output juga akan menjadi logika tinggi.
2. Gerbang OR
Gerbang OR memiliki dua input yang terletak di sisi kiri dan satu output. Jenis gerbang logik ini akan menghasilkan logika tinggi, jika salah satu input memiliki karakteristik logika tinggi.
Namun, jika kedua input berada dalam kondisi logika rendah, hasilnya juga akan menjadi logika rendah.
3. Gerbang NAND
Pada gerbang NAND terdapat dua input dan satu output. Gerbang NAND akan menghasilkan logika tinggi, jika salah satu atau kedua input memiliki karakteristik logika rendah.
4. Gerbang NOR
Simbol gerbang logika berikutnya adalah gerbang NOR yang merupakan jenis logic gate yang memiliki dua input dan menghasilkan satu output. Output logic gate NOR akan menjadi logika tinggi, jika kedua input memiliki karakteristik logika rendah.
Artinya, jika terdapat setidaknya satu input dengan logika tinggi, maka output akan menjadi logika rendah.
5. Gerbang NOT
Gerbang NOT memiliki satu input dan menghasilkan satu output. Gerbang ini menghasilkan output yang berkebalikan dengan inputnya.
Jika input-nya adalah logika tinggi, maka output yang dihasilkan akan menjadi logika rendah. Sebaliknya, jika inputnya rendah, output-nya akan menjadi logika tinggi.
6. Gerbang XOR
Pada gerbang XOR terdapat dua input dan satu output. Gerbang XOR akan menghasilkan output tinggi jika satu input adalah logika tinggi dan yang lainnya adalah logika rendah.
7. Gerbang XNOR
Gerbang XNOR memiliki dua input dan satu output. Jika kedua input memiliki karakteristik logika yang sama, output-nya akan menjadi logika tinggi.
Misalnya, jika kedua input adalah logika rendah, output-nya akan menjadi logika tinggi. Sebaliknya, jika kedua input merupakan logika tinggi, maka output-nya juga akan menjadi logika tinggi.
Anda Sudah Memahami Gerbang Logika Secara Keseluruhan?
Demikian pembahasan lengkap gerbang logika yang termasuk komponen penting dalam dunia elektronika digital. Berbagai fungsi dimilikinya, seperti membantu dalam pemrosesan dan manipulasi sinyal-sinyal biner untuk melakukan berbagai tugas dari perhitungan matematika hingga pengendalian perangkat elektronik modern.
Dengan pemahaman tentang jenis, fungsi, simbol, dan prinsip kerjanya, Anda dapat lebih memahami cara kerja perangkat digital yang kompleks. Semoga artikel ini bermanfaat, ya!
