Kemajuan teknologi tak bisa lepas dari peran sistem elektronika, utamanya elektronika digital yang terdiri atas gerbang elektronika pada operasi digital. Apa itu gerbang logika? Berikut adalah pembahasan tentang pengertian hingga simbol gerbang logika.
Ilmu pengetahuan tentu akan terus berkembang, begitupun ilmu elektronika. Pengertian elektronika adalah sebuah sistem elektronika yang dihubungkan melalui sinyal digital.
Teknologi elektronik digital berakar dari konsep aljabar Boolean. Kini, konsep ini telah diterapkan secara luas dalam berbagai perangkat, seperti komputer dan telepon.
Secara umum, sinyal digital itu terputus-putus dan biasanya disimbolkan dengan notasi 0 dan 1. Aljabar 1 menyimbolkan sinyal digital dan notasi nol menyimbolkan tidak adanya sinyal digital.
Elektronik digital juga disebut rangkaian digital. Gerbang logika mengoperasikan logika pada suatu masukan untuk menghasilkan keluaran tunggal.
Pengertian Gerbang Logika
Gerbang logika adalah komponen dasar dalam sirkuit elektronik digital, yang didesain dengan konsep aljabar Boolean.
Dalam disiplin ilmu elektronika, setiap keluaran dan masukan dibentuk oleh nilai voltase. Voltase ini umumnya dikendalikan melalui penggunaan sakelar atau komponen semacamnya.
Gerbang elektronika bisa dibilang sakelar-sakelar yang menerapkan aljabar Boolean dalam sistem elektronik. Melalui sakelar, alat elektronik bisa dimanfaatkan dengan semestinya karena operasi logis di suatu masukan akan memberikan keluaran logis.
Gerbang logik terdiri dari elemen-elemen, termasuk transistor, resistor, dan dioda, yang bekerja bersama-sama untuk melakukan operasi logika. Dalam ranah elektronika, gerbang logika melibatkan elemen-elemen ini dalam prosesnya.
Selain itu, gerbang logika juga terkait dengan sirkuit terpadu (Integrated Circuit disingkat IC) yang berfungsi untuk mengatur jumlah maksimum gerbang elektronik yang dapat diintegrasikan dalam satu unit.
Sebelum kemajuan dalam teknologi IC, banyaknya gerbang logik dalam rangkaian elektronik digital terbatas. Setiap operasi yang dilakukan oleh gerbang logik tercermin dalam tabel kebenaran.
Di tabel ini, nilai “1” menunjukkan kebenaran (true), sedangkan nilai “0” menunjukkan ketidakbenaran (false).
Gerbang logika memiliki beberapa jenis dasar, termasuk AND Gate, OR Gate, dan NOT Gate, yang mengatur prinsip operasi fundamental dalam elektronika logika.
Jenis Gerbang Logika
Terdapat tujuh jenis gerbang elektronika yang dapat dikelompokkan berdasarkan prinsip kerjanya. Jenis-jenisnya ini meliputi AND, OR, NOR, NAND, XOR (exclusive OR), XNOR (exclusive NOR), dan NOT.
1. Gerbang Logika OR
Jenis kedua adalah gerbang OR. Ini adalah gerbang elektronika yang hanya menggunakan transistor dan resistor.
Cara kerja gerbang-OR memakai dua masukan yang jika salah satunya diaktifkan membuat keluaran aktif. Gerbang-OR terdapat pada komponen elektronika IC 7432.
Tabel kebenaran logika OR menerangkan bahwa jika salah satu inputnya bilangan biner “1” maka outputnya akan menjadi “1”. Angka “1” pada kolom Y menandakan gerbang-OR bisa diaktifkan. Gerbang-OR nonaktif ketika kedua masukannya bernotasi “0”.
2. Gerbang Logika AND
Gerbang AND adalah jenis gerbang yang mengharuskan kedua inputnya aktif agar menghasilkan output yang aktif. Pada gerbang-AND, masukannya setinggi keluaran logika. Gerbang logik ini bisa ditemukan pada komponen listrik IC 7208.
Fungsi gerbang AND adalah untuk memeriksa kebenaran beberapa kondisi secara bersamaan.
Setiap gerbang elektronika pasti mempunyai tabel kebenaran yang menunjukkan gerbang aktif atau tidak.
Menurut tabel kebenaran, keluaran berupa notasi 0 menunjukkan gerbang-AND tidak aktif. Selain itu, bisa disimpulkan juga bahwa gerbang logik hanya terjadi ketika kedua masukan bernilai “1”.
3. Gerbang Logika NOT
Gerbang-NOT adalah gerbang logik yang meniadakan atau membalik logika. Oleh sebab itu, gerbang logik ini dinamai gerbang-NOT. Gerbang-NOT juga disebut rangkaian inverter. Kamu bisa menemukan gerbang-NOT pada komponen IC 7404.
Tabel kebenaran gerbang-NOT menjelaskan bahwa masukan “0” memberikan keluaran “1” dan masukan angka “1” memberikan keluaran “0”.
4. Gerbang Logika NAND
Pengertian Gerbang NAND atau gerbang NOT AND adalah perpaduan gerbang-NOT dan gerbang-AND. Gerbang-NAND terdapat pada komponen listrik IC 7400.
Tabel kebenaran gerbang logika NAND menerangkan bahwa jika kedua masukan berupa notasi “1” menghasilkan keluaran notasi “0”, dan jika kedua masukan notasi “0” menghasilkan keluaran notasi “1”.
Tabel kebenaran gerbang-NAND berkebalikan dari gerbang AND.
5. Gerbang Logika NOR
Gerbang-NOR adalah perpaduan gerbang-NOT dan gerbang-OR. Kamu bisa menemukan gerbang-NOR pada komponen IC 7436.
Terdapat satu keluaran dan dua masukan pada gerbang-NOR. Masukan angka “0” yang bertemu “0” menghasilkan notasi “1”. Masukan “1” bersama dengan “1” memberikan keluaran “0”. Keluaran gerbang NOR adalah kebalikan dari gerbang OR.
6. Gerbang Logika XOR
Gerbang-XOR adalah perpaduan gerbang OR, NOT, dan AND. Selain gabungan tiga gerbang tersebut, gerbang-XOR bisa memakai perpaduan gerbang elektronik lainnya.
Gerbang-XOR dikenal juga gerbang eksklusif karena bisa digabungkan dengan banyak gerbang elektronika. Kamu bisa menemukan gerbang XOR di komponen elektronik IC 7486.
Gerbang-XOR mempunyai tabel kebenaran yang memberikan keluaran berupa notasi “1” dan “0” masing-masing dua kali. Untuk masukan dengan angka sama memberikan “0”. Dan untuk masukan dengan angka berbeda, hasil keluaran adalah “1”.
7. Gerbang Logika XNOR
Gerbang-XNOR adalah perpaduan gerbang-NOT dan gerbang-XOR. Gabungan logika itu disingkat jadi XNOR atau eksklusif NOR. Gerbang-XNOR bisa kamu temukan di komponen listrik IC 7266.
Tabel kebenaran gerbang-XNOR itu menerangkan bahwa input yang sama menghasilkan angka “1” dan input yang berbeda memberikan notasi “0”. Jadi, tabel kebenaran XNOR adalah kebalikan tabel XOR.
Fungsi Gerbang Logika
Fungsi utama gerbang logika adalah membentuk jalur digital supaya komponen bisa saling terkoneksi dan perangkat dapat beroperasi. Gerbang logik juga bisa dipakai sebagai command system.
Kamu bisa menemukan gerbang logik di alat elektronik berupa chip sebab di dalamnya terdapat banyak komponen yang harus saling terhubung. Bahkan, chip memiliki ribuan gerbang logik dengan fungsi yang bermacam-macam.
IC sederhana hanya memiliki beberapa gerbang logik saja. Contohnya komponen IC TTL 7408 yang memiliki rangkaian, seperti flip flop, pengaman dengan kunci rahasia, counter, multiplexer, demultiplexer, decoder, dan encoder.
Simbol Gerbang Logika
Tiap-tiap gerbang elektronika memiliki simbol masing-masing. Berikut akan dijelaskan masing-masing simbol dari tiap-tiap jenis gerbang elektronika yang ada.
1. Gerbang Logika XNOR
Kamu bisa melihat simbol gerbang-XNOR di atas yang memiliki dua masukan dan satu keluaran. Gerbang-XNOR akan bernilai tinggi jika kedua masukan bernilai sama. Dua masukan logika rendah atau dua masukan logika tinggi akan memberikan logika tinggi.
2. Gerbang Logika AND
Kamu bisa melihat simbol gerbang-AND di atas. Simbol ini menggambarkan dua masukan di kiri dan satu keluaran di kanan. Gerbang-AND akan memberikan logika tinggi apabila nilai masukan tinggi.
3. Gerbang Logika OR
Kamu bisa melihat simbol gerbang-OR di atas. Simbol ini menggambarkan dua masukan dan satu keluaran. Gerbang-OR akan memberikan logika tinggi apabila masukan bernilai tinggi dan menghasilkan logika rendah jika masukan bernilai rendah.
4. Gerbang Logika NAND
Kamu bisa melihat simbol gerbang-NAND di atas yang memiliki dua masukan dan satu keluaran. Gerbang-NAND akan memberikan logika tinggi apabila satu atau semua masukan dengan nilai logika rendah.
5. Gerbang Logika NOR
Kamu bisa melihat simbol gerbang-NOR yang memiliki dua masukan dan satu keluaran di atas. Gerbang-NOR akan bernilai tinggi jika mendapat masukan rendah. Jika terjadi masukan logika tinggi, keluaran akan memberikan logika rendah.
6. Gerbang Logika NOT
Kamu bisa melihat simbol gerbang-NOT di atas yang memiliki masukan dan hasil berjumlah satu. Setiap gerbang-NOT akan memberikan keluaran yang terbalik. Jika masukan dengan logika tinggi, maka menghasilkan keluaran bernilai rendah.
7. Gerbang Logika XOR
Kamu bisa melihat simbol gerbang-XOR di atas yang memiliki dua masukan dan satu keluaran. Gerbang-XOR akan menghasilkan logika tinggi apabila masukan terdiri atas logika rendah dan logika tinggi.
George Boole
Aljabar Boolean merupakan metode logika yang digunakan untuk memproses perbandingan angka dan mengambil keputusan berdasarkan kondisi salah atau benar, yang direpresentasikan oleh angka 1 dan 0.
Sistem ini dikembangkan oleh matematikawan asal Inggris, George Boole (1815-1864) dalam bukunya “An Investigation of the Laws of Thought on Which Are Founded the Mathematical Theories of Logic and Probabilities” yang diterbitkan tahun 1854.
Buku ini merangkum pandangan matematis Boole tentang hukum-hukum berpikir dan probabilitas yang mendasari teori-teori matematika tentang logika.
Dalam bukunya tersebut, George Boole merancang aljabar sebagai sarana untuk menggambarkan proses pemikiran manusia yang rumit dalam bentuk logis dan matematis, membantu menghubungkan pemikiran kompleks dengan model matematika yang lebih terstruktur.
Kesimpulan
Gerbang logika merupakan komponen kunci dalam struktur alat elektronik digital. Tiap-tiap gerbang logika direpresentasikan dalam tabel kebenaran yang mengikuti prinsip-prinsip aljabar Boolean.
Karenanya, tabel kebenaran ini terdiri dari nilai “1” dan “0” yang mencerminkan keadaan logika. Gerbang logika digunakan dalam berbagai komponen elektronika dan sering diintegrasikan dalam bentuk chip.
Baca juga artikel menarik lainnya di SemutAspal:
Dapatkan berita terbaru! Ikuti kami di Google News dan dapatkan kabar terupdate langsung di genggaman.