Gerbang transistor-transistor logic (TTL)

GERBANG TRANSISTOR-TRANSISTOR LOGIC (TTL)

1.    Tujuan

Setelah melakukan percobaan ini, siswa dapat :

a.    Mengenal dasar-dasar logika, operasi-operasi yang berlaku dan teknik matematis yang digunakan untuk menyelesaikan persoalan-persoalan logika.

b.    Memahami tabel kebenaran gerbang logika

c.    Mengidentifikasi kemasan IC dan penomeran pin yang digunakan

d.    Menerapkan gerbang logika ke dalam bentuk hardware (IC / Integrated Circuits)

2.    Materi

a.    Operasi-operasi logika dasar

b.    Tabel kebenaran

c.    Gerbang-gerbang logika (Logic Gates)

d.    Sekilas tentang IC TTL

3.    Teori

Gerbang digit dikenal pula sebagai perangkat digit atau sebagai perangkat logika (logic device). Perangkat ini memiliki satu atau lebih masukan dan satu keluaran. Masing-masing masukan (input) atau keluaran (output) hanya mengenal dua keadaan logika, yaitu logika '0' (nol, rendah) atau logika '1' (satu, tinggi) yang oleh perangkat logika, '0' direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai 0,7 Volt DC (Direct Current, arus searah), sedangkan logika '1' diwakili oleh tegangan DC setinggi 3,5 sampai 5 Volt untuk jenis perangkat logika IC TTL (Integrated Circuit Transistor-Transistor Logic) dan 3,5 sampai 15 Volt untuk jenis perangkat IC CMOS (Integrated Circuit Complementary Metal Oxyde Semiconductor).

Transistor-transistor Logic (TTL) merupakan kelas digital sirkuit dibangun dari Transistor, dan resistor. Disebut transistor-transistor logika karena fungsi logika (misalnya, AND, NAND,NOR) dilakukan oleh Transistor. Ada banyak sirkuit terpadu dengan teknologi TTL. Mereka digunakan dalam berbagai aplikasi seperti komputer, kontrol industri, peralatan dan instrumentasi tes, synthesizers, dll.

Jenis-jenis Transistor Logik (TTL):

• Bipolar
• 74 - the "standard TTL" logic family (long obsolete) had no letters between the "74" and the specific part number.
• 74L - Low power (compared to the original TTL logic family), very slow (rendered obsolete by the LS-series)
• H - High speed (rendered obsolete by the S-series, used in 1970s era computers)
• S - Schottky (obsolete)
• LS - Low Power Schottky
• AS - Advanced Schottky
• ALS - Advanced Low Power Schottky
• F - Fast (faster than normal Schottky, similar to AS)
• CMOS
• C - CMOS 4-15V operation similar to 4000 series
• HC - High speed CMOS, similar performance to LS, 12nS
• HCT - High speed, compatible logic levels to bipolar parts
• AC - Advanced CMOS, performance generally between S and F
• AHC - Advanced High-Speed CMOS, three times as fast as HC
• ALVC - Low voltage - 1.65 to 3.3V, tpd 2nS
• AUC - Low voltage - 0.8 to 2.7V, tpd<1.9ns@1.8v
• FC - Fast CMOS, performance similar to F
• LCX - CMOS with 3V supply and 5V tolerant inputs
• LVC - Low voltage - 1.65 to 3.3V and 5V tolerant inputs, tpd<5.5ns@3.3v,>
• LVQ - Low voltage - 3.3V
• LVX - Low voltage - 3.3V with 5V tolerant inputs
• VHC - Very High Speed CMOS - 'S' performance in CMOS technology and power
• G - Super high speeds at more than 1 GHz, 1.65V to 3.3V and 5V tolerant inputs, tpd 1nS (Produced by Potato Semiconductor)
• BiCMOS
• BCT - BiCMOS, TTL compatible input thresholds, used for buffers
• ABT - Advanced BiCMOS, TTL compatible input thresholds, faster than ACT and BCT

GERBANG TRANSISTOR-TRANSISTOR LOGIC (TTL)

GERBANG AND

Gambar 1.1 Simbol Gerbang AND

Gerbang AND seperti pada gambar 1.1 dapat memiliki dua masukan atau lebih. Gerbang ini akan menghasilkan keluaran 1 hanya apabila semua masukannya sebesar 1. Dengan kata lain apabila salah satu masukannya 0 maka keluarannya pasti 0.  

Ekspresi Boole dari gerbang AND dituliskan sebagai fungsi Q = A.B

Contoh IC TTL gerbang AND adalah IC 7408.

                          

Gambar 1.2 Chip 74LS08 dan tata letak kakinya

Dalam rangkaian logika, semua aspek positif dari suatu kasus diinterpretasikan sebagai true yang berarti 'benar'. Pada komputer (sebagai perangkat), 'true' diwujudkan sebagai logika '1' atau 'high' = tinggi. Pada tingkat perangkat keras, 'true' mempunyai acuan tegangan listrik mendekati 5 Volt DC (dalam TTL Level).

Sebaliknya bahwa semua aspek negatif dalam suatu kasus harus dianggap sebagai false yang berarti 'salah'. Ini dimanifestasikan sebagai logika '0' atau low = rendah oleh komputer (sebagai perangkat). Perangkat keras melaksanakan hal ini dengan memberikan tegangan DC mendekati atau sama dengan 0 Volt, TTL level.

Dengan demikian, kita sudah dapat menjabarkan kasus tersebut secara logika seperti ini:

a. Penyelesaian suatu masalah (output) dikodekan dengan 'Q'.

b. Masukan (input) dikodekan sebagai A dan B.

Tabel Kebenaran (truth table) gerbang AND adalah seperti tabel berikut:

B	A	Q
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

GERBANG NAND (NOT AND)

Gambar 1.3 Simbol Gerbang NAND (NOT AND)

Berlawanan dengan gerbang AND, pada gerbang NAND keluaran akan selalu 1 apabila salah satu masukannya 0. Dan keluaran akan sebesar 0 hanya apabila semua masukannya 1. Gerbang NAND ekuivalen dengan NOT AND.

                                                                                             ___

Ekspresi Boole dari gerbang NAND dituliskan sebagai fungsi Q = A.B

Contoh IC TTL gerbang NAND adalah IC 7400 atau 7401.

              

Gambar 1.4 Chip 74LS01 dan tata letak kakinya

Tabel Kebenaran (truth table) gerbang AND adalah seperti tabel berikut:

A	B	Q
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

GERBANG OR

Gambar 1.5 Simbol Gerbang OR

Keluaran gerbang OR akan bernilai 0 apabila semua masukannya 0, dan keluarannya akan 1 apabila ada salah satu masukannya yang bernilai 1.

Ekspresi Boole dari gerbang OR dituliskan sebagai fungsi Q = A+B

Contoh IC TTL gerbang OR adalah IC 7432.

            

Gambar 1.6 Chip 74LS32 dan tata letak kakinya

Tabel Kebenaran (truth table) gerbang OR adalah seperti tabel berikut:

A	B	Q
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

GERBANG NOT

 

Gambar 1.7 Simbol Gerbang NOT

Pada gerbang ini nilai keluarannya selalu berlawanan dengan nilai masukannya. Apabila masukannya sebesar 0 maka keluarannya akan sebesar 1 dan sebaliknya apabila masukannya sebesar 1 maka keluarannya akan sebesar 0. Pada tabel kebenaran gerbang NOT berikut, yaitu tabel yang menggambarkan hubungan antara masukan (A) dan keluaran (B) perangkat digit gerbang NOT.

                                                                                             _

Ekspresi Boole dari gerbang NAND dituliskan sebagai fungsi Q = A

Contoh IC TTL gerbang NOT adalah IC 7404.

               

Gambar 1.8 Chip 74LS04 dan tata letak kakinya

Tabel Kebenaran (truth table) gerbang NOT adalah seperti tabel berikut:

A	Q
0	1
1	0

GERBANG XOR (Exclusive OR)

Gambar 1.9 Simbol Gerbang XOR

Apabila input A dan B ada dalam keadaan logika yang sama, maka output Q akan menghasilkan logika 0, sedangkan bila input A dan B ada dalam keadaan logika yang berbeda, maka output akan menjadi logika 1. XOR sebetulnya merupakan variasi dari cara kerja logika OR.

Ekspresi Boole dari gerbang OR dituliskan sebagai fungsi Q = A  +  B

Contoh IC TTL gerbang XOR adalah IC 7486.

            

Gambar 1.10 Chip 74LS86 dan tata letak kakinya

Aplikasi dari proses logika XOR ini dapat dimanfaatkan untuk membandingkan dua buah data, yaitu apabila data-data tersebut mengandung informasi yang persis sama, maka XOR akan memberikan output logika 0.

Tabel Kebenaran (truth table) gerbang XOR adalah seperti tabel berikut:

A	B	Q
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

GERBANG XNOR (Exclusive NOR)

Gambar 1.11 Gerbang XNOR (Exclusive NOR)

Apabila input A dan B ada dalam keadaan logika yang sama, maka output Q akan menghasilkan logika 1, sedangkan bila input A dan B ada dalam keadaan logika yang berbeda, maka output akan menjadi logika 0. XNOR bisa juga dikatakan memiliki sifat dari kebalikan XOR. XNOR dan NOR hanyalah berbeda pada langkah ke-empat yaitu apabila A dan B pada logika 1 maka output Q juga 1, bukan 0 seperti pada logika NOR.

                                                                                         _____

Ekspresi Boole dari gerbang OR dituliskan sebagai fungsi Q = A  +  B

Contoh IC TTL gerbang XNOR adalah IC 74266.

              

Gambar 1.12 Chip 74LS266 dan tata letak kakinya

Tabel Kebenaran (truth table) gerbang XNOR adalah seperti tabel berikut:

A	B	Q
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Tweet