Gerbang Logika Output Khusus: Komplementer, Tristate, dan Saklar Bilateral

Gerbang Output Komplementer

Dalam banyak desain, insinyur membutuhkan gerbang yang memberikan output terinvert dan non-terinvert dari satu elemen logika. Contoh klasik adalah buffer satu-input yang juga bertindak sebagai inverter, menyediakan terminal terpisah untuk setiap fungsi.

Gerbang dua-input yang secara bersamaan memberikan hasil AND dan NAND juga tersedia. Perangkat ini disebut gerbang output komplementer.

Simbol standar untuk gerbang tersebut adalah bentuk gerbang dasar dengan garis dan dua garis output. Array simbol komplementer ditunjukkan di bawah ini:

Manfaat Gerbang Komplementer

Gerbang komplementer sangat berharga dalam sirkuit padat di mana ruang terbatas. Mereka menghilangkan kebutuhan akan IC inverter tambahan, menghemat ruang papan dan mengurangi jumlah komponen.

Karena output terinvert dan non-terinvert beralih hampir secara bersamaan, tidak ada penundaan propagasi yang signifikan di antara keduanya. Properti ini kritis dalam aplikasi sensitif waktu.

Gerbang Tristate

Output tristate dapat mengambil tiga keadaan yang berbeda: mengemudi logika rendah (current sink), mengemudi logika tinggi (current source), atau tetap floating (high-impedance). Mereka biasanya ditambahkan ke gerbang buffer melalui pin kontrol tambahan yang disebut enable.

Ketika enable tinggi (logika 1), buffer berperilaku seperti tahap push-pull normal. Ketika enable rendah (logika 0), output pergi ke high-Z, secara efektif memutus gerbang dari rangkaian.

Dalam notasi skematik, buffer tristate ditandai oleh segitiga di dalam simbol gerbang:

Beberapa produsen menyediakan versi enable terinvert, di mana state high-Z terjadi ketika enable tinggi:

Saklar Bilateral

Saklar bilateral adalah perangkat SPST state padat yang dibangun dari MOSFET. Dalam keadaan ON, resistensinya hanya beberapa ratus ohm; dalam keadaan OFF, resistensi naik hingga beberapa ratus megaohm.

Saklar ini muncul dalam skematik sebagai persegi panjang dengan pin kontrol dan dua terminal, mirip dengan relay tetapi tanpa bagian yang bergerak. Karena merupakan perangkat semikonduktor, mereka menghindari masalah mekanis seperti bouncing, arcing, dan getaran.

Namun, saklar bilateral memiliki penanganan arus yang terbatas, dan tegangan sinyal harus tetap dalam rentang supply rails dari IC saklar.

IC 4066 berisi empat saklar bilateral independen:

Tinjauan Cepat

• Gerbang komplementer menyediakan output terinvert dan non-terinvert dengan penundaan yang tidak signifikan.
• Gerbang tristate menawarkan output tinggi, rendah, dan high-Z, dikontrol oleh pin enable.
• Saklar bilateral adalah relay state padat yang dapat beralih sinyal analog atau digital, tetapi dengan kemampuan arus yang modest.

Lembar Kerja Terkait

• Lembar Kerja Aljabar Boolean