Gerbang Universalitas

Gerbang NAND dan NOR memiliki sifat khusus:bersifat universal. Artinya, dengan gerbang yang cukup, salah satu jenis gerbang dapat meniru pengoperasian jenis gerbang lainnya.

Sebagai contoh, dimungkinkan untuk membangun sirkuit yang menunjukkan fungsi OR menggunakan tiga gerbang NAND yang saling berhubungan. Kemampuan jenis gerbang tunggal untuk dapat meniru jenis gerbang lainnya hanya dapat dinikmati oleh NAND dan NOR. Faktanya, sistem kontrol digital telah dirancang hanya dengan gerbang NAND atau NOR, semua fungsi logika yang diperlukan berasal dari kumpulan NAND atau NOR yang saling berhubungan.

Sebagai bukti dari sifat ini, bagian ini akan dibagi menjadi subbagian yang menunjukkan bagaimana semua tipe gerbang dasar dapat dibentuk hanya dengan menggunakan NAND atau hanya NOR.

Membangun fungsi NOT

Seperti yang Anda lihat, ada dua cara menggunakan gerbang NAND sebagai inverter, dan dua cara menggunakan gerbang NOR sebagai inverter. Metode mana pun berfungsi, meskipun menghubungkan input TTL bersama-sama meningkatkan jumlah pembebanan arus ke gerbang penggerak. Untuk gerbang CMOS, terminal input umum menurunkan kecepatan switching gerbang karena peningkatan kapasitansi input.

Inverter adalah alat dasar untuk mengubah satu jenis fungsi logika menjadi fungsi logika lainnya, sehingga akan ada banyak inverter yang ditunjukkan dalam ilustrasi berikut. Dalam diagram tersebut, saya hanya akan menunjukkan satu metode inversi, dan itu akan di mana input gerbang NAND yang tidak digunakan terhubung ke +V (baik Vcc atau Vdd, tergantung pada apakah rangkaiannya TTL atau CMOS) dan di mana input yang tidak digunakan untuk gerbang NOR terhubung ke ground.

Ingatlah bahwa metode inversi lainnya (menghubungkan input NAND atau NOR bersama-sama) bekerja dengan baik dari sudut pandang logis (1 dan 0), tetapi tidak diinginkan dari perspektif praktis peningkatan pembebanan saat ini untuk TTL dan peningkatan kapasitansi input untuk CMOS.

Membuat fungsi “buffer”

Karena cukup mudah untuk menggunakan gerbang NAND dan NOR untuk menjalankan fungsi inverter (NOT), masuk akal bahwa dua tahap gerbang tersebut akan menghasilkan fungsi buffer, di mana outputnya adalah keadaan logis yang sama dengan inputnya.

Membangun fungsi AND

Untuk membuat fungsi AND dari gerbang NAND, yang dibutuhkan hanyalah sebuah tahap inverter (NOT) pada keluaran gerbang NAND. Pembalikan ekstra ini “membatalkan” N first pertama di NAND , meninggalkan fungsi AND. Dibutuhkan sedikit lebih banyak pekerjaan untuk menyelesaikan fungsionalitas yang sama dari gerbang NOR, tetapi ini dapat dilakukan dengan membalikkan (“NOT”) semua input ke gerbang NOR.

Membangun fungsi NAND

Tidak ada gunanya menunjukkan kepada Anda bagaimana "membangun" fungsi NAND menggunakan gerbang NAND, karena tidak ada yang bisa dilakukan. Untuk membuat gerbang NOR menjalankan fungsi NAND, kita harus membalikkan semua input ke gerbang NOR serta output gerbang NOR. Untuk gerbang dua input, ini membutuhkan tiga gerbang NOR lagi yang terhubung sebagai inverter.

Membangun fungsi OR

Pembalikan output gerbang NOR (dengan gerbang NOR lain yang terhubung sebagai inverter) menghasilkan fungsi OR. Gerbang NAND, di sisi lain, membutuhkan inversi semua input untuk meniru fungsi OR, sama seperti kita perlu membalikkan semua input gerbang NOR untuk mendapatkan fungsi AND.

Ingat bahwa inversi semua input ke gerbang menghasilkan perubahan fungsi penting gerbang itu dari AND ke OR (atau sebaliknya), ditambah output terbalik. Jadi, dengan semua input terbalik, NAND berperilaku sebagai OR, NOR berperilaku sebagai AND, AND berperilaku sebagai NOR, dan OR berperilaku sebagai NAND. Dalam aljabar Boolean, transformasi ini disebut sebagai Teorema DeMorgan , dibahas secara lebih rinci di bab selanjutnya dari buku ini.

Membangun fungsi NOR

Sama seperti prosedur untuk membuat gerbang NOR berperilaku sebagai NAND, kita harus membalikkan semua input dan output untuk membuat gerbang NAND berfungsi sebagai NOR.

TINJAUAN:

• Gerbang NAND dan NOR bersifat universal:yaitu, mereka memiliki kemampuan untuk meniru semua jenis gerbang, jika saling berhubungan dalam jumlah yang cukup.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Gerbang Logika TTL

• Lembar Kerja Aljabar Boolean