LAPORAN

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA II

No. Kelompok : VI (enam)

Nama : Dannang Yulio Maslian

NPM : 1306365171

Fak/ Prog. Studi : MIPA/ Fisika

Tanggal Percobaan : Jumat, 27 Februari 2015

No. Modul : I

Nama Percobaan : Digital Integrated Circuits AND, OR Gates

Kawan Kerja : Yoga Julian Prasutiyo

Asisten :

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR II

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDONESIA

A. TUJUAN 1. Mengetahui karakteristik dan symbol AND gate dan OR gate.

2. Menemukan secara eksperimental kebenaran tabel kombinasi AND gate dan OR

gate.

3. Menemukan secara eksperimental kebenaran tabel kombinasi AND/OR gate.

B. TEORI DASAR Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari

bahan semi conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen

seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi

sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC digunakan untuk beberapa keperluan

pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang

berukuran relatif kecil.

Dan Pada eksperimen kali ini, Kita akan belajar mengenai digital ICs, atau

lebih tepatnya linier ICs. Digital ICs adalah logic circuits , membangun blok

computer dan kalkulator digital. Dasar sirkuit digital adalah lebih simpel dan akan

cocok sebagai pendahuluan digital ICs.

1. Logic Circuits

Elektronik digital atau atau rangkaian digital apapun tersusun dari apa yang

disebut sebagai gerbang logika.

Gerbang logika melakukan operasi logika pada satu atau lebih input dan

menghasilkan ouput yang tunggal. Output yang dihasilkan merupakan hasil dari

serangkaian operasi logika berdasarkan prinsip prinsip aljabar boolean. Dalam

pengertian elektronik, input dan output ini diwujudkan dan voltase atau arus

(tergantung dari tipe elektronik yang digunakan). Setiap gerbang logika

membutuhkan daya yang digunakan sebagai sumber dan tempat buangan dari arus

untuk memperoleh voltase yang sesuai.

Dalam elektrokika digital sebuah gate adalah sebuah logic circuits dengan satu

output dan satu atau lebih banyak input; sebuah sinyal output muncul untuk

beberapa kombinasi sinyal input. Dalam eksperimen ini kita memeriksa dan menguji

AND gate dan OR gate. Logic circuits dapat menjadi satu atau dua keadaan, seperti

on atau off, high atau low, magnetized or unmagnetized, seterusnya. Sebuah sakelar

tekan adalah contoh dari alat two-state.

Dasar pembentukan gerbang logika adalah tabel kebenaran (truth table). Ada

tiga bentuk dasar dari tabel kebenaran yaitu AND, OR, dan NOT. Berikut

penjelasan masing-masing gerbang logika.

2. AND Gate

Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya

satu sinyal output. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran

berlogika high maka semua sinyal masukan harus bernilai high. Gerbang logika

AND pada Datashhet nama lainnya IC TTL 7408

(a) (b)

Gambar: (a) Symbol AND Logic Gate dan (b) Truth Table AND

Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada modul, Gambar 42-1 menunjukkan

sebuah diode sirkuit dengan sakelar input and resistor 100k. Sumber tegangan

adalah +5 V. ketika sakelar dalam posisi ground, diode dalam kondisi forward bias

dan bernilai 0,7 V yang melewati diode. Dengan kata lain, ketika sakelar pada +5V,

tegangan bersih yang berhasil melewati diode-resistor adalah 0. Sebagai hasil, dioda

tidak menghantarkan. Sejak tidak ada arus yang memuati resistor, output untuk or

memasok tegangan. Sehingga output adalah high (+5 V) ketika input high.

Sekarang lihat pada two-input AND gate pada gambar 42-2a. ketika kedua

sakelar pada posisi ground, kedua diode bisa menjadi konduktor(menghantarkan)

dan besar output adalah low. Jika sakelar menuju +5V dan pada posisi ground,

kemudian output masih low karena masih conduct. Dan sebaliknya , jika pada

posisi ground dan pada + 5V, diode conducting dan output masih low.

Satu cara yang untuk mendapatkan sebuah output high dengan AND gate

adalah dengan menggunakan semua input high. Jika dan keduanya pada +5V,

kedua diode nonconducting . Dalam kasus ini, output ditarik ke atas sumber

tegangan kerena tidak ada arus yang memuati resistor. Dengan menambah diode dan

sakelar , kita dapat mendapatkan tiga input AND gate dan seterusnya. Menunjukkan

Seberapa banyak jumlah input AND gate yang dimilikia, operasi tetap sama.

Sehingga, semua input harus high untuk mendapatkan output high. Jika ada yang

low maka output akan low.

Transistor, MOSFETs, dan komponen lain dapat juga digunakan pada

konstruksi AND gate. Gambar 42-2b, Menunjukkan schematic symbol untuk dua

input AND gate. Gambar 42-2c, menunjukkan system untuk tiga input AND gate,

gambar 42-2d, untuk empat input. Untuk AND gate dapat disimpulkan, semua input

harus high untuk mendapatkan output high.

3. Truth Table for Two-input AND gate

Sifat respon sirkuit logic biasanya terangkum dalam bentuk truth tables. Ini

adalah tabel yang menunjukkan output untuk semua kombinasi sinyal input. Tabel

di bawah ini menunjukkan truth table untuk dua input AND gate.

Gambar: Truth Table AND

Binary berarti dua. Computer menggunakan bilangan system binary.

Mempunyai angka 0 sampai 9, sebuah bilangan binary system hanya mempunyai

angka 0 dan 1. Hal ini lebih baik untuk elektronik digital dimana sinyal adalah low

dan high, sakelar adalah terbuka dan tertutup, lighs adalah off dan on, dan

seterusnya. Di dalam eksperimen kita akan menggunakan positive logic, ini berarti

binary 0 merepresentasikan keadaan low state dan binary 1 high state. Dengan

pengertian itu, tabel 42-2:

Inputs Output

A B Low Low High High

Low High Low High

Low Low Low High

Dan truth table untuk dua input AND, memberikan informasi sama seperti

tabel 42-1:

Inputs Output

A B 0 0 1 1

0 1 0 1

0 0 0 1

4. OR Gate dan Truth Table

Gerbang OR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal input tetapi hanya satu

sinyal output. Dalam gerbang OR, untuk menghasilkan sinyal keluaran berlogika

high hanya butuh salah satu saja input berlogika high. Gerbang logika OR pada

Datashhet nama lainnya IC TTL 7432.

Gambar: Simbol OR Logic Gate

Untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada modul. Gambar 42-3a menunjukkan

dua input OR gate. Ketika kedua sakelar pada posisi ground, diode tidak

menghantarkan dan output adalah low. Jika sakelar di set +5 V , maka diode

menghantarkan dan output mendekati 4.3 V. pada kenyatannya, kedua sakelar dapat

menjadi +5 V dan output akan menjadi sekitar +4.3 V.

Oleh karena itu, jika salah satu input high atau jika keduanya high. Tabel 42-3,

merangkum operasi dari dua input OR gate dalam binary 0 dan 1. Seperti yang kau

lihat, jika kedua input adalah low , output adalah low. Jika ada yang input high ,

output adalah high. Jika kedua kedua input adalah high maka output high. Tidak

seperti AND gate dimana semua input harus tinggi untuk mendapatkan output high,

OR gate dapat memperoleh output high jika ada input high.

Tabel: Two input OR Gate

Inputs Output

A B 0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

Gambar 42-3b menunjukkan symbol untuk dua input pada gate. Dengan

penambahan dioda kepada gate, kita dapat memproduksi tiga input OR gate, empat

input OR gate dan seterusnya. Gambar 42-3c dan 42-3d menunjukkan skema simbol

untuk tiga dan empat input OR gate.

5. Kombinasi AND-OR Gate.

Kombinasi AND dan OR gate dapat digunakan untuk bentuk operasi logic

yang kompleks pada computer. Gambar 42-4 adalah contoh kombinasi AND dan

OR gate. Untuk menganalisis sirkuit, perhatikan kejadian apa untuk semua

kemungkinan input mulai dengan semua low, satu low, dan seterusnya. Dan jika

semua input adalah low , AND gate mempunyai output low, dan kedua input OR

gate adalah low maka output akhir adalah low. Hal ini ditunjukkan pada entri

pertama tabel 42-4.

Tabel: AND OR Circuit

Inputs Output

A B C 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

0 1 0 1 0 1 1 1

Selanjutnya, perhatikan jika A low, B low, C high. OR gate akan mempunyai

output akhir high, ini ditunjukkan pada entri kedua pada tabel 4. Dengan

menganalisa kombinasi input, kita dapat memperoleh hasil sesuai truth tabel, dan

hal itu perlu di analisa lebih lanjut.

6. IC gate

Sekarang ini, kebanyakan sirkuit logic sudah seperti ICs. Transistor-transistor

logic (TTL) menjadi komersial pada 1964. Sehingga, TTL menjadi sangat popular

di keluarga ICs digital . Pada eksperimen ini kita akan bekerja mengenai TTL gate.

Gambar di atas menunjukkan sebuah 7408, satu dari sekian banyak ICs dalam

keluarga TTL. Seperti yang kau lihat, dual-in-line package mengandung empat

AND gate. Untuk alasan ini, itu disebut quad to input AND gate. dicatat bahwa pin

14 adalah pin suplay Daya.

Supaya piranti TTL bekerja dengan baik, sumber tegangan harus antara +4.75

dan +5.25 V. Hal ini mengapa +5 V adalah besar sumber tegangan untuk semua

piranti TTL. Untuk pin 7, sering ground untuk chip. Pin yang lain untuk input dan

output.

Empat AND gate tidak bergantung dengan yang lainnya. Dengan kata lain,

semua dapat dikombinasikan masing-masing dengan yang lainnya atau piranti TTL

lain sebagai quad two input OR gate yang ditunjukkan pada gambar di atas, yaitu Ic

7432. Dan harus di ingat kembali bahwa pin 14 berhubung dengan sumber tegangan

dan pin 7 ke ground.

7. Boolean Equations

Aljabar Boolean adalah aljabar khusus yang digunakan dengan sirkuit logika.

Pada aljabar Boolean, variabel dapat mempunyai satu dari dua nilai: 0 atau 1.

Teori Aljabar boolean digunakan untuk mempermudah dalam menyelesaikan

perhitungan, penjabarannya dapat dilakukan dengan menggunakan sifat sifat

persamaan aljabar boolean karena pada dasarnya rangkaian logika (digital) dibentuk

dari beberapa gabungan komponen elektronik yang terdiri dari bermacam macam

Gate dan rangkaian rangkaian lainya sehingga membentuk rangkaian elektronika

yang bersifat komplek dan rumit.

Aljabar Boolean menggunakan tanda plus dan titik. Pada aljabar Boolean,

tanda + untuk operasi OR gate.

Untuk contoh, jika input sebuah OR gate adalah A dan B, maka output Y

adalah

Y = A + B

Sama dengan tanda () digunakan untuk operasi AND gate. Sehingga output

dari dua input AND gate ditulis sebagai

Y = A B

atau

Y = A B

Ekspresi ini dapat dikombinasikan untuk menggambarkan suatu sirkuit logic a.

AND gate pada gambar 4 dapat diekspresikan dalam aljabar Boolean sebagai AB.

Output ini disuplay satu input untuk OR gate yang outputnya adalah

Y = A B + C

RANGKUMAN

1. Digital Elektronik berhubungan dengan tegangan dengan satu dari dua keadaan,

high atau low.

2. Sirkuit digital disebut sebagai sirkuit logika karena kombinasi input menentukan

output.

3. Pada logika positif, biner 0 menjelaskan tegangan low dan biner 1 menjelaskan

tegangan tinggi.

4. Sederhana sirkuit logika adalah dua input OR gate dan dua input AND.

5. Semua input harus high untuk mendapatkan output high dari sebuah AND gate.

6. Sebuah OR gate mempunyai output tinggi jika ada salah satu input yang tinggi.

7. Sebuah truth table meringkas rangkuman semua input atau output.

8. TTL adalah Paling Popular/ Terkenal dalam Keluarga Digital IC

C. PERALATAN 1. Sebuah Power Supply tegangan + 5V

2. Sebuah Digital Multimeter

3. sebuah ICs 7408 dan ICs 7432

4. Sebuah Logic Breadboard

5. 3 buah SPDT Switch

D. PROSEDUR PERCOBAAN (Lengkap dengan SIMULASI Dari Multisim) 1. Gerbang AND

Gambar: Gerbang AND

a. Menghubungkan sirkuit seperti pada gambar di atas dan mengingat untuk

menghubungkan terminal 14 ke +5V dan terminal 7 ke ground.

b. Mengatur switch sesuai yang dibutuhkan untuk mendapatkan kombinasi

input yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada tabel gerbang AND 2

input. Mencatat kondisi output saat 0 atau 1 untuk setiap kemungkinan input.

Tabel kebeneran Gerbang AND dua input

Inputs Output

A B 0 0 1 1

0 1 0 1

0 0 0 1

2. Gerbang OR

Gambar: gerbang OR

a. Mengubungkan sirkuit seperti pada gambar di atas.

b. Mengukur tegangan output untuk setiap kombinasi input pada tabel

gerbang OR 2 input. Mencatat hasilnya saat 0 atau 1 dan Menjelaskan

alasan perbedaan antara gerbang AND dua input dengan gerbang OR dua

input.

Tabel kebenaran Gerbang OR dua Input

Inputs Output

A B 0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

3. Kombinasi Gerbang AND-OR

Gambar: Gerbang AND-OR

a. Mengubungkan sirkuit seperti pada gambar di atas.

b. Mengatur switch untuk setiap input yang ditunjukkan pada tabel AND-OR.

Mencatat kondisi output 0 atau 1.

c. Mendesain 3 input dengan kombinasi semua input 1 untuk mendapatkan

output 1.

d. Mencatat hasilnya di tabel kebenaran. Memberikan pernyataan boolean

untuk sirkuit tersebut.

e. Mendesain 4 input gerbang OR menggunakan kombinasi apapun.

Menggambar sirkuitnya.

f. Mencatat hasilnya di truth table. Memberikan pernyataan boolean untuk

sirkuit tersebut.

Tabel Kombinasi Gerbang AND dan OR Inputs

Output A B C 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

0 1 0 1 0 1 1 1

Persamaan Aljabar Boolean : Y = A B + C

E. TUGAS PENDAHULUAN 1. Apakah sirkuit digital sama dengan sirkuit linear?

Jawab:

Tidak, karna Sirkuit digital berbeda dengan sirkuit linear. Pada Sirkuit digital

memiliki gelombang diskrit. Sedangkan pada sirkuit linear hanya memiliki

gelombang yang kontinu saja.

2. Pada gerbang AND tiga-input, semua input harus tinggi untuk mendapatkan

output tinggi.

3. Pada gerbang OR empat-input, paling tidak satu input harus tinggi untuk

mendapatkan output tinggi.

4. Dengan logika positif, biner 0 berarti kondisi rendah dan biner 1 berarti kondisi

tinggi.

5. TTL adalah yang paling populer di kelompok IC digital, contohnya adalah 7408

dan 7432. Yang pertama adalah quad two input AND gate dan yang kedua

adalah quad two input OR gate.

6. Besar supply voltage untuk TTL adalah +5 V.

7. Berdasarkan gambar 42-6, lengkapilah table 42-5!

Jawab:

Inputs Outputs

A B C D E Y

1 0 0 0 0 0

1 1 1 0 0 1

1 0 1 1 0 1

0 0 0 0 1 1

0 1 1 0 0 0

0 0 0 1 1 1

8. Apakah pernyataan Boolean untuk sirkuit pada gambar 42-6?

Jawab:

Gambar: 42-6

Pada Skema gambar 42-6, merupakan konfigurasi IC kombinasi dari

7804 dengan 7832, Sehingga Persamaan Boolean Untuk Logika IC AND OR:

Y = ABC + D + E

_GoBack