KLASIFIKASI LOGIKA ELEKTRONIKA

KELUARGA LOGIKA RESISTOR TRANSISTOR LOGIC (RTL)0V5VRBVoutLEDRCRCVCC= 5VVCC= 5VRB

GERBANG NORRBaRBbRBRCVoutVCC= 5VTrABY = A+BAB

KELUARGA LOGIKA DIODA TRANSISTOR LOGIC (DTL)Gerbang ORGerbang ANDYYRR5VABAB

GERBANG NORGERBANG NANDAABBYY5VTrTrRCRC5VD1D2RBRBDiodaDiodaDiodaDiodaRBRB

KELUARGA TRANSISTOR TRANSISTOR LOGICAABBBasisRBRCYDiodaDiodaD5Tr2Tr1Gerbang NAND5V

GERBANG NAND KEDUA INPUT 1 / TINGGIABRBRCY = Low = 0,2D5Tr2Tr1= on5V2,11,40,7

GERBANG NAND KEDUA INPUT 0 / RENDAH atau SALAH SATU INPUT 0ABRBRCY = High= 3,4VD5Tr2Tr1= mati5V10,30

RATING BESARNYA TEGANGAN DAN ARUS TTL

FAN OUT

Dalam suatu rangkaian logika, biasanya terdapat satu gerbang yang mengontrol beberapa gerbang lainnya. Istilah fan out atau atau penyebaran keluaran didefinisikan sebagai bilangan atau batasan beberapa jumlah gerbang yang dapat dikendalikan oleh suatu keluaran tunggal.Contoh : Fan out untuk rangkaian logika IC TTL adalah 10, artinya bahwa suatu keluaran gerbang TTL tunggal dapat mengemudikan sampai 10 masukan TTL.

Untuk menentukan fan out, harus diketahui besarnya : Arus masukan (ii) suatu beban gerbang logika. Arus keluaran gerbang pengemudi dapat dicatu (Io)

Keluaran Gerbang Logika TTL Dalam Keadaan Tinggi (High)Arus keluaran untuk keadaan keluaran HIGH diberi lambang IOH (I Output High) dan disebut arus sumber (Source Current).Kemampuan besarnya arus IOH untuk gerbang NAND (IC TTL 7400) paling besar adalah -400 mikroAmpere.Arus masukan yang dibutuhkan untuk keadaan keluaran high diberi lambang IIH (I Input High) dan arus untuk setiap gerbang logika keluarga 74xx TTL adalah sebesar 40 mikroampereFan Out = IOH / IIH = -400 mikroampere/40 mikroampere = 10

Keluaran Gerbang Logika TTL Dalam Keadaan Rendah (Low)Untuk gerbang logika TTL dengan keadaan keluaran kondisi Low, arus keluaran maksimum setiap gerbang (IC TTL 74xx) adalah 16 mA.Fan Out biasanya sama untuk kedua kodisi High dan Low bagi gerbang 74xx.

BATAS DERAU TEGANGAN KELUARAN DAN MASUKAN IC TTL DIGITALTegangan logika (0 atau 5V) yang dikeluarkan oleh piranti digital TTL selalu dijamin ideal dan murni. Bentuk pulsa digitalnya pasti persegi atau kotak simetri. Tetapi dalam melewati penghantar akan diganggu oleh derau atau noise.Bagaimana pengaruh sinyal derau tersebut terhadap rangkaian digital tersebut ? Seberapa jauh rangkaian logika dapat mengantisipasinya/mengatasinya?

KELUARAN PIRANTI DIGITAL TTL DALAM KEADAAN 1 ATAU TINGGI (HIGH)Lembar data pabrik pembuatnya menentukan keluaran dalam keadaan TINGGI (HIGH) atau dengan notasi VOH ditentukan sebesar 2,4 Volt dan dijamin bahwa keadaan yg paling buruk akan menjadi 2,4 V. Selanjutnya diterjemahkan, bahwa setiap masukan pada gerbang logika tegangan mulai dari 2,4V sd 5V dalam logika 1 atau high.

Contoh :Suatu ragkaian digital terdiri dari sebuah gerbang NAND yang menghasikan keluaran logika 1 atau tinggi. Tegangan kerja tipikal yang dihasilkan adalah 2,4 V.Ketika melewati penghantar, tegangan pasti akan terganggu atau terdistorsi oleh derau atau noise dengan kekuatan sebesar +0,3V sd -0,3V acak/random.Akibat gangguan ini, tegangan keluarannya menjadi sebesar :Tegangan keluaran terendah yang terganggu adalah :2,4 - 0,3 = 2,1 Volt.Tegangan Keluaran tertinggi yang terganggu adalah :2,4 + 2,4 + 0,3 = 2,7 Volt.Jadi tegangan keluarannya yang terganggu adalah 2,1 sampai 2,7 Volt. Tetapi meskipun demikian level logikanya 1 atau tinggi, karena masih diatas 2Volt

KELUARAN PIRANTI DIGITAL TTL DALAM KEADAAN 0 ATAU RENDAH (LOW)Lembar data pabrik pembuatnya menentukan keluaran dalam keadaan RENDAH (LOW) atau dengan notasi VOL ditentukan sebesar 0,2 Volt dan tegangan tertinggi 0,4V(maks)

Contoh :Suatu rangkaian digital terdiri dari sebuah gerbang NAND yang menghasilkan keluaran logika 0 atau rendah. Tegangan kerja tipikal yang dihasilkan adalah 0,4 Volt. Tetapi ketika melewati penghantar, keluaran pasti akan terganggu atau terdistorsi oleh derau atau noise dengan kekuatan sebesar +0,3V sd -0,3V.Akibat gangguan maka tegangan keluarannya yang terganggu adalah 0,1 sd 0,7V.Tetapi meskipun demikian oleh masukan gerbang NAND, kedua masih dianggap level logika 0 atau rendah, karena masih dibawah 0,8V. Diatas 0,8V, pulsa digital tak dapat dikenali, apakah termasuk logoka 0 atau 1.

LEVEL TEGANGAN MASUKAN DALAM KEADAAN TINGGITabel berikut merupakan lembar data tegangan input atau output dan batas derau piranti digital IC TTL standar.

Noise Margin = 0,4VNoise Margin = 0,4V

KARAKTERISTIK WAKTU PIRANTI IC TTL : WAKTU TERBIT(RISE TIME) WAKTU JATUH(FILL TIME) WAKTU TUNDA PROPAGASI(PROPAGATIONS DELAY TIME)

WAKTU TERBIT ATAU TERBIT (RISE TIME) DAN WAKTU JATUH (FALL TIME) PULSA BINER Dalam teknik digital, selalu ada keinginan untuk menggunakan ragam gelombang biner yang persegi simetri untuk pulsa masukan dan keluaran. Tetapi pada kenyataannya, pulsa biner yang diinginkan tersebut tidak sempurna persegi (kotak). Pulsa tersebut mengambil waktu level digital untuk bangkit dari 0 hingga 1 dan untuk menurunkan dari 1 hingga 0.

Contoh : Sebuah pulsa biner pada keadaan logika 1, tegangannya adalah 5V 10%nya tegangan logika 1 adalah : 10% x 5 = 0,5 Volt. Dan 90%nya dari puncak tegangan logika 1 adalah : 90% x 5 = 4,5 Volt. Waktu turun atau jatuh (tr) adalah lamanya waktu tersebut untuk turun dari 90% sampai 10% dari puncak tegangan logika 1 (TINGGI atau HIGH).

WAKTU TUNDA PENYEBARAN ATAU PENYALURAN (PROPAGATION DELAY TIME) Waktu pensaklaran juga merupakan sebab utama dari waktu tunda propagasi (tp), waktu tp merupakan selang waktu yang diperlukan untuk menghasilkan perubahan keadaan pada keluaran suatu gerbang atau flip flop. Misalkan, jika data sheet dari sebuah flip flop menunjukkan harga tp = 10 ns, berarti dibutuhkan waktu sekitar 10 ns bagi keluaran Q untuk berubah.

Contoh : Sebuah gerbang NOR bekerja sebagai pembalik. Waktu tunda propagasi untuk gerbang NOR 7402 yang ditunjukkan pada gbr, tertera dalam lembar data manual sbb : tpLH = 22ns dan tpHL = 15 ns Gambarkan dan berilah tanda waktu tunda pada pulsa masukan dan pulsa keluaran dari sebuah gerbang NOR dari IC TTL 7402

WAKTU TUNDA PROPAGASI DALAM RANGKAIAN PENCACAH150 ndt

DISIPASI DAYA Karakteristik operasi yang lain dari IC TTL adalah daya yang dipakai atau yang dikonsumsi. Daya yang dipakai sebuah IC TTL adalah daya keseluruhan yang disalurkan keterminal catu daya IC yaitu dari VCC ke ground. Arus yg diberikan lewat terminal catu VCC disebut ICC. Dua nilai tetapan diberikan untuk catu arus yaitu ICCH dan ICCL. Karena biasanya keluaran mengalami pensaklaran antara keadaan tinggi atau rendah. Maka IC mengkonsumsi daya sebesar 50% siklus kerja yaitu setengah waktu tinggi dan setengah waktu rendah. Rata rata sebuah arus ICC yang digunakan dan daya yang didisipasi dapat ditntukan dengan rumus : PD = VCC x ICC

Contoh :Arus catu daya keseluruhan untuk sebuah IC NOR 7402 ditentukan sebagai ICCL = 14mA dan ICCH = 8mA.Maka daya yang dipakai (power dissipation) dari IC TTL tersebut adalah :Jawab :

= 5,0 x 14 mA + 8 mA 2= 55 mW