1.
Tujuan
a. Menjelaskan Transistor Transistor Logic (TTL)
b. Mensimulasikan Transistor Transistor Logic (TTL)
2.
Alat dan Bahan
Alat:
1.
Power Supply
Power supply atay catu daya adalah suatu
alt listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik
maupun elektronika lainnya.
2. Voltmeter
Voltmeter DC yaitu alat ukur biasa digunakan untuk
mengukur tegangan DC dengan cara mengukur beda potensial dari tegangan DC
antara 2 titik suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Penambah sebuah
tahanan seri atau pengali (multiplier), mengubah gerakan d’arsonval menjadi
sebuah voltmeter arus searah.
2. Ground
Berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
Bahan:
1. Resistor
Resistor berfungsi untuk menghambat arus agar tidak terlalu besar.
2.
LED
LED berfungsi sebagai indicator.
3. Gerbang logika AND ( IC 4081 )
Gerbang AND (IC 4081) memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0.
Konfigurasi pin :
- Pin 7 adalah suplai negatif
- Pin 14 adalah suplai positif
- Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, 12 & 13 adalah input gerbang
- Pin 3, 4, 10, 11 adalah keluaran gerbang
Spesifikasi :
- Catu daya : 3 V - 15 V
- Fungsi : Quad 2-Input AND Gate
- Propagation delay : 55 ns
- Level tegangan I/O : CMOS
- Kemasan : DIP 14-pin
4. Gerbang Logika OR ( IC 74ALS32 )
OR adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0 apabila semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 1.
Konfigurasi Pin:
Spesifikasi:
Tegangan Suplai: 5 hingga 7V
Tegangan Input: 5 hingga 7V
Kisaran suhu pengoperasian = -55 ° C hingga 125 ° C
Tersedia dalam paket SOIC 14-pin
5. Gerbang NAND (IC 7400)
IC 7400 merupakan ic yang dibangun dari gerbang logika dasar NAND. Gerbang NAND menghendaki semua inputnya bernilai 0 (terhubung dengan ground) atau salah satunya bernilai 1 agar menghasilkan output yang berharga 1.
Spesifikasi IC 7400:
Tegangan Suply: 7 V
Tegangan input: 5.5 V
Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat
Kiasaran suhu penyimpanan: -65 derjat sampai 150 derjat celcius
Konfiugurasi pin:
- Vcc : Kaki 14
- GND : Kaki 7
- Input : Kaki 1 dan 2, 4 dan 5, 13 dan 12, 10 dan 9
- Output : Kaki 3, 6, 1
6. Gerbang Logika NOR (IC 7402)
IC 7402 merupakan ic yang dibangun dari gerbang logika dasar NOR. Gerbang NOR atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya.
Spesifikasi:
Tegangan Suply: 7 V
Tegangan input: 5.5 V
Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat
Kiasaran suhu penyimpanan: -65 derjat sampai 150 derjat celcius.
Konfigurasi pin:
- Vcc : Kaki 14
- GND : Kaki 7
- Input : Kaki 2, 3, 6, 8, 9, 11, dan 12
- Output : Kaki 1, 4, 10, dan 13
7.
Logicstate
Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.
8. Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan)
5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V
4. Maksimum beban DC 10A @ 30?28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit
Datasheet:
Dioda berfungsi untuk penyearah arus pada rangkaian. Pada
rangkaian ini dioda digunakan untuk mencegah arus balik masuk ke output sensor
dan opamp, serta untuk mencegah tegangan yang tinggi akibat arus balik kumparan
relay.
Datasheet:
10. Transistor NPN
Transistor berfungsi sebagai penguat, sebagai pemutus dan
penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada
rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar,
dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan
ada arus dari kolektor ke emitor.
Fitur:
1. DC Current gain(hfe) maksimal 800
2. Arus Collector kontinu(lc) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6v
4. Arus
Base(Ib) maksimal 5mA
Datasheet:
11. Baterai
Sumber tegangan terbagi menjadi dua yaitu sumber
tegangan AC (arus bolak-balik) dan DC
(arus searah), yang berfungsi sebagai penghasil tegangan pada rangkaian.Pada
rangkaian ini menggunakan sumber tegangan DC.
12. Motor
Motor DC digunakan sebagai output dari rangkaian dan juga merupakan alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi listrik menjadi energi gerak berupa putaran.
13. Lampu
Lampu digunakan sebagai output dari rangkaian.
3.
Dasar Teori
a.
Resistor
Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Rumus dari Rangkaian paralalResistor: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I
Cara membaca resistor:
b.
LED
LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.
LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip
semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang
dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk
menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga
menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri
tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K),
Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang
kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material).
Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya
monokromatik (satu warna).
c. Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan
secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang
terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal
(seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik
untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low
power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai
contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu
menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk
menghantarkan listrik 220V 2A.
Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan)
5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V
4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V
5. Switching maksimum
d.
Dioda
Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan
semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu
arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat
dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N.
Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya
yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih
dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi
satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan
seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion
layer.
Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.
Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.
Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau
Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai
pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan. 3. Dioda LED yang
berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu
4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Di kuadran pertama dioda beroperasi dalam mode Forward Biased dan di kuadran ketiga dioda beroperasi dalam mode Reverse Biased dan Break Down. Sumbu X dari grafik menunjukkan tegangan melintasi dioda dan sumbu Y menunjukkan arus melalui Dioda, Selama mode bias maju dioda melewatkan arus hanya ketika tegangan yang melintasi dioda (VD) lebih besar dari 0.5V, ini adalah nilai tegangan maju Dioda untuk dioda silikon dan tegangan bisa sampai 0.7V seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas.
Selama Reverse bias, tegangan melintasi dioda berada
dalam potensial negatif sehingga arus juga ditampilkan dalam arah negatif. Di
sini dioda tidak melewatkan arus atau bernilai kecil mengalir melewatinya
sampai tegangan rusaknya (VBD) tercapai.
e.
Transistor
Transistor PNP
Pada transistor PNP, semikonduktor
tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk
dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai
kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base
reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial
emitor lebih besar daripada base dan kolektor.
Transistor NPN
Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit
oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan
menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan
emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih
besar daripada base dan emitor.
Transistor sebagai saklar
Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor- emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan; Rb = Vbe / Ib
Transistor sebagai penguat
Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base. DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)
f. Materi Transistor Transistor Logic
Transistor Transistor Logic (TTL) adalah keluarga logika yang diimplementasikan dengan teknologi proses bipolar yang menggabungkan atau mengintegrasikan transistor NPN, dioda persimpangan PN dan difusi resistor dalam struktur monolitik tunggal untuk mendapatkan fungsi logika yang diinginkan. Gerbang NAND adalah blok bangunan dasar keluarga logika ini. Subfamili yang berbeda dalam keluarga logika ini, seperti yang diuraikan sebelumnya,termasuk TTL standar, TTL daya rendah, TTL daya tinggi, Schottky TTL daya rendah, Schottky TTL, lanjutan Schottky TTL daya rendah, TTL Schottky canggih dan TTL cepat.
i. TTL Standar
Gambar diatas menunjukkan skema internal
gerbang TTL NAND standar. Itu adalah salah satu dari empat sirkuit 5400/7400,
yang merupakan gerbang NAND quad dua input. Rangkaian beroperasi sebagai
berikut. Transistor Q1 adalah transistor NPN dua emitor, yang setara dengan dua
transistor NPN dengan basis dan emitornya terminal diikat bersama. Dua emitor
adalah dua input dari gerbang NAND. Dioda D2 dan D3 adalah digunakan untuk
membatasi tegangan input negatif. Kami sekarang akan memeriksa perilaku
rangkaian untuk berbagai status logika yang mungkin pada dua input.
ii. Operasi Sirkuit
Ketika kedua input berada dalam keadaan
logika TINGGI seperti yang ditentukan oleh keluarga TTL (VIH = 2 V minimum),
arus mengalir melalui basis-collector PN junction diode dari transistor Q1 ke
dalam basis transistor Q2. Transistor Q2 dihidupkan ke saturasi, dengan hasil
bahwa transistor Q3 dimatikan dan transistor Q4 AKTIF. Ini menghasilkan RENDAH
logika pada output, dengan VOL maksimum 0,4 V ketika sedang tenggelam arus 16
mA dari beban eksternal diwakili oleh input dari fungsi logika didorong oleh
output. Tindakan tenggelam saat ini ditunjukkan pada Gambar 5.7 (a). Transistor
Q4 juga disebut sebagai transistor saat ini tenggelam atau pull-down, untuk
alasan yang jelas. Diode D1 digunakan untuk mencegah transistor Q3 dari
melakukan bahkan sejumlah kecil arus ketika output RENDAH.
iii. NOT Gate (or Inverter)
Gambar 5.8 menunjukkan skema internal
gerbang NOT (inverter) dalam keluarga TTL standar. Itu Skema yang ditunjukkan
adalah salah satu dari enam inverter dalam hex inverter (tipe 7404/5404).
Internal skematis sama dengan gerbang NAND kecuali bahwa transistor input
adalah tunggal normal Transistor NPN alih-alih multi-emitor.
iv.
AND Gate
Gambar 5.10 menunjukkan skema internal
gerbang AND dalam keluarga TTL standar. Skematis yang ditunjukkan adalah salah
satu dari empat gerbang AND dalam quad AND-input dua gerbang (tipe 7408/5408).
Dalam urutan untuk menjelaskan bagaimana pengaturan skema ini bertindak sebagai
gerbang AND, kita akan mulai dengan menyelidiki kondisi input yang akan
menghasilkan output TINGGI. Output TINGGI menyiratkan Q6 berada dalam cut-off
dan Q5 berada dalam konduksi. Ini bisa terjadi hanya ketika Q4 dalam cut-off.
Transistor Q4 dapat dalam kondisi terputus hanya ketika Q2 dan Q3 berada dalam
konduksi. Ini hanya mungkin ketika kedua input berada di logika kondisi TINGGI.
Mari kita lihat apa yang terjadi ketika salah satu dari dua input didorong ke
RENDAH negara. Ini mendorong Q2 dan Q3 ke kondisi cut-off, yang memaksa Q4 dan
selanjutnya Q6 menjadi saturasi dan Q5 untuk memotong.
v.
Gerbang NOR
Gambar 5.9 menunjukkan skema internal gerbang NOR dalam keluarga TTL standar. Skematis yang ditunjukkan adalah salah satu dari empat gerbang NOR di quad dua input gerbang NOR (tipe 7402/5402). Di sisi input ada dua transistor terpisah, bukan transistor multi-emitor dari gerbang NAND. Masukan dimasukkan ke penghasil dua transistor, pengumpul yang lagi memberi makan basis transistor dengan kolektor dan terminal emitor mereka diikat bersama. Nilai resistansi yang digunakan sama dengan yang digunakan dalam kasus gerbang NAND.
Tahap output juga merupakan tiang totem
yang sama tahap output. Sirkuit ini cukup jelas. Satu-satunya kondisi input dimana
transistor Q3 dan Q4 tetap dalam cut-off, sehingga mendorong Q6 ke cut-off dan
Q5 ke konduksi, adalah ketika kedua input berada dalam keadaan logika RENDAH.
Output dalam kasus seperti ini adalah logika TINGGI. Untuk semua kondisi input
lainnya, baik Q3 atau Q4 akan melakukan, mendorong Q6 ke saturasi dan Q5 untuk
memotong, menghasilkan logika RENDAH di hasil.
vi.
OR Gate
Gambar 5.11 menunjukkan skema internal
gerbang OR dalam keluarga TTL standar. Skema yang ditampilkan adalah salah satu
dari empat gerbang OR di quad OR-input gerbang dua (tipe 7432/5432). Kami akan
mulai dengan menyelidiki kondisi input yang akan menghasilkan output RENDAH.
Output RENDAH menuntut Q8 jenuh dan Q7 cut-off. Ini pada gilirannya
mengharuskan Q6 berada dalam saturasi dan Q5, Q4 dan Q3 berada dalam cut-off.
Ini hanya mungkin ketika Q1 dan Q2 berada dalam saturasi. Artinya, kedua input
berada dalam keadaan logika RENDAH.
vii.
Ex-OR Gerbang
Gambar 5.12 menunjukkan skema internal gerbang EX-OR dalam keluarga TTL standar. Skematis yang diperlihatkan adalah salah satu dari empat gerbang EX-OR di gerbang EX-OR dua-input quad (tipe 7486/5486). Kami akan mencatat persamaan antara sirkuit ini dan sirkuit OR. Satu-satunya elemen baru adalah pasangan transistor yang saling berhubungan Q7 dan Q8. Kita akan melihat itu, ketika kedua inputnya baik TINGGI atau RENDAH, Q7 dan Q8 tetap terpotong. Dalam kasus input berada di logika TINGGI negara, basis dan terminal emitor dari kedua transistor ini tetap dekat potensi tanah.
viii.
AND-OR-INVERT
Gate
Gambar 5.13 menunjukkan skema internal
dua-lebar, dua-input AND-OR-INVERT atau AND-NOR gerbang. Skema yang ditampilkan
adalah salah satu dari dua gerbang dalam dua-lebar, dua-input DAN-ORINVERT
ganda gerbang (tipe 7450/5450). Dua transistor input multi-emitor Q1 dan Q2
menyediakan ANDing input masing-masing. Pemisah drive yang terdiri dari Q3, Q4,
R3 dan R4 menyediakan fungsi OR. Itu tahap output menyediakan inversi. Jumlah
penghasil emisi di masing-masing transistor input menentukan jumlah literal di
masing-masing minterm dalam output jumlah-produk ekspresi Boolean. Bagaimana
lebar gerbang akan ditentukan oleh jumlah transistor input, yang juga sama
dengan jumlahnya dari transistor drive splitter
ix.
Open Collector
Gate
Gerbang kolektor terbuka di TTL adalah
yang tanpa tahap output totem-pole. Tahap output dalam kasing ini tidak
memiliki transistor pull-up aktif. Resistor pull-up eksternal perlu dihubungkan
dari terminal kolektor terbuka dari transistor pull-down ke terminal VCC.
Penarik pull-up biasanya 10 k. Gambar 5.14 menunjukkan skema internal gerbang
NAND dengan kolektor terbuka keluaran. Skema yang ditampilkan adalah salah satu
dari empat gerbang dari NAND quad dua-input (tipe 74/5401).
x.
Gerbang Tristate
Gerbang tristate memiliki tiga status
keluaran, yaitu logika Status RENDAH, status logika TINGGI dan status impedansi
tinggi. Input memungkinkan eksternal memutuskan apakah gerbang logika bekerja
sesuai dengan tabel kebenarannya atau dalam keadaan impedansi tinggi. Gambar
5.16 menunjukkan skema internal tipikal dari inverter tristate dengan input
aktif HIGH yang aktif. Sirkuit berfungsi sebagai berikut. Ketika input yang diaktifkan
TINGGI, itu bias balik dioda D1 dan juga berlaku a logika TINGGI pada salah
satu penghasil transistor input Q1. Rangkaian berperilaku seperti inverter.
Ketika input aktifkan RENDAH, dioda D1 menjadi bias maju. A RENDAH mengaktifkan
pasukan input Q2 dan Q4 untuk cut-off. Juga, D1 yang bias maju memaksa Q3 untuk
memotong. Dengan kedua transistor keluaran dalam cut-off, keluaran dasarnya
adalah rangkaian terbuka dan dengan demikian menghadirkan impedansi keluaran
tinggi.
xi.
TTL Berdaya
Rendah
TTL daya rendah adalah varian daya
rendah dari TTL standar di mana disipasi daya lebih rendah dicapai dengan
mengorbankan kecepatan operasi yang berkurang. Gambar 5.17 menunjukkan skema
internal gerbang NAND TTL daya rendah. Sirkuit yang ditunjukkan adalah salah
satu dari empat gerbang di dalam input dua quad NAND (tipe 74L00 atau 54L00).
Sirkuit, seperti yang dapat kita lihat, sama dengan sirkuit TTL standar Gerbang
NAND kecuali untuk nilai resistansi yang meningkat dari berbagai resistor yang
digunakan dalam rangkaian. Nilai resistansi yang meningkat menyebabkan disipasi
daya yang lebih rendah.
xii.
TTL Daya Tinggi
(74H / 54H)
TTL daya tinggi adalah varian TTL
standar daya tinggi berkecepatan tinggi di mana kecepatan ditingkatkan
(Mengurangi delay propagasi) dicapai dengan mengorbankan disipasi daya yang
lebih tinggi. Gambar 5.18 menunjukkan skema internal gerbang NAND TTL daya
tinggi. Rangkaian yang ditunjukkan adalah salah satu dari empat gerbang di
dalam NAND quad dua input (tipe 74H00 atau 54H00). Sirkuit, seperti yang bisa
kita lihat, hampir sama dengan gerbang NL TTL standar kecuali untuk kombinasi
transistor Q3-dioda D1 dalam tahap output totem-tiang telah digantikan oleh
pengaturan Darlington yang terdiri dari Q3, Q5 dan R5. Pengaturan Darlington
melakukan pekerjaan yang sama dengan dioda D1 pada tiang totem konvensional
pengaturan. Ini memastikan bahwa Q5 tidak melakukan sama sekali ketika output
RENDAH. Menurun nilai resistansi dari berbagai resistor yang digunakan dalam
rangkaian menyebabkan disipasi daya yang lebih tinggi.
4. Prosedur Percobaan
Prosedur
Percobaan:
a. Buka aplikasi proteus
b. Siapkan alat dan bahan pada library proteus, komponen yang
dibutuhkan pada rangkaian
c. Rangkai setiap komponen
d. Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
e. Jalankan simulasi rangkaian
5. Rangkaian
Rangkaian 5.6 TTL Standar
Rangkaian 5.8 Inverter in the standard TTL
Rangkaian 5.9 NOR gate in the standard TTL
Rangkaian 5.10 AND in the standard TTL
Rangkaian 5.11 OR gate in the standard TTL
Rangkaian 5.12 Ex-OR Gerbang
Rangkaian 5.13 AND-OR-INVERT Gate
Rangkaian 5.14 NAND gate with an open collector output
Rangkaian 5.16 Gerbang Tristate
Rangkaian 5.17 NAND gate in the low-power TTL
Rangkaian 5.18 NAND gate in the high-power TTL
Prinsip Kerja Rangkaian
Ketika cmos berlogika 0, maka outputnya akan berlogika 1, arus mengalir dari cmos menuju ke resistor terus ke base transistor terus ke emitor dan ke ground. Karena arus yang mengalir pada transistor besar dari arus VBE maka transistor on. Ketika transistor on maka arus mengalir dari power supply menuju relay sehingga switch relay berpindah ke kanan, dari relay arus mengalir ke colector terus ke emitor dan ke ground. Karena relay on, arus mengalir dari relay menuju baterai, dari baterai motor dan led sehingga motor dan led aktif. Ketika input berlogika 0,1 atau 1,0 atau 0,0 maka output berlogika 1 sehingga ada arus dan led dan motor on. Ketika input berlogika 1,1 maka output berlogika 0 sehingga tidak ada arus yang mengalir dan motor serta led off.
6.
Video
7. Link Download
Download Html: klik disini
Download Rangkaian: klik disini
Download Video: klik disini
Download Datasheet Resistor: klik disini
Download Datasheet Diode: klik disini
Download Datasheet LED: klik disini
Download Datasheet Transistor NPN: klik disini
Download Datasheet Relay: klik disini
8.
Example
1.
Berdasarkan
Gambar 5.30. Tentukan arus yang bersumber dari gerbang 1 ketika outputnya HIGH
dan turun ketika outputnya LOW. Semua gerbang berasal dari keluarga TTL
standar, dengan IIH = 40uA dan IIL = 1,6mA.
Jawab:
·
Ketika outputnya
TINGGI, input dari semua gerbang menarik arus satu per satu.
·
Oleh karena itu,
faktor pembebanan input = ekuivalen dengan input tujuh gerbang = 7 × 40 A = 280
A.
·
Arus yang
bersumber dari output gerbang 1 = 280 A.
·
Ketika outputnya
RENDAH, input korsleting gerbang AND dan gerbang NAND menawarkan beban yang
sama dengan input tunggal karena transistor multi-emitor pada input gerbang.
Input gerbang OR dan NOR menarik arus secara individual karena penggunaan
transistor terpisah pada input gerbang.
·
Oleh karena itu,
faktor pembebanan input = ekuivalen dengan input lima gerbang = 5 × 1,6 = 8 mA.
·
Arus yang
ditenggelamkan oleh gerbang 1 keluaran = 8 mA.
2.
Berdasarkan
diagram logika pada Gambar 5.31. Gerbang 1 dan gerbang 4 termasuk dalam
keluarga TTL standar, sedangkan gerbang 2 dan gerbang 3 masing-masing milik
keluarga Schottky TTL dan keluarga Schottky TTL berdaya rendah. Tentukan apakah
kapabilitas fan-out gerbang 1 terlampaui. Data yang relevan untuk tiga keluarga
logika diberikan pada Tabel 5.1.!
Jawab:
Saat input HIGH
·
kemampuan sumber
keluaran gerbang 1 = 400 A;
·
persyaratan
input gerbang 2 = 50 × 4 = 200 A;
·
persyaratan
input gerbang 3 = 20 × 2 = 40 A;
·
persyaratan
input gerbang 4 = 40 × 4 = 160 A;
·
total kebutuhan
arus input = 400 A;
·
oleh karena itu,
fan-out tidak terlampaui dalam status TINGGI.
Saat input LOW
·
kemampuan
tenggelam keluaran gerbang 1 = 16 mA;
·
persyaratan
tenggelamnya gerbang 2 input = 2 mA;
·
persyaratan
tenggelamnya masukan gerbang 3 = 0,4 × 2 = 0,8 mA;
·
persyaratan
tenggelamnya gerbang 4 input = 1,6 mA;
·
total kebutuhan
arus input = 4,4 mA;
·
karena keluaran
dari gerbang 1 memiliki kemampuan penurunan arus sebesar 16 mA, kemampuan kipas
keluar juga tidak terlampaui dalam keadaan RENDAH.
9.
Problem
-
10. Multiple Choice
1. -
a. -
b. -
c. -
d. -
e. -
Jawaban: -
2. -
a. -
b. -
c. -
d. -
e. -
Jawaban:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar