Gerbang Logika dengan

Transistor

Tugas Elektronika

Dasar

Disusun oleh :

Zulmi Asdiana Putra

(30211196)

Yudha Aliza Ramadhan

(30211199)

Afrian Nur Saputra (30211218)

Achmad Muzawwir (30211219)

Muhammad Firdaus R (30211230)

PCE 11 01

PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER

JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI

POLITEKNIK TELKOM

BANDUNG

2012

Gerbang Logika

Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika

Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik.

Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan diode atau transistor, akan

tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-

sifat elektronik (relay), cairan, optic dan bahkan mekanik. Ada pun pengertian lainnya adalah rangkaian

dasar yang membentuk komputer. Jutaan transistor di dalam mikroprosesor membentuk ribuan gerbang

logika. Sebuah gerbang logika sederhana mempunyai satu terminal output dan satu atau lebih terminal

input. Keluarannya dapat tinggi (1) atau rendah (0), tergantung level digital yang diberikan pada terminal

input. Ada 7 jenis gerbang logika yaitu OR, AND, NAND, NOR, Inverter, EXOR, dan EXNOR.

Gerbang logika NOT, NAND, dan NOR adalah gerbang logika dasar pada teknologi CMOS, sedangkan

gerbang logika NOT, AND dan OR adalah gerbang logika yang diturunkan dari gerbang logika dasar

tersebut. Hal ini karena prosespembuatan gerbang logika, jumlah transistor yang dipakai pada

pembuatanNAND lebih sedikit sehingga lebih sederhana daripada AND, begitu pula dengan NOR.

Gerbang Inverter (NOT)

Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika

tegangan input nya pada outputnya. Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya.

Karena dalam logika tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau satu dan nol, maka

membalik logika tegangan berarti mengubah satu menjadi nol atau sebaliknya mengubah nol menjadi

satu.

Keadaan awal dari rangkaian tersebut adalah: saklar 1 terbuka dan saklar 2 tertutup yang berarti lampu

menyala. Yang perlu dicatat disini adalah relay yang dipakai normal on, artinya dalam keadaan tak

bekerja relay menyebaban saklar 2 menutup, sebaliknya bila ia bekerja saklar 2 justru terbuka. Saklar 1

dianggap sebagai input gerbang sedangkan lampu sebagai outputnya. Bila saklar 1 ditutup (input

berlogika satu), tegangan akan masuk ke relay dan menyebabkan bekerja membuka saklar 2, yang

berarti memadamkan lampu (output berlogika nol).Sebaliknya bila saklar 1 dibuka (input berlogika nol),

relay menjadi tak bekerja sehingga saklar kembali menutup dan menyalakan lampu (output berlogika

satu).

Tabel Kebenaran INV

A B

0 1

1 0

Gerbang AND

Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran.

Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus

bernilai tinggi. Gerbang Logika AND pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7408. Sama dengan gerbang

OR, gerbang AND minimal memiliki 2 input. Berbeda dengan ilustrasi untuk gerbang OR, disini saklar

dipasang secara seri sehingga lampu akan menyala (output berlogika satu) hanya jika kedua saklar

ditutup (kedua input berlogika satu). Untuk kombinasi penutupan saklar yang lain, lampu akan tetap

padam (output berlogika nol). tabel kebenarannya ditunjukkan pada tabel. Dari tabel ini bisa dilihat

bahwa output akan berlogika satu hanya bila kedua inputnya berlogika satu. Dari sini dapat disimpulkan

bahwa gerbang AND memiliki fungsi mengalikan logika dari kedua inputnya.

Tabel Kebenaran AND

A B C

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Gerbang OR

Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai

tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua

sinyal masukan bernilai rendah. Gerbang Logika OR pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7432. Gerbang

OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya memiliki satu input, gerbang ini memiliki paling sedikit 2

jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua

gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output. Disini input untuk rangkaian adalah saklar 1 dan 2,

bila rangkaian 1 ditutup (Input 1 berlogika satu) dan saklar 2 terbuka (input 2 berlogika nol) maka lampu

akan menyala (output berlogika satu). Demikian pula bila saklar 1 dibuka (input 1 berlogika nol) dan

saklar 2 ditutup (input 2 berlogika 1) lampu akan tetap menyala (output berlogika satu). Bila kedua

saklar dibuka(kedua input berlogika nol) lampu akan padam (output berlogika nol).

Tabel Kebenaran OR

A B C

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Gerbang NAND (NOT And)

Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa

gerbang NAND akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.

Gerbang Logika NAND pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7400. Gerbang NAND adalah pengembangan

dari gerbang AND. Gerbang ini sebenarnya adalah gerbang AND yang pada outputnya dipasang gerbang

NOT.

Tabel Kebenaran NAND

A B C

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu fungsi OR yang dibalikkan sehingga dapat dikatakan

bahwa gerbang NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukannya bernilai

rendah. Gerbang Logika NOR pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7402. Gerbang NOR adalah

pengembangan dari gerbang OR.Pengembangan ini berupa pemasangan gerbang NOT pada output dari

gerbang OR.

Tabel Kebenaran NOR

A B C

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

Gerbang XOR

Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah

atau semua masukan bernilai tinggi atau dengan kata lain bahwa X-OR akan menghasilkan sinyal

keluaran rendah jika sinyal masukan bernilai sama semua. Gerbang Logika XOR pada Datasheet nama

lainnya IC TTL 7486.

Tabel Kebenaran XOR

A B C

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Gerbang X-NOR

Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan bernilai sama

(kebalikan dari gerbang X-OR). Gerbang Logika XNOR pada Datasheet nama lainnya IC TTL 74266.

Tabel Kebenaran X-Nor

A B C

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Gerbang Elektronika

Untuk membangun sistem logika yang berfungsi secara penuh, relay, tabung hampa,

atau transistor dapat digunakan. Contoh gerbang logika yaitu logika resistor-transistor (resistor-

transistor logic / RTL), logika diode–transistor (diode-transistor logic / DTL), logika transistor-

transistor (transistor-transistor logic / TTL), dan logika complementary metal–oxide–

semiconductor (CMOS).

Jenis - Jenis Gerbang Logika

Nama Fungsi Lambang dalam rangkaian Tabel

kebenaran

IEC 60617-12 US-NormDIN 40700

(sebelum 1976)

Gerbang-AND

(AND)

A B Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Gerbang-OR

(OR)

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Gerbang-NOT

(NOT, Gerbang-

komplemen,

Pembalik(Inverter))

\

A Y

0 1

1 0

Gerbang-NAND

(Not-AND)

A B Y

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Gerbang-NOR

(Not-OR)

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

Gerbang-XOR

(Antivalen,

Exclusive-OR)

atau

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Gerbang-XNOR

(Ekuivalen, Not-

Exclusive-OR)

atau

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

LOGIKA RESISTOR- TRANSISTOR

Logika resistor–transistor

Skema gerbang NOR RTL dasar

Simbol Bervariasi

Tipe rangkaian terintegrasi

Kategori gerbang logika

Komponen sejenis DL, DTL, TTL, ECL, I2L,NMOS, CMOS

Logika resistor–transistor atau sering disebut

dengan RTL adalah sebuah keluarga sirkuit digital yang dibuat

dari r esistor sebagai jaringan masukan dan transistor dwikutub (BJT)

sebagai peranti sakelar. RTL adalah keluarga logika digital

bertransistor yang pertama, keluarga yang lain adalah logika

diode–transistor (DTL) dan logika transistor–transistor (TTL).

KELEBIHAN

Skema gerbang NOR RTL yang digunakan untuk membuat computer pengendali

Apollo

Kelebihan utama dari RTL adalah jumlah transistor yang sedikit, dimana ini merupakan hal penting

sebelum adanya teknologi sirkuit terintegrasi, dimana gerbang logika dibangun dari komponen

tersendiri karena transistor merupakan komponen yang relatif mahal. IC logika awal juga menggunakan

sirkuit ini, tetapi dengan cepat digantikan dengan sirkuit yang lebih baik, seperti logika diode–

transistor dan kemudian logika transistor–transistor, dikarenakan diode dan transistor tidak lebih mahal

dari resistor dalam IC.

KETERBATASAN

Kekurangan paling jelas dari RTL adalah borosan dayanya yang tinggi ketika transistor menghantar untuk

mengambil alih resistor panjar keluaran. Ini membutuhkan lobih banyak arus yang harus dicatu ke RTL

dan lebih banyak bahang yang hapus dibuang dari RTL. Kebalikannya, sirkuit TTL meminimalkan

kebutuhan tersebut. Pembatasan lain dari RTL adalah sebaran masuk (fan-in) yang terbatas, tiga

masukan menjadi batas untuk banyak desain sirkuit untuk operasi normal sebelum kehilangan

kekebalan akan desah. Rangkaian terintegrasi NOR RTL standar dapat menggerakan hingga tiga gerbang

serupa. Sebagai alternatif, ini cukup untuk menggerakan dua penyangga yang bisa menggerakan 25

keluaran lainnya.

MEMPERCAPAT RTL

Berbagai produsen menggunakan metode berikut untuk mempercepat RTL. Menempatkan kondensator

berjajar dengan setiap resistor masukan dapat mengurangi takut yang dibutuhkan tingkat penggerak

untuk memanjar balik pertemuan basis-emitor tingkat digerakkan. RTL yang menggunakan teknik ini

disebut dengan RCTL (resistor capacitor transistor logic). Menggunakan tegangan catu kolektor yang

tinggi dan diode pemangkas mengurangi waktu pengisian kapasitas liar. Susunan ini mensyaratkan diode

memangkas kolektor ke level logika yang telah didesain. Susunan ini juga digunakan pada DTL (logika

diode–transistor).

LOGIKA DIODE-TRANSISTOR

Logika diode–transistor

Skema gerbang NAND DTL yang disederhanakan

Simbol Bervariasi

Tipe rangkaian terintegrasi

Kategori gerbang logika

Komponen

sejenis

DL, RTL, TTL, ECL, I2L,NMOS, CMOS

Kemasan biasanya DIL 8-14 Pin 0,1 in

Logika dioda–transistor atau sering disebut (DTL) adalah sebuah keluarga gerbang logika yang terdiri

dari transistor dwikutub (BJT), dioda dan resistor, ini adalah pendahulu dari logika transistor–transistor.

Ini disebut logika dioda–transistor karena fungsi penggerbangan dilakukan oleh jaringan diode dan

fungsi penguatan dilakukan oleh transistor.

CARA KERJA

Dengan sirkuit sederhana yang ditampilkan dalam gambar, tegangan panjar pada basis diperlukan untuk

mencegah ketakstabilan dan kesalahan operasi. Pada versi sirkuit terintegrasi, dua diode menggantikan

R3 untuk mencegah arus basis apapun saat masukan pada keadaan rendah. Selain itu, untuk menambah

sebaran keluar (fan-out), dapat digunakan diode dan transistor tambahan. IBM 1401 menggunakan

sirkuit DTL yang hampir sama dengan sirkuit sederhana ini, tetapi menggunakan gerbang NPN dan PNP

pada tegangan catu yang berbeda untuk menyelesaikan masalah panjar basis daripada menggunakan

diode tambahan.

KEKURANGAN KECEPATAN

Keuntungan utama DTL terhadap pendahulunya, logika resistor–transistor adalah penambahan sebaran

masuk (fan-in). Tetapi tundaan penyebaran masih relatif tinggi. Ketika transistor jenuh ketika semua

masukan tinggi, muatan disimpan di daerah basis. Ketika keluar dari daerah jenuh (salah satu masukan

rendah), muatan ini harus dihilangkan terlebih dahulu, yang membutuhkan beberapa saat. Salah satu

cara untuk mempercepat adalah dengan menghubungkan resistor dari basis transistor ke catu negatif

yang akan membantu mengikangkan pembawa minoritas pada basis. Masalah diatas telah diatasi TTL

dengan mengganti diode pada sirkuit DTL dengan transistor multi-emitor, yang juga mengurangi area

yang dibutuhkan tiap gerbang pada implementasi sirkuit terintegrasi.

CTDL

Cara lain untuk mempercepat DTL adalah dengan menambahkan kondensator membentangi R3, dan

induktor kecil berderet dengan R2. Teknik yang digunakan pada IBM 1401 ini disebut CTDL

(complemented transistor diode logic).

LOGIKA TRANSISTOR-TRANSISTOR

Logika transistor–transistor (TTL) adalah salah satu jenis sirkuit digital yang dibuat dari transistor

dwikutub (BJT) dan resistor. Ini disebut logika transistor-transistor karena baik fungsi penggerbangan

logika maupun fungsi penguatan dilakukan oleh transistor (berbeda dengan RTL dan DTL). TTL menjadi

IC yang banyak digunakan dalam berbagai penggunaan, seperti komputer, kontrol industri, peralatan

dan instrumentasi tes, dan lain-lain. Gelar TTL kadang-kadang digunakan untuk menyebut taraf logika

yang mirip dengan TTL, bahkan yang tidak berhubungan dengan TTL, sebagai contohnya adalah sebagai

etiket pada masukan dan keluaran peranti elektronik.

SEJARAH

TTL ditemukan oleh James L. Buie dari TRW, "particularly suited

to the newly developing integrated circuit design technology. IC

TTL komersial pertama dibuat oleh Sylvania pada 1963, dinamai

Sylvania Universal High-Level Logic family (SUHL). Peranti dari

Sylvania ini digunakan dalam misil Phoenix. TTL menjadi terkenal

pada pendesain sistem elektronik setelah Texas

Instruments memperkenalkan seri 5400, dengan daerah suhu

untuk militer, pada 1964 dan pada akhirnya seri 7400 pada 1966

dengan daerah suhu yang lebih rendah. Keluarga 7400 dari Texas Instrument menjadi standar industri.

Peranti yang cocok dibuat

oleh Motorola, AMD, Fairchild, Intel, Intersil, Signetics, Mullard, Siemens, SGS-Thomson/ST

microelectronic dan National Semiconductor, dan banyak perusahaan lainnya, bahkan di bekas Uni

Soviet. Tidak hanya membuat peranti TTL yang kompatibel, tetapi peranti kompatibel juga dibuat

dengan menggunakan teknologi sirkuit lainnya. Istilah TTL digunakan pada banyak logika

penyempurnaan yang menggunakan transistor dwikutub, dengan beberapa penyempurnaan di

kecepatan dan kebutuhan daya selama lebih dari dua dekade. Keluarga populer yang terakhir adalah

74AS/ALS Advanced Schottky, dikenalkan pada 1985. Hingga 2009, Texas Instruments tetap

memproduksi IC kegunaan umum dalam banyak keluarga teknologi usang, walaupun dengan harga yang

semakin mahal. Biasanya, chip TTL memadukan tidak lebih dari beberapa ratus transistor. Fungsi yang

dipunyai sebuah kemasan tunggal bervariasi dari beberapa gerbang logika hingga mikroprosesor. TTL

juga menjadi penting karena harganya yang muram membuat teknik digital cukup ekonomis untuk

menggantikan pekerjaan yang sebelumnya dilakukan oleh teknik analog. Kenbak-1, salah satu komputer

Sebuah jam tepat waktu buatan 1979 menggunakan TTL

pribadi pertama, menggunakan TTL untuk CPU daripada menggunakan mikroprosesor yang belum

tersedia pada tahun 1971.1973 Xerox Alto dan 1981 Star, yang mengenalkan GUI, menggunakan sirkuit

TTL pada taraf ALU. Banyak komputer yang menggunakan logika kompatibel-TTL hingga tahun 1990-an.

Hingga penemuan logika dapat diprogramkan, logika dwikutub tersendiri digunakan untuk percobaan

dan pengembangan sirkuit digital terpadu lainnya.

JENIS – JENIS TRANSISTOR LOGIK (TTL):

• Bipolar

o 74 - the "standard TTL" logic family (long obsolete) had no letters between the "74" and the

specific part number.

o 74L - Low power (compared to the original TTL logic family), very slow (rendered obsolete

by the LS-series)

o H - High speed (rendered obsolete by the S-series, used in 1970s era computers)

o S - Schottky (obsolete)

o LS - Low Power Schottky

o AS - Advanced Schottky

o ALS - Advanced Low Power Schottky

o F - Fast (faster than normal Schottky, similar to AS)\

• CMOS

o C - CMOS 4-15V operation similar to 4000 series

o HC - High speed CMOS, similar performance to LS, 12nS

o HCT - High speed, compatible logic levels to bipolar parts

o AC - Advanced CMOS, performance generally between S and F

o AHC - Advanced High-Speed CMOS, three times as fast as HC

o ALVC - Low voltage - 1.65 to 3.3V, tpd 2nS

o AUC - Low voltage - 0.8 to 2.7V, tpd<1.9ns@1.8v

o FC - Fast CMOS, performance similar to F

o LCX - CMOS with 3V supply and 5V tolerant inputs

o LVC - Low voltage - 1.65 to 3.3V and 5V tolerant inputs, tpd 5.5ns@3.3v,

o LVQ - Low voltage - 3.3V

o LVX - Low voltage - 3.3V with 5V tolerant inputs

o VHC - Very High Speed CMOS - 'S' performance in CMOS technology and power

o G - Super high speeds at more than 1 GHz, 1.65V to 3.3V and 5V tolerant inputs, tpd 1nS

(Produced by Potato Semiconductor)

• BiCMOS

o BCT - BiCMOS, TTL compatible input thresholds, used for buffers

o ABT - Advanced BiCMOS, TTL compatible input thresholds, faster than ACT and BCT

TEORI

Skema gerbang NAND TTL dua masukan yang disederhanakan

TTL NAND standar, salah satu bagian dari 7400

TTL berbeda dengan pendahulunya, generasi logika resistor–transistor (RTL) dan logika diode–

transistor (DTL) dengan menggunakan transistor tidak hanya untuk penguatan keluaran tetapi juga

untuk mengisolasi masukan. Pertemuan p-n dari diode mempunyai kapasitansi yang cukup besar, jadi

mengubah taraf logika pada masukan DTL memerlukan waktu dan energi yang tidak sedikit. Seperti

terlihat pada skema kiri atas, konsep dasar dari TTL adalah mengisolasi masukan dengan

menggunakan sambungan basis-bersama, dan menguatkan fungsi dengan sambungan emitor-bersama.

Perhatikan bahwa basis dari transistor keluaran digerakan tinggi hanya oleh pertemuan basis-kolektor

dari transistor masukan yang dipanjar maju. Skema kedua menambahkan keluaran tiang totem. Ketika

Q2 mati (logika 1), resistor membuat Q3 hidup dan Q4 mati, menghasilkan logika 1 yang lebih kuat di

keluaran. Ketika Q2 hidup, ini mengaktifkan Q4, menggerakan logika 0 ke keluaran. Dioda memaksa

emitor dari Q3 ke ~0.7 V, sedangkan R2, R4 dipilih untuk menarik basis ke tegangan yang lebih rendah,

membuatnya mati. Dengan menghilangkan resistor pull-up dan resistor pull-downpada tingkat keluaran,

memungkinkan kekuatan gerbang ditingkatkan tanpa memengaruhi konsumsi daya secara

signifikan. TTL sangat sesuai dibuat sebagai sirkuit terpadu karena masukan sebuah gerbang dapat

disatukan kedalam sebuah daerah dasar untuk membentuk transistor multi emitor. Karena peranti yang

rumit mungkin menambah biaya sirkuit jika dibuat dari transistor terpisah, tetapi dengan

mengkombinasikan beberapa sirkuit kecil menjadi peranti yang lebih rumit, sebaliknya ini mengurangi

biaya implementasi pada IC. Seperti logika yang menggunakan transistor dwikutub lainnya, arus kecil

harus diambil dari masukan untuk memastikan taraf logika yang benar. Arus yang diambil harus dalam

kapasitas tingkat sebelumnya, sehingga membatasi gerbang yang dapat disambungkan (fanout). Semua

TTL standar bekerja pada pencatu daya 5 volt. Isyarat masukan TTL dikatakan rendah jika berada di

antara A TTL 0 V dan 0.8 V dimana mewakili titik ground, dan tinggi ketika berada di antara 2.2 V dan

5 V, mewakili titik catu (taraf logika presisi mungkin sedikit bervariasi di antara subtipe). Keluaran TTL

biasanya terbatas pada batas yang lebih sempit di antara 0 V dan 0.4 V untuk logika rendah dan di

antara 2.6 V dan 5 V untuk logika tinggi, memberikan ketahanan desah 0,4V. Standarisasi taraf logika TTL

sangat penting karena papan sirkuit yang rumit sering menggunakan IC TTL yang diproduksi oleh

berbagai pabrik dan dipilih berdasarkan kesiapan dan harga, kecocokan harus meyakinkan, dua papan

sirkuit dari jalur perakitan yang pada mungkin memiliki campuran merk yang berbeda untuk posisi yang

sama dalam papan. Dalam batas dapat digunakan yang cukup luas, gerbang logika dapat dianggap

sebagai peranti Boolean ideal tanpa kekhawatiran akan batasan elektronik.

SUBTIPE

Generasi penerus dari teknologi memproduksi peranti kompatibel dengan penambahan kecepatan atau

efisiensi atau keduanya. Walaupun produsen secara resmi memasarkan produk tersebut sebagai

keluarga TTL dengan diode Schottky, beberapa sirkuit yang digunakan pada keluarga LS sebenarnya

adalah DTL. TTL dasar biasanya mempunyai tundaan penyebaran 10ns dan borosan daya 10mW tiap

gerbang. Variasi dan penerusnya antara lain:

• TTL daya rendah (L), mengorbankan kecepatan untuk pengurangan borosan (33ns, 1mW).

Sekarang telah digantikan oleh logika CMOS.

• TTL kecepatan tinggi (H), lebih cepat daripada TTL standar, tapi borosan juga jauh lebih tinggi,

(6ns, 22mW)

• TTL Schottky (S), dikenalkan pada tahun 1969, menggunakan penggenggam diode Schottky pada

masukan untuk mencegah penyimpanan muatan dan memperbaiki kecepatan pensakelaran.

(3ns, 19mW)

• TTL Schottky daya rendah (LS), menggunakan TTL daya rendah dan diode Schottky untuk

mendapatkan kombinasi antara kecepatan dan efisiensi. Ini mungkin adalah tipe TTL paling

umum, digunakan sebagai logika perekat pada mikrokomputer, menggantikan sub-keluarga H, L

dan S. (9.5ns, 2mW).

• Varian cepat (F) dari Fairchild dan Schottky maju (AS) TI merupakan penyempurnaan dari LS,

dikenalkan pada tahun 1985, dengan sirkuit "Miller-killer" untuk mempercepat transisi dari

rendah ke tinggi.

• Sebagian besar produsen menawarkan daerah suhu komersial dan keperluan khusus, sebagai

contoh peranti seri 7400 dari TI dispesifikasikan dari 0 hingga 70 °C, dan peranti seri 5400 dalam

spesifikasi militer dengan daerah suhu dari −55 hingga +125 °C.

• Peranti tahan radiasi ditawarkan untuk penggunaan luar angkasa dan nuklir.

• Peranti kualitas tinggi dan reabilitas tinggi tersedia untuk penggunaan penerbangan dan militer.

• TTL tegangan rendah (LVTTL) untuk pencatu daya 3.3 pada antarmuka memori.

PERBANDINGAN DENGAN KELUARGA LOGIKA LAINNYA

Peranti TTL mengonsumsi lebih banyak daya daripada peranti CMOS yang ekivalen saat siaga, tetapi

konsumsi daya tidak meningkat bersamaan dengan peningkatan kecepatan clock secepat peranti CMOS.

Dibandingkan dengan sirkuit ECL, TTL menggunakan lebih sedikit daya dan mempunyai aturan desain

yang lebih sederhana, tetapi juga lebih lambat. Pendesain dapat mengkombinasikan ECL dan TTL dalam

sistem yang sama untuk mendapatkan performansi dan penghematan yang lebih baik, tetapi peranti

penggeser-taraf dibutuhkan di antara dua keluarga logika. TTL kurang sensitif terhadap kerusakan

karena pembuangan elektrostatik daripada peranti CMOS awal. Karena struktur keluaran dari peranti

TTL yang taksimetrik, impedansi keluaran antara keadaan tinggi dan rendah tidak simetris, membuatnya

tidak cocok untuk menggerakan kawat transmisi. Kekurangan ini biasanya dapat diatasi dengan

menyangga keluaran dengan peranti penggerak-saluran khusus untuk isyarat yang harus dikirim melalui

kabel panjang. ECL, karena struktur keluarannya simetris pada impedansi rendah, ECL tidak mengalami

kekurangan ini. Keluaran struktur tiang totem TTL memiliki waktu tumpang tindih sebentar saat semua

transistor menghantar, menghasilkan pulsa arus yang besar diambil dari catu. Pulsa tersebut dapat

digandengkan dengan cara yang tidak diinginkan pada sepanjang kemasan multi sirkuit terpadu,

menghasilan batas desah yang dikurangi dan performa yang lebih lambat. Sistem TTL biasanya

memiliki kondensator untuk setiap satu atau dua kemasan, jadi pulsa arus yang disebabkan oleh dalah

satu tidak mengakibatkan perubahan tegangan catu. Beberapa produsen sekarang menyuplai logika

CMOS ekivalen dengan taraf masukan dan keluaran yang kompatibel, biasanya nomor peranti mirip

dengan komponen sejenis.

KEMASAN

Seperti kebanyakan sirkuit terpadu abad ke-19 lainnya, peranti TTL biasanya dikemas pada

kemasan DIL dengan kaki antara 14 hingga 24. Biasanya dibuat dari plastik epoksi (PDIP) atau keramik

(CDIP). Kemasan DIL standar mempunyai kaki yang berjarak 0,1 in, dan hampir semua peranti TTL

menggunakan penjarakan ini (walaupun beberapa IC ASIC dikemas dengan penjarakan kaki yang lebih

rapat), kemasan DIL 14 dan 16 kaki dengan dua baris kaki dipisahkan 0,3 in adalah yang paling umum

untuk IC TTL. IC berkas-tembaga tanpa kemasan dibuat untuk perakitan pada larikan yang lebih besar

sebagai sirkuit terpadu campuran. Peranti untuk penggunaan militer dan luar angkasa dikemas dalam

kemasan datar, sebuah bentuk dari kemasan pemasangan permukaan, dengan tembaga yang cocok

untuk pengelasan atau penyolderan ke papan rangkaian cetak. Sekarang, banyak peranti kompatibel-TTL

tersedia dalam kemasan pemasangan permukaan, yang tersedia dalam jenis yang lebih banyak daripada

kemasan lewat-lubang.

PEMBALIK SEBAGAI PENGUAT ANALOG

Walaupun didesain untuk penggunaan taraf logika sinyal digital, sebuah TTL dapat dipanjar untuk

digunakan sebagai penguat analog. Penguat seperti ini mungkin sangat berguna pada peranti yang harus

mengubah sinyal analog km sinyal digital, tetapi biasanya tidak digunakan ketika penguatan analog

menjadi kegunaan utama peranti. Pembalik TTL dapat juga digunakan pada osilator kristal karena

kemampuan penguatan analognya sangat berarti dalam analisis performansi osilator.

PENGGUNAAN

Sebelum penemuan peranti integrasi skala sangat besar (VLSI), TTL merupakan stansdar metode

konstruksi untuk prosesor dasar, seperti DEC VAX dan Data General Eclipse. Karena microprosesor

menjadi lebih berguna, peranti TTL menjadi penting untuk digunakan sebagai logika penempel, seperti

penggerak bus cepat pada motherboard, yang menyambungkan blok – blok fungsi sehingga menjadi

elemen VLSI.

PRODUSEN TAK STANDAR

Setidaknya satu produsen, IBM, memproduksi sirkuit TTL takstandar untuk penggunaan sendiri. IBM

menggunakan teknologi ini pada IBM System/38, IBM 4300, dan IBM 3081.

Gerbang logika NAND TTL tipe 7400

Simbol Bervariasi

Tipe rangkaian terintegrasi

Kategori gerbang logika

Penemu James L. Buie (1961)

Pembuatan

pertama

Sylvania (1963)

Komponen sejenis DL, RTL, DTL, ECL, I2L,NMOS, CMOS

Kemasan biasanya DIL 16-24 Pin 0,1 in

Selain digunakan untuk penguat transistor bisa juga digunakan sebagai saklar. Caranya dengan

memberikan arus yang cukup besar pada basis transistor hingga mencapai titik jenuh. Pada kondisi

seperti ini kolektor dan emitor bagai kawat yang terhubung atau saklar tertutup, dan sebaliknya jika arus

basis teramat kecil maka kolektor dan emitor bagai saklar terbuka. Dengan sifat pensaklaran seperti ini

transistor bisa digunakan sebagai gerbang atau yang sering kita dengar dengan sebutan TTL yaitu

Transistor Transistor Logic.

Transistor Sebagai Gerbang NOT

Gambar Rangkaian Transistor Sebagai Gerbang NOT

Gerbang NOT adalah gerbang yang berfungsi untuk membalik nilai logika. Jika inputnya berlogika 0 maka

outputnya akan berlogika 1 dan begitu juga sebaliknya. Pada rangkaian diatas jika kita tekan atau

aktifkan saklar SW1 maka lampu akan mati dan jika kita buka saklar SW1 maka lampu akan menyala.

Prinsip dasar rangkaian gerbang NOT diatas adalah dengan memberikan 0 Volt pada basis emitor pada

saat saklar langsung short dengan ground. Dimana tegangan yang jatuh pada tahanan 0 ohm adalah 0

volt sesuai dengan rumus pembagi tegangan atau dengan kata lain arus yang seharusnya masuk ke basis

semuanya langsung ke ground melalui saklar SW1. Sebaliknya pada saat saklar SW1 dibuka arus akan

mengalir pada basis transistor Q1 sehingga lampu akan menyala.

Transistor Sebagai Gerbang AND

Gerbang AND adalah gerbang yang berfungsi untuk mengalikan logika. Jika salah satu logika input

gerbang AND diberi logika 0 maka apapun kondisi dari logika input yang lain maka outputnya akan tetap

0. Output yang berlogika 1 diperoleh jika semua input dari gerbang AND berlogika 1.

Pada rangkaian diatas posisi dari kedua saklar input adalah terhubung seri sehingga jika salah satu saklar

input tersebut terbuka maka transistor tetap tidak akan mendapatkan arus untuk aktif. Tetapi jika kedua

saklar tersebut diaktifkan barulah arus akan mengalir dan transistor akan aktif bagai kawat terhubung

dan menyalakan lampu.

Transistor Sebagai Gerbang OR

Gerbang OR adalah gerbang yang berfungsi untuk menjumlahkan logika inputnya. Pada prinsipnya

penjumlahan logika pada elektronika digital adalah angka 1 dan 0. Dengan kata lain selama salah satu

dari input ada yang berlogika 1 maka keluaran outputnya akan berlogika 1. Output yang berlogika 0 akan

diperoleh hanya jika semua inputnya berlogika 0.

Pada rangkaian transistor diatas dapat kita mengerti dengan mudah bahwasanya basis transistor akan

mendapatkan supply arus apabila salah satu atau kedua saklar SW1 dan SW2 diaktifkan. Lampu akan

mati hanya jika kedua saklar input tersebut dibuka semuanya atau berlogika 0.

Transistor Sebagai Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah sebagai kebalikan dari gerbang AND dimana outputnya akan berlogika 1 apabila

salah satu atau semua input dari gerbang NAND tersebut berlogika 0. Sehingga outputnya akan

berlogika 0 hanya jika semua inputnya berlogika satu. Dari rangkaian dasar gerbang NAND diatas bisa

kita simpulkan bahwa ketika kedua saklar SW1 dan SW2 diaktifkan maka idealnya basis transistor Q1

seperti terhubung langsung ke Ground, sehingga akan mengakibatkan tegangan basis emitor akan 0 volt.

Pada kondisi seperti ini lampu akan mati dikarenakan transistor terbuka. Tetapi jika salah satu saja dari

saklar berlogika 0 atau terbuka maka lampu akan menyala.

Transistor Sebagai Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah kebalikan dari gerbang OR. Jika salah satu atau semua inputnya berlogika 1 maka

outputnya akan berlogika 0. Output dari gerbang NOR akan berlogika 1 hanya jika semua inputnya

berlogika 0. Pada rangkaian transistor diatas ketika kedua saklar input berlogika 0 atau terbuka maka

transistor akan aktif dan lampu akan menyala dikarenakan adanya arus dari resistor R2. Tetapi jika salah

satu saja atau kedua saklar inputnya diaktifkan, maka idealnya seperti menghubungkan terminal basis ke

ground sehingga tegangan basis emitor Vbe akan 0 volt. Jika Vbe tidak mencapai 0.7 volt transistor tidak

bisa menyalakan lampu BL2. Lihat juga fungsi dasar transistor sebagai timer, transistor sebagai penguat

dan transistor sebagai osilator.