Gerbang Logika NAND , Pengertian, Rangkaian Dasar dan Penerapannya

Pengertian Gerbang Logika NAND

Gerbang Logika NAND terbentuk dari penggabungan Gerbang AND dan Gerbang NOT. Pada pembahasan tentang gerbang AND telah dijelaskan bahwa output akan bernilai logika 1 jika kedua inputnya 1. Penambahan Gerbang NOT setelah gerbang AND menjadikan output Gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND, karena pada dasarnya fungsi dari gerbang NOT adalah membalik (Reverse).

Gambar 1. IC Gerbang NAND

Dengan demikian, Gerbang NAND kondisi output akan berlogika 1 jika salah satu atau kedua input bernilai 0

Gambar 2. Simbol Gerbang Logika NAND  yang dibentuk dari Gerbang AND dan NOT

Logika atau ekspresi boolen untuk gerbang NAND merupakan bentuk Reverse (kebalikan) dari gerbang AND. kedua input dinotasikan dengan A dan B, sedangkan output dinotasikan dengan Q , dimana ekspresi boolennya merupakan kebalikan dari AND sehingga Output Q gerbang NAND dinotasikan dengan tanda garis atas   A.B = Q Kemudian kita dapat mendefinisikan pengoperasian logika 2-input digital Gerbang NAND sebagi berikut :

"Jika  Input A dan B Benar maka Output Q Tidak Benar"

Gerbang NAND  dari  Rangkaian Transistor 

Gerbang Logika NAND  dengan dua input dapat dibangun dengan  Resistor Transistor Logic,  yang dirangkai  sebagai saklar dengan kedua basis sebagai inputnya. Output diambil dari kaki emitor Transitor.

Gambar 3. Rangkaian Gerbang Logika NAND dari dua buah Transistor

Dari rangkiaan transistor di atas : Jika salah satu kaki basis transistor dialiri arus listrik atau berlogika 1, maka output kaki kolektor T1 akan nol, karena arus menuju ke kaki emitor, sedangkan bila kedua kaki basis tidak dialiri arus listrik atau berlogika 0, maka kaki kolektor akan ada arus yang mengalir dari Vcc atau berlogika 1 Kondisi tersebut dapat dijabarkan dalam sebuah tabel kebenaran sebagai berikut :

Gambar 4. Tabel Kebenaran Gerbang Logika NAND

Jenis Gerbang NAND berdasarkan Jumlah Input

Gerbang Logika NAND memiliki 2 input atau lebih tergantung kebutuhan dalam perancangan sebuah rangkaian logika. Penggunaan gerbang NAND dengan input yang banyak bisa dibangun dengan kombinasi gerbang NAND dasar dengan dua input, berikut ini penjabarannya.

Gerbang NAND dengan 2 buah input

Gerbang NAND dua input seperti pemaparan di atas, bisa dibangun dari dua buah transistor yang difungsikan sebagai saklar dan dipasang secara seri. 

Gambar 5 Gerbang NAND 2 input 

Gerbang NAND dengan 3 Buah Input

Bila input pada gerbang NAND lebih dari dua, maka berlaku juga ketentuan tentang ekspresi booleen dimana kondisi output akan bernilai 1 jika salah satu dari ketiga kaki ada yang berlogika 0 

Gambar 6 Gerbang NAND 2 input dan Tabel Kebenarannya

Gerbang NAND dengan Multi input

Input gerbang NAND dapat dibangun dengan menggabungkan beberapa gerbang NAND dua input menjadi Multi input, sehingga Gerbang NAND tersebut memiliki banyak Input. Cara penggabungannya seperti pada gambar di bawah ini, 

Gambar7  Gerbang NAND dengan Multi Input dan Ekspresi Booleennya.

Ekspresi boolen yang didapatkan dari rangkaian gerbang NAND di atas adalah Q = A.B.C.D,

dibaca Q = Bukan A.B.C.D

Gerbang NAND dalam IC Logic

NAND gate bisa dibangun dari sekumpulan komponen aktif seperti transistor dan mosfet. Masing masing dirangkai dalam kemasan terintegrasi yang disebut IC. Jenis IC Logika ada 2 macam yaitu TTL logik  Dan CMOS logic. 

Transistor Transistor Logic (TTL) Gerbang NAND

NAND gate dapat dibangun dari transistor transistor yang tersusun secara seri sebagai saklar. Kumpulan transistor tersebut dikemas dalam sebuah chip Integrated Circuit (IC), Karena tersusun dari sekumpulan transistor maka IC tersebut dinamakan IC TTL Logic. Contoh IC yang menggunakan TTL Logic diantaranya :

1. 74LS00 Quad 2-input
2. 74LS10 Triple 3-input
3. 74LS20 Dual 4-input
4. 74LS30 Single 8-input

CMOS Logic Gerbang  NAND

NAND gate dapat dibangun dari MOSFET  yang tersusun secara seri sebagai saklar. Kumpulan MOSFET tersebut dikemas dalam sebuah chip Integrated Circuit (IC), Karena tersusun dari sekumpulan transistor maka IC tersebut dinamakan IC CMOS Logic. Contoh IC yang menggunakan CMOS  Logic diantaranya :

1. CD4011 Quad 2-input
2. CD4023 Triple 3-input
3. CD4012 Dual 4-input

Penerapan Rangkaian

Sebuah rangkaian Gerbang Logika dengan IC 74LS00 yang terdiri dari 4 gerbang NAND 2 input. Sumber tegangan berupa baterai 3Volt, dan input diambil dari VCC dengan saklar DC, Output diberi indikator berupa LED.

Gambar 8. Rangkaian Gerbang NAND dengan IC 74LS00

Gambar 9. Rangkaian Pengawatan Gerbang NAND dengan IC 74LS00

Demikian, artikel tentang Gerbang Logika NAND, pengertian, rangkaian dasar dan penerapannya. semoga bermanfaat. Jika ada diskusi silakan tuliskan di kolom komentar.