RANGKAIN LOGIKA

IC Digital dan Jenis Rangkaian Logika

Konsep jenis rangkaian logika artinya:
•     setiap anggota jenis dibuat dengan teknologi yang sama
•     mempunyai struktur rangkaian yang serupa
•     mempunyai ciri-ciri dasar yang sama,
Setiap jenis rangkaian logika mempunyai kelebihan dan kekurangan
 

Pada perancangan sistem yang konvensional, perancang memilih jenis logika yang sesuai dan berusaha untuk mengimplementasikan sistem sebanyak mungkin dengan menggunakan modul dari jenis yang sama. Hal ini memudahkan interkoneksi dari modul. Jika dalam suatu sistem digunakan lebih dari satu jenis rangkaian logika, perancang harus merancang rangkaian antarmuka (interface).
Pemilihan jenis rangkaian logika berdasarkan:
•     fleksibilitas logika
•     kecepatan operasi
•     ketersediaan fungsi kompleks
•     kepekaan terhadap derau
•     kemampuan beroperasi pada selang suhu tertentu
•     disipasi daya
•     harga
 

Teknologi IC Digital:
•     CMOS
•     Bipolar
•     BiCMOS
•     GaAs

CMOS
Teknologi CMOS adalah yang paling dominan dalam teknologi IC untuk rancangan rangkaian digital. Dibandingkan dengan teknologi bipolar, CMOS mempunyai:
•     disipasi daya yang kecil, sehingga dapat menempatkan lebih banyak rangkaian pada satu chip
•     mempunyai impedansi masukan yang tinggi, sehingga dapat digunakan untuk penyimpan sementara dari informasi baik pada rangkaian logika maupun rangkaian memory.
•     mempunyai ukuran yang semakin kecil, sehingga memungkinkan untuk mempunyai tingkatan integrasi yang sangat tinggi.
Yang paling banyak dipakai adalah rangkaian CMOS komplementer yang berdasarkan struktur inverter.
 

Dari segi banyaknya gerbang logika pada satu chip:
•     SSI (small scale integrated) – 1 – 10 gerbang:
•     MSI (medium scale integrated) – 10 – 100 gerbang
•     VLSI (very large scale integrated) – sampai jutaan gerbang
 

Dalam beberapa aplikasi, CMOS komplementer dapat ditunjang oleh dua rangkaian logika MOS lainnya, yaitu pseudo-NMOS dan pass-transistor.
CMOS dinamik digunakan jika diperlukan kecepatan operasi yang tinggi dan disipasi daya yang rendah.

Bipolar
Dua jenis rangkalain logika yang berdasarkan BJT: TTL dan ECL.
Sebelum era VLSI, TTL banyak digunakan.Sekarang TTL muncul kembali dengan daya yang rendah dan kecepatan yang tinggi. Kecepatan tinggi diperoleh dengan mencegah BJT memasuki daerah jenuh. Jenis TTL ini menggunakan dioda Schottky, sehingga disebut Schottky TTL.
ECL atau CML dibuat berdasarkan implementasi ‘current-switch’ pada inverter. Elemen dasarnya adalah penguat differential. Pada operasi ECL ini, keadaan jenuh selalu dihindari sehingga menghasilkan kecepatan operasi yang tinggi,
Dari semua jenis rangkaian logika, ECL mempunyai kecepatan operasi tertinggi,

BiCMOS
BiCMOS menggabung kecepatan operasi yang tinggi dari BJT dengan disipasi daya yang rendah dan karakteristik lainnya dari CMOS.
BiCMOS dapat dipakai untuk implementasi rangkaian analog dan digital dalam chip yang sama.
 

Gallium Arsenide (GaAs)
Mobilitas pembawa yang tinggi dari GaAs menghasilkan kecepatan operasi yang tinggi, Teknologi ini belum berkembang dengan matang, tetapi mempunyai potensi yang sangat besar.

 

Rangkaian Logika Dasar

Rangkaian logika adalah rangkaian yang menerapkan dasar-dasar logika dalam pemakaiannya. Dasar-dasar logika adalah operasi yang menerapkan  Pada umumnya rangkaian logika menggunakan gerbang-gerbang logika yang terintegrasi dalam satu IC.

Gerbang logika dapat mengkondisikan input - input yang masuk kemudian menjadikannya sebuah output yang sesuai dengan apa yang ditentukan olehnya. Terdapat tiga gerbang logika dasar, yaitu : gerbang AND, gerbang OR, gerbang NOT. Ketiga gerbang ini menghasilkan empat gerbang berikutnya, yaitu : gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang XOR, gerbang XAND.

Gerbang NOR sering juga disebut dengan istilah Inverter. Logika dari gerbang ini adalah membalik apa yang di input kedalamnya, biasanya hanya terdiri dari satu kaki saja. Ketika input bernilai 1 maka output bernilai 0 dan begitu pula sebaliknya.
Gerbang AND memiliki karakteristik logika diman input masuk bernilai 0 maka outpunya akan bernilai 0. Jika kedua input bernilai 1 maka output juga akan bernilai 1.
Gerbang OR dapat dikatakan memiliki karkteristik memihak 1, diman karakteristiknya mempunyai logika selalu ber output 1 apabila ada 1 saja input bernilai 1.