MODUL I TEGANGAN KERJA DAN LOGIKA
I.
Tujuan instruksional khusus 1. Menyelidiki Tegangan Kerja dari Integrated Cicuit (IC) Digital keluarga TTL. 2. Membuktikan Tegangan Logika IC Digital keluarga TTL
II.
Dasar Teori Texas Instrument memperkenalkan standar pertama dari rangkaian
Transistor Transistor Logic (TTL) seri 5400/7400 telah menjadi salah satu keluarga TTL yang paling luas penggunaannya. Seri 7400 lebih umum digunakan karena seri 5400 khusus dipergunakan untuk keperluan militer dan dapat bekerja pada rentang temperatur dan catu daya dalam range yang lebih besar. Seri 7400 bekerja pada rentangan temperatur 0o C – 70 oC dengan catu daya (Vcc) dari 4,75 volt sampai 5,25 volt. Seri 5400 lebih fleksibel karena dapat bekerja pada temperatur -55oC sampai +125 oC dengan catu daya dari 4,5 volt sampai 5,5 volt. Kedua seri ini umumnya memiliki kemampuan untuk mengendalikan atau mengumpan 10 input-input yang lain. Tabel 1.1 menunjukkan tingkat-tingkat (levels) tegangan input dan output untuk seri 74XX. Harga-harga minimum dan maksimum yang ditunjukkan adalah keadaan yang paling buruk dari catu daya, temperatur dan keadaan pembebanan.
Tabel 1.1. Level tegangan input dan output IC TTL seri 74XX Minimal (volt)
Nominal (volt)
Maksimal (volt)
VOL (v)
-
0,2
0,4
VOH (v)
2,4
3,6
-
VIL (v)
-
-
0,8
VIH (v)
2,0
-
-
dengan :
1
VIH
= Tegangan masukan (input) untuk logika “1”
VIL
= Tegangan masukan untuk logika “0”
VOH
= Tegangan keluaran (output) untuk logika “1”
VOL
= Tegangan keluaran untuk logika “1” Dari tabel 1.1 dapat dimengerti bahwa pada logika “0” (LOW) tegangan
noise margin yang dijamin adalah: VNL = VIL(max) – VIH(max) = 400 mV Sedangkan pada logika 1 (HIGH) tegangan noise margin juga 400 mV, yaitu, VNH = VOH(min) – VIH(min) = 400 mV Jadi kasus terburuk yang dijamin noise margin untuk seri 7400 adalah 400 mV. Pada operasi yang sesungguhnya tegangan dc noise margin lebih besar, yaitu : VNL = 1V dan VNH = 1,6 V Rangkaian logika TTL dasar adalah NAND gate yang dalam keadaan umum mengambil arus supply Icc = 2 mA, maka daya yang diserap (power dissipation) adalah : 2mA*5V = 10 mW. Sedangkan waktu perambatan (propagation delay) rata-rata rangkaian ini adalah : 9 ns.
Tabel 1.2 Waktu perambatan dan disipasi daya IC TTL 74XXXX Waktu
Daya
Perambatan (ns)
(mW)
74L00
33
1
10
74H00
6
23
10
74S00
3
23
10
74LS00
9,5
2
10
Seri
III.
Fan-Out
Daftar alat dan bahan 1. Catu daya variabel 0 - 15 V DC
: 1 buah
2. Catu daya 5V DC
: 1 buah
3. Voltmeter
: 2 buah
4. Modul soket IC
: 1 buah
2
5. Modul LED
: 1 buah
6. Rangkaian terpadu (IC) SN74LS00
: 1 buah, SN74LS02 : 1 buah, SN74LS04 :
SN74LS08
: 1 buah, SN74LS32 : 1 buah
1
buah,
7. Kabel penghubung secukupnya. Tugas Pendahuluan Gambarkan blok diagram dan susunan pin (kaki) dari IC di bawah ini berdasarkan referensi yang ada : a. SN 74LS00
e. SN 74LS32
b. SN 74LS02
f. SN 74LS76
c. SN 74LS04
g. SN 74LS86
d. SN 74LS08 Buatlah salinan tugas ini untuk anda sendiri, karena data IC ini sangat dibutuhkan selama anda mengikuti Praktek Elektronika Digital.
IV.
Diagram Rangkaian 5 Volt DC
Vcc
14
13
12
11
10
9
2
3
4
5
6
8
Vcc
Gnd 1
7
Gambar 1.1
3
5 Volt DC
14
Vin
13
12
11
10
9
2
3
4
5
6
8
Vcc
Gnd 1
7
Gambar 1.2
V.
Keselamatan Kerja 1. Pastikan seluruh hubungan ataupun kabel yang digunakan tidak ada yang terkelupas, terbuka dan tidak longgar. 2. Hubungkan catu daya dengan rangkaian secara benar dan pastikan nilai tegangan yang diatur sesuai dengan spesifikasi kebutuhan rangkaian dan komponen yang digunakan. 3. Perhatikan polaritas tegangan yang digunakan, baik sumber tegangan DC maupun tegangan AC. 4. Pastikan pentanahan telah dilakukan dengan benar. 5. Laporkan kepada instruktur setelah selesai merakit rangkaian untuk diperiksa kembali pengawatan yang telah dilakukan. 6. Atur posisi alat ukur seperti multimeter, osiloskop, dan generator fungsi sesuai dengan skala besaran yang digunakan. 7. Matikan seluruh panel dan sumber tegangan setelah melakukan praktikum.
VI.
Langkah Kerja A. Tegangan kerja 1. Buatlah rangkaian seperti gambar 1.1 dengan menggunakan IC SN74LS08.
4
2. Bila telah benar laporkan kepada instruktur. 3. Hidupkan catu daya. 4. Ubahlah tegangan Vcc sesuai dengan tabel pengamatan 1.3. 5. Amati tegangan output Vo dan indikator LED serta catat pada tabel pengamatan 1.3. 6. Ulangi prosedur (1) s/d (5) untuk NOT gate dan NOR gate. 7. Ulangi prosedur (6) untuk OR gate.
B. Tegangan logika 1. Buatlah rangkaian seperti diagram rangkaian pada gambar 1. 2. 2. Hidupkan catu daya. 3. Ubahlah tegangan input Vin sesuai tabel pengamatan 1.4. 4. Untuk setiap pengubahan amati tegangan output Vo dan indikator LED serta catat pada tabel. 5. Ulangi prosedur (1) s/d (4) untuk gate NOT, NOR, AND dan OR. 6. Buka rangkaian dan kembalikan peralatan dan komponen serta buat laporan sementara.
Catatan : Indikator LED,
Mati
=M
Redup = R Terang = T
5
VII. Tabel Hasil Percobaan Tabel 1.3 Tegangan kerja IC TTL NAND Gate Vcc (volt)
Vo (volt)
LED
OR Gate Vo (Volt)
AND Gate
NOR Gate
NOT Gate
LED Vo (volt) LED Vo (volt) LED Vo (volt) LED
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Tabel 1.4 Tegangan logika IC TTL NAND Gate Vi (volt)
Vo (volt) LED
OR Gate Vo (Volt)
AND Gate
NOR Gate
NOT Gate
LED Vo (volt) LED Vo (volt) LED Vo (volt) LED
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
6
VIII. Pertanyaan dan Tugas 1. Gambarkan rangkaian internal masing-masing IC dan berikan kesimpulan dari data yang diperoleh dalam percobaan ini. 2. Buat tabel kebenaran dari setiap gerbang yang diuji.
7
