LMS-SPADA INDONESIA LMS-SPADA INDONESIA
Pencarian global tidak diaktifkan.

Elektronika Digital

  1. Beranda
  2. Kursus
  3. MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA)
  4. ILMU IPA
  5. Fisika
  6. KK623142 - Elektronika Digital
Lewati ke konten utama

Course Content


Ringkasan topik

  • Elektronika Digital

    Ciutkan semua Perluas semua

    Dosen Pengampu

      Nama : RINTO SUPPA
    Email: rinto_suppa@unanda.ac.id
    Mata Kuliah   :   Elektronika Digital
    Kode   :   KK623142
    Program Studi   :   S1 Teknik Informatika
    Perguruan Tinggi   :   Universitas Andi Djemma

    Mata kuliah Elektronika Digital memberikan gambaran tentang dasar dasar sistem digital dalam elektronika yang meliputi defenisi sistem digital, gerbang logika, aritmatika biner, komparator, transistor, dan flip-flop .

    Capaian Pembelajaran Mata Kuliah (CPMK)

    Mahasiswa diharapkan dapat memahami gambaran dasar tentang aplikasi sistem digital dalam elektronika dan mampu menerapkannya untuk menyelesaikan masalah elektronika dan sistem otomatisasi

      Unduh RPS

  • Pertemuan ke 1


    Teknologi analog adalah metode transmisi, pemrosesan, atau penyimpanan informasi menggunakan sinyal kontinu yang merepresentasikan besaran fisis. Tidak seperti teknologi digital yang menggunakan nilai diskrit yang direpresentasikan oleh digit biner (0 dan 1), teknologi analog bergantung pada sinyal yang terus berubah, seperti tegangan listrik, gelombang suara, atau intensitas cahaya, untuk menyampaikan informasi. Sebagai alternatif, kita dapat mendefinisikan analog sebagai sesuatu yang bukan digital.

    Dalam sistem analog, amplitudo, frekuensi, atau fase sinyal membawa informasi yang ditransmisikan. Misalnya, dalam teknologi audio analog, gelombang suara diubah menjadi sinyal listrik yang merepresentasikan variasi tekanan udara dari waktu ke waktu. Sinyal listrik ini kemudian dapat diperkuat dan dikirim melalui speaker untuk menciptakan kembali suara aslinya (Bowers & Stapleton, 2022). Teknologi analog lazim digunakan di berbagai bidang sebelum munculnya teknologi digital. Beberapa contoh umum antara lain telepon analog, piringan hitam, kamera analog, dan televisi analog. Dalam setiap kasus ini, informasi disampaikan melalui variasi besaran fisika yang berkelanjutan.

    Di sisi lain, digital merepresentasikan biner pamungkas: aktif atau tidak aktif, tanpa perantara. Seperti yang telah saya sebutkan sebelumnya, orang Amerika menghabiskan enam jam sehari berinteraksi dengan media digital di ponsel pintar dan tablet mereka. Sejarah teknologi digital merupakan narasi yang menarik tentang kemajuan teknologi yang telah merevolusi dunia secara mendalam. Dimulai dengan perkembangan komputer elektronik pada pertengahan abad ke-20, revolusi digital telah membuka jalan bagi perubahan yang belum pernah terjadi sebelumnya di berbagai bidang. Makalah ini memberikan catatan sejarah singkat tentang tonggak-tonggak penting dalam evolusi teknologi digital, dengan fokus pada perkembangan penting dan dampak sosialnya.

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 1 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami perbedaan sistem analog dan sistem digital
    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu Pendahuluan Elektronika Digital

  • Pertemuan ke 2


    Sistem bilangan digital adalah cara merepresentasikan data numerik dalam bentuk digit, yang paling umum adalah biner, desimal, oktal, dan heksadesimal. Sistem ini sangat fundamental dalam elektronika digital seperti komputer karena memungkinkan pemrosesan data diskrit. Biner (0 dan 1) adalah basis sistem digital, sementara sistem lain seperti desimal (0-9), oktal (0-7), dan heksadesimal (0-9 dan A-F) digunakan untuk tujuan tertentu atau sebagai cara yang lebih ringkas untuk merepresentasikan kode biner. 

    Materi Sistem Bilangan Digital dan Konversinya membahas konsep dasar representasi angka yang digunakan dalam perangkat elektronik dan sistem komputer. Karena komputer hanya mampu memproses sinyal dalam bentuk dua keadaan logika (ON/OFF atau 1/0), maka pemahaman mengenai berbagai sistem bilangan menjadi fundamental bagi mahasiswa teknik, khususnya di bidang elektronika dan informatika.

    Dalam materi ini, mahasiswa akan mempelajari empat sistem bilangan utama yang digunakan pada perangkat digital, yaitu bilangan biner, oktal, desimal, dan heksadesimal. Setiap sistem bilangan memiliki basis yang berbeda dan digunakan dalam konteks yang berbeda pula di dalam pemrograman, perangkat keras digital, mikrokontroler, dan komunikasi data.

    Topik ini juga mencakup berbagai teknik konversi antar-sistem bilangan, seperti konversi dari desimal ke biner, biner ke oktal/heksadesimal, maupun sebaliknya. Selain itu, mahasiswa juga akan dikenalkan pada konsep representasi bilangan bertanda, termasuk komplemen satu dan komplemen dua, yang penting dalam operasi aritmatika pada komputer.

    1. Sistem Bilangan Biner (Basis 2)

    Sistem bilangan yang hanya terdiri dari dua digit: 0 dan 1. Sistem ini merupakan bahasa dasar komputer dan seluruh rangkaian digital.

    Aplikasi Nyata:

    • Rangkaian logika digital seperti gerbang AND, OR, NOT, flip-flop, counter, dan register.

    • Instruksi mesin mikroprosesor/mikrokontroler, yang dieksekusi dalam bentuk kode biner.

    • Representasi data di media penyimpanan, seperti flashdisk, RAM, SSD.

    • Komunikasi digital, misalnya sinyal high–low pada UART, I2C, SPI.

    2. Sistem Bilangan Oktal (Basis 8)

    Sistem bilangan yang memiliki digit 0–7. Oktal digunakan untuk menyederhanakan representasi biner.

    Aplikasi Nyata:

    • Sistem operasi UNIX/Linux untuk pengaturan izin file (permission) dalam format oktal, misalnya chmod 755.

    • Representasi singkat kode mesin pada era komputer generasi awal.

    • Penulisan alamat memori pada beberapa sistem komputer lawas dan sistem embedded tertentu.

    3. Sistem Bilangan Desimal (Basis 10)

    Sistem bilangan yang umum digunakan manusia dalam kehidupan sehari-hari, terdiri dari digit 0–9.

    Aplikasi Nyata:

    • Input dan output perangkat digital, seperti angka pada keypad, kalkulator, dan display.

    • Perhitungan pada software dan aplikasi, misalnya operasi matematika pada program komputer.

    • Konversi hasil sensor yang biasanya berbentuk data biner menjadi representasi desimal yang mudah dibaca manusia.

    4. Sistem Bilangan Heksadesimal (Basis 16)

    Menggunakan digit 0–9 dan huruf A–F. Heksadesimal digunakan untuk menyederhanakan representasi biner menjadi format yang lebih ringkas dan mudah dibaca.

    Aplikasi Nyata:

    • Addressing memori pada komputer, misalnya alamat RAM dan ROM ditampilkan dalam format hex.

    • Representasi warna dalam web (HTML/CSS), seperti #FF5733.

    • Debugging dan low-level programming, misalnya melihat isi register CPU dalam bentuk hex.

    • Kode instruksi mesin dan firmware yang sering ditulis atau ditampilkan dalam format heksadesimal.



    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 2 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami sistem bilangan dan konversi antar sistem bilangan tersebut
    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu
    1. Sistem bilangan digital
    2. Konversi bilangan

  • Pertemuan ke 3

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 3 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami tentang gerbang logika dasar

    Materi Gerbang Logika Dasar membahas blok fungsional utama yang digunakan untuk membangun seluruh sistem digital, mulai dari rangkaian sederhana sampai komputer modern. Gerbang logika merupakan komponen yang memproses sinyal digital berupa dua kondisi: logika 1 (HIGH) dan logika 0 (LOW). Dengan menggabungkan berbagai gerbang, kita dapat membangun rangkaian yang mampu melakukan perhitungan, pengambilan keputusan, penyimpanan data, hingga kendali otomatis.

    Dalam materi ini, mahasiswa mempelajari perilaku dan tabel kebenaran dari beberapa gerbang logika dasar, yaitu: AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, dan XNOR. Setiap gerbang memiliki fungsi spesifik serta aplikasi yang luas dalam sistem elektronik.

    1. Gerbang AND

    Output bernilai 1 hanya jika semua input bernilai 1.

    Aplikasi Nyata:

    • Sistem keamanan pintu:
      Pintu hanya terbuka jika dua kondisi terpenuhi, misalnya:

      • kartu akses dan password benar

      • sensor pintu tertutup dan tombol ditekan

    • Kontrol mesin industri:
      Mesin hanya berjalan jika saklar utama ON dan sensor keselamatan aktif.

    2. Gerbang OR

    Output bernilai 1 jika salah satu input bernilai 1.

    Aplikasi Nyata:

    • Sistem alarm keamanan:
      Alarm berbunyi jika sensor pintu atau sensor jendela aktif.

    • Kontrol lampu tangga:
      Lampu menyala jika tombol atas atau tombol bawah ditekan.

    3. Gerbang NOT (Inverter)

    Output adalah kebalikan dari input (0 menjadi 1, 1 menjadi 0).

    Aplikasi Nyata:

    • Active-low control, seperti LED atau relay yang menyala saat sinyal 0.

    • Debouncing logika, menormalkan kondisi tombol yang aktif-low.

    4. Gerbang NAND

    Kebalikan dari AND – output bernilai 0 hanya jika semua input bernilai 1.

    Aplikasi Nyata:

    • Rangkaian pengunci (latch SR) banyak dibangun dari 2 gerbang NAND.

    • Gerbang universal: seluruh rangkaian digital dapat dibangun hanya dari NAND.

    5. Gerbang NOR

    Kebalikan dari OR – output bernilai 1 hanya jika semua input bernilai 0.

    Aplikasi Nyata:

    • Pengendali lampu otomatis:
      Lampu menyala jika tidak ada sinyal dari sensor tertentu.

    • Gerbang universal juga digunakan untuk membangun flip-flop SR dan logika kompleks.

    6. Gerbang XOR (Exclusive OR)

    Output bernilai 1 jika input berbeda (1–0 atau 0–1).

    Aplikasi Nyata:

    • Rangkaian pendeteksi kesalahan (parity generator/checker).

    • Sistem pengunci digital sederhana: password benar jika pola input berbeda dari pola penyandi tertentu.

    • Kalkulator digital untuk operasi penjumlahan bit (half-adder).

    7. Gerbang XNOR (Exclusive NOR)

    Output bernilai 1 jika kedua input sama.

    Aplikasi Nyata:

    • Pendeteksi kecocokan (comparator):
      Digunakan dalam sistem keamanan atau identifikasi pola.

    • Sistem verifikasi input seperti kunci digital:
      Output benar (1) jika input = password.

    Gambaran Peran Gerbang Logika dalam Kehidupan Modern

    Gerbang logika tidak hanya digunakan dalam belajar teori, tetapi juga menjadi dasar dari:

    • Mikrokontroler (Arduino, AVR, PIC)

    • Prosessor komputer

    • Sistem kendali mesin otomatis

    • Perangkat komunikasi (router, modem, Wi-Fi)

    • Sistem keamanan elektronik

    • Pengolah sinyal dan perangkat IoT

    Seluruh teknologi digital modern pada dasarnya tersusun dari kombinasi jutaan hingga miliaran gerbang logika.

    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu
    1. Gerbang AND, OR, dan NOT
    2. Analisis Timing
    3. Fungsi Enable dan Disable

  • Pertemuan ke 4

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 4 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami gerbang logika inverting.
    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu
    1. Defenisi Inverting
    2. Gerbang NAND dan Gerbang NOR
    • Penugasan icon
      Tugas I Penugasan
      Opened: Selasa, 4 November 2025, 00:00
      Due: Selasa, 11 November 2025, 00:00

      Tugas ini berisi soal tentang materi Konversi Bilangan dan Gerbang logika. 

  • Pertemuan ke 5

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 5 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami tentang aritmatika biner

    Materi Aritmatika Biner membahas cara melakukan operasi perhitungan matematika pada sistem bilangan basis-2 (0 dan 1) yang digunakan oleh semua perangkat digital dan komputer. Tidak seperti aritmatika desimal yang umum digunakan manusia, aritmatika biner bekerja berdasarkan logika gerbang elektronik yang hanya mengenal dua kondisi: ON (1) dan OFF (0). Oleh karena itu, pemahaman aritmatika biner menjadi sangat penting bagi mahasiswa dalam memahami cara kerja prosesor, memori, serta rangkaian digital.

    Pada materi ini mahasiswa akan mempelajari berbagai operasi dasar dalam aritmatika biner, antara lain:

    Operasi yang dipelajari:

    • Penjumlahan biner (Binary Addition)

    • Pengurangan biner (Binary Subtraction)

    • Perkalian biner (Binary Multiplication)

    • Pembagian biner (Binary Division)

    • Representasi bilangan bertanda

      • Sign magnitude, Komplemen Satu, dan Komplemen Dua

    • Deteksi dan penanganan overflow

    • Aritmatika dalam ALU (Arithmetic Logic Unit)

    Aritmatika biner dilakukan menggunakan gerbang logika seperti AND, OR, XOR yang membentuk rangkaian lebih kompleks seperti Half Adder, Full Adder, dan ALU.

    Contoh Aplikasi Nyata Aritmatika Biner

    BidangContoh Real AplikasiPeran Aritmatika Biner
    Komputer & Prosesor ALU dalam CPU Melakukan operasi +, −, ×, ÷
    Mikrokontroler (Arduino, STM32, dll.) Penanganan data sensor Perhitungan logika & konversi
    Robotika Pengendalian motor & navigasi Kalkulasi kecepatan, posisi
    Sistem Komunikasi Pengkodean dan decoding data Operasi bit & error checking
    Pengolahan Citra & Audio Kompresi JPEG, MP3 Operasi biner skala besar
    Keamanan Digital Kriptografi dan hashing Operasi bitwise
    AI & Machine Learning Layer komputasi matriks Menggunakan arithmetic unit biner

  • Pertemuan ke 6

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 6 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami tentang aritmatika biner
    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu
    1. Menambahkan BCD
    2. Rangkaian Penjumlahan Dasar
    • Penugasan icon
      Tugas II Penugasan
      Opened: Selasa, 4 November 2025, 00:00
      Due: Selasa, 11 November 2025, 00:00

  • Pertemuan ke 7

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 7 ini adalah Mahasiswa mampu memahami tentang komparator

    Materi Rangkaian Kombinasional membahas berbagai jenis rangkaian logika yang outputnya bergantung sepenuhnya pada kondisi input saat itu, tanpa melibatkan elemen penyimpanan atau memori. Pada rangkaian jenis ini, setiap perubahan pada input akan langsung memengaruhi output, sehingga sifatnya deterministik dan cepat. Pemahaman terhadap rangkaian kombinasional sangat penting karena menjadi dasar dalam merancang sistem digital modern, termasuk komputer, perangkat kontrol, sistem komunikasi, dan peralatan otomatisasi.

    Dalam materi ini, mahasiswa akan mempelajari beberapa blok dasar dalam rangkaian kombinasional, yaitu Komparator, Decoder, Encoder, Multiplexer (MUX), dan Demultiplexer (DEMUX).

    1. Komparator (Comparator)

    Komparator adalah rangkaian yang membandingkan dua bilangan biner dan menghasilkan output berupa kondisi lebih besar (>), lebih kecil (<), atau sama (=).

    Fungsi Utama:

    • Membandingkan dua input digital

    • Memberi keputusan logika berdasarkan hasil perbandingan

    Aplikasi Nyata:

    • Sistem pengukur suhu digital (membandingkan nilai sensor dengan ambang batas)

    • Sistem alarm dan proteksi (tegangan rendah/overvoltage)

    • Sorting digital dalam prosesor

    • Kendali kecepatan motor (membandingkan feedback dengan setpoint)

    2. Decoder

    Decoder mengubah input biner menjadi satu dari beberapa output aktif.
    Contoh: 2-to-4 decoder, 3-to-8 decoder.

    Fungsi Utama:

    • Mengaktifkan hanya satu output berdasarkan kombinasi input

    • Digunakan untuk seleksi memori, tampilan, dan pengalamatkan perangkat

    Aplikasi Nyata:

    • Mengaktifkan digit pada 7-segment display

    • Pengalamatan memori pada mikrokontroler dan RAM

    • Pemilihan perangkat I/O

    • Sistem pemilihan menu dalam rangkaian digital

    3. Encoder

    Encoder adalah kebalikan decoder: mengubah beberapa input menjadi kode biner output.

    Fungsi Utama:

    • Menghasilkan kode biner dari beberapa input

    • Dipakai untuk membuat sistem yang efisien dalam pengiriman data

    Aplikasi Nyata:

    • Keypad 4×4 (menjadi 4-bit biner untuk mikrokontroler)

    • Sensor posisi roda (rotary encoder)

    • Sistem keyboard komputer awal

    • Sistem otomatisasi yang membutuhkan pengenalan posisi

    4. Multiplexer (MUX)

    MUX memilih satu dari beberapa input dan meneruskannya ke satu output berdasarkan sinyal selektor.

    Fungsi Utama:

    • Menggabungkan banyak sinyal ke satu jalur

    • Menghemat pin/dunia komunikasi data

    Aplikasi Nyata:

    • Sistem komunikasi (multiple data lines → one line)

    • Pemilihan sensor pada Arduino

    • Routing data pada CPU (ALU, register)

    • Sistem audio (memilih input mic/aux)

    5. Demultiplexer (DEMUX)

    DEMUX adalah kebalikan MUX: mengambil satu input dan mengarahkan ke salah satu dari beberapa output.

    Fungsi Utama:

    • Mendistribusikan sinyal dari satu sumber ke beberapa tujuan

    • Digunakan dalam sistem kontrol dan tampilan

    Aplikasi Nyata:

    • Drive display 7-segment bergantian (digit multiplexing)

    • Mengendalikan banyak relay dari satu pin Arduino

    • Sistem satelit dan telekomunikasi (signal distribution)

    • Pengendalikan lampu indikator multi-channel


  • Pertemuan ke 8 (UTS)

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 8 ini adalah Mahasiswa diharapkan memahami materi yang telah diberikan dari pertemuan pertama sampai pertemuan ketujuh
    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu materi pertemuan I-VII

  • Pertemuan ke 9

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 9 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami tentang Transistor-Transistor Logic (TTL)

    📌 1. Apa itu TTL?

    Transistor-Transistor Logic (TTL) adalah teknologi rangkaian digital yang menggunakan transistor bipolar junction transistor (BJT) sebagai elemen utama untuk membangun gerbang logika.

    TTL diperkenalkan oleh Texas Instruments pada tahun 1960-an dan menjadi standar utama dalam sistem digital sebelum CMOS berkembang.

    🔍 2. Kenapa disebut Transistor-Transistor Logic?

    TTL menggunakan dua tahap transistor dalam proses logika:

    TahapFungsi
    Transistor pertama Bertindak sebagai rangkaian input atau pengendali logika
    Transistor kedua Bertindak sebagai penguat (amplifier) dan output switch

    Jadi, istilah TTL muncul karena logika DIBUAT dan DIPROSES oleh transistor, bukan oleh resistor atau dioda seperti pendahulunya (RTL, DTL).

    ⏳ 3. Evolusi Teknologi Logika Digital

    TeknologiKomponen utamaKekurangan
    RTL (Resistor-Transistor Logic) Resistor + transistor Boros daya, noise tinggi
    DTL (Diode-Transistor Logic) Dioda + transistor Lambat
    TTL (Transistor-Transistor Logic) Transistor-transistor Lebih cepat & stabil
    CMOS MOSFET Sangat hemat daya, modern

    TTL menjadi solusi transisi terbaik sebelum CMOS mendominasi.

    ⚙️ 4. Karakteristik TTL

    ParameterNilai Umum
    Tegangan kerja 5 Volt DC
    Logika tinggi (HIGH) 2.0V – 5V
    Logika rendah (LOW) 0V – 0.8V
    Konsumsi daya Medium (lebih besar dari CMOS)
    Kecepatan Cepat (10–50 ns switching time)

    📦 5. Contoh IC TTL Populer

    ICFungsi
    7400 Gerbang NAND (4 gerbang NAND 2-input)
    7432 Gerbang OR
    7486 XOR
    74138 Decoder
    74157 Multiplexer

    TTL dikenal sebagai keluarga seri 74xx.

    🧠 6. Cara Kerja TTL (Contoh Gerbang NAND TTL)

    • Input diberikan ke basis transistor pertama

    • Jika kedua input HIGH, transistor menghantar

    • Transistor output dipaksa LOW
      ➡️ Maka output = LOW

    Jika ada satu input LOW, transistor input tidak menghantar, output tetap HIGH

    📌 Ini sesuai tabel kebenaran NAND:

    ABOutput
    0 0 1
    0 1 1
    1 0 1
    1 1 0

    📱 7. Kelebihan dan Kekurangan TTL

    ✔️ Kelebihan

    • Kecepatan switching cepat

    • Stabil dan tidak mudah terganggu noise

    • Komponen tersedia luas

    ❌ Kekurangan

    • Konsumsi daya lebih tinggi dari CMOS

    • Ukuran fisik lebih besar pada sistem lama

    • Bekerja hanya pada tegangan tetap, biasanya 5V

    🏭 8. Aplikasi TTL dalam Kehidupan Nyata

    TTL digunakan dalam berbagai sistem digital, terutama generasi elektronik sebelum CMOS:

    ✔ Kalkulator digital
    ✔ Mesin ATM lama
    ✔ Traffic light controller
    ✔ Sistem komunikasi radio
    ✔ Controller mesin industri
    ✔ Komputer generasi awal (IBM, PDP-11)
    ✔ Sistem robotika dasar
    ✔ Pendidikan elektronika dan microcontroller interfacing

    📌 Hingga saat ini TTL tetap digunakan di:

    • PLC sistem industri

    • Rangkaian interface mikrokontroler

    • Laboratorium pembelajaran digital

    🧩 TTL vs CMOS (Singkat)

    ParameterTTLCMOS
    Daya Lebih tinggi Sangat rendah
    Kecepatan Cepat Sangat cepat (modern)
    Tegangan kerja Tetap 5V Fleksibel 3.3V–15V
    Besar komponen Lebih besar Lebih kecil

  • Pertemuan ke 10

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 10 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami tentang Transistor-Transistor Logic (TTL)

    🧩 Transistor-Transistor Logic (TTL) dan Teknologi Transistor Modern

    📌 1. Pendahuluan

    Sistem digital modern dibangun berbasis komponen elektronik yang dapat merepresentasikan dua level logika: 0 (LOW) dan 1 (HIGH).
    Transistor menjadi komponen utama dalam menjalankan fungsi logika, switching, dan penguatan sinyal.

    🔍 2. Apa Itu TTL (Transistor-Transistor Logic)?

    Transistor-Transistor Logic (TTL) adalah keluarga rangkaian logika digital yang menggunakan transistor BJT (Bipolar Junction Transistor) sebagai elemen utama untuk:

    • Membentuk logika (AND, OR, NAND, NOR, NOT)

    • Menguatkan sinyal

    • Mengatur switching ON/OFF

    TTL menjadi standar logika digital pada tahun 1960–1980 sebelum digantikan CMOS.

    🏷 Kenapa disebut Transistor-Transistor Logic?

    Karena dua fungsi utama dalam rangkaian—logika dan penguatan sinyal—dibentuk oleh transistor, bukan resistor atau dioda seperti pada RTL dan DTL.

    ⚙ Karakteristik TTL

    ParameterNilai Umum
    Tegangan kerja 5V
    Logika HIGH 2.0–5V
    Logika LOW 0–0.8V
    Kecepatan switching Cepat (10–50ns)
    Konsumsi daya Sedang (lebih tinggi dari CMOS)

    📦 Contoh IC TTL (Seri 74xx)

    • 7400 → NAND

    • 7432 → OR

    • 7486 → XOR

    • 74138 → Decoder

    • 74157 → Multiplexer

    🚀 3. Teknologi Transistor Modern: MOSFET

    TTL akhirnya digantikan oleh teknologi baru berbasis MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) karena lebih hemat daya, lebih cepat, dan lebih kecil.

    🧠 Apa itu MOSFET?

    MOSFET adalah jenis transistor yang bekerja berdasarkan medan listrik (field-effect), bukan perpindahan arus pembawa seperti BJT.

    MOSFET memiliki tiga terminal utama:

    • Gate (G) → tempat input logika

    • Drain (D) → output

    • Source (S) → ground atau supply

    Ketika tegangan diberikan pada gate, MOSFET menyambungkan atau memutus aliran listrik di channel antara Drain–Source.

    ⚡ 4. Jenis MOSFET: NMOS dan PMOS

    🔹 NMOS (N-channel MOSFET)

    • Aktif (ON) ketika Gate diberi tegangan HIGH

    • Lebih cepat dari PMOS

    • Lebih efisien

    • Logika:

      • HIGH → ON (Mengalir)

      • LOW → OFF (Terputus)

    Contoh fungsi dalam rangkaian digital: menarik output menjadi LOW (pull-down).

    🔸 PMOS (P-channel MOSFET)

    • Aktif (ON) ketika Gate diberi tegangan LOW

    • Lebih lambat dari NMOS

    • Logika kebalikan NMOS:

    GateKondisi
    LOW ON
    HIGH OFF

    Digunakan sebagai pull-up pada rangkaian digital.

    🌱 5. CMOS (Complementary MOS)

    CMOS adalah teknologi yang menggabungkan NMOS + PMOS secara komplementer sehingga:

    ✔ Ketika output HIGH → hanya PMOS aktif
    ✔ Ketika output LOW → hanya NMOS aktif

    📌 Tidak ada transistor yang aktif bersamaan → konsumsi daya sangat rendah.

    ⚙ Karakteristik CMOS

    ParameterNilai
    Tegangan kerja 3.3V – 15V (fleksibel)
    Konsumsi daya Sangat rendah
    Kecepatan Sangat cepat
    Noise immunity Tinggi
    Ukuran Sangat kecil (nanometer scale)

    Contoh IC CMOS

    • Seri 40xx, misalnya:

      • 4011 → NAND

      • 4049 → Inverter

      • 4093 → NAND Schmitt Trigger

    🔁 6. Perbandingan TTL vs MOSFET vs CMOS

    AspekTTL (BJT)NMOS/PMOSCMOS
    Teknologi BJT MOSFET MOSFET (NMOS + PMOS)
    Konsumsi daya Menengah Menengah Sangat rendah
    Kecepatan Cepat Lebih cepat Sangat cepat
    Ukuran perangkat Lebih besar Kecil Sangat kecil (VLSI)
    Tegangan kerja Fix 5V Fleksibel Fleksibel

    🏭 7. Aplikasi Nyata dalam Kehidupan

    ✔ Komputer dan laptop
    ✔ Smartphone dan IoT
    ✔ Kalkulator digital
    ✔ Sensor otomatis (PIR, proximity)
    ✔ Mikrokontroler (Arduino, STM32, ESP32, PIC)
    ✔ Sistem komunikasi (Wi-Fi, Bluetooth, RF)
    ✔ CPU, GPU, dan memori (RAM, ROM, Flash)

    CMOS mendominasi industri VLSI (Very Large Scale Integration) seperti Intel, AMD, Apple Silicon, dan Qualcomm.

    🎯 Kesimpulan

    • TTL merupakan teknologi dasar logika digital berbasis BJT.

    • MOSFET membawa perkembangan baru dengan konsumsi daya lebih rendah dan performa lebih tinggi.

    • NMOS dan PMOS bekerja dengan logika berlawanan.

    • CMOS menggabungkan keduanya sehingga menjadi teknologi logika digital paling efisien saat ini.

    • Hampir semua perangkat elektronik modern menggunakan CMOS.

  • Pertemuan ke 11

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 11 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat memahami tentang rangkaian Flip-Flop

    🎬 1. Pendahuluan: Apa Itu Flip-Flop?

    Flip-Flop adalah rangkaian logika sequential yang memiliki dua keadaan stabil (bistable) dan digunakan untuk menyimpan 1 bit data.

    Flip-Flop berbeda dari gerbang logika biasa karena:

    ✔ memiliki memori
    ✔ kondisi output bergantung pada input saat ini + kondisi sebelumnya
    ✔ digunakan untuk penyimpanan data, register, counter, dan clocking

    🧠 2. Kenapa Disebut Flip-Flop?

    Nama “Flip-Flop” berasal dari perilakunya:

    • “Flip” → berpindah ke keadaan baru

    • “Flop” → tetap mempertahankan keadaan sebelumnya

    Flip-Flop dapat:

    • Set (menyimpan 1)

    • Reset (menyimpan 0)

    • Hold (menahan keadaan)

    ⚙️ 3. RS Flip-Flop

    RS Flip-Flop adalah bentuk sederhana dari flip-flop yang dibangun menggunakan dua gerbang NOR atau dua gerbang NAND.

    RS = Reset–Set

    🔸 A. RS Flip-Flop Berbasis NOR

    Diagram

    (Anda bisa masukkan gambar RS NOR dalam PPT)

    Input & Output

    • S (Set) → mengatur output Q menjadi 1

    • R (Reset) → mengatur output Q menjadi 0

    • Q' → komplemen dari Q

    📊 Tabel Kebenaran RS NOR Flip-Flop

    SRQ (baru)Keterangan
    0 0 Q (lama) Hold / Tidak berubah
    1 0 1 Set
    0 1 0 Reset
    1 1 - Tidak valid (Forbidden State)

    ⚠️ Catatan Penting

    Kondisi S = R = 1 menghasilkan keadaan tidak stabil → output tidak dapat diprediksi.

    ⚙️ 4. RS Flip-Flop Berbasis NAND

    Tabel kebenaran sedikit berbeda karena sifat NAND.

    S'R'Q (baru)Keterangan
    1 1 Q (lama) Hold
    0 1 1 Set
    1 0 0 Reset
    0 0 - Tidak Valid

    Kondisi S'=R'=0 → tidak valid.

    🔒 5. D Flip-Flop (Data / Delay Flip-Flop)

    D Flip-Flop diciptakan untuk menghilangkan kondisi tidak valid pada RS Flip-Flop.

    “D” dapat diartikan sebagai:

    • Data → input data

    • Delay → output mengalami delay satu siklus clock

    🧩 Cara Kerja D Flip-Flop

    D Flip-Flop menggunakan input:

    • D (Data)

    • CLK (Clock)

    Ketika pulsa clock naik (rising edge) atau turun (falling edge) (tergantung jenis FF):

    ➡ Output Q mengikuti nilai D

    📊 Tabel Kebenaran D Flip-Flop

    ClockDQ (baru)Keterangan
    ↑ (edge) 0 0 Menyimpan 0
    ↑ (edge) 1 1 Menyimpan 1
    0 / tidak aktif X Q (lama) Hold

    🔍 Diagram D Flip-Flop

    Rangkaian umum:

    • D masuk ke FF

    • Clock mengatur kapan data disimpan

    • Output Q dan Q'

    🧮 6. Perbandingan RS dan D Flip-Flop

    AspekRS Flip-FlopD Flip-Flop
    Input S & R D
    Masalah Forbidden state Tidak ada forbidden state
    Kemudahan Rumit (2 input) Sangat mudah (1 input)
    Fungsi utama Set–Reset Register data
    Aplikasi Penyimpanan dasar Register, counter, memori clocked

    🏭 7. Aplikasi Nyata Flip-Flop

    ✔ Penyimpanan Data 1 bit

    Digunakan dalam register CPU.

    ✔ Register Paralel-Sereal

    Misalnya pada shift register.

    ✔ Counter Digital

    Menghitung pulsa clock.

    ✔ Pembagi Frekuensi

    Flip-Flop dapat membagi frekuensi clock menjadi 1/2, 1/4, dst.

    ✔ Memori dan Buffer

    Digunakan dalam SRAM, cache, dan buffer I/O.

    ✔ Sistem Telekomunikasi

    Menahan dan mensinkronisasi data pada sistem clocked.

    🧭 8. Contoh IC Flip-Flop

    • 7474 — Dual D Flip-Flop

    • 7475 — 4-bit D Latch

    • 7476 — JK Flip-Flop

    • 7400 Family TTL

    • 4013 — Dual D Flip-Flop (CMOS)

    🎯 9. Kesimpulan

    • Flip-Flop adalah elemen memori digital paling dasar.

    • RS Flip-Flop: sederhana tetapi memiliki kondisi tidak valid.

    • D Flip-Flop: solusi sederhana untuk menyimpan data secara sinkron.

    • Digunakan dalam hampir semua sistem elektronik modern.

  • Pertemuan ke 14

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 14 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat menerapkan gerbang counter dan aplikasinya
    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu
    1. Analisa Sequential Circuits
    2. COUNTER SYNKRON & ASYNKRON
    3. Modulo Number
    4. Self-Stopping Ripple Counter
    5. Down Counter

  • Pertemuan ke 15

    Capaian pembelajaran di pertemuan ke 15 ini adalah Mahasiswa diharapkan dapat menerapkan gerbang counter dan aplikasinya
    Sumber belajar yang bisa dipelajari yaitu
    1. Conter Asinkron Mod-N
    2. Seven Segment LED Display Decoders
    3. Synchronous Counters
    4. APLIKASI SISTEM DESAIN

Contact

spada@kemdiktisaintek.go.id

Spada Indonesia

http://spada.kemdiktisaintek.go.id
LMS-SPADA INDONESIA LMS-SPADA INDONESIA

Copyright © 2025 Spada Indonesia. All Rights Reserved.