Lojik Devreler
(Kapılar) |
ElektrikPort Akademi

Elektronik devrelerde sık sık karşımıza çıkan lojik kapılar, daha çok Boolean fonksiyonlarını yerine getirirler ve böylece birden fazla olan sinyal girişinden tek bir sinyal çıkışı elde ederler. Peki lojik devreler nedir? Ne işe yararlar ve ne gibi çeşitleri vardır? Ayrıntılar yazımızın devamında.

A- A+

27.07.2015 tarihli yazı 379894 kez okunmuştur.

Dijital elektronik denildiğinde akıllara genellikle lojik devreler veya diğer bir adıyla lojik kapılar gelir. Entegre (IC - Integrated Circuit) olarak üretilen bu tip devreler, transistör ve diyot gibi temel elektronik elemanlar aracılığıyla elde edilirler. FET, MOSFET ve CMOS elemanları da lojik devreler ile alakalı olarak gelişmiştir.

Temel kapı devreleri 3 çeşittir:

♦ VE (AND)
♦ VEYA (OR)
♦ DEĞİL (NOT)

Ancak bunlara ek olarak ve bu 3 temel devreden türemiş kapı devreleri de mevcuttur:

♦ VEDEĞİL (NAND)
♦ VEYADEĞİL (NOR)
♦ ÖZELVEYA (XOR)
♦ ÖZELVEYADEĞİL (XNOR)

Mantıksal kapı olarak da bilinen bu devreler belirli bir Boolean Cebiri çerçevesinde girişten alınan veriler ile uygun, mantıksal sonuçlar üretirler. İşte bu yüzden de sayısal elektronik sistemlerin en vazgeçilmez elemanları olarak bilinirler.

Şekil 1: Lojik Devrelerin Gösterimi ve Doğruluk Tabloları

► İlginizi Çekebilir: Sinyal İşleme Nedir?

Doğruluk tabloları, sayısal devrenin analizinde kullanılan en basit ve faydalı yöntem olarak görülüyor. n sayıda giriş değeri varken, 2ⁿ sayıda çıkış değeri bulunabilir. Örneğin 2 giriş değeri varsa çıkış değeri 4 farklı değerden birisidir.

VE Kapısı

Bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı bulunur. Eşdeğer devresini ise birbirine seri iki anahtar olarak düşünebiliriz. İki anahtar da kapalı olmadan yani tüm girişlerin değeri "1" olmadan, elde edilen çıkış "1" olmaz. "Y = A . B" ile gösterilir.

VEYA Kapısı

Bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı bulunur. Eşdeğer devresini birbirine paralel iki anahtar olarak düşünebiliriz. Bu yüzden çıkıştan "1" elde etmek için herhangi bir giriş değerinin "1" olması yeterlidir. Tüm girişlerin "1" olmasının sonucu da yine "1" olarak kabul edilir. "Y = A + B" ile gösterilir.

DEĞİL Kapısı

Bir çıkış, bir giriş hattı bulunur. Çıkış işareti, giriş işaretinin tam tersi (devriği) olur. "0" girişli bir devrenin çıkışı "1" olurken, "1" girişli bir devrenin çıkışı "0" olur. " Y = A' " ile gösterilir.

VEDEĞİL Kapısı

Bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı bulunur. "VE" fonksiyonunun "DEĞİL" ile birleşimi olarak düşünebiliriz. Bu doğrultuda "VE" fonksiyonundan elde edilen çıkışların tam tersi elde edilir. Girişlerin hepsi "1" olursa çıkış "0" olur ancak bunun dışındaki tüm durumlarda "1" çıkışı elde edilir. " Y = (A . B)' " ile gösterilir.

Şekil 2: SN 7400N Entegresi - NAND Kapısı

► İlginizi Çekebilir: Elektronik Gürültü Nedir?

VEYADEĞİL Kapısı

Bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı bulunur. "VEYA" fonksiyonunun "DEĞİL" ile birleşimi olarak düşünebiliriz. Bu yüzden "VEYA" fonksiyonundan elde edilen çıkışların tam tersi elde edilir. Girişlerin hepsi "0" olursa çıkış "1" olur ancak bunun dışındaki tüm durumlarda "0" çıkışı elde edilir. " Y = (A + B)' " ile gösterilir.

ÖZELVEYA Kapısı

Bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı bulunur. Tek bir özellik dışında "VEYA" kapısı ile birebir aynıdır. Bu özellik de; girişlerin hepsi "1" olursa çıkış değeri "1" yerine "0" olur. " Y= A' . B + A . B' " ile ifade edilebilir.

ÖZELVEYADEĞİL Kapısı

Bir çıkış, iki veya daha fazla giriş hattı bulunur. "ÖZELVEYA" fonksiyonunun tam tersi çıkış verir. "VEYA" kapısıdan tek bir özellik ile ayrılır ve bu özellik de; girişlerin hepsi "0" olursa çıkış değeri "0" yerine "1" olur. " Y= A' . B' + A . B " ile ifade edilebilir.

Şekil 3: 4 Bitlik Sayaç

► İlginizi Çekebilir: Osilatör Nedir? | 1. Bölüm

Lojik Devrelerin Entegrasyon Dereceleri

Lojik devreler kullanılarak elde edilen entegrelerde kapı sayısına göre entegrasyon derecelendirmeleri bulunur. Bu doğrultuda 4 ayrı grup mevcuttur:

► SSI (Küçük Entegrasyon): En fazla 20 adet lojik kapı içeren entegrelerdir.

► MSI (Orta Entegrasyon): 20 - 100 adet lojik kapı içeren entegrelerdir. Örneğin; sayıcılar, kod çözücüler vb.

► LSI (Büyük Entegrasyon): 100 - 5000 adet lojik kapı içeren entegrelerdir. Örneğin; 8 bitlik mikroişlemci, bellek yongaları vb.

► VLSI (Çok Büyük Entegrasyon): 5000 adet ve daha fazla lojik kapı içeren entegrelerdir. Örneğin; 16 bitlik mikroişlemci.

Kaynak:

► Tech Terms
► How Stuff Works