Lojik Kapı Nedir ?
Lojik kapılar, bir veya birden fazla girişi ve tek çıkışı olan elektronik devreleridir. Bu nedenle lojik kapılar için “Lojik Devreler” ifadesi de kullanılmaktadır. Lojik kapılar, transistör ve diyot gibi temel elektronik elemanlarıyla oluşturulur. Lojik devrelerin giriş ve çıkışları arasındaki ilişki belirli bir mantığa dayanmaktadır. Bu devreler belirli bir Boolean Cebiri çerçevesinde girişten alınan veriler ile uygun, mantıksal sonuçlar üretirler. 3 çeşit temel kapı devreleri bulunur:
- VE (AND) Kapısı
- VEYA (OR) Kapısı
- DEĞİL (NOT) Kapısı
Öte yandan bu lojik kapılara ek olarak türetilmiş 3 kapı devreleri daha bulunur:
- VE DEĞİL (NAND) Kapısı
- VEYA DEĞİL (NOR) Kapısı
- ÖZEL VEYA (XOR) Kapısı
- ÖZEL VEYA DEĞİL (XNOR) Kapısı
Genelde entegre biçiminde üretilirler ve yapılarında transistör , diyot ve direnç gibi temel elektronik elemanlar kullanılır.
Örneğin istenen binary kodunun alınıp istenmeyenlerin de alınmamasında veya frekans üretiminde veya da gelen binary bilgiye göre işlem yapmada kullanılırlar.
Kapılar genellikle TTL (transistör-transistör lojik) mantığıyla üretilir. Bilindiği gibi transistörlerin bir görevi de anahtarlama yapmaktır.
NPN Transistörlerin base terminaline bir akım uygulandığında kollektörden emittere akım akışı olur.
Bu basit kurala göre kapı devreleri kolayca gerçekleştirilebilir.
Aşağıdaki tablolarda A ve B girişleri Q ise çıkışı temsil etmektedir.
Girişine uyulanan kodlara göre çıkıştaki kodlar, tabloda görülmektedir.
Şimdide bu kapı çeşitlerini inceleyelim.
1- VE (AND) KAPISI :
Giriş A ve B ise Çıkış A .B olur.
Çıkış A ve B ’nin çarpımına esittir.
Çıkışın “1” olması A ve B ’nin 1 olmasına bağlıdır.
2- VEYA (OR) KAPISI :
Giriş A ve B ise Çıkış A + B olur.
Çıkış A ve B ’nin toplamına eşittir.
Çıkışın “1” olması A veya B ’nin 1 olmasına bağlıdır.
3- DEĞİL (INVERT-NOT) KAPISI :
Çıkış A ’nin değiline eşittir.
Çıkışın “1” olması A ’nin 0 olmasına bağlıdır.
4- TAMPON (BUFFER) KAPISI :
Giriş A ise çıkış A olur.
Çıkış A’nın kendisine eşittir.
Çıkışın “1” olması A’nin 1 olmasına bağlıdır.
5- VE DEĞİL (NAND) KAPISI :
Çıkış A ve B ’nin çarpımının değiline eşittir.
Çıkışın “1” olması A veya B ’nin 0 olmasına bağlıdır.
6- VEYA DEĞİL (NOR) KAPISI :
Çıkış A ve B ’nin toplamının değiline eşittir.
Çıkışin “1” olması A ve B ’nin 0 olmasına bağlıdır.
7- ÖZEL VEYA (EX-OR) KAPISI :
Çıkış A ve B ’nin özel toplamına eşittir.
Çıkışın “1” olması A ve B ’nin farklı olmasına bağlıdır.
8- ÖZEL VEYA DEĞİL (EX-NOR) KAPISI :
Çıkış A ve B ’nin özel çarpımına eşittir.
Çıkışın “1” olmasi A ve B ’nin aynı olmasına bağlıdır.
VEYA DEĞİL (NOR) KAPISININ DETAYL
VEYA DEĞİL kapısı 7402 entegresi ile elde edilebilir. 7402 entegresi 4 adet 2 girişli VEYA DEĞİL kapısı içerir
3 girişli VEYA DEĞİL Kapısı isteseniz 7410 entegresini kullanabilirsiniz
4 girişli VEYA DEĞİL Kapısı isterseniz 7425 entegresini kullanabilirsiniz
Kapı devrelerinin entegre şeklinde üretildiğini belirmiştik.
Bu entegreler BJT ile üretildiyse 74 serisi entegre ,
FET veya MOSFET ile üretildiyse 40 serisi entegre diye adlandırılır.
40 serisi entegrelere CMOS da denir.
Mikro işlemcilerde genellikle CMOS lar kullanılır. Çünkü transistörü oluşturan yarı iletken başına düşen alan daha azdır,daha az enerji harcar ve daha az ısınır.
74 serisi entegrelerinde kullanım senaryosuna göre çeşitleri vardır. Bunlar
- Standart güçlü ttl 74xx
- Düşük güçlü ttl 74Lxx
- Schottky serisi 74Sxx
- Düşük güçlü Schottky ttl 74LSxx
- Geliştirilmiş Schottky ttl 74Asxx
- Geliştirilmiş düşük güçlü Schottky ttl 74ASLxx
Lojik kapı devrelerinin sayısal analizinde George Boole tarafından geliştirilen boole cebri kullanılır.
Bu matematik prensiplerine göre kapılar görevlerini yerine getirir. Örneğin iki girişli AND(VE) kapısınının birinci terminaline lojik 1 (+5 v) ikinci terminaline lojik 0 (0 v) uygulandığında çıkışta lojik 0 görülür.
