◆개요◆
AND, OR, NOT, NAND, NOR, WX-OR 게이트의 기본적인 동작원리 및 논리함수를 이해하고 기본적인 논리게이트 IC에 대하여 익히도록 한다. 그리고 기본 논리소자를 사용한 간단한 회로의 구성과 측정법을 익혀 Open- collector 타입의 IC의 사용법과 특성을 익혀 전기회로실험에 대한 이해도를 높인다.
◆관련 이론◆
◎기본 논리게이트
디지털 논리회로에서 논리변수의 입력과 논리변수 출력간의 함수관계를 나타내는 기본적인 단위를 논리게이트라 한다. 그리고 입출력변수간 논리적 함수관계를 수식의 형태로 표현하는 수학체계를 부울대수라 부른다. 모든 논리변수는 0과 1의 두 상태 중의 하나를 갖는 것으로 전제되는데 이러한 논리변수들의 입력과 출력간의 관계를 모든 간으한 조합에 대해 표의 형태로 나타낸 것을 진리표라 부른다.
논리적 과계의 가장 기본적인 단위는 AND, OR, NOT 세 가지이며 이들 세 기본논리를 조합하여 어떠한 종류의 논리적 관계도 모두 표현 할 수 있다. 그러나 이러한 논리관계를 보다 단순화시키기 위하여 NAND, NOR, XOR, XNOR,등이 함께 사용된다.
◎논리게이트 IC
이상과 같은 논리게이트들은 디지털 IC의 형태로 주어진다. 디지털 IC의 대표적인 것은 TTL이라 불리우는 계열의 집적회로들로서 7400, 7401,... 등으로 번호가 매겨져 있다. 여기서 앞의 74는 TTL 계열의 IC임을 나타내는 표식이며 뒤의 00. 01, 02등은 그 계열의 IC종류를 나타낸다. 이러한 표기는 현재 모든 IC의 생산회사에서 공통으로 사용하고 있는 표준적인 표기법이다. 예를 들어 7400은 2개의 입력단자를 갖는 NAND 게이트가 네 개 들어 있는 IC를 나타낸다.
◆실험 기기◆
테스터, 직류전원장치(dual), 함수발생기, 오실로스코프, 만능기판, 만능기판용 전선, 스트리퍼
IC)
OR게이트 74LS32 1개
AND게이트 74LS08 1개
NOT게이트 74LS04 1개
NOT게이트 74LS05 1개 (open collector type)
NAND게이트 74LS00 1개
NOR게이트 74LS02 1개
EX-OR게이트 74LS86 1개
EX-NOR게이트 74LS266 1개
저항)
4.7㏀ 2개
470㏀ 2개
470Ω 2개
◆실험 순서◆
1) 아래의 회로를 구성하고 진리표를 작성하라
2) 아래의 회로를 구성하고 진리표를 작성하라
3) 아래의 회로를 구성하고 진리표를 작성하라
4) 위 문제 3의 회로에서 7404를 open-collector 형의 7405로 대치하려 한다. 이 경우에 논리회로의 기능이 그대로 유지되게 하려면 회로를 어떻게 수정하여야 하는지 회로도를 그려라.
5) 아래의 회로를 구성하고 진리표를 작성하라
6) 아래의 회로를 구성하고 진리표를 작성하라
7) 아래의 회로를 구성하고 진리표를 작성하라
8) 아래의 회로를 구성하고 진리표를 작성하라
9) 7404 게이트 입력단에 함수발생기의 펄스출력(TTL 단자)을 인가하고 적당한 주파수를 설정(10-100kHz)한 다음 오실로스코프로 출력파형을 관측한다. 이때 오실로스코프의 시간축을 좌우로 크게 늘여 출력파형이 상승하는 부분과 하강하는 부분을 관측 파형의 모양을 그리고, 상승시간과 하강시간을 각각 측정한다.
10) 위의 8항에서 7404 대신 7405를 사용하고 출력단에 풀업저항을 4.7㏀으로 한다. 앞서와 마찬가지 방법으로 출력파형의 상승시간과 하강시간을 각각 측정한다.
11) 풀업저항을 470Ω, 470㏀으로 바꾸어가며 마찬가지로 상승시간과 하강시간을 측정한다. 그리고 풀업저항을 제거한 상태에서 출력이 어떻게 변하는지를 관찰한다.
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