AND 게이트, OR 게이트, NOT 게이트, Buffer 게이트를 알아보아요!

 

 

 

 

 

 

안녕하세요.

D.U.T입니다!

클릭 및 방문해 주셔서 감사합니다!

 

 

 

이번 포스팅은 디지털 논리회로에서 배우는 가장 기초적인 논리 게이트를 알아보겠습니다.

 

디지털은 0과 1인 이진수 놀이입니다. 

 

컴퓨터 세계에서는 모든 정보를 0과 1의 조합으로 설명할 수 있습니다.

 

수많은 0과 1의 조합들이 이번에 알아볼 AND 게이트, OR 게이트, NOT 게이트, Buffer 게이트의 많은 조합들에 입력되면서 출력됩니다. 

( NAND 게이트, NOR 게이트 등 다른 게이트도 필요하지만... 다음 포스팅에서 다루겠습니다. )

 

그 결과가 우리가 보고 있는 모니터에 나타나는 글일 수도 있고 동영상일 수도 있고 게임이 될 수도 있습니다. 

 

 

 

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◆ 논리 게이트의 개념

논리 게이트의 개념을 먼저 설명드리겠습니다. 디지털 논리회로에서 디지털 신호 0과 1의 논리 입력이 논리조건의 만족여부에 따라 문을 열고 닫는 동작으로 출력이 결정됩니다. 그래서 논리적인 출입문, 논리 게이트(Logic Gate)라고 합니다. 

 

 

1. 논리 입력이 조건을 만족하는 경우

( 조건을 만족하는 열린 상태, Logic Gate 개념 )

 

조건을 만족하면 논리 게이트가 열린(Open) 상태에서 논리 입력을 받아 논리를 출력합니다.

 

 

 

 

2. 논리 입력이 조건을 만족하지 않는 경우

( 조건을 만족하지 않는 닫힌 상태, Logic Gate 개념 )

 

반대로 조건을 만족하지 않으면 닫힌(Close) 상태에서 논리 입력을 받아 논리를 출력합니다.

 

즉, 논리 게이트는 현재의 입력에 의해서만 현재의 출력이 결정됩니다.

 

 

 

이제 논리 게이트의 종류 중, 가장 기본적인 논리 게이트! 

AND 게이트, OR 게이트, NOT 게이트, Buffer 게이트를 알아보겠습니다.

 

 

 

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1. AND 게이트

( AND 게이트 개념 )

( AND 게이트 - 진리표 )

 

 

★ AND 게이트: 두 입력이 모두 1인 경우만 출력이 1

 

여기서 전제 조건은 이렇습니다. 
스위치를 누르면 입력이 1인 스위치 On 상태!
스위치를 누르지 않으면 입력이 0인 스위치 Off 상태!

 

 

AND 게이트의 동작 원리를 설명드리겠습니다.

회로를 보시면 A, B 두 개의 스위치 모두가 On( A=1, B=1 )이 되면 전구에 불이 켜집니다. ( Y=1 ) 

 

AND 게이트 원리를 설명드리기 위해 스위치 개념을 도입했습니다.

그러나, 실제 반도체 IC로 AND 게이트를 만들기 위해서 회로로 구성할 경우에는 MOSFET으로 설계가 됩니다. 

 

 

 

 

 

2. OR 게이트

( OR 게이트 개념 )

( OR 게이트 - 진리표 )

 

★ OR 게이트: 두 입력이 모두 0인 경우만 출력이 0

 

여기서 전제 조건은 이렇습니다. 
스위치를 누르면 입력이 1인 스위치 On 상태!
스위치를 누르지 않으면 입력이 0인 스위치 Off 상태!

 

 

OR 게이트의 기본 동작 원리를 설명드리겠습니다.

회로를 보시면 A, B 두 개의 스위치 모두가 Off( A=0, B=0 )가 되면 전구에 불이 꺼집니다. ( Y=0 ) 

 

앞에서 살펴본 AND 게이트와 다르게 A 스위치 혹은 B 스위치 1개만 On이 되어도 전구가 배터리와 연결되어 전구에 불이 켜집니다.  ( Y=1 )

 

 

 

 

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3. NOT 게이트

 

( NOT 게이트 개념 )

 

( NOT 게이트 - 진리표 )

 

★ NOT 게이트: 입력과 출력이 서로 정반대!

 

여기서 전제 조건은 이렇습니다. 
스위치를 누르면 입력이 1인 스위치 Off 상태!
스위치를 누르지 않으면 입력이 0인 스위치 On 상태!

 

 

NOT 게이트의 기본 동작 원리를 설명드리겠습니다.

앞에서 살펴본 AND 게이트, OR 게이트 스위치 회로와는 다르게 A 스위치 연결된 상태가 Off( A=0 ) 입니다. 즉, NOT 게이트에서는 스위치가 단락 상태이므로  전구에 불이 켜집니다. ( Y=1 ) 

 

반대로 스위치가 On( A = 1)이면 개방 회로 상태가 됩니다. 그래서 전구의 불이 꺼집니다. ( Y=0 )

 

 

 

 

 

4. Buffer 게이트

( Buffer 게이트 개념 )

 

( Buffer 게이트 - 진리표 )

 

★ Buffer 게이트: 입력과 출력이 서로 동일!

 

여기서 전제 조건은 이렇습니다. 
스위치를 누르면 입력이 1인 스위치 On 상태!
스위치를 누르지 않으면 입력이 0인 스위치 Off 상태!

 

 

Buffer 게이트의 동작 원리를 설명드리겠습니다.

앞에서 살펴본 AND 게이트, OR 게이트 스위치 회로와 동일한 스위치 상태를 가집니다. 

그러므로, NOT 게이트와는 반대입니다.

 

A 스위치 연결된 상태가 Off( A=0 ) 이면 전구와 배터리가 연결 안 된 개방회로 상태가 됩니다. ( Y=0 )

반대로 A 스위치가 On( A = 1)이면 단락 회로 상태가 되어 전구와 배터리가 연결되어 전구에 불이 켜집니다. ( Y=1 )

 

 

 

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이번 포스팅에서는 디지털 논리회로에서 배우는 가장 기초적인 논리 게이트!

 AND 게이트, OR 게이트, NOT 게이트, Buffer 게이트를 알아봤습니다. 

 

디지털 논리회로에서 배우는 기초적인 내용들을 시리즈 포스팅으로 계속해서 업데이트 해보겠습니다.

 

 

 

 

짧은 글이지만 읽어주셔서 감사합니다.

 

열심히 같이 공부해 보아요~!