Lojik Kapılar

Lojik devrelerin en basit ve temel elemanı lojik kapılar dır. Lojik değişkenlerin gerilimlerini giriş olarak kullanan , girişten aldığı değerler üzerinde işlemler yaparak lojik eşitliğin değerine uygun değerler (gerilim) üreten elektronik devre, ‘lojik kapı’ olarak isimlendirilir . Temel olarak dört farklı yapıda bulunan lojik kapılar , basit bir sayısal elektronik devreden bilgisayara kadar cihazların temel yapıtaşıdır . Yapımın da ise ; direnç ,  diyot , transistör , FET , MOSFET vb. elektronik devre elemanları kullanılarak yapılırlar.

Lojik sistemlerde karşımıza çıkan ‘Lojik 1’ ve ‘Lojik 0’ kavramları giriş ve çıkış voltajlarının varlığı ve yokluğunu temsil etmek amacıyla kullanılır . Burada kullanılan ‘0 ve 1’ değerleri vektörel veya skaler bir büyüklük belirtmekten ziyade mantıksal olarak varlık ve yokluk durumlarına değinir.

Örnek
Lojik 1 = voltaj var
Lojik 0 = voltaj yok

VEYA (OR) KAPISI

Veya (OR) işlemine tabi tutulan giriş voltajları işlem sonucunda bize Output doğruluk tablosunun çıktılarını verecektir.
Output çıkışının lojik 1 olabilmesi için giriş voltajlarından herhangi birisinin lojik 1 olması yeterlidir. Output çıkışının lojik 0 olması durumuysa giriş voltajlarının ikisininde lojik 0 olmasına bağlıdır. Veya kapısı gösterilirken inputların toplamı outputlara eşit olarak gösterilir.

Z = W + X + Y şeklinde ;

Gösterilen işlemde doğruluk tablosunun son satırını ele alırsak bütün toplamlar 1+1+1=3 şeklinde sonuç vermektedir. Fakat atlanmaması gereken nokta bu matematiksel değil mantıksal bir yaklaşım olmalıdır.
Giriş paragrafımızda lojik giriş ve çıkış değerlerinin skaler veya vektörel büyüklükler olmadıklarını belirtmiştik.
Lojik 1 = doğru(var)
Lojik 0 = yanlış(yok)  kabulü için mantıkta sadece ‘0 ve 1’ olduğundan elde edilen sonuç ‘Lojik 1’ olacaktır.

Şekil 1.a : 3 girişli OR kapısı

VE (AND) KAPISI

Ve lojik kapıları en az 2 giriş voltajına ihtiyaç duyar. İhtiyaç duyulan durumlarda 2 ve üzeri giriş voltajı kullanılabilmesine rağmen sadece tek bir çıkış voltajı vermektedir. Ve kapısının çıkışında ‘Lojik 1’ değerini görebilmek için giriş değerlerinin hepsinin ‘Lojik 1’ olması, ‘Lojik 0’ değerini görebilmek için ise girişlerden herhangi birinin ‘Lojik 0’ olması yeterlidir. Ve kapısı gösterilirken input voltajlarının çarpımı output voltajına eşit olarak gösterilir.

Z= W.X.Y

Şekil 2.a : 3 girişli AND kapısı

VE DEĞİL (NAND) KAPISI

Ve değil (NAND) ve Veya değil (NOR) lojik kapıları çok amaçlı kullanılabilir. Bu kapılar lojik döngüleri tek başına tamamlayabilir. NAND ve NOR kapıları; AND, OR ve NOT fonksiyonlarını sergileyebilir. NAND kapısı, AND kapısı ve NOT kapısının kombinasyonundan oluşur. Çıkış ifadesi;

AND için                                                                             NAND için
Z = X.Y kabul edersek                                                   Z = X’.Y’ şeklinde olur.

Şekil 3.a : 2 girişli NAND kapısı

VEYA DEĞİL (NOR) KAPISI

NOR kapısı NOT ve OR kapısının kombinasonundan oluşur. Output değerinin ‘Lojik 1’ olması için input değerlerinin hepsinin ‘Lojik 0’ olması gerekmektedir. Diğer bütün kombinasyonlarda output çıkışı ‘Lojik 0’dır. Çıkış ifadesi;

OR için                                                                             NOR için
Z = X+Y kabul edersek                                                   Z = X’+Y’ şeklinde olur.

Şekil 4.a : 2 girişli NOR kapısı

 ÖZEL VEYA (X-OR) KAPISI

XOR kapısı 2 giriş ve 1 çıkışlı devredir. XOR kapısı girişlerden herhangi birisi ‘Lojik 1’ değerini aldığında ‘Lojik 1’ çıkışı verir.Ancak girişlerden her ikiside aynı değerde ise ‘Lojik 0’ çıkışını verecektir. Bu kapılar sapma, denge kayıpları gibi gibi durumların saptanmasında kullanılan temel devre elemanlarından biridir.

Şekil 5.a : 2 girişli XOR kapısı

ÖZEL VEYA DEĞİL (X-NOR) KAPISI

X-NOR lojik kapılar X-OR ve NOT kapılarının kombinasyonundan oluşur.X-NOR kapıları da 2 giriş ve 1 çıkışı bulunan devre elemanlarıdır. X-NOR kapılarının doğruluk tablosu yapılırken NOR kapılarının tam tersi ( değili ) olarak düşünülebilir. X-NOR kapısı girişlerden herhangi birisi ‘Lojik 0’ değerini aldığında ‘Lojik 1’ çıkışı verir.Ancak girişlerden her ikiside aynı değerde ise ‘Lojik 1’ çıkışını verecektir. Bu kapılarda NOR kapısının aksine kayıplar yerine stabil olma (dengede olma) durumunu saptamada kullanılır. Çünkü output ‘Lojik 1’ değerini sadece girişler eşitken vermektedir.

Şekil 6.a : 2 girişli X-NOR kapısı