logic gate ; 논리 게이트
AND | NAND | NOR | NOT | OR | XOR

논리 게이트는 디지털 회로를 만드는데 있어 가장 기본적인 요소이다. 대부분의 논리 게이트들은 두 개의 입력과 한 개의 출력을 가진다. 주어진 어떤 순간에 모든 단자는 두 개의 조건 중의 하나인데, 이것을 서로 다른 전압으로 표현하면 전압이 높음(1)과 낮음(0) 이다.

한 단자의 논리 상태는 회로가 데이터를 처리함에 따라 일반적으로 자주 변할 수 있다. 대부분의 논리 게이트들에서, 전압이 높은 상태는 거의 5 볼트(+5 V) 정도이며, 낮은 상태는 거의 0 볼트(0 V)에 가깝다.

기본 논리 게이트에는 AND, OR, XOR, NOT, NAND, 그리고 NOR 등 모두 6개의 종류가 있다.

AND 게이트는 0을 "거짓"이라 하고, 1을 "참"이라고 할 때, 논리적으로 "and" 연산자처럼 동작하기 때문에 그런 이름이 붙었다. 아래 그림과 표는 AND 게이트의 회로 기호와 논리조합을 보여주고 있다 (기호에서 입력단자는 왼쪽에 있는 것이고, 출력단자는 오른쪽에 있는 것이다). 두 개의 입력이 모두 "참"이면, 출력도 "참"이 되며, 그렇지 않은 경우는 항상 "거짓"이 된다.

AND gate
입력 1
입력 2
출력
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1

OR 게이트는 논리적 포함관계인 "or"의 방식으로 동작하기 때문에 그런 이름을 얻었다. 두 개의 입력중 하나만 "참"이어도 출력은 "참"이 되며, 만약 두 개의 입력이 모두 "거짓"이면 출력도 "거짓"이 된다.

OR gate
입력 1
입력 2
출력
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1

XOR (exclusive-OR) 게이트는 논리의 "둘 중 하나"라는 식으로 동작한다. 즉, 두 개의 입력중 하나가 "참"이면 출력도 "참"이 된다. 그러나, 두 개의 입력 모두가 "거짓"이거나 또는 두 개의 입력 모두가 "참"이라면 출력은 "거짓"이 된다. 이러한 회로를 관찰하는 다른 방법으로는, 두 개의 입력들이 서로 다르면 출력은 1이 되고, 두 개의 입력이 서로 같으면 출력은 0이 된다고 생각해도 된다.

XOR gate
입력 1
입력 2
출력
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0

다른 형태의 인버터 장치들과 구분하기 위해 때로는 NOT 게이트라고 불리는, 논리 변환기는 오직 한 개의 입력만을 가지며, 논리 상태를 정반대로 만들어 준다.

인버터 또는 NOT gate
입력
출력
1
0
0
1

NAND 게이트는 NOT 게이트 바로 뒤에 AND 게이트가 이어지는 것 같이 동작한다. 두 개의 입력 모두가 "참"인 경우에만 출력이 "거짓"이 되고, 그렇지 않은 경우는 모두 "참"이다.

NAND gate
입력 1
입력 2
출력
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0

NOR 게이트는 NOT 게이트 바로 뒤에 OR 게이트가 이어지는 것 같이 동작한다. 두 개의 입력이 모두 "거짓"인 경우에만 출력이 "참"이 되고, 그렇지 않은 경우는 모두 "거짓"이다.

NOR gate
입력 1
입력 2
출력
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0

논리게이트를 조합하면, 복잡한 연산들도 수행될 수 있다. 이론적으로는 하나의 장치 내에서 함께 배열될 수 있는 게이트의 수에 제한이 없으나, 실제로는 주어진 물리적인 공간의 크기가 곧 포장할 수 있는 게이트의 숫자에 제한이 된다. 논리 게이트의 배열은 디지털 집적회로에서 흔히 사용되며, 집적회로 기술이 발전함에 따라, 각 개별 논리게이트에 필요한 물리적 공간의 크기도 작아지고 있다. 그 결과는 엄청나게 빠른 속도로 엄청나게 복잡한 연산들을 수행할 수 있는 디지털 장치의 진화가 진행되고 있는 것으로 나타난다,


이 정보는 1999년 9월 10일에 수정되었습니다.
영어판(whatis.com)