논리 회로(Logic Gate)

논리 회로(Logic Gate)

컴퓨터에서 사칙 연산은 논리 회로가 담당하고 있다. 논리 회로가 작동하기 위해 모든 숫자는 이진수로 변환한다. 이진수는 숫자 '1'과 '0'으로만 이루어진 숫자 체계이다.
일반적으로 숫자 '1'은 논리적으로 '참(true)'을 의미하며 회로에 전류가 흐르고 있음 뜻하고, 숫자 '0'은 '거짓(false)'을 의미하며 회로에 전류가 흐르지 않음을 뜻한다.

컴퓨터의 논리 회로는 논리 게이트(Logic gate)라고 불리는 수 많은 논리 소자들로 이루어져 있다. 대표적인 논리 게이트에는 AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR 게이트 등이 있다. 논리 게이트는 트랜지스터의 스위칭 작용을 이용한다.
위 시뮬레이션에서는 각각 AND, OR, NOT 게이트 회로를 나타내고 있다.

AND 게이트

AND 게이트는 2개의 트랜지스터가 직렬로 연결된 것으로, 두 트랜지스터의 베이스에 모두 전류가 흘러야 출력 단자에 전류가 흐른다. 즉, 두 입력이 모두 '1'일 때만 출력이 '1'이 된다.

OR 게이트

OR 게이트는 2개의 트랜지스터가 병렬로 연결된 것으로, 두 트랜지스터 중 어느 한쪽에 베이스에 전류가 흐르면 출력 단자에 전류가 흐른다. 즉, 두 입력 중 어느 한쪽만 '1'이면 출력이 '1'이 된다.

NOT 게이트

NOT 게이트는 트랜지스터의 스위칭 기능을 역으로 이용한 것이다. 트랜지스터의 베이스에 전류가 흐르면 출력 단자는 전류가 흐르지 않게 되며, 반대로 베이스에 전류가 흐르지 않으면 출력 단자에 전류가 흐른다. 즉, 입력과 반대되는 값을 출력한다.