■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	브레드보드-논리회로-AND gate			실험 원리	논리회로, 브레드보드
실험 시간	40분	실험 분야	물리	실험 방법	개별 실험
세트구성물	브레드보드, 논리회로-AND gate 도안, 스위치, 브레드보드용 전선, 저항 2종(100Ω, 1kΩ), LED, 트랜지스터, 동전전지, 전지홀더
교사준비물				학생준비물	유성펜, 가위
실험 결과	브레드보드-논리회로-AND gate 1개를 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 브레드보드에 부품을 꽂을 때 그 자리가 맞는지 잘 확인하고 꽂습니다. TIP 2. 전지홀더의 다리는 매우 뾰족합니다. 다치지 않도록 주의합니다. TIP 3. 고휘도 LED이므로 LED의 발광부위를 직접 관찰하면 눈에 자극을 줄 수 있으니 주의지도바랍니다. TIP 4. LED나 트랜지스터, 저항의 다리가 서로 만나지 않도록 잘 정리하여 꽂습니다.

브레드보드(breadboard),

속칭 빵판 또는 빵틀은 전자 회로의 (일반적으로 임시적인) 시제품을 만드는 데 사용하고 재사용할 수 있는 무땜납 장치이다. 이것은 스트립기판(베로보드)과 현저하게 다르며 영구적이거나 1회용 시제품을 만들때 사용하고, 쉽게 재사용할 수 없는, 초기 인쇄회로기판과 비슷하다. 일반적인 브레드보드는 버스 스트립으로 알려진, 내부연결 전기단자의 스트립이 있고, 주장치의 일부나 격리된 블록처럼 한쪽이나 양쪽은 전원선을 확장하도록 끼워져 있다.

현대의 무땜납 브레드보드는 천공아래에 많은 납이 도금된 인청동 스프핑 클립이 있는 플라스틱 천공 블록으로 구성된다. 두개의 일련 패키지(dual in-line package, 약자 DIP)인 집적회로는 블록의 중앙선을 벌려서 삽입할 수 있다. 내부 연결 전선과 (축전기, 저항기, 코일, 등과 같은) 각각 부품 핀은 회로 위상을 완성하기 위해서 여전히 남는 구멍에 삽입할 수 있다. 이렇게, 다양한 전자 시스템은 소형 회로에서 완벽한 중앙 처리 장치(CPU)까지, 시제품화 될 것이다. 그러나, (접점당 2 ~ 25 pF으로 발생되는) 큰 공전 전기 용량 때문에, 무땜납 빵판은 상대적으로 낮은 주파수로 동작이 제한된다. 일반적으로 회로의 특성에 따라서 10 MHz보다 느리게 동작한다.

논리회로 [ 論理回路 ]

요약논리곱(AND), 논리합(OR), 부정(NOT)의 기본적 논리소자를 연결하여, 수치를 나타내는 신호를 처리하는 회로이다. 전자계산기의 연산장치 같은 주요 부분에 사용된다.

전자계산기의 연산장치 등의 중요한 부분에 사용된다. 가장 기본적인 논리소자는 논리곱(AND)·논리합(OR)·부정(NOT)의 각 소자이다. 이 논리소자를 어떻게 연결하고 어느 단자로부터 어떤 신호를 넣으면 어떻게 되는가 하는 것은 그 회로를 불대수(代數)로 해석함으로써 알 수가 있다.

반대로 수를 나타내는 신호의 그룹에서 그들의 합이나 곱을 나타내는 신호 그룹을 만들어내는 논리회로는 이와 같은 신호 그룹의 변환을 불대수식으로 써서 나타내어 그것에 대응하는 회로로 만들 수가 있다. 실제의 회로에서는 수치를 나타내는 신호를 축적하는 작용을 하는 플립플롭, 수치를 나타내는 신호인 펄스의 타이밍을 잡는 시간 지연소자 등이 필요하다.

[네이버 지식백과] 논리회로 [論理回路] (두산백과)

게이트 회로 [gate circuit]

여러 개의 입력을 갖고, 그 단자에 들어오는 신호의 유무나 상관 관계에 따라, 출력 신호를 내보내거나 내보내지 않는 회로를 말한다. 흔히 논리 회로에 사용되며, 컴퓨터에는 많은 게이트 회로가 들어 있다. 기능의 종류에 따라 논리곱(AND)·논리합(OR)·역논리곱(NAND)·역논리합(NOR) 등의 게이트 회로가 있다

[네이버 지식백과] 게이트 회로 [gate circuit] (두산백과)

OR 게이트  [ OR gate ]

모든 논리 기능을 구성하기 위한 기본 논리 회로 게이트 중 하나로, 논리 덧셈을 구현한 것이다.

디지털 논리 회로의 일종으로, [그림]의 표준 논리 기호에 나타난 것처럼 두 개 이상의 입력과 하나의 출력으로 구성된다. OR 게이트는 하단의 진리표(truth table)에 따라 동작하는 논리합(logical sum)을 구현한 것으로,[그림]과 같이 게이트의 입력을A, B,출력을C라 하면  OR 게이트 본문 이미지 1의 논리식을 구현한 것이다. 논리 게이트에서 출력 전압이 높은(high) 상태를 1, 즉 참이라고 하고, 낮은(low) 상태를 0, 즉 거짓이라고 할 때 OR 게이트는 다음과 같이 작동한다. 입력 중 하나 또는 모두가 참일 때 출력은 참이고, 입력값이 모두 거짓일 때만 출력이 거짓이 된다. 즉, OR 게이트는 두 입력의 최대값을 구하는 기능을 수행하며, 반대로 AND 게이트는 두 입력의 최소값을 구한다.

[네이버 지식백과] OR 게이트 [OR gate] (두산백과)

AND 게이트 [AND gate]

모든 논리 기능을 구성하기 위한 기본 논리 회로 게이트 중 하나로 논리곱을 구현한 것이다.

디지털 논리 회로의 일종으로, [그림]의 표준 논리 기호에 나타난 것처럼 두 개 이상의 입력과 하나의 출력으로 구성된다. 하단의 진리표(truth table)에 따라 동작하는 논리곱(logical conjunction)을 구현한 것으로, [그림]과 같이 게이트의 입력을 A, B, 출력을 C라 하면 AND 게이트 본문 이미지 1 의 논리식을 구현한 것이다. 논리 게이트에서 출력 전압이 높은(high) 상태를 1, 즉 참이라고 하고, 낮은(low) 상태를 0, 즉 거짓이라고 할 때, AND 게이트의 출력이 참이 되는 경우는 AND 게이트의 두 입력 모두 참인 경우뿐이다. 만약 입력 중 어느 한 쪽이라도 참이 아니라면 AND 게이트의 결과 출력은 거짓이 된다.

[네이버 지식백과] AND 게이트 [AND gate] (두산백과)

NOR 게이트[ NOR gate]

모든 입력이 거짓인 경우 출력이 참이 되는 논리 게이트로, OR 게이트의 반전(complement)을 의미하는 게이트이다.

OR 게이트와 반대로 부정 논리합을 구현한 디지털 논리 회로의 일종으로, [그림]의 표준 논리 기호에 나타난 것처럼 두 개 이상의 입력과 하나의 출력으로 구성된다. 하단의 진리표(truth table)에 따라 동작하며, [그림]과 같이 게이트의 입력을 A, B, 출력을 C라 하면 NOR 게이트 본문 이미지 1의 논리식을 구현한 것이다. 논리 게이트에서 출력 전압이 높은(high) 상태를 1, 즉 참이라고 하고, 낮은(low) 상태를 0, 즉 거짓이라고 할 때 NOR 게이트는 다음과 같이 작동한다. 입력 모두가 거짓일 때만 출력이 참이 되고, 나머지 경우 모두 출력이 거짓이 된다. 즉, 입력 중 하나라도 참 값이 있다면 출력은 거짓이 된다.

[네이버 지식백과] NOR 게이트 [NOR gate] (두산백과)

NAND 게이트[ NAND gate]

모든 입력이 참인 경우 출력이 거짓이 되는 논리 게이트로, AND 게이트의 반전(complement)을 의미하는 게이트이다.

AND 게이트와 반대로 부정 논리곱을 구현한 디지털 논리 회로의 일종으로, [그림]의 표준 논리 기호에 나타난 것처럼 두 개 이상의 입력과 하나의 출력으로 구성된다. 하단의 진리표(truth table)에 따라 동작하며 [그림]과 같이 게이트의 입력을 A, B, 출력을 C라 하면 NAND 게이트 본문 이미지 1의 논리식을 구현한 것이다. 논리 게이트에서 출력 전압이 높은(high) 상태를 1, 즉 참이라고 하고, 낮은(low) 상태를 0, 즉 거짓이라고 할 때 NAND 게이트는 다음과 같이 작동한다. 입력 모두가 참일 때만 출력이 거짓이 되고, 나머지 경우 모두 출력이 참이 된다. 즉, 입력 중 하나라도 거짓 값이 있다면 출력은 참이 된다.

NAND 게이트를 조합함으로써 AND, OR, NOT 등의 다양한 게이트를 만들 수 있으며 동종의 회로만으로 단순화 시킬 수 있기 때문에, 비용 절감을 이유로 널리 보급되어 사용된다.

[네이버 지식백과] NAND 게이트 [NAND gate] (두산백과)

XOR 게이트[ XOR gate]

배타적 논리합(exclusive or)을 구현한 디지털 논리 회로의 일종이다.

두 입력의 비동일성을 판단하는 비등가(non-equivalence) 게이트로, [그림]의 표준 논리 기호에 나타난 것처럼 두 개 이상의 입력과 하나의 출력으로 구성된다. 하단의 진리표(truth table)에 따라 동작하며 [그림]과 같이 게이트의 입력을 A, B, 출력을 C라 하면 XOR 게이트 본문 이미지 1의 논리식을 구현한 것이다. 논리 게이트에서 출력 전압이 높은(high) 상태를 1, 즉 참이라고 하고, 낮은(low) 상태를 0, 즉 거짓이라고 할 때, 위의 논리식과 같이 두 입력 중 하나가 참이고 다른 하나가 거짓인 경우에만 참이다. 즉, 두 입력값이 동일한 경우에 출력은 항상 거짓이 된다.

[네이버 지식백과] XOR 게이트 [XOR gate] (두산백과)