Pengertian Flip-Flop, Fungsi dan Cara Kerjanya Secara Lengkap

Baca Cepat Buka

Finoo.id – Pengertian Flip-Flop, Fungsi dan Cara Kerjanya Secara Lengkap. Flip-flop adalah materi yang membahas tentang rangkaian sekuensial di mana peristiwa terjadi secara berurutan, satu demi satu, dalam suatu rangkaian.

Dengan kata lain, flip-flop adalah rangkaian listrik yang mengalirkan arus nyala-mati melalui berbagai gerbang sederhana yang saling terhubung.

Flip-flop adalah sebuah rangkaian elektronik yang memiliki dua keadaan stabil yang dapat digunakan untuk menyimpan informasi.

Pada artikel ini, kami akan membahas pengertian flip-flop, cara kerjanya, rangkaian yang terlibat, fungsi, karakteristik, dan jenis-jenisnya. Silakan ikuti penjelasannya di bawah ini.

Sejarah Flip-Flop

Flip-flop elektronik pertama kali ditemukan oleh dua fisikawan Inggris, William Eccles dan F. W. Jordan, pada tahun 1918. Ini menjadi dasar dari penyimpanan data di memori komputer dan smartphone.

Selain itu, flip-flop juga dapat digunakan sebagai penghitung detak dan untuk menyinkronisasi input sinyal waktu yang bervariasi terhadap beberapa sinyal waktu referensi.

Pengertian Flip-Flop

Flip-flop adalah jenis multivibrator bistabil, yang merupakan rangkaian dengan dua kondisi output stabil yang hanya berubah saat diberi pemicu. Salah satu output flip-flop adalah komplementer dari yang lain.

Lengkapnya, flip-flop juga sering disebut sebagai latch, yang merupakan bentuk paling sederhana dari flip-flop. Baik flip-flop maupun latch memiliki peran penting dalam berbagai sistem elektronik digital, seperti sistem komputer, sistem telekomunikasi, dan jenis sistem lainnya.

Flip-flop dapat mengubah sinyal yang masuk melalui satu atau lebih input kontrol menjadi satu atau dua kondisi logika digital. Ini adalah elemen dasar dalam penyimpanan informasi dalam logika sekuensial.

Oleh karena itu, flip-flop dan latch digunakan sebagai elemen penyimpanan data. Ketika digunakan dalam logika sekuensial dengan Read-only Memory, output dan kondisi selanjutnya tidak hanya tergantung pada input awal, tetapi juga bergantung pada keadaan saat ini (real-time). Flip-flop dapat memenuhi kondisi tersebut.

Selain itu, flip-flop juga dapat digunakan untuk menghitung detak (clock) dan sinkronisasi input signal dengan beberapa sinyal waktu yang berbeda.

Fungsi Flip Flop

Berikut adalah beberapa jenis flip-flop yang dapat kalian ketahui:

Flip-flop untuk membuat sel memori.
Flip-flop untuk membuat register bergeser.
Flip-flop untuk membuat rangkaian counter/pencacah.
Flip-flop untuk menyimpan data biner secara semi permanen.

Cara Kerja Flip-Flop

Cara kerja flip-flop pada dasarnya sama dengan transistor sebagai saklar. Pada gambar rangkaian flip-flop di bawah ini, saat tegangan diberikan ke rangkaian, salah satu transistor akan berada dalam kondisi ON.

Kondisi ON pada transistor tersebut terjadi karena kapasitor yang terhubung memiliki nilai muatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitor lainnya.

Kapasitor ini akan melepaskan muatan listrik sehingga transistor yang terhubung akan berada dalam kondisi ON sementara.

Transistor yang sedang dalam kondisi ON akan mengisi muatan listrik pada kapasitor yang terhubung ke kaki kolektor.

Jika salah satu transistor berada dalam kondisi ON, maka transistor lainnya akan berada dalam kondisi OFF.

Proses ini akan terus bergantian secara terus-menerus, sehingga terjadi pergantian nyala lampu yang disebut sebagai lampu flip-flop.

Jenis-Jenis Flip-Flop

Rangkaian flip-flop umumnya dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu S-R flip-flop, D flip-flop, J-K flip-flop, dan T flip-flop. Berikut adalah penjelasannya.

1. S-R Flip-flop

S-R merupakan singkatan dari “Set” dan “Reset”. S-R flip-flop terdiri dari dua input, yaitu S dan R, sesuai dengan namanya.

Selain itu, S-R flip-flop memiliki dua output, yaitu Q dan Q. Umumnya, rangkaian S-R flip-flop terdiri dari dua gerbang logika NOR atau dua gerbang logika NAND. Ada juga S-R flip-flop yang terbuat dari kombinasi dua gerbang logika NOR dan NAND.

Di atas terdapat diagram logika S-R flip-flop dengan gerbang NOR, S-R flip-flop dengan gerbang NAND, dan S-R flip-flop dengan Clock (sinyal waktu) (kombinasi gerbang NOR dan NAND).

2. D Flip-flop

Setelah memahami S-R flip-flop, memahami D flip-flop tidak akan sulit. D flip-flop merupakan modifikasi dari S-R flip-flop.

Perbedaan utama pada D flip-flop adalah penambahan gerbang logika NOT (inverter) pada input S yang menjadi input R.

S-R flip-flop memiliki dua input, sedangkan D flip-flop hanya memiliki satu input, yaitu input D. Hal ini karena kedua input pada S-R flip-flop telah dimodifikasi.

3. J-K Flip-flop

J-K flip-flop adalah salah satu jenis rangkaian yang memiliki kelebihan tidak adanya kondisi terlarang.

Artinya, J-K flip-flop dapat beroperasi tanpa memperhatikan nilai input yang diberikan.

Cara kerjanya adalah saat input diberikan, harus ada sinyal clock yang hadir di dalamnya. Keadaan ini akan mengakibatkan perubahan pada output dari rangkaian J-K flip-flop.

J-K flip-flop merupakan pengembangan dari flip-flop S-R. Ini adalah jenis flip-flop yang sering digunakan dan memiliki 3 terminal input, yaitu:

J
K
Clock

4. T Flip-flop

T flip-flop adalah sebuah rangkaian flip-flop yang dibuat dengan menggunakan flip-flop J-K di mana kedua input-nya dihubungkan menjadi satu.

Hasilnya adalah flip-flop yang mengubah output sebelumnya jika input-nya tinggi, sementara output tetap sama jika input-nya rendah.

5. CRS Flip-flop

CRS flip-flop adalah modifikasi dari R-S flip-flop yang dilengkapi dengan terminal pulsa clock yang berfungsi mengatur kondisi Set dan Reset.

Ketika pulsa clock memiliki logika 0, perubahan pada input R-S tidak akan mempengaruhi perubahan pada output Q dan Q not.

Namun, jika pulsa clock memiliki logika 1, perubahan pada input R-S dapat menyebabkan perubahan pada output Q dan Q not.

Rangkaian Flip-Flop Sederhana

kalian dapat mempelajari rangkaian flip-flop sederhana mulai dari tipe yang sederhana hingga yang kompleks. Untuk memahami cara kerja rangkaian tersebut, kalian perlu mengikuti panduan yang tepat dan menyiapkan komponen elektronik dasar yang diperlukan, kemudian melakukan penyambungan.

Salah satu cara untuk memahami cara kerja flip-flop adalah melalui skema lampu flip-flop. Berikut ini adalah beberapa contoh perangkat yang menggunakan rangkaian flip-flop sederhana:

1. Rangkaian Flip-flop Lampu LED 12 Volt

Rangkaian lampu flip-flop jarang diterapkan dalam pengaturan rumah sehari-hari. Namun, sistem ini berguna untuk mempelajari cara kerjanya dan pola yang digunakan.

kalian dapat membuat rangkaian ini dengan menggunakan bahan dan komponen elektronika yang mudah didapatkan, seperti yang ditunjukkan dalam gambar rangkaian lampu flip-flop 12 volt di atas.

2. Rangkaian Flip-flop Komputer dan Smartphone

Flip-flop ini sering digunakan dalam sistem chip pada komputer atau smartphone. Rangkaian ini memungkinkan penggunaan RAM yang beroperasi berdasarkan fungsi logika.

Selain itu, dalam sistem digital seperti jam di laptop, flip-flop juga digunakan sehingga jam terus berjalan meskipun laptop dimatikan.

Pada smartphone dan tablet, penggunaan flip-flop telah mengalami perkembangan yang signifikan untuk menyesuaikan dengan keterbatasan ruang yang ada.

Meskipun sistem ini lebih kompleks, prinsip dasarnya tetap sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya sesuai dengan jenis dan tipe flip-flop yang telah disebutkan.

3. Rangkaian Flip-flop Pada Alat Elektronik

Flip-flop juga diterapkan dalam berbagai alat elektronik, seperti chip, yang memungkinkan produsen untuk menyematkan sistem yang kompleks dengan tujuan efisiensi.

kalian juga akan menemukan teknologi flip-flop ini pada perangkat seperti radio, televisi, dan berbagai alat elektronik lainnya.

4. Rangkaian Flip-flop Sederhana Pada Papan PCB

Contoh lain dari rangkaian flip-flop sederhana adalah pada sebuah board yang telah dilengkapi dengan beberapa komponen yang digabung menjadi satu.

Ini merupakan versi simulasi dari chip yang digunakan dalam komputer dan perangkat elektronik lainnya. Board ini dapat dibeli di toko listrik terdekat. Selain itu, rangkaian flip-flop ini juga dapat digunakan sebagai komponen dalam pembuatan perangkat berbasis teknologi lainnya.

Karakteristik Flip-Flop

Flip-flop ini memiliki dua karakteristik utama, yaitu:

1. Merupakan Peralatan Bistable

Flip-flop ini memiliki dua kondisi tetap, yaitu “0” dan “1”. Flip-flop dapat menyimpan dan mengingat informasi dalam bentuk bit biner.

Akibatnya, jika sinyal input mengatur kondisi menjadi “1”, kondisi “1” tersebut akan tetap disimpan hingga ada sinyal input baru yang mengubahnya menjadi “0”, atau sebaliknya, dari “0” menjadi “1”.

2. Mempunyai Dua Output

Salah satu output dari flip-flop tersebut adalah kebalikan (komplemen) dari output yang lain.

Baca Juga :

Penutup

Sebagai penutup, penting untuk kembali mempertegas bahwa flip-flop merupakan komponen kunci dalam sistem digital. Flip-flop, dengan kapabilitasnya menyimpan data biner, telah menjadi pondasi dalam pembuatan berbagai sistem digital, termasuk komputer dan smartphone yang kita gunakan setiap hari.

Pemahaman mendalam tentang pengertian dan mekanisme kerja flip-flop sangatlah penting, terutama bagi mereka yang berkecimpung di dunia elektronika dan teknologi informasi.

Dengan terus berkembangnya teknologi, bukan tidak mungkin jika suatu hari nanti flip-flop akan mengalami evolusi atau bahkan digantikan oleh teknologi baru yang lebih canggih.

Namun, satu hal yang pasti, peran penting flip-flop dalam membangun era digitalisasi seperti saat ini tidak akan pernah bisa kita lupakan.

Demikianlah artikel finoo.id yang membahas tentang Pengertian Flip-Flop, Fungsi dan Cara Kerjanya Secara Lengkap. Semoga artikel kami dapat bermanfaat dan terimakasih telah membaca!