SR 래치(Latch)란?

②안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 래치의 개념을 알아보고, 특히 SR래치에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

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1. SR래치란?

래치란?!

래치(Latch)는 순차회로에서 한 비트의 정보를 저장하는 회로입니다.

어떤 신호가 회로에 공급되어 흐르다가 신호가 끊어지게 되면 그 신호를 잃어버리게 됩니다

하지만 래치는 그 신호를 계속 유지할 수 있게 해주는 것입니다.

 

SR 래치란?!

SR래치에서 S는 Set, R은 Reset을 의미합니다.

SR래치는 두개의 입력과(Set, Reset)에 따라 두 개의 출력(Q, Q')을 가집니다.

여기서 두 개의 출력인 Q와 Q'은 상보 관계를 갖고 있는데요.

(Q가 1이면 Q'은 0, Q가 0이면 Q'은 1인 관계를 말합니다.)

 

우선 간단하게 특성표를 먼저 보도록 하겠습니다.

S	R	Q	Q'
0	0	이전 값	이전 값
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	X	X

우선 Set이 1, Reset이 0이면 Q가 1이 됩니다.

그리고 Set이 0, Reset이 1이면 Q가 0이 됩니다.

둘 다 0일 경우에는 이전 값을 유지하게 되며, 둘 다 1을 입력하면 안됩니다.

 

일반적으로 Nor 게이트나 Nand 게이트를 이용해 구성할 수 있습니다.

이 포스팅에서는 Nor 게이트를 이용한 SR 래치를 자세하게 봐보도록 하겠습니다.

NAND 게이트는 직접 해보셔도 좋습니다.

 

참고로 비슷한 개념으로 플립플롭도 있는데요.

래치는 Enable에 의해 회로가 동작하는 반면, 플립플롭은 CLK에 의해 회로가 동작하게 됩니다.

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2. NOR 게이트를 이용한 SR 래치 

NOR 게이트의 특성을 먼저 보고 가도록 하겠습니다.

INPUT	INPUT	OUTPUT
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

NOR 게이트의 경우 만약 input중 하나가 1의 값을 가지게 될 경우 Output은 무조건 0이 됩니다.

그런데 input중 하나가 0이라는 걸 알게 되면 다른 input에 따라서 Output이 결정되게 되지요.

이 특성을 알면 파악하기가 더  쉽습니다.

 

1) S=1, R=0

① S가 1이므로 NOR 게이트의 특성상 Q'은 무조건 0이됩니다. (하나의 Input이 1이기 때문이죠)

② 그리고 그 값이 밑의 게이트의 input이 됩니다. 

③ 그리고 0과 0을 NOR를 취하면 1이므로 Q값은 1이 됩니다.

 

2) S=0, R=1

① R이 1이므로 NOR 게이트의 특성상 Q는 무조건 0이됩니다. (하나의 Input이 1이기 때문이죠)

② 그리고 그 값이 위의 게이트의 input이 됩니다. 

③ 그리고 0과 0을 NOR를 취하면 1이므로 Q'값은 1이 됩니다.

 

3) S=0, R=0

우선 S=0, R=0이라고 가정해보도록 하겠습니다.

위에서 NOR 게이트의 한 Input이 0일 경우 다른 Input에 따라 Output이 정해진다고 했습니다.

근데, 이 경우는 다른 Input을 알 수 없습니다. 그래서 아래와 같이 가정을 해야합니다.

 

① Q'이 1, Q가 0이었다고 가정해보도록 합시다.

② Q'이 1이기 때문에 밑에 게이트에는 0과 1이 NOR 취해집니다. 이럴경우 0이 출력되게 됩니다.

③ Q가 0이기 때문에 위에 게이트에는  0과 0이 NOR 취해집니다. 이럴경우 1이 출력되게 됩니다.

 

① Q'이 0, Q가 1이었다고 가정해보도록 합시다.

② Q'이 0이기 때문에 밑에 게이트에는 0과 0이 NOR 취해집니다. 이럴경우 1이 출력되게 됩니다.

③ Q가 1이기 때문에 위에 게이트에는  0과 1이 NOR 취해집니다. 이럴경우 0이 출력되게 됩니다.

 

즉, 이전 상태의 값을 계속 유지하는 것을 알 수 있습니다.

 

4) S=1, R=1

Input이 모두 1이기 때문에 출력이 모두 0일 수 밖에 없습니다.

이 때 Q와 Q'이 모두 0이 되어버립니다.

위에서 Q와 Q'은 상보 관계를 만족해야 한다고 했습니다. 즉, 모순이 발생하게 되며 이처럼 입력하면 안된다는 걸 알 수 있습니다.

 

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3.  SR 래치 데이터시트 살펴보기

 

그렇다면 Mouser에서 SR 래치를 하나 검색해서 데이터시트를 봐보도록 하겠습니다.

검색하니 Onsemi사의 MC14044BDR2G 제품이 나옵니다.

4채널짜리 SR래치입니다.

Enable 신호가 인가되어야 동작을 하는 것을 위의 논리 회로와 Truth table을 통해 알 수 있습니다.

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진리표를 그려보기도 하고, 경우의 수를 하나씩 따져가면서 해보니 다시 학부생 때로 돌아간 느낌이드네요.

다음 시간에는 D래치에 대해서도 포스팅 해보도록 하겠습니다.