Compuertas lógicas

 Introducción

Las puertas lógicas son los componentes básicos de los sistemas digitales. Debido a que las puertas lógicas operan con números, se denominan puertas lógicas binarias.

En los circuitos digitales, todos los voltajes, excepto el voltaje de la fuente de alimentación, se dividen en dos categorías posibles: alto voltaje y bajo voltaje. Esto no significa que solo se encuentren dos voltajes, sino que un cierto rango de voltaje se define como alto y otro rango específico se define como bajo. Entre estos dos rangos de tensión existe una zona denominada prohibida o zona de incertidumbre que los separados los sistemas digitales se construyen utilizando tres compuertas lógicas básicas. Estas son las compuertas AND, la puerta OR y la puerta NOT. A partir de ellas se pueden construir otras más complejas, como las compuertas: NAND, NOR y XOR.

COMPUERTA AND

Examinando de cerca el circuito, notamos que la lampara encenderá solo si ambos interruptores se cierran o se activan simultáneamente. Si uno de los de los interruptores esta abierto, el circuito se interrumpe y la lámpara no se enciende. Todas las posibles combinaciones para los interruptores A y B se muestran en la tabla. La tabla de esta figura muestra que la salida (y) esta habilitada (encendida ) solamente cuando ambas entradas están cerradas.

                        

A · B = Y            

COMPUERTA OR

 

El encendido de la lámpara se producirá si se cierra cualquiera de los dos interruptores o ambos.Todas las posibles combinaciones de los interruptores se muestran en la tabla. La tabla de verdad detalla la función OR del circuito de interruptores y lámpara.

A + B = Y

COMPUERTA NOT

La salida de una puerta NOT es siempre el complementario de la entrada, de tal manera que si la entrada es ‘0’ la salida es ‘1’ y viceversa. Se conoce también como INVERSOR y posee una única entrada.

El indicador de negación es un círculo ( o ) que indica inversión o complementación cuando aparece en la entrada o en la salida de un elemento lógico.

COMPUERTA NAND

Una compuerta NAND es un dispositivo lógico que opera en forma exactamente contraria a una compuerta AND, entregando una salida baja cuando todas sus entradas son altas y una salida alta mientras exista por lo menos un bajo a cualquiera de ellas .

Su nombre viene de Not-AND. El símbolo lógico es una puerta AND con un círculo en la salida. La tabla de verdad es igual al de la puerta AND con el estado de salida negado.

COMPUERTA NOR

 

Equivale a una puerta OR seguida de un INVERSOR. Su nombre viene de Not-OR . El símbolo lógico es una puerta OR con un círculo en la salida. La tabla de verdad es igual al de la puerta OR con el estado de salida negado.

COMPUERTA EXOR

La salida de una compuerta OR exclusiva es verdadera (‘1’) si, y sólo si, una y sólo una de sus dos entradas es verdadera. Se asemeja a la OR, excepto que excluye el caso en que las dos entradas son verdaderas. La figura muestra un circuito equivalente. En una compuerta OR exclusiva la salida será ‘1’ cuando el número de entradas que son ‘1’ sea impar.