Compuertas lógicas (Semana 4)

compuertas lógicas

Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos diseñados para obtener resultados booleanos (0,1), los cuales se obtienen de operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación). Dichas compuertas son AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR. Además se pueden conectar entre sí para obtener nuevas funciones.

Compuerta AND

Para la compuerta AND, La salida estará en estado alto de tal manera que solo si las dos entradas se encuentran en estado alto. Por esta razón podemos considerar que es una multiplicación binaria.

• Operación: Q=A.B
• Tabla de verdad y símbolo

Compuerta OR

la compuerta OR, la salida estará en estado alto cuando cualquier entrada o ambas estén en estado alto. De tal manera que sea una suma lógica.

• Operación: Q=A+B
• Tabla de verdad y símbolo

Compuerta NOT

En la compuerta NOT, el estado de la salida es inversa a la entrada. Evidentemente, una negación.

• Operación: Q=Q´
• Tabla de verdad y símbolo

Compuerta NAND

Para la compuerta NAND, cuando las dos entradas estén en estado alto la salida estará en estado bajo. Como resultado de la negación de una AND.

• Operación: Q= (A.B)
• Tabla de verdad y símbolo

NOR

En la compuerta NOR, cuando las dos entradas estén estado bajo la salida estará en estado alto. Esencialmente una OR negada.

• Operación: Q= (A+B)
• Tabla de verdad y símbolo

XOR

La compuerta XOR Su salida estará en estado bajo cuando las dos entradas se encuentren en estado bajo o alto. Al mismo tiempo podemos observar que entradas iguales es cero y diferentes es uno.

• Operación: Q= A.B+A.B
• Tabla de verdad y símbolo

XNOR

Su salida de hecho estará en estado bajo cuando una de las dos entradas se encuentre en estado alto. Igualmente, la salida de una XOR negada.

• Operación: Q=A.B+A.B
• Tabla de verdad y símbolo

Las compuertas además de tener un nombre, también se pueden identificar con una numeración, la cual es:

• AND = 7408
• OR = 7432
• NOT = 7404
• NAND = 7400
• NOR = 7402
• XOR = 7486

familias

Así también por consiguiente existen distintas familias de circuitos integrados que se distinguen por el material semiconductor  con el que realizan las compuertas y su manera de interconexión,  dichas familias son:

• TTL: transistor transistor logic (lógicas de transistores)
• MOS: metal oxide semiconductor (semiconductor de óxido de metal)
• ECL: emitter coupled logic (lógica de acoplamiento de emisor)
• CMOS: complementary metal oxide semiconductor (semiconductor de óxido de metal complementario)

Buffer's (YES) Su finalidad es amplificar un poco la señal (o refrescarla si se puede decir). Como puedes ver en el siguiente gráfico la señal de salida es la misma que de entrada. Ver tabla 2.8 Tabla 2.8. Tabla de verdad de la función YES Hasta aquí de teoría, nos interesa más saber como se hacen evidente estos estados en la práctica, y en qué circuitos integrados se las puede encontrar y más adelante veremos unas cuantas leyes que se pueden aplicar a estas compuertas para obtener los resultados que deseas.

Conclusión la familia TTL tiene una lista extensa de funciones digitales y es comúnmente la familia lógica más popular. La ECL se usa en sistemas que requieren operaciones de alta velocidad. Los MOS e I2L se usan en circuitos que requieren alta densidad de componentes y La CMOS se usa para sistemas que requieren bajo consumo de energía.

Circuitos lógicos binarios

Circuito lógico es aquel que maneja la información en forma de "1" y "0", dos niveles lógicos de voltaje fijos. "1" nivel alto o "high" y "0" nivel bajo o "low”. Los circuitos lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y), compuerta OR (O), compuerta NOT (NO). y combinaciones poco o muy complejas de los circuitos antes mencionados. Estas combinaciones dan lugar a otros tipos de elementos digitales como los compuertas, entre otros. La electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones. Aunque los circuitos electrónicos podrían parecer muy complejos, en realidad se construyen de un número muy grande de circuitos muy simples. En un circuito lógico digital se transmite información binaria (ceros y unos) entre estos circuitos y se consigue un circuito complejo con la combinación de bloques de circuitos simples. Los circuitos electrónicos se pueden dividir en dos amplias categorías: digitales y analógicos. La electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos, mientras que la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos. Combinación de dispositivos que está diseñado para manejar tanto cantidades físicas como información digital, siempre y cuando solo tomen valores discretos. Estos dispositivos pueden ser mecánicos, electrónicos, magnéticos o neumáticos. Los sistemas analógicos tiene dispositivos que manipulan cantidades físicas, en este tipo de sistemas las cantidades varían en intervalos continuos de valores.