Puerta universal: puerta NAND y NOR como puertas universales

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Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

¿Qué son las puertas universales?

¿Qué son las puertas universales?

Una puerta universal es una puerta lógica que puede implementar cualquier función booleana sin la necesidad de utilizar ningún otro tipo de puerta lógica. La puerta NOR y la puerta NAND son puertas universales. Esto significa que puede crear cualquier expresión booleana lógica utilizando solo puertas NOR o solo puertas NAND.

En la práctica, esto es ventajoso ya que las puertas NOR y NAND son económicas y más fáciles de fabricar que otras puertas lógicas. ¡Tanto es así que una puerta AND se implementa típicamente como una puerta NAND seguida de un inversor (no al revés)! De manera similar, una puerta OR se realiza típicamente como una puerta NOR seguida de un inversor.

Otras puertas lógicas, como las puertas Y , las puertas NO y las puertas O , no tienen esta propiedad de universalidad. Tenga en cuenta que combinadas estas tres puertas lógicas pueden implementar todas las posibles funciones de conmutación booleana, pero no individualmente. Por lo tanto, a diferencia de las puertas lógicas NOR y NAND, no se clasifican como puertas universales.

Si desea jugar con estas puertas universales como parte de un proyecto de electrónica, muchos de los mejores kits de inicio de Arduino contienen estas puertas universales NOR y NAND.

Ahora veremos el funcionamiento de las puertas NOR y las puertas NAND como puertas universales .

Puerta NAND como puerta universal

El siguiente diagrama es de una puerta NAND de dos entradas. La primera parte es una puerta AND y la segunda parte es un punto después de que representa una puerta NOT.

símbolo de la puerta nand

Durante el funcionamiento de la puerta NAND, las entradas pasan primero por la puerta AND y, después, la salida se invierte y obtenemos la salida final. Ahora veremos la tabla de verdad de la puerta NAND.

Consideraremos la tabla de verdad de la puerta NAND anterior, es decir, una puerta NAND de dos entradas. Las dos entradas son A y B.

tabla de verdad de una puerta nand

Ahora veremos cómo se puede usar esta puerta para hacer otras puertas.
Realización de puerta NOT por puerta NAND

Este es el diagrama de circuito de una puerta NAND que se utiliza para que funcione como una puerta NOT, el diagrama de puerta lógica original de la puerta NOT se proporciona además del diagrama de circuito a continuación.
puerta universal nand
El diagrama anterior es de una puerta OR hecha de combinaciones de puertas NAND, dispuestas de manera adecuada. La tabla de verdad de una puerta OR también se muestra al lado del diagrama.

Ahora veremos el diseño de una puerta AND de puertas NAND.
puerta universal nand
El diagrama de arriba es de una puerta AND hecha de una puerta NAND. Entonces podemos ver que las tres puertas básicas se pueden hacer usando solo puertas NAND, por eso esta puerta se llama Puerta Universal , y es apropiada.

Puerta NOR como una puerta universal

Hemos visto cómo la puerta NAND se puede usar para hacer las tres puertas básicas usando solo eso. Ahora discutiremos lo mismo en el caso de la puerta NOR.
puerta universal nand
El diagrama de arriba es de una puerta OR hecha solo usando puertas NOR. La salida de esta puerta es exactamente similar a la de una sola puerta OR. Podemos ver la disposición del circuito de la puerta OR usando, la puerta NOR es similar a la de la puerta AND usando puertas NAND.

universal ni puerta
El diagrama anterior, como su nombre indica, es de la puerta AND que usa solo la puerta NOR, nuevamente podemos ver que el diagrama de circuito de la puerta AND que usa solo la puerta NOR es exactamente similar al de la puerta OR que usa solo puertas NAND. Ahora finalmente veremos cómo podemos hacer una puerta NOT usando solo puertas NOR.
universal ni puerta
El diagrama de arriba es de una puerta NOT hecha usando una puerta NOR. El diagrama del circuito es similar al de la puerta NOT hecha usando solo una puerta NAND.

Entonces, de la discusión anterior, está claro que las tres puertas básicas (Y, O, NO) se pueden hacer solo usando la puerta NOR. Y por lo tanto, se puede denominar acertadamente como Puerta Universal .

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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