Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
La puerta lógica digital es un componente electrónico que da como resultado una salida particular después de implementar su lógica en las señales de entrada. Estos sirven como los bloques de construcción básicos de cualquier sistema digital independientemente de su complejidad. Las puertas lógicas digitales (Figura 1) se pueden clasificar en dos tipos.
Puertas básicas
La puerta NOT tiene una entrada y una salida, donde la salida siempre será la inversión (es decir, la negación) de la entrada. Esto significa que si la entrada es cero, la salida será uno y viceversa.
La puerta AND puede tener múltiples entradas, mientras que su salida está restringida a una sola. Aquí la salida será alta solo si todas las entradas son altas; para cualquier otro caso, la salida será baja.
La puerta OR es una puerta de entrada única y salida única que tiene su salida igual a «cero» lógico cuando todas las entradas a la puerta son bajas. Además, para todas las demás combinaciones restantes de entradas, donde al menos una de las entradas será alta, la salida será lógicamente alta.
Las puertas NOT, AND y OR son las puertas preliminares que se utilizan para realizar cualquier expresión booleana. Por eso se denominan puertas básicas.
Puertas universales
La puerta AND junto con una puerta NOT produce una puerta NAND que es una puerta lógica de entrada múltiple y salida única. Esta puerta tiene su salida baja solo si todas sus entradas están en un nivel lógico alto. Por otro lado, para cualquier otra combinación de entrada, la salida de la puerta será alta.
La puerta NOR es una combinación de la puerta OR con una puerta NOT . Aquí la salida estará en el nivel lógico ‘uno’ solo cuando todas las entradas a la puerta estén en estado bajo; todas las demás combinaciones de entradas dan como resultado un cero lógico en la salida de la puerta.
Las puertas NAND y NOR se consideran puertas universales porque cualquier función lógica puede realizarse simplemente usando estas dos puertas.
Aparte de estos, dos puertas más a saber, XOR y XNOR se utilizan ampliamente. La puerta XOR puede tener cualquier número de entradas, mientras que su salida está restringida a una sola línea. Para una puerta XOR de dos entradas, la salida es alta solo si las entradas no son idénticas, de lo contrario (si son idénticas) la salida será baja. Por ejemplo, si las dos entradas son 0 y 1, la salida será 1; de lo contrario, si las entradas son 0 y 0 (o 1 y 1), la salida será 0. XOR junto con una puerta NOT produce una puerta XNOR cuyo funcionamiento es complementario al de XOR. Esto significa que la salida de la puerta XNOR es alta para entradas idénticas y baja para entradas no idénticas.
Las puertas lógicas digitales se pueden realizar utilizando transistores , diodosy otros componentes electrónicos básicos. Sin embargo, comercialmente están disponibles en forma de circuitos integrados (IC) que funcionan con tecnología de lógica de transistores de transistores (TTL) o con tecnología de óxido de metal y silicio complementario (CMOS).
Estos dispositivos funcionan con lógica «positiva» o «negativa». En los dispositivos de lógica positiva, un nivel de voltaje alto se considerará como «uno» lógico, mientras que el voltaje cero representa el estado lógico «cero». Por otro lado, si el dispositivo funciona con «lógica negativa», entonces el voltaje alto se considerará cero lógico, mientras que el voltaje bajo se considerará lógicamente alto. Cualquier voltaje entre 2 y 5 V se considera alto en el caso de TTL, mientras que en CMOS el rango es de 3 a 18 V.De manera similar, cualquier voltaje por debajo de 0.8 V se considera un ‘cero’ lógico en el caso de TTL, mientras que para CMOS está por debajo de 1,5 V. Aparición de cualquier voltaje entre el rango especificado en la entrada de las puertas lógicas digitalescausará un mal funcionamiento. Para superar esto, se espera que estos dispositivos sean inmunes al ruido externo.
