COMPUERTAS LOGICAS

Los dispositivos lógicos combinacionales son dispositivos digitales que convierten entradas binarias en salidas binarias con base en las reglas de la lógica matemática. Estos dispositivos son comúnmente conocidos como compuertas, ya que controlan el flujo de señales de las entradas a una sola salida.

Cada compuerta lógica se puede representar mediante un símbolo gráfico correspondiente a la siguiente representación:

Como podemos observar, vamos a tratar con 8 compuertas importantes INV o NOT, AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR y BUFFER o IF en las cuales se dará a conocer la operación que realiza, la expresión con la que se puede denotar, símbolo y tabla de verdad.

Análisis de las diferentes Operaciones Lógicas

• Vamos a considerar un estado activo “1” (alto lógico) e inactivo “0” (bajo lógico).
• Las entradas de las compuertas se consideran como “A” y “B”, la salida se representa con “Q”.
• La representación en forma de circuito es explicada en la sección de cada compuerta.

Compuerta NOT o INV

Su expresión es representada con una letra testada, para esta compuerta únicamente se cuenta con una entrada y una salida por lo tanto actúa como un inversor. Si la entrada se encuentra en estado activo “1” se tendrá a la salida un estado inactivo “0” y para el caso contrario, si la entrada se encuentra en estado inactivo “0” a la salida estará en estado activo “1”.

Compuerta AND

En el Álgebra de Boole se representa por una multiplicación, por lo tanto para tener la salida en estado activo es necesario que sus entradas tengan un estado binario 1, al tener una entrada inactiva “0” su salida será 0. Es posible representarlo mediante un circuito que tenga sus interruptores en serie, al tener todos los interruptores activos permite cerrar el circuito y por lo tanto el flujo de la corriente.

Compuerta NAND

También conocida como AND negada o inversa, es una combinación de las compuertas AND y NOT que se representa con la compuerta AND con un círculo a la salida, al tener sus entradas activas “1” la salida se encuentra inactiva “0”, otra variación con respeto a las entradas mantendrá su salida en estado activo “1”.  Se puede representar mediante un circuito con dos interruptores en serie y debemos recordar que el flujo de corriente circula por donde se tenga menor resistencia.

Compuerta OR

Su expresión en el Álgebra de Boole es representada por una suma. Esta compuerta se encuentra en estado activo siempre y cuando una de sus entradas tenga un estado binario activo “1”. Para lograr un estado inactivo “0” a la salida, es necesario que todas sus entradas se encuentren en estado inactivo “0”. Se puede representar mediante un circuito que tenga dos interruptores en paralelo, al accionar un interruptor permite cerrar el circuito y por lo tanto el flujo de la corriente.

Compuerta NOR

Es una combinación de las compuertas OR y NOT, en otras palabras la compuerta NOR es la versión inversa de la compuerta OR. Al tener sus entradas en estado inactivo “0” su salida estará en un estado activo “1”, pero si alguna de las entradas pasa a un estado binario “1” su salida tendrá un estado inactivo “0”.  Se puede representar mediante un circuito con los interruptores y salida en paralelo, para tener la salida en estado activo “1” es necesario que ambos interruptores se encuentren abiertos, mientras alguno de los interruptores se encuentre cerrado la salida “y” tendrá un estado binario “0”.

Compuerta XOR

También conocida como “OR exclusiva”, su expresión Booleana es una suma binaria de un dígito cada uno y el resultado obtenido será la salida. La salida tiene un estado activo “1” al tener las entradas en estados diferentes (Una activa y otra inactiva). Su representación es mediante cuatro interruptores que se encuentran acoplados mecánicamente a su valor negado, de este modo cuando A se cierra entonces A´ se abre y viceversa, lo mismo ocurre con el interruptor B con respecto al B´.

Compuerta XNOR

Es la negación de la compuerta XOR, cuando las entradas sean iguales se representará una salida en estado “1” y si son diferentes la salida será un estado “0”.

Compuerta Buffer o IF

Es una de las compuertas menos utilizadas o recocidas pero a veces es necesaria, sus estados lógicos permanecen del mismo modo, se podría considerar como un cable conectado ya que lo que tenemos a la entrada se obtendrá a la salida. La función principal del buffer es aumentar la corriente suministrada a la salida mientras se retiene el estado lógico, en la práctica es utilizado para amplificar la corriente o como seguidor de tensión para adaptar impedancias.