La tecnología humana ha alcanzado su punto máximo con los sistemas digitales.
Un microcontrolador o microprocesador se usa típicamente en tales sistemas, que almacenan, procesan y transmiten datos en forma digital.
Los circuitos digitales proporcionan y reciben datos en dígitos binarios (1 y 0).
Además, las puertas lógicas sentaron las bases para la gran cantidad de circuitos lógicos digitales que existen en la actualidad.
Las computadoras se han convertido en un componente esencial de la vida diaria, ya que pueden realizar una amplia gama de trabajos y operaciones en un período de tiempo muy corto.
Una de las responsabilidades más importantes de la CPU de una computadora es realizar procesos lógicos utilizando hardware como circuitos integrados, tecnologías de software y circuitos eléctricos.
Las computadoras usan dígitos binarios en lugar de dígitos digitales para operaciones simples. Las puertas lógicas hacen todas las operaciones.
¿Qué es una puerta lógica?
Una puerta lógica es un componente de los circuitos digitales que sirve como bloque de construcción.
Realizan operaciones lógicas esenciales en circuitos digitales. Las puertas lógicas se utilizan en casi todos los equipos tecnológicos que usamos hoy en día.
Las puertas lógicas, por ejemplo, se pueden encontrar en dispositivos móviles, tabletas y dispositivos de memoria.
Las puertas lógicas de un circuito toman decisiones basadas en una combinación de señales digitales enviadas a sus entradas. La gran mayoría de las puertas lógicas tienen dos entradas y una salida.
Para construir puertas lógicas, se emplea el álgebra booleana. En cualquier momento, cada terminal está en uno de dos estados binarios: falso o verdadero.
Falso es igual a cero, mientras que verdadero es igual a uno. La salida binaria diferirá según el tipo de puerta lógica utilizada y la combinación de entrada.
Una puerta lógica es similar a un interruptor de luz en que la salida se apaga en una posición y se enciende en la otra. Las puertas lógicas se utilizan con frecuencia en los circuitos integrados (CI).
¿Cuáles son los diferentes tipos de puertas lógicas?
Las puertas lógicas se clasifican en siete tipos:
- Y
- OR
- NO
- NOR
- NAND
- GRATIS
- XNOR
Ahora, profundicemos en cada uno de ellos.
1. Puerta Y
Es una puerta lógica en su nivel más básico. Hay dos tipos de entradas disponibles: 0 y 1.
Su funcionamiento es idéntico al del operador “y”. Si todas las entradas de la puerta tienen el mismo valor (verdadero), el resultado es 1, de lo contrario, se entrega 0 cuando alguna de las entradas tiene el mismo valor (falso).
expresión
Y = AB
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
A | B | Salida |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 |
2. O Puerta
Las puertas OR tienen dos o más entradas y son un tipo de puerta lógica.
Sin embargo, solo puede producir una salida a la vez. Según el álgebra, la puerta OR produce la suma de los datos de entrada.
La salida de la puerta OR normalmente es verdadera (1) cuando al menos una de sus entradas es verdadera; de lo contrario, el resultado es cero.
expresión
Y = A+B
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
A | B | Salida |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 |
3. NO puerta
Solo puede tener una entrada y una salida en un momento dado. Las puertas NOT, por otro lado, se usan comúnmente para generar salidas en lugar de entradas.
El resultado es 0 si la entrada de la puerta NOT es 1; si la entrada es 0, el resultado es 1.
Debido a su función, también se le conoce como inversor. La puerta NOT a veces se conoce como puerta unaria debido al claro número de entradas totales.
expresión
Y=A'
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
Entrada (A) | Salida (NO A) |
0 | 1 |
1 | 0 |
4. Puerta NOR
Se compone de puertas OR y NOT. La puerta NOR es el polo opuesto de la puerta OR en cuanto a su funcionamiento.
En un momento dado, la puerta NOR puede tener dos o más entradas pero solo una salida. Cuando todas las entradas son cero, la puerta NOR devuelve 1; sin embargo, si alguna de las entradas es uno (1), la salida es cero (0).
expresión
Y=(A+B)'
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
A | B | Salida |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
5. Puerta NAND
Es una combinación de una puerta AND y una puerta NOT que puede aceptar dos o más entradas al mismo tiempo, pero solo emite una.
El método de la puerta NAND es el inverso al de la puerta AND. Cuando cualquiera de las entradas de la puerta NAND es 0, se obtiene la salida 1; de lo contrario, la salida siempre es 0.
expresión
Y=(AB)'
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
A | B | Salida |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
6. Puerta XOR
La puerta Exclusive-OR, a menudo conocida como la puerta 'Ex-OR', es una puerta lógica digital que toma más de dos entradas pero solo emite un valor.
La salida de la puerta XOR es '1' si alguna de las entradas es '1'. El resultado es '0' si ambas entradas son '1'. El resultado es '0' si ambas entradas son '0'.
expresión
Y=A'.B+A.B'
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
A | B | Salida |
0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
7. Puerta XNOR
La compuerta NOR exclusiva, a menudo conocida como compuerta 'EX-NOR', es una compuerta lógica digital que toma más de dos entradas pero solo emite una.
Si ambas entradas son '1', la salida de la puerta XNOR es '1'. El resultado es '0' cuando ambas entradas son '0'. El resultado será '0' si una de las entradas es '0'.
expresión
Y=A.B+A'B'
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
A | B | Salida |
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 |
Usos de la puerta lógica
- Las puertas lógicas se pueden acoplar de varias maneras, y los últimos dispositivos, satélites e incluso robots requieren un millón de estas combinaciones.
- Las puertas lógicas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Los chips (IC) contienen estos componentes, que se encuentran en computadoras, teléfonos, computadoras portátiles y otros dispositivos electrónicos.
- La transferencia de datos, el cálculo y el procesamiento de datos se benefician de las puertas lógicas. Las puertas lógicas se utilizan ampliamente en la lógica transistor-transistor y en la electrónica CMOS.
- Las alarmas antirrobo, los zumbadores, los interruptores y las luces de la calle utilizan combinaciones de puertas lógicas simples. Estas puertas se utilizan ampliamente en una variedad de industrias, ya que pueden elegir iniciarse o detenerse según la lógica.
Para Agencias y Operadores
- Son económicos. Como resultado, se vuelven altamente rentables.
- Necesita menos electricidad.
- El 0 lógico y el 1 lógico están claramente separados.
- Sirve como base para todos los dispositivos digitales.
- Utiliza el álgebra booleana para realizar operaciones lógicas.
Desventajas
- La realización de puertas lógicas no es concebible en un diseño de circuito o sistema más sofisticado, ya que es difícil colocarlos y vincularlos de manera adecuada.
- Es bueno tener un bajo voltaje de operación.
- La entrada y la salida están separadas por un retardo de tiempo.
Conclusión
El flujo de corriente eléctrica es tratado por una puerta lógica.
Debe proporcionarle una entrada y, si la transferencia está habilitada, la corriente puede fluir a través de ella.
Los criterios para el flujo de corriente que está empleando como interruptor generalmente se describen en la puerta lógica.
Puede usar puertas lógicas para realizar operaciones binarias como suma, multiplicación y división.
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