En este artículo, aprenderemos todo sobre las compuertas lógicas. Veremos los diferentes niveles lógicos en circuitos TTL, circuitos CMOS, como las puertas lógicas simples como OR, AND, NOT, NAND, NOR, etc.
¿Qué son las compuertas lógicas?
Las compuertas lógicas son el corazón de la electrónica digital. Una compuerta es un dispositivo electrónico que se utiliza para calcular una función de operaciones lógicas con una o más entradas binarias que produce como resultado una salida binaria .
Estas compuertas lógicas son los componentes básicos de cualquier sistema digital. La forma principal de construir estas puertas lógicas es utilizando diodos o transistores que actúan como interruptores electrónicos. Hoy en día, la mayoría de las puertas lógicas están hechas de MOSFET (transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido de metal).
Tipos de compuertas lógicas
Ahora veamos cuantos tipos de compuertas tenemos y cómo funciona la lógica en cada una de ellos.
- Compuerta NOT
- Compuerta AND
- Compuerta OR
- Compuerta NAND
- Compuerta NOR
- Compuerta XOR
- Compuerta XNOR
Simbología de las compuertas lógicas
Hay dos conjuntos de símbolos para las puertas lógicas elementales de uso común, ambos definidos en ANSI / IEEE Std 91-1984 y su suplemento ANSI/IEEE Std 91a-1991.
El conjunto de «formas distintivas«, basado en esquemas tradicionales, se usa para dibujos simples y se deriva del estándar militar de los Estados Unidos MIL-STD-806 de las décadas de 1950 y 1960.
El conjunto de «forma rectangular», basado en ANSI Y32.14 y otros estándares de la industria tempranos refinados posteriormente por IEEE e IEC, tiene contornos rectangulares para todos los tipos de puertas y permite la representación de una gama mucho más amplia de dispositivos de lo que es posible con los tradicionales simbolos.
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Compuerta Lógica NOT
La compuerta NOT se conoce generalmente como INVERSOR . Produce la salida exactamente inversa a la de la entrada dada. solo tiene una sola entrada A y una salida Q.
La puerta NOT es un circuito electrónico que produce una versión invertida de la entrada en su salida.
Compuerta Lógica AND digital
En la siguiente figura se muestra un circuito que realiza una operación AND. Tiene n entrada (n >= 2) y una sola salida.
La puerta AND es un circuito electrónico que da una salida alta (1) solo si todas sus entradas son altas.
2. Compuerta Lógica OR
En la figura se muestra un circuito que realiza una operación OR. Tiene n entrada (n >= 2) y una salida.
La puerta OR es un circuito electrónico que da una salida alta (1) si una o más de sus entradas son altas.
4. Compuerta NAND
Una operación NOT-AND se conoce como operación NAND. Tiene n entrada (n >= 2) y una salida.
Esta es una puerta NOT-AND que es igual a una puerta AND seguida de una puerta NOT. Las salidas de todas las puertas NAND son altas si alguna de las entradas es baja.
5. Compuerta NOR
Una operación NOT-OR se conoce como operación NOR. Tiene n entrada (n >= 2) y una salida.
Esta es una puerta NOT-OR que es igual a una puerta OR seguida de una puerta NOT. Las salidas de todas las puertas NOR son bajas si alguna de las entradas es alta.
6. Compuerta XOR
La puerta XOR o Ex-OR es un tipo especial de puerta. Se puede utilizar en medio sumador, sumador completo y restador. La puerta OR exclusiva se abrevia como puerta EX-OR o, en algún momento, como puerta X-OR. Tiene n entrada (n >= 2) y una salida.
La compuerta ‘OR exclusiva’ es un circuito que dará una salida alta si cualquiera de sus dos entradas, pero no ambas, es alta. Se utiliza un signo más () dentro de un círculo para mostrar la operación EOR.
7. Compuerta XNOR
La puerta XNOR es un tipo especial de puerta. Se puede utilizar en medio sumador, sumador completo y restador. La puerta NOR exclusiva se abrevia como puerta EX-NOR o, en algún momento, como puerta X-NOR. Tiene n entrada (n >= 2) y una salida.
El circuito de puerta ‘NOR exclusivo’ hace lo contrario a la puerta EOR. Dará una salida baja si cualquiera de sus dos entradas, pero no ambas, es alta. El símbolo es una puerta EXOR con un pequeño círculo en la salida. El círculo pequeño representa la inversión.
Aplicación de compuertas Lógicas
Las puertas lógicas tienen muchas aplicaciones, pero se basan principalmente en su modo de operación o en su tabla de verdad. Las compuertas lógicas básicas a menudo se encuentran en circuitos como termostatos de seguridad, cerraduras con botones, sistemas de riego automático, alarmas antirrobo activadas por luz y muchos otros dispositivos electrónicos.
Uso de compuertas en PLC Ladder
Las compuertas lógicas se pueden usar en muchas otra aplicaciones ya sea de manera virtual, como por ejemplo en la programación de PLC como funciones logicas en ladder.