Simulador de compuertas lógicas

Un simulador de puerta lógica en línea, sencillo y gratuito. Descubre el comportamiento de las compuertas lógicas AND, OR, NOT, NAND, NOR y XOR en el simulador interactivo.

¿Cómo usar el simulador?

  1. Seleccione una compuerta en la lista desplegable y haga clic en «agregar nodo» para agregar más puertas lógicas.
  2. Arrastra desde los círculos vacíos a los círculos llenos para establecer las conexiones.
  3. Haga clic derecho en las conexiones para eliminarlas.

¿Qué son las compuertas lógicas?

Una puerta lógica o compuerta lógica, 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).

Lista completa de 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 símbolos.

Compuertas de entrada única

TipoForma distintivaForma rectangularFórmula
BufferBuffer_ANSIBuffer_IECA
NOTNOT_ANSINOT_IECExpresión 2 NOT o Expresión 1 NOT

Conjunción y Disyunción

ANDAND_ANSIAND_IECA . B
OROR_ANSIOR_IECA + B

Negación alternativa y negación conjunta

NANDNAND_ANSINAND_IEC o
NORNOR_ANSINOR_IEC o

Exclusivo o y bicondicional

XORXOR_ANSIXOR_IEC o
XNORXNOR_ANSIXNOR_IEC o

Tipos de compuertas

Ahora veamos cuantos tipos de compuertas tenemos y cómo funciona la lógica en cada una de ellos.

1. Compuerta lógica NOT

La compuerta NOT o Puerta NOT es la más básica de todas las compuertas lógicas y, a menudo, se le conoce como un búfer inversor o simplemente un inversor.

Representación

Compuerta NOT

Tabla

Tabla de verdad NOT

Fórmula

Q = A ¯

La compuerta NOT produce una versión invertida de la entrada en su salida. solo tiene una sola entrada A y una salida Q.

En la representación anterior podemos ver que, A es la entrada y Y es la salida, entonces si A es = 1, entonces Y será = 0

¿Cómo funciona la compuerta NOT?

La puerta NOT funciona como un interruptor electrónico.

  1. Cuando la entrada es alta (1 prendido), la salida será baja (0 apagado).
  2. Cuando la entrada es baja (0 apagado), la salida será alta (1 prendido).

Circuito simple de compuerta NOT

Representación de imagen anterior, compuerta NOT en un circuito electrónico básico.

Circuito compuerta NOT

Tenemos un interruptor alterable conectado con la puerta NOT y la salida de la puerta NOT está conectada a un LED. Este Led se encenderá y apagará cuando reciba alto voltaje y bajo voltaje respectivamente.

2. Compuerta Lógica AND digital

La compuerta lógica AND es un tipo de circuito lógico digital cuya salida pasa a nivel ALTO solo cuando todas sus entradas son ALTAS.

Representación

Compuertas AND

Tabla

Tabla de verdad AND

Fórmula

Q = A B

La lógica o la expresión booleana dada para una puerta digital AND es la de Multiplicación lógica que se denota con un solo punto o símbolo de punto completo, ( . ) dándonos la expresión booleana de: A.B = Q

¿Cómo funciona la compuerta AND?

La puerta AND es un circuito electrónico que da una salida alta (1) solo si todas sus entradas son altas. Esto significa que la puerta AND produce la multiplicación de sus entradas.

Implementación de compuerta AND

En este apartado vemos como se puede hacer la función AND con diferentes circuitos electrónicos básicos.

Compuerta AND usando diodosCompuerta AND usando transistores
Compuerta AND usando diodosCompuerta AND usando transistores

Los interruptores de transistores son más rápidos que los interruptores de diodos. La salida de la puerta AND es alta sólo cuando los dos transistores están conduciendo (a un nivel de voltaje alto) y en el resto de combinaciones de voltaje de entrada, la salida es baja.

3. Compuerta logica OR

La compuerta lógica OR es un tipo de circuito lógico digital cuya salida se pone en nivel ALTO (nivel lógico 1) cuando una o más de sus entradas son ALTAS.

Representación

Compuerta OR

Tabla

Tabla de verdad OR

Fórmula

Q = A + B

La compuerta OR es también definida como una suma Booleana. Esta compuerta activa su salida cuando al menos una de sus entradas se encuentra en estado binario 1, como se puede ver en su tabla.

Entradas y salidas de OR

  1. Entrada: La entrada a una puerta OR es la señal binaria proporcionada por el usuario a sus terminales de entrada en los que realizará operaciones lógicas y proporcionará salida.
  2. Salida: La salida de una puerta OR es el resultado que se obtuvo después de una operación lógica realizada en sus entradas. Puede ser alto significa (1) o bajo (0). Se proporciona una única salida después de una operación sumatoria.

Circuito de compuerta OR con transistores

Construyamos un circuito de puerta OR simple usando transistores para demostrar los componentes requeridos y el funcionamiento del circuito.

Circuito compuerta OR
Compuerta OR con transistores

4. Compuerta logica NAND

La compuerta NAND también denominada como AND negada es la combinación de la puerta AND y la puerta NOT.

Tiene la capacidad de realizar las operaciones de 3 puertas lógicas como OR gate, AND gate y NOT gate.

Las salidas de las puertas AND y NAND son inversas entre sí.

Representación

Compuerta NAND

Tabla

Tabla de verdad NAND

Fórmula

Q = A B ―――

Las salida de esta compuerta es alta si alguna de las entradas es baja.

La puerta NAND se conoce como puerta universal porque puede usarse para implementar las puertas AND, OR y NOT.

Circuito de compuerta NAND

La puerta NAND es uno de los principales componentes de los circuitos lógicos digitales. Su funcionamiento también se puede explicar mediante el concepto de transistores.

Circuito compuerta NAND
Circuito compuerta NAND

5. Compuerta lógica NOR

La compuerta lógica NOR es una combinación de la compuerta lógica digital OR y un inversor o NOT conectados juntos en serie.

Una operación NOT-OR se conoce como operación NOR.

Representación

Compuerta NOR

Tabla

Tabla de verdad NOR

Fórmula

Q = A + B ―――

En una compuerta NOR se produce una salida ALTA (1) si ambas entradas a la puerta son BAJAS (0); si una o ambas entradas son ALTAS (1), resulta una salida BAJA (0).

NOR es el resultado de la negación del operador OR . En algunos sentidos, también puede verse como el inverso de una puerta AND.

Circuito de compuerta NOR

La puerta NOR se puede implementar utilizando un transistor de varias maneras, pero el método de dos transistores es el método más común. Aquí está el diagrama y la descripción básica del diagrama del circuito.

Circuito compuerta NOR
Circuito compuerta NOR

6. Compuerta OR exclusiva (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.

Representación

Compuerta XOR

Tabla

Tabla de verdad XOR

Fórmula

Q = A B ¯ + A ¯ B Q = A B

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.

Circuito equivalente de puerta Ex-OR

Aquí está el circuito que muestra la conexión de diferentes elementos del circuito que se combinan para implementar la operación XOR.

Circuito 1 compuerta XOR
Circuito 2 compuerta XOR

7. Compuerta NOR exclusiva (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.

Representación

Compuerta XNOR

Tabla

Tabla de verdad XNOR

Fórmula

Q = A ¯ B ¯ + A B Q = A B

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.

Circuito equivalente de puerta Ex-NOR

También podemos implementar la puerta XNOR utilizando deferentes compuertas. El diagrama de circuito de una puerta XNOR que se muestra en las siguientes figuras.

Circuito 1 compuerta XNOR
Circuito 1 compuerta XNOR
Circuito 2 compuerta XNOR
Circuito 2 compuerta XNOR

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.

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