Compuertas

Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico que es la expresión física de un operador booleano en la lógica de conmutación. Cada puerta lógica consiste en una red de dispositivos interruptores que cumple las condiciones booleanas para el operador particular. Son esencialmente circuitos de conmutación integrados en un chip.

Claude Elwood Shannon experimentaba con relés o interruptores electromagnéticos para conseguir las condiciones de cada compuerta lógica, por ejemplo, para la función booleana Y (AND) colocaba interruptores en circuito serie, ya que con uno solo de éstos que tuviera la condición "abierto", la salida de la compuerta Y sería = 0, mientras que para la implementación de una compuerta O (OR), la conexión de los interruptores tiene una configuración en circuito paralelo.

La tecnología microelectrónica actual permite la elevada integración de transistores actuando como conmutadores en redes lógicas dentro de un pequeño circuito integrado. El chip de la CPU es una de las máximas expresiones de este avance tecnológico.

 

Puerta SI (IF)

 

 

La puerta lógica SI, realiza la función booleana igualdad. En la práctica se suele utilizar como amplificador de corriente (buffer en inglés).

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta SI es:

 

 

Tabla de Verdad Compuerta SI

Puerta Y (AND)

La puerta lógica Y, más conocida por su nombre en inglés AND, realiza la función booleana de producto lógico. Su símbolo es un punto (·), aunque se suele omitir. Así, el producto lógico de las variables A y B se indica como AB, y se lee A y B o simplemente A por B.

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta AND es:

 

Tabla de Verdad Compuerta AND

 

Puerta O (OR)

La puerta lógica O, más conocida por su nombre en inglés OR, realiza la operación de suma lógica. Su símbolo es el sus símbolos en electrónica.

Podemos definir la puerta O como aquella que proporciona a su salida un 1 lógico si al menos una de sus entradas está a 1.

 

Tabla de Verdad Compuerta OR

Puerta O EXCLUSIVA (XOR)

La puerta lógica O-exclusiva, más conocida por su nombre en inglés XOR, realiza la función booleana A'B+AB'. Su símbolo es el más (+) inscrito en un círculo. En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos en electrónica.

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta XOR es:

 

Tabla de Verdad Compuerta XOR

Se puede definir esta puerta como aquella que da por resultado uno, cuando los unos en las entradas son impares. ej: 1 y 0, 0 y 1 (en una compuerta de dos entradas).

 

LÓGICA NEGADA

Puerta NO (NOT)

La puerta lógica NO (NOT en inglés) realiza la función booleana de inversión o negación de una variable lógica.

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta NOT es:

 

Tabla de Verdad compuerta Not

Se puede definir como una puerta que proporciona el estado inverso del que esté en su entrada.

 

Puerta NO-Y (NAND)

La puerta lógica NO-Y, más conocida por su nombre en inglés NAND, realiza la operación de producto lógico negado. En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos en electrónica.

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta NAND es:

 

Tabla de verdad compuerta NAND

Podemos definir la puerta NO-Y como aquella que proporciona a su salida un 0 lógico únicamente cuando todas sus entradas están a 1.

 

Puerta NO-O (NOR)

La puerta lógica NO-O, más conocida por su nombre en inglés NOR, realiza la operación de suma lógica negada. En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos en electrónica.

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta NOR es:

 

Tabla de Verdad de la Compuerta NOR

Podemos definir la puerta NO-O como aquella que proporciona a su salida un 1 lógico sólo cuando todas sus entradas están a 0. La puerta lógica NOR constituye un conjunto completo de operadores.

 

Puerta equivalencia (XNOR)


La puerta lógica equivalencia, más conocida por su nombre en inglés XNOR, realiza la función booleana AB+A'B'. Su símbolo es un punto (·) inscrito en un círculo. En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos en electrónica.

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta XNOR es:

 

Tabla de Verdad Compuerta XNOR

 

 Puertas lógicas triestado

Las  puertas  lógicas  triestado  (de  tres  estados),  son  un  tipo  de  puertas  es  las cuales la salida tiene, además de los niveles alto y bajo, un tercer estado de alta información. Esta característica se utiliza en circuitos en los cuales las salidas de varias   puertas   lógicas   se   conectan   a   una   única   entrada,   (evitando   así   un cortocircuito).   Una   entrada   de   control   activa   una   única   salida   a   la   vez, dependiendo  de  la  operación  lógica  requerida  por  el  diseñador, mientras  que  las otras   salidas   se   mantienen   en   el   estado   Z   de   alta   impedancia   (también denominado 'deshabilitado').