Puertas lógicas son los componentes fundamentales de todos los circuitos y sistemas digitales. En electrónica digital existen siete tipos principales de puertas lógicas Se utiliza para realizar diversas operaciones lógicas. Una puerta lógica es básicamente Un circuito electrónico diseñado mediante el uso de componentes como diodos, transistores, resistencias, condensadores. , etc., y capaz de realizar operaciones lógicas. En este artículo, estudiaremos la definición, la tabla de verdad y otros conceptos relacionados de las puertas lógicas. Entonces, comencemos con la introducción básica de las puertas lógicas.

Tabla de contenidos

• ¿Qué es una puerta lógica?
• Tipos de puertas lógicas
• Y puerta
• O Puerta
• NO puerta
• Puerta NOR
• Puerta NAND
• Puerta XOR
• Puerta XNOR
• Aplicaciones de las puertas lógicas

¿Qué es una puerta lógica?

A puerta lógica es un circuito electrónico diseñado mediante el uso de componentes electrónicos como diodos, transistores, resistencias y más. Como su nombre lo indica, una puerta lógica está diseñada para realizar operaciones lógicas en sistemas digitales como computadoras, sistemas de comunicación, etc.

Por lo tanto, podemos decir que los componentes básicos de un circuito digital son puertas lógicas, que ejecutan numerosas operaciones lógicas que requiere cualquier circuito digital. Una puerta lógica puede recibir dos o más entradas pero sólo producir una salida. La salida de una puerta lógica depende de la combinación de entradas y de la operación lógica que realiza la puerta lógica.

Uso de puertas lógicas álgebra de Boole para ejecutar procesos lógicos. Las puertas lógicas se encuentran en casi todos los dispositivos digitales que utilizamos habitualmente. Las puertas lógicas se utilizan en la arquitectura de nuestros teléfonos, portátiles, tabletas y dispositivos de memoria.

Tipos de puertas lógicas

Una puerta lógica es una puerta digital que permite manipular datos. Puertas lógicas, utilizan la lógica para determinar si se pasa o no una señal. Las puertas lógicas, por otro lado, gobiernan el flujo de información basándose en un conjunto de reglas.

Las puertas lógicas se pueden clasificar en los siguientes tipos principales:

1. Puertas lógicas básicas

Hay tres puertas lógicas básicas:

1. Y puerta
2. O Puerta
3. NO puerta

2. Puertas lógicas universales

En electrónica digital, las siguientes dos puertas lógicas se consideran puertas lógicas universales:

1. Puerta NOR
2. Puerta NAND

3. Puertas lógicas derivadas

Las dos siguientes son las puertas lógicas derivadas utilizadas en sistemas digitales:

1. Puerta XOR
2. Puerta XNOR

Analicemos ahora cada uno de estos tipos de puertas lógicas en detalle una por una.

Y puerta

En electrónica digital, la puerta AND es una de las puertas lógicas básicas que realiza la multiplicación lógica de las entradas que se le aplican. Genera una salida alta o 1 lógica, solo cuando todas las entradas que se le aplican son altas o 1 lógica. De lo contrario, la salida de la puerta AND es baja o 0 lógica.

Propiedades de la puerta AND:

Las siguientes son dos propiedades principales de la puerta AND:

• La puerta AND puede aceptar dos o más de dos valores de entrada a la vez.
• Cuando todas las entradas son lógica 1, la salida de esta puerta es lógica 1.

El funcionamiento de una puerta AND se describe mediante una expresión matemática, que se denomina expresión booleana de la puerta AND.

Para la puerta AND de dos entradas, la expresión booleana viene dada por,

Z = A.B

Donde A y B son entradas a la puerta AND, mientras que Z denota la salida de la puerta AND.

Podemos extender esta expresión a cualquier número de variables de entrada, como,

Z=A.B.C.D…

Tabla de verdad de la puerta AND:

A continuación se muestra la tabla de verdad de una puerta AND de dos entradas:

Símbolo de puerta AND:

El símbolo lógico de una puerta AND de dos entradas se muestra en la siguiente figura.

Símbolo de puerta AND de dos entradas

O Puerta

En electrónica digital, existe un tipo de puerta lógica básica que produce una salida baja o 0 lógico solo cuando todas sus entradas son bajas o 0 lógico. Para todas las demás combinaciones de entradas, la salida de la puerta OR es alta o 1 lógico. La puerta lógica se denomina puerta OR. Se puede diseñar una puerta OR para que tenga dos o más entradas pero solo una salida. La función principal de la puerta OR es realizar la operación de suma lógica.

Propiedades de la puerta OR:

Una puerta OR tiene las dos propiedades siguientes:

• Puede tener dos o más líneas de entrada a la vez.
• Cuando todas las entradas a la puerta OR son bajas o 0 lógico, su salida es baja o 0 lógico.

El funcionamiento de una puerta OR se puede describir matemáticamente mediante una expresión matemática llamada expresión booleana de la puerta OR.

La expresión booleana para una puerta OR de dos entradas viene dada por,

Z = A + B

La expresión booleana para una puerta OR de tres entradas es:

Z = A + B + C

Aquí, A, B y C son entradas y Z son las variables de salida. Podemos extender esta expresión booleana a cualquier número de variables de entrada.

Tabla de verdad de la puerta OR:

La tabla de verdad de una puerta OR describe la relación entre entradas y salidas. La siguiente es la tabla de verdad para la puerta OR de dos entradas:

Símbolo de puerta OR:

El símbolo lógico de una puerta OR de dos entradas se muestra en la siguiente figura.

Símbolo de puerta OR de dos entradas

NO puerta

En electrónica digital, la puerta NOT es otra puerta lógica básica que se utiliza para realizar complemento de una señal de entrada aplicado a ello. Sólo se necesita una entrada y una salida. La salida de la puerta NOT es un complemento de la entrada que se le aplica. Por lo tanto, si aplicamos una salida baja o lógica 0 a la puerta NOT, se obtiene una salida alta o lógica 1 y viceversa. La puerta NOT también se conoce como inversora, ya que realiza la operación de inversión.

Propiedades de NOT Gate:

• La salida de una puerta NOT es complementaria o inversa de la entrada que se le aplica.
• La puerta NOT toma solo una salida.

El funcionamiento lógico de la puerta NOT se describe mediante su expresión booleana, que se proporciona a continuación.

Z= overline{A}

La barra sobre la variable de entrada A representa la operación de inversión.

Tabla de verdad de la puerta OR:

La tabla de verdad describe la relación entre entrada y salida. La siguiente es la tabla de verdad para la puerta NOT:

Símbolo de puerta NOT

El símbolo del circuito lógico de una puerta NOT se muestra en la siguiente figura. Aquí, A es la línea de entrada y Z es la línea de salida.

Símbolo de NO la puerta

Puerta NOR

La puerta NOR es un tipo de puerta lógica universal que puede recibir dos o más entradas pero una salida. Básicamente es una combinación de dos puertas lógicas básicas, es decir, puerta O y puerta NO. Por lo tanto, se puede expresar como,

Puerta NOR = Puerta O + Puerta NO

En otras palabras, una puerta NOR es una puerta O seguida de una puerta NO.

Propiedades de la puerta NOR:

Las siguientes son dos propiedades importantes de la puerta NOR:

• Una puerta NOR puede tener dos o más entradas y proporciona una salida.
• Una puerta NOR proporciona una salida alta o lógica 1 solo cuando todas sus entradas son bajas o lógica 0.

De manera similar a las puertas lógicas básicas, podemos describir el funcionamiento de una puerta NOR utilizando una ecuación matemática llamada expresión booleana de la puerta NOR.

La expresión booleana de una puerta NOR de dos entradas se proporciona a continuación:

C=overline{A+B}

Podemos extender esta expresión a cualquier número de variables de entrada.

En las expresiones booleanas anteriores, las variables A y B se denominan variables de entrada, mientras que la variable C se denomina variable de salida.

Tabla de verdad de la puerta NOR:

La siguiente es la tabla de verdad de una puerta NOR de dos entradas que muestra la relación entre sus entradas y salidas:

Símbolo de la Puerta NOR

Puerta NAND

En electrónica digital, la puerta NAND es otro tipo de puerta lógica universal que se utiliza para realizar operaciones lógicas. La puerta NAND realiza la operación invertida de la puerta AND. Similar a la puerta NOR, la puerta NAND también puede tener dos o más líneas de entrada pero solo una línea de salida.

La puerta NAND también se representa como una combinación de dos puertas lógicas básicas, a saber, la puerta AND y la puerta NOT. Por lo tanto, se puede expresar como

Puerta NAND = Puerta Y + Puerta NO

Propiedades de la puerta NAND:

Las siguientes son las dos propiedades clave de la puerta NAND:

• La puerta NAND puede recibir dos o más entradas a la vez y produce una salida según la combinación de entradas aplicadas.
• La puerta NAND produce una salida baja o 0 lógica solo cuando todas sus entradas son altas o 1 lógica.

Podemos describir la expresión de la puerta NAND mediante una ecuación matemática llamada expresión booleana. Aquí está la expresión booleana de una puerta NAND de dos entradas.

C=overline{AB}

En esta expresión, A y B son las variables de entrada y C es la variable de salida. Podemos extender esta relación a cualquier número de variables de entrada como tres, cuatro o más.

Tabla de verdad de la puerta NAND:

La tabla de verdad es una tabla de entradas y salidas que describe el funcionamiento de la puerta NAND y muestra la relación lógica entre ellas:

Símbolo de la puerta NAND:

El símbolo lógico de una puerta NAND se representa como una puerta AND con una burbuja en su extremo de salida, como se muestra en la siguiente figura. Es el símbolo de una puerta NAND de dos entradas.

Símbolo de la puerta NAND

Puerta XOR

En electrónica digital, existe una puerta lógica especialmente diseñada llamada puerta XOR, que se utiliza en circuitos digitales para realizar modulo sum . También se le conoce como Puerta OR exclusiva o puerta Ex-OR . La puerta XOR sólo puede recibir dos entradas a la vez y dar una salida. La salida de la puerta XOR es alta o lógica 1 sólo cuando sus dos entradas son diferentes.

Propiedades de la puerta XOR:

Las dos siguientes son las propiedades principales de la puerta XOR:

árbol de búsqueda binario vs árbol binario

• Sólo puede aceptar dos entradas a la vez. No hay nada como una puerta XOR de tres o más entradas.
• La salida de la puerta XOR es lógica 1 o alta, cuando sus entradas son diferentes.

El funcionamiento de la puerta XOR se puede describir mediante una ecuación matemática llamada expresión booleana. La siguiente es la expresión booleana para la salida de la puerta XOR.

Z=A oplus B

Aquí, Z es la variable de salida y A y B son las variables de entrada.

Esta expresión también se puede escribir de la siguiente manera:

Z=A overline{B}+overline{A}B

Tabla de verdad de la puerta XOR:

La tabla de verdad es una tabla de entradas y salidas que describe la relación entre ellas y el funcionamiento de la puerta XOR para diferentes combinaciones de entradas. La tabla de verdad de la puerta XOR se muestra a continuación:

Símbolo de la puerta XOR:

El símbolo lógico de una puerta XOR se muestra en la siguiente figura.

Símbolo de la puerta XOR

Puerta XNOR

La puerta XNOR es otro tipo de puerta lógica de propósito especial que se utiliza para implementar Operación exclusiva en circuitos digitales. . Se utiliza para implementar la operación NOR exclusiva en circuitos digitales. También se le llama puerta Ex-NOR o NOR exclusiva. Es una combinación de dos puertas lógicas, a saber, la puerta XOR y la puerta NOT. Por lo tanto, se puede expresar como,

Puerta XNOR = Puerta XOR + Puerta NOT

La salida de una puerta XNOR es alta o lógica 1 cuando ambas entradas son similares. De lo contrario, la salida es baja o 0 lógica. Por lo tanto, la puerta XNOR se utiliza como circuito detector de similitud.

Propiedades de la puerta XNOR:

Las siguientes son dos propiedades clave de la puerta XNOR:

• La puerta XNOR toma solo dos entradas y produce una salida.
• La salida de la puerta XNOR es alta o lógica 1 solo cuando tiene entradas similares.

El funcionamiento de la puerta XNOR se puede describir mediante una ecuación matemática llamada expresión booleana de la puerta XNOR. Aquí está la expresión booleana de la puerta XNOR.

Y=A odot B

También podemos escribir esta expresión de la siguiente manera:

Y=AB + overline{A} overline{B}

Aquí, A y B son entradas e Y es la salida.

Tabla de verdad de la puerta XNOR:

A continuación se muestra la tabla de verdad de la puerta XNOR. Esta tabla de verdad describe la relación entre las entradas y salidas de la puerta XNOR.

Símbolo de la puerta XNOR:

El símbolo lógico de la puerta XNOR se muestra en la siguiente figura. Aquí, A y B son entradas e Y es la salida.

Símbolo de la puerta XNOR

Aplicaciones de las puertas lógicas

Las puertas lógicas son los componentes fundamentales de todos los circuitos y dispositivos digitales como las computadoras. A continuación se muestran algunos dispositivos digitales clave en los que se utilizan puertas lógicas para diseñar sus circuitos:

• Ordenadores
• Microprocesadores
• Microcontroladores
• Relojes digitales e inteligentes
• Teléfonos inteligentes, etc.

Basado en puertas lógicas – Preguntas frecuentes

¿Qué son las puertas lógicas?

Las puertas lógicas son circuitos digitales que realizan operaciones lógicas en la entrada que se les proporciona y producen una salida adecuada.

¿Qué son las puertas universales?

Para lograr un proceso lógico específico, las puertas universales se crean fusionando dos o más puertas fundamentales. Las puertas universales son puertas NAND y NOR.

¿Cuál es la salida de una puerta NOT cuando se aplica la entrada 0?

Porque NO la puerta es un inversor. Como resultado, si se utiliza 0 como entrada, la salida será 1.

¿Qué puerta lógica se conoce como inversor?

Un inversor también se conoce como puerta NOT. La salida obtenida es la inversa de la entrada.

¿Cuál es la expresión booleana para la puerta OR?

Si A y B son la entrada, entonces la salida de la puerta OR se puede dar como Y=A+B.

¿Cuál es la expresión booleana para la puerta XNOR?

Si A y B son la entrada, entonces la salida de la puerta XNOR se puede dar como Y=A.B+A'B'.