El XOR o puerta OR exclusiva es un tipo especial de puerta lógica utilizada en electrónica digital para realizar la operación OR exclusiva. La puerta XOR toma dos entradas y produce una salida dependiendo de la combinación de las dos entradas aplicadas.

En este artículo se explicará el completo. teoría de la puerta XOR junto con su mesa de la verdad , expresión booleana , símbolo lógico , diagrama de circuito , y más.

Tabla de contenidos

• ¿Qué es la puerta XOR?
• Construcción de puerta XOR mediante transistor
• Ejemplo resuelto de puerta XOR
• Aplicaciones de la puerta XOR
• Ventajas y desventajas

¿Qué es la puerta XOR?

En Electrónica digital , existe un circuito lógico llamado XOR Gate que toma dos entradas y produce una salida que es el resultado de la operación OR exclusiva realizada sobre la combinación de entradas. Esta puerta lógica produce una salida alta o lógica 1 cuando ambas entradas son diferentes; de lo contrario, produce una salida lógica 0.

Operaciones de la puerta XOR

Podemos explicar el funcionamiento de la puerta XOR de la siguiente manera:

Devuelve 1, si el número de entradas lógicas altas es impar.

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Devuelve 0, si el número de entradas lógicas altas es par.

Digamos que tenemos dos entradas, A y B y la salida se llama X, entonces la expresión es:

La expresión booleana de XOR Gate es la siguiente:

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X = A'B + AB'

Símbolo de la puerta XOR

El símbolo lógico de la puerta XOR se muestra en la siguiente figura. En esta figura, las variables A y B representan las líneas de entrada y A'B + AB' es la salida de la puerta XOR.

Símbolo lógico de puerta XOR y tabla de verdad

Tabla de verdad de la puerta XOR

A continuación se muestra la tabla de verdad de una puerta XOR. Esta tabla muestra la relación entre las entradas y salidas de la puerta XOR. Esto también proporciona información sobre el funcionamiento de la puerta XOR para diferentes combinaciones de entradas.

Es importante señalar que no tenemos una única puerta XOR con tres o más líneas de entrada. Sólo existe una puerta XOR de dos entradas. Pero en caso de que necesitemos una puerta XOR que tenga más de dos líneas de entrada, simplemente combinamos múltiples puertas XOR de dos entradas para obtener la puerta XOR deseada.

Construcción de puerta XOR mediante transistor

Podemos implementar exclusivos. O puerta utilizando transistores. Aquí está el circuito que muestra la conexión de diferentes elementos del circuito que se combinan para implementar la operación XOR.

Puerta XOR usando transistor NPN

Funcionamiento del circuito

Entenderemos este circuito con la ayuda de diferentes escenarios de entrada en el caso de una puerta XOR de 2 entradas:

CASO I: Cuando ambas entradas son cero. (A=0, B=0)

Cuando ambas entradas A y B son cero, entonces transistores Q1, Q2, Q4 y Q5 son circuitos abiertos, por lo que el LED no brillará porque tanto Q4 como Q5 están abiertos, por lo que el pin negativo del LED no está conectado a tierra.

CASO II: Cuando una entrada es lógica alta y otra es lógica baja (A=1, B=0)

En este caso podemos ver fácilmente que Q4 ahora está funcionando como circuito cerrado. Entonces, el pin negativo del LED está conectado a Q3 a través de Q4 y, en última instancia, está conectado a tierra, por lo que en este caso el LED se iluminará.

CASO III – Cuando una entrada es lógica alta y otra es lógica baja (A=0, B=1)

En este caso podemos ver fácilmente que Q5 está funcionando ahora como circuito cerrado. Entonces, el pin negativo del LED está conectado a Q3 a través de Q5 y, en última instancia, está conectado a tierra, por lo que en este caso el LED se iluminará.

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CASO IV – Cuando ambas entradas son lógicas altas. (A=1, B=1)

En este caso, cuando A y B están lógicamente altos, entonces los transistores Q1 y Q2 también se activan, entonces la corriente irá directamente desde la unión de +5 V a tierra a través de los transistores Q1 y Q2, y no se interpondrá en el camino donde Q3 está conectado como Como resultado, el transistor Q3 ahora actuará como circuito abierto y, en última instancia, como pin negativo de CONDUJO está desconectado de tierra por lo que el LED no brillará.

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Aplicaciones de la puerta XOR

Estas son algunas de las aplicaciones de XOR Gate:

1. Cifrado de datos: Las puertas XOR se utilizan en algoritmos de cifrado de datos. Ya que se utiliza para combinar datos con una clave secreta para codificarlos, es muy difícil descifrar para personas no autorizadas.
2. Circuitos comparadores: Se utiliza en el circuito comparador para comprobar si los dos valores binarios son iguales o no. En cuanto al mismo tipo de entrada, se obtiene la salida 0 y, para diferentes entradas, se obtiene la salida 1.
3. Suma y resta binaria: Ayuda a determinar la suma de cada bit y también a combinarlo con otros. puertas lógicas para manejar operaciones de préstamo.
4. Alternar chanclas: En chanclas está acostumbrado al circuito que alterna con cada pulso de reloj que pasa.

Algunos otros usos de las puertas XOR son la decodificación de direcciones, la seguridad y el control de acceso, la generación de números aleatorios, sincronización de reloj , circuitos divisores de frecuencia, etc.

Ventajas y desventajas de la puerta XOR

A continuación se muestra una lista de ventajas y desventajas de XOR Gate:

Ventajas de la puerta XOR

• Ayuda a detectar si hay un número impar de '1' en la secuencia de entradas.
• Las puertas XOR realizan la operación OR exclusiva, que es una operación fundamental en lógica digital .

Desventajas de la puerta XOR

• La puerta XOR es un circuito de puerta complejo y, al conectarlo al circuito de nuestro uso, provoca un mayor consumo de energía y complejidad del circuito.
• Conduce a un aumento en la retardo de propagación del circuito.
• Al aumentar el número de entradas, el circuito se vuelve cada vez más complejo, lo que dificulta el mantenimiento y la detección de errores.

Ejemplo resuelto de puerta XOR

Encuentre un solo número de una serie de números dado que cada elemento aparece dos veces excepto ese único elemento.

Solución: Sabemos que XOR de dos bits iguales da '0', por lo que aquí podemos observar que si aplicamos XOR a los elementos, entonces todos los elementos que aparecen dos veces se convertirán en '0' y el único elemento restante sería nuestra respuesta.

Como de [7,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6]

Si aplicamos XOR a cada uno de los elementos anteriores, los elementos que aparecen un número par de veces darán '0' y los elementos que aparecen un número impar de veces darán el resultado. En última instancia, obtendremos 7 como resultado, ya que solo este elemento ocurre una sola vez y el resto de los demás elementos ocurren un número par de veces.

Conclusión

En este artículo hemos aprendido sobre la puerta XOR. XOR Gate toma valores booleanos como entrada y devuelve '1', si el número de entradas lógicas altas es impar y devuelve 0, si el número de entradas lógicas altas es par.

Este artículo explica la tabla de verdad, la representación simbólica, el ejemplo resuelto y las aplicaciones que ayudan a comprender mejor el artículo.

Puerta XOR – Preguntas frecuentes

¿Es la puerta XOR la ​​puerta lógica universal?

Ninguna puerta XOR no es una puerta lógica universal, sin embargo, puede implementarse mediante puertas lógicas universales.

¿Por qué XOR y XNOR son puertas especiales?

Las puertas XOR y XNOR son especiales porque realizar operaciones exclusivas esenciales para la detección y corrección de errores y la aritmética binaria, lo que los hace fundamentales en la lógica y la informática digitales.

¿Qué es XOR para 2 entradas?

Para 2 entradas, un XOR (OR exclusivo) la puerta genera 1 si y solo si una de las entradas es 1 y la otra es 0. Si ambas entradas son iguales, la salida es 0.

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¿Cuál es el símbolo de XOR?

El símbolo de OR exclusivo (XOR) es ⊕.

¿Puede XOR tener 4 entradas?

Sí, una puerta XOR puede tener más de dos entradas. En el caso de un puerta XOR de 4 entradas, la salida es 1 si un número impar de entradas es 1. Si el número de unos en las entradas es par, la salida será 0.

¿Se pueden utilizar las puertas XOR para sumar y restar?

Sí, las puertas XOR se pueden utilizar para realizar sumas y restas binarias cuando se combinan con otras puertas lógicas y circuitos de acarreo. Son componentes esenciales en las operaciones aritméticas binarias.

¿Cómo se comportan las puertas XOR en términos de lógica binaria y tablas de verdad?

Las puertas XOR exhiben un comportamiento similar a la suma binaria módulo 2 (OR exclusivo bit a bit) y se utilizan para comparar y manipular datos binarios.