Compuertas o Circuitos lógicas

  Son circuitos de conmutación integrados en un ship. Experimentada 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 de serie, ya que con uno solo de estos que tuviera la condición <<abierto>>, la salida de la compuerta seria Y = 0, mientras que la implementacion de una compuerta O (OR), la conexión de los interruptores tiene una configuración en circuito paralelo.

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

  En nanotecnología se esta desarrollando el uso de una compuerta logica molecular, que haga posible la miniaturización de circuitos.

  
  En los automatismos lógicos se manejan continuamente los conceptos: abierto, cerrado, conduce o no conduce, activado o no activado, tensión alta o baja, mayor que o menor que; siempre haciendo referencia a dos estados posibles dentro del circuito. Las computadoras utilizan el sistema binario para representar la información. Este sistema contiene dos dígitos 0 y 1. Por tanto, un dígito binario se denomina un bit. Para la información ser representada en las computadoras se hace en forma de grupos de bits, utilizando para ello las técnicas de los sistemas de codificación por ejemplo el código ASCII, que puede hacer que los grupos de bits representen números, letras de alfabeto o caracteres especiales. La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan compuertas.

  La información binaria se simboliza en un sistema digital mediante señales eléctricas en cualquiera de los dos valores reconocibles 1 o 0. Por tanto, se abre el circuito o se cierra de acuerdo a la salida que queramos en particular. Por ejemplo, un sistema digital puede emplear una señal de 9 voltios  para representar el binario "1" y 6 voltios para el binario "0". Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras. Para cada compuerta tiene un símbolo que la simboliza y su operación se puede detallar por medio de una expresión algebraica, suma, multiplicación o inversa. Las relaciones de entrada y salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse por una tabla de la verdad. A continuación se detallan los nombres, símbolos, gráficos, funciones algebraicas y tablas de verdad de las compuertas más usadas.

Relés o rerveladores: Es un dispositivo electromagnético. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electro-imán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.

Circuito de conmutacion: No debe confundirse con conmutación de circuitos. En electricidad y electrónica, las leyes del álgebra de Booley de la lógica binaria, pueden estudiar mediante circuitos de conmutación. Este circuito de conmutación esta compuesto por una serie de contactos que representaran las variables logicas e entrada y una o varias cargas que representaranlas variables logicas o funciones de salida.

Operaciones Algebraicas De Los Circuitos Lógicos

Compuerta AND (“Y”)

  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: F = (A) * (B)

Tabla de la verdad AND

Entrada A	Entrada B	Salida A ^ B
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Compuerta OR (“O”)

  Es una operación entre dos variables lógicas A y B, representadas por el símbolo + si cualquiera de la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1, la salida es 1; de otra forma, es 0.

  Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

Tabla de verdad Puerta OR

Entrada A	Entrada B	Salida A v B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Compuerta XOR O OR-EX (“O exclusiva”)

  En nuestro caso la XOR tiene dos entradas y con  ellas se hará una suma lógica entre “A” por “B” invertida y “A” invertida por “B”. Su salida será alta solo si una de las entradas lo es, pero no lo es, si lo son las dos al mismo tiempo.

A	B	X
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Compuerta NOT (“NO”)

  El circuito NOT invierte el nivel lógico de una señal binaria. Llamada también operación «NO» (NOT en inglés). Es una operación sobre una variable lógica A, representada por una barra elevada (¯) o una comilla (‘).

  Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa. 

  El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.

Compuerta Separador YES (SI)

  Es un triángulo el cual no produce ninguna función lógica particular puesto que el valor binario de la salida es el mismo de la entrada.

  Este circuito se utiliza para amplificación de la señal eléctrica. Por ejemplo, si una entrada utiliza 3 voltios para el binario 1, producirá una salida de 3 voltios. Sin embargo, salida será muy superior a  la corriente suministrada en la entrada. De ésta manera, un separador puede excitar muchas otras compuertas que requieren una cantidad mayor de corriente.

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

  La ecaucion característica que describe el comportamiento de la puerta SI es: F = A

Tabla de verdad Puerta Si

Entrada A	Salida A
0	0
1	1

Compuerta NAND (AND+NOT)

  Consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo, es decir un inversor que invierte la señal. La designación NAND se deriva de la abreviación NOT y AND.

  Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas y la salida es siempre el inverso de la función AND.

Compuerta NOR (OR+NOT)

  La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Toda compuerta NOR es la inversa de la OR.

Compuerta NOR-EX

  La compuerta NOR-EX o llamada buffer esta definida por una compuerta NOT detrás de otra NOT la cual seria una repetición de la entrada en la salida.

  Sin embargo, existen y tienen un uso que significa expansora o reforzadora, su finalidad es amplificar la señal o refrescarla, incrementando su capacidad de hacer circular corriente.

A	B	X
0		0
1		1

Autores: Adrián García y Alfredo Chinchilla
Sección: 136
Turno: Noturno