Ingeniero

Compuertas Lógicas

Hay disponible una gran variedad de compuertas estándar, cada una con un comportamiento perfectamente definido, y es posible combinarlas entre si para obtener funciones nuevas. Desde el punto de vista practico, podemos considerar a cada compuerta como una caja negra, en la que se introducen valores digitales en sus entradas, y el valor del resultado aparece en la salida.Cada compuerta tiene asociada una tabla de verdad, que expresa en forma de lista el estado de su salida para cada combinación posible de estados en la(s) entrada(s).

En la actualidad, una compuerta es un conjunto de transistores dentro de un circuito integrado, que puede contener cientos de ellas. De hecho, un microprocesador no es más que un chip compuesto por millones de compuertas lógicas.Posiblemente la manera más sencilla de implementar funciones lógicas sea mediante el uso de diodos, los cuales permiten el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección más no en la dirección contraria. Esta manera de construir funciones lógicas es conocida de varias maneras tales como "Diode Logic", "Diode-Diode Logic" o inclusive como "Diode-Resistor Logic".

En el siguiente diagramaesquemático tenemos la función OR implementada con diodos:




El funcionamiento de este circuito es extremadamente sencillo. Si las entradas a los diodos D1 y D2 en las terminales 3 y 4 son "0" (cero voltaje aplicado en ellas) entonces no llegará voltaje alguno a la terminal 1. En pocas palabras, cuando ambas entradas son "0" la salida será "0". Si aplicamos un voltaje (un "1") a la terminal3 y mantenemos la entrada a la terminal 4 en "0", entonces la corriente eléctrica podrá fluir directamente de la terminal 3 a la terminal 1 poniendo un "1" (el voltaje aplicado en la entrada del diodo D1) en la salida. Esta corriente eléctrica no puede fluir por el diodo D2 aunque su entrada sea "0" porque el diodo solo es capaz de conducir corriente eléctrica en la dirección indicada por laflecha en su símbolo. Con esto, si la entrada en la terminal 3 es "1" y la entrada en la terminal 4 es "0", la salida será "1". Y lo mismo ocurrirá cuando la entrada en la terminal 3 sea "0" y la entrada en la terminal 4 sea "1". En pocas palabras, cuando cualquiera de las entradas es "1" la salida será también "1". Y si ambas entradas son "1" la salida será "1". Esta es precisamente la acción de unOR.

En el siguiente diagrama esquemático tenemos la función AND implementada con diodos:



Este circuito también tiene una explicación sencilla.

Si las entradas a los diodos D1 y D2 en las terminales 4 y 5 son "1", entonces al estar ambos lados de cada diodo al mismo potencial eléctrico ninguno de ellos conducirá corriente eléctrica alguna (la corriente eléctrica sólo puede fluir de un"1" a un "0") y la terminal 1 se mantendrá al mismo nivel del voltaje al cual está conectada a través de la resistencia R1. En pocas palabras, cuando ambas entradas son "1" la salida será "1". Si aplicamos un "0" a la terminal 4 y mantenemos la entrada a la terminal 5 en "1", entonces la corriente eléctrica podrá fluir directamente a través del diodo D1 de la fuente de voltaje a la terminal 4siguiendo la flecha simbólica del diodo D1, con lo cual el voltaje en la terminal 1 se desplomará al nivel de "tierra eléctrica", o sea a "0". Con esto, si la entrada en la terminal 4 es "0" y la entrada en la terminal 5 es "1", la salida será "0". Y lo mismo ocurrirá cuando la entrada en la terminal 4 sea "1" y la entrada en la terminal 5 sea "0". En pocas palabras, cuando una de las entradas es "0"la salida será "0". Y si ambas entradas son "0" la salida será "0". Esta es precisamente la acción de un AND.

La principal desventaja de utilizar únicamente diodos para implementar funciones lógicas es que no hay manera alguna de implementar la función NOT, los diodos no proporcionan manera alguna de poder invertir un "1" lógico convirtiéndolo en un "0", o viceversa. Por otro lado, como los...