PUERTAS LOGICAS

 PUERTAS LOGICAS
La puerta lógica es el bloque de construcción básico de los sistemas digitales. Las puertas lógicas operan con números binarios. Por tanto las puertas lógicas se denominan puertas lógicas binarias.
En los circuitos digitales todos los voltajes, a excepción de los voltajes de las fuentes de potencia, se agrupan en dos posibles categorías: voltaje altos y voltajes bajos. No quieredecir esto que solo se encuentren dos voltajes, si no que cierto rango de voltajes se define como alto y otro cierto rango como bajos. Entre estos dos rangos de voltajes existen existe una denominada zona prohibida o de incertidumbre que los separa.
Una tensión alta significa un 1 binario y una tensión baja significa un cero binario.
Todos los sistemas digitales se construyen utilizando trespuertas lógicas básicas. Estas son las puertas AND, la puerta OR y la puerta NOT. 
 
LA PUERTA AND. 
 
 
Figura 1: Circuito equivalente de una puerta AND

La puerta AND es denominada la puerta de << Todo o Nada >> . observar el esquema de la figura 1, la cual muestra la idea de la puerta AND. Examinando de cerca el circuito, notamos que la lampara encenderá solo si ambos interruptores se cierran o seactivan simultáneamente. Si uno de los de los interruptores esta abierto, el circuito se interrumpe y la lampara no se enciende. Todas las posibles combinaciones para los interruptores A y B se muestran en la tabla 1 . La tabla de esta figura que la salida (y) esta habilitada (encendida ) solamente cuando ambas entradas están cerradas. 
  
 
Interruptores de entrada 
Luz de salida
A
B
Y
AbiertoAbierto
Cerrado
Cerrado 
Abierto 
Cerrado 
Abierto 
Cerrado 
Apagado 
Apagado
Apagado 
Encendido 
Tabla 1: Combinaciones posibles de la compuerta AND

Con el ánimo de presentar en forma mas compacta la tabla, anterior, convengamos en que la condición de interruptor cerrado la representamos con un 1, y la de interruptor abierto con un 0. De manera similar, el encendido de la lampara la representamoscon un 1. Y su apagado con un 0 (cero). Con estas convenciones, la tabla 1 nos quedaría como en la tabla 2. 
  
 
A
B
Y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
Tabla 2: Tabla 1 simplificada

LOS SÍMBOLOS DE LAS COMPUERTAS
Son una representación gráfica de la función que ayuda a visualizar las relaciones lógicas existente en un diseño o circuito. En la figura 2 se muestra el símbolo de la compuerta AND con lo quese quiere significar que esta compuerta AND es un dispositivo que posee dos entradas A y B y una salida Y. 
 
 
Figura 2: Símbolo de una compuerta AND

El álgebra booleana es una forma de lógica simbólica que muestra como operan las compuertas lógicas. Una expresión booleana es un método << taquígrafo >> de mostrar que ocurre en un circuito lógico. La expresión booleana para el circuito de lafigura 3 es. 
 

A · B = Y 
Figura 3: Expresión booleana de la compuerta AND

La expresión booleana se lee A AND B igual a la salida Y. El punto (·) significa la función lógica AND en álgebra booleana, y no la operación de multiplicar como en el álgebra regular.
Con frecuencia un circuito lógico tiene tres variables. La fig. 4 muestra una expresión booleana para una puerta AND de tres entradas. Elsímbolo lógico para esta expresión AND de tres entradas esta dibujada en la fig. 5. La tabla de verdad  3 muestra las 8 posibles combinaciones de la variables a, b y c observar que solo cuando todas las entradas están en 1  y la salida de la puerta AND se habilita  a 1. 
 

A · B · C = Y 
Figura 4: Expresión booleana para una compuerta AND de tres entradas 
 
 
Figura 5: Compuerta AND de tresentradas

A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
Tabla 3: Tabla de verdad de una compuerta AND de tres entradas

LA PUERTA OR 
 

 
Figura 6: CIrcuito equivalente de una compuerta OR

La puerta OR se denomina y la puerta de << cualquiera o todo >>. El esquema de la figura 6 nos muestra la idea de la puerta OR, en el cual los interruptores han sido conectados en...