Puertas Lógicas Digitales Explicadas: Tipos, Funciones y Aplicaciones

Puerta Lógica Digital

Primero, ¿qué es una puerta lógica? «Una puerta lógica es un circuito o dispositivo electrónico que toma decisiones lógicas. En otras palabras, un circuito con una o más entradas y una sola salida que será alta o baja (según el estado de las entradas). Las puertas lógicas son bloques constructivos de sistemas digitales y se usan ampliamente en computadoras y circuitos digitales.»

En 1854, George Boole introdujo el álgebra booleana para cálculos. Las funciones básicas de las puertas lógicas digitales son álgebra booleana/lógica. Realizan cálculos en tiempo insignificante, simplificando enormemente la computación moderna.

Lógica Positiva y Negativa

Ceros y unos son fundamentales en sistemas digitales, representando dos estados posibles de un circuito. En lógica positiva: 1 = ON, Cerrado, Alto, +, Verdadero, Arriba; 0 = OFF, Abierto, Bajo, -, Falso, Abajo. En lógica negativa, la situación se invierte. Ejemplo: un sistema funcionando es 1 en lógica positiva, pero 0 en lógica negativa.

Tipos de Puertas Lógicas

1) OR 2) AND 3) NOT 4) NOR 5) NAND 6) XOR 7) XNOR

Aquí discutiremos solo las puertas básicas.

¿Cómo Funciona la Puerta OR?

Puerta con dos o más entradas y una salida. Da salida alta cuando cualquiera de sus entradas es alta. También llamada puerta «todo o cualquier».

Tabla de verdad OR: Si ambas entradas son 0 → salida 0. Si cualquiera es 1 → salida 1. La operación lógica suma todas sus entradas. Circuito equivalente: dos interruptores en paralelo conectados en serie a una lámpara. Si cualquiera cierra, la lámpara brilla.

¿Cómo Funciona la Puerta AND?

Puerta con dos o más entradas. Da salida baja cuando cualquiera entrada es baja. Solo da salida alta cuando todas las entradas son altas. Multiplica sus entradas entre sí.

Tabla de verdad AND: Salida 1 solo si todas las entradas son 1. Circuito equivalente: dos interruptores en serie con la lámpara. Solo si ambos cierran, el circuito se completa y la lámpara enciende.

¿Cómo Funciona la Puerta NOT?

También llamada inversor. «Puerta que siempre da la salida complementaria de su entrada». Tiene una entrada y una salida. Símbolo: triángulo con burbuja al final.

Tabla de verdad NOT: Entrada 0 → salida 1. Entrada 1 → salida 0. Circuito equivalente con transistor: sin tensión en base → transistor OFF → +Vcc fluye a salida. Con tensión en base → transistor ON → corriente a tierra → salida a 0V.