Puerta lógica digital es un componente electrónico que da como resultado una salida particular después de implementar su lógica en las señales de entrada. Éstas sirven como los bloques de construcción básicos de cualquier sistema digital, independientemente de su complejidad. Las puertas lógicas digitales (figura 1) pueden clasificarse en dos tipos.
Puertas básicas
NO es una puerta tiene una entrada y una salida, donde la salida siempre será la inversión (es decir, la negación) de la entrada. Esto significa que si la entrada es cero, la salida será uno y viceversa.
Y la puerta puede tener múltiples entradas, mientras que su salida está restringida a una sola. Aquí la salida será alta sólo si todas las entradas son altas; para cualquier otro caso la salida será baja.
Puerta de la sala de operaciones es una puerta de múltiples entradas y una sola salida que tiene su salida igual al cero lógico cuando todas las entradas de la puerta son bajas. Además, para todas las demás combinaciones de entradas restantes, cuando en al menos una de las entradas sea alta, la salida será lógicamente alta.
Las puertas NOT, AND y OR son las puertas preliminares utilizadas para realizar cualquier expresión booleana. Por lo tanto, estas son llamadas puertas básicas.
Puertas universales
Y la puerta en conjunción con una puerta NO produce una Puerta NAND que es una puerta lógica de entrada y salida múltiple. Esta puerta tiene su salida baja sólo si todas sus entradas están a un nivel lógico alto. Por otro lado, para cualquier otra combinación de entradas la salida de la puerta será alta.
Puerta NOR es una combinación de puerta de quirófano con una NO es una puerta. Aquí la salida estará en el nivel lógico uno sólo cuando todas las entradas de la puerta estén en estado bajo; todas las demás combinaciones de entradas dan como resultado el cero lógico en la salida de la puerta.
Las puertas NAND y NOR se consideran puertas universales porque cualquier función lógica puede realizarse sólo usando estas dos puertas.
Aparte de estas, dos puertas más, XOR y XNOR, son muy utilizadas. Puerta XOR puede tener cualquier número de entradas mientras que su salida está restringida a una sola línea. En el caso de una puerta XOR de dos entradas, la salida es alta sólo si las entradas no son idénticas, de lo contrario (si son idénticas) la salida será baja. Por ejemplo, si las dos entradas son 0 y 1, entonces la salida será 1; de lo contrario, si las entradas son 0 y 0 (o 1 y 1) entonces la salida será 0. XOR en conjunto con una puerta NOT produce Puerta XNOR cuyo trabajo es complementario al de XOR. Esto significa que la salida de la puerta XNOR es alta para entradas idénticas y baja para entradas no idénticas.
Puertas lógicas digitales puede realizarse utilizando transistores, diodos y otros componentes electrónicos básicos. Sin embargo, comercialmente están disponibles en forma de circuitos integrados (ICs) trabajando ya sea en Lógica de transistores (TTL) o en la tecnología de Óxido de Metal Silicio Complementario (CMOS).
Estos dispositivos funcionan con lógica positiva o negativa. En los dispositivos de lógica positiva, un nivel de alto voltaje será considerado como lógico uno mientras que el voltaje cero representa el estado lógico cero. Por otro lado, si el dispositivo funciona con lógica negativa, entonces el alto voltaje se considerará como el cero lógico mientras que el bajo voltaje se considerará como el alto lógico. Cualquier voltaje entre 2 y 5 V se considera alta en caso de TTL mientras que en el CMOS el rango es de 3 a 18 V. De manera similar, cualquier voltaje por debajo de 0,8 V es considerado como el cero lógico en el caso del TTL mientras que para el CMOS es inferior a 1,5 V. La aparición de cualquier voltaje entre el rango especificado en la entrada del puertas lógicas digitales causará que funcione mal. Para superar esto, se espera que estos dispositivos sean inmunes al ruido externo.
