PUERTAS LOGICAS
¿Qué
es una compuerta lógica?
Los
dispositivos lógicos combinacionales son dispositivos digitales que convierten
entradas binarias en salidas binarias con base en las reglas de la lógica
matemática. Estos dispositivos son comúnmente conocidos como compuertas, ya que
controlan el flujo de señales de las entradas a una sola salida.
Normalmente,
todas las compuertas lógicas tienen una salida y dos entradas, algunas
compuertas lógicas como la compuerta NOT o
inversor tienen solo una entrada y una salida. Es un dispositivo
electrónico con una función booleana u otras funciones como sumar o restar,
incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas.
Se pueden aplicar a tecnología
electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de
conmutación integrados en un chip.
El
nivel lógico en bajo representa cero volts y el nivel lógico en alto representa
3 o 5 volts
¿Qué
es un nivel lógico?
Un
nivel lógico se define como un estado o voltaje específico de una señal, sabemos
que 0 y 1 son los dos estados de compuertas lógicas. Los niveles lógicos 0 y 1
se conocen como BAJO (LOW) y ALTO HIGHT), respectivamente. En electrónica
digital, estos niveles lógicos binarios desempeñan un papel crucial en el
almacenamiento y la transferencia de datos.
Estos
niveles lógicos se pueden entender como estados de encendido y apagado. Como se
mencionó anteriormente, los niveles lógicos se introducen en la compuerta
lógica mediante el voltaje de suministro.
A
continuación, las principales puertas lógicas:
PUERTA
AND
PUERTA
NOT O INVERSOR
PUERTA
OR
PUERTA
OR EXCLUSIVE
CUÁDRUPLE
PUERTA NOR CMOS
CUÁDRUPLE
PUERTA NAND CMOS
CARACTERSITICAS
DE LAS PUERTAS LOGICAS
_
Retardo de propagación. Es el retraso de
respuesta que presenta una puerta lógica desde que se aplica una entrada lógica
al circuito y este da la respuesta correspondiente a esa entrada.
_
Potencia de disipación. Es la potencia
que consume una puerta lógica en estado estacionario. Se mide en mW.
_
Inmunidad al ruido. Mide la cantidad máxima de ruido que puede
superponerse a una señal digital para que la puerta que la recibe no pase de un
estado lógico a otro.
FAMILIAS
LOGICAS
Debido
a los requisitos de la industria actual las dos familias que mas han
proliferado son la CMOS y la TTL sobre todo la TTL, ya que presenta una mayor
combinación de circuitos lógico en sus integrados.
Familia
lógica TTL
Es
la familia lógica más extendida del mercado. Su alimentación es de 5V y tiene
buena inmunidad al ruido. Su nombre viene de Transistor
Transistor Logic que es la tecnología
con la que está construida.
SUBFAMILIAS
TTL
TTL
Standard. Se identifica como SN74XX. El
consumo por puerta es de 10mW y funciona hasta frecuencias de 35MHz. El retraso
por puerta es de 10nS.
TTL
de baja potencia. Se identifica como
SN74LXX. El consumo por puerta es de 1mW y funciona hasta frecuencias de 3MHz.
El retraso por puerta es de 33nS
TTL de alta velocidad. Se identifica como SN74HXX. El consumo por puerta
es de 22mW y funciona hasta frecuencias de 50MHz. El retraso por puerta es de
6nS.
TTL
Schottky. Se identifica como SN74SXX es la más
rápida de la familia TTL. El consumo por
puerta es de 19mW y funciona hasta frecuencia de 125MHz. El retraso por puerta
es de 3nS.
FAMILIA
LOGICA CMOS
Es la segunda familia lógica mas vendida en el
mercado. Se caracteriza por el bajo consumo de energía que necesita para
funcionar.
Como
característica básica hay que señalar que se pueden alimentar con un rango de
tensiones entre 3V y 15V. Presenta una fabulosa inmunidad al ruido.
Las
principales desventajas que presenta esta familia son su baja velocidad y de un
cuidado mayor en la manipulación de estos componentes, ya que se pueden dañar
de forma fácil por la electricidad estática.
Las
subfamilias de la familia CMOS son:
_ CMOS standard. Esta formada por la serie de circuitos integrados
de la serie 40XX, tiene un consumo por puerta de 2.5nW y un tiempo de respuesta de
40nS.
_ HCMOS
Es
la familia CMOS de alta velocidad, identificándose por la serie 74HCXX. Su
alimentación debe ser entre 2 y 6V. Tiene un retardo de 9nS y un consumo por
puerta de 2.5mW.
_ HCMOS compatible con la familia TTL.
Pertenece
a la serie 74HCTXX. Su tensión de alimentación es de 5V, siendo las demás
características similares a la de los casos anteriores.
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