Las compuertas lógicas son los bloques de construcción fundamentales de los circuitos digitales. Permiten realizar operaciones booleanas. Estas operaciones son la base de la electrónica digital y la computación. Veamos algunos ejemplos prácticos.
Circuito AND Simple
El primer ejemplo es un circuito AND. La compuerta AND produce una salida VERDADERA (1) solo si TODAS sus entradas son VERDADERAS (1). Si alguna entrada es FALSA (0), la salida es FALSA (0). Usaremos dos interruptores como entradas.
Paso 1: Define las entradas. Necesitamos dos interruptores (A y B) que representan las entradas de la compuerta AND.
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Paso 2: Conecta los interruptores en serie. Conecta un extremo de cada interruptor a una fuente de voltaje (por ejemplo, 5V). El otro extremo del primer interruptor (A) se conecta a un extremo del segundo interruptor (B).
Paso 3: Conecta la salida. El otro extremo del segundo interruptor (B) se conecta a un LED (diodo emisor de luz) y luego a una resistencia. La resistencia limita la corriente que pasa por el LED. El otro extremo de la resistencia se conecta a tierra (0V).
Paso 4: Verifica la tabla de verdad. * Si A=0 y B=0, el LED no se enciende (salida 0). * Si A=0 y B=1, el LED no se enciende (salida 0). * Si A=1 y B=0, el LED no se enciende (salida 0). * Si A=1 y B=1, el LED se enciende (salida 1).
Este circuito simple demuestra la función de una compuerta AND. El LED solo se enciende cuando ambos interruptores están cerrados (ambas entradas son 1).
Circuito OR Simple
Ahora veamos un circuito OR. La compuerta OR produce una salida VERDADERA (1) si AL MENOS UNA de sus entradas es VERDADERA (1). Solo si TODAS las entradas son FALSAS (0) la salida es FALSA (0).
Paso 1: Define las entradas. Usamos nuevamente dos interruptores (A y B).
Paso 2: Conecta los interruptores en paralelo. Conecta un extremo de cada interruptor a una fuente de voltaje (por ejemplo, 5V). El otro extremo de CADA interruptor se conecta al LED y a la resistencia.
Paso 3: Conecta la salida. El LED y la resistencia se conectan a tierra como antes.
Paso 4: Verifica la tabla de verdad. * Si A=0 y B=0, el LED no se enciende (salida 0). * Si A=0 y B=1, el LED se enciende (salida 1). * Si A=1 y B=0, el LED se enciende (salida 1). * Si A=1 y B=1, el LED se enciende (salida 1).
En este circuito OR, el LED se enciende si al menos uno de los interruptores está cerrado (al menos una entrada es 1).
Circuito NOT Simple
Finalmente, exploremos un circuito NOT. La compuerta NOT invierte la entrada. Si la entrada es VERDADERA (1), la salida es FALSA (0). Si la entrada es FALSA (0), la salida es VERDADERA (1).
Paso 1: Usa un transistor NPN. Necesitas un transistor NPN, una resistencia de base (Rb), una resistencia de colector (Rc), y un interruptor.
Paso 2: Conecta la base. Conecta el interruptor y la resistencia Rb en serie. Un extremo del interruptor se conecta a tierra y el otro extremo se conecta a la resistencia Rb. El otro extremo de Rb se conecta a la base del transistor.
Paso 3: Conecta el colector. Conecta Rc al colector del transistor y a la fuente de voltaje. Conecta el LED y otra resistencia en serie entre el colector y la fuente de voltaje, antes de Rc.
Paso 4: Conecta el emisor. Conecta el emisor del transistor a tierra.
Paso 5: Verifica la tabla de verdad. * Si el interruptor está abierto (entrada 0), el transistor está apagado. El LED se enciende (salida 1). * Si el interruptor está cerrado (entrada 1), el transistor se enciende. El LED se apaga (salida 0).
Este circuito NOT muestra cómo la salida es el inverso de la entrada. Cuando el interruptor está abierto, el LED está encendido. Cuando el interruptor está cerrado, el LED está apagado.
