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Compuertas Lógicas: Guía Completa con Datasheet y Tabla de Verdad

¿Qué son las Compuertas Lógicas?

Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos básicos que realizan operaciones lógicas fundamentales en sistemas digitales. Estas pequeñas pero poderosas unidades son los bloques de construcción de toda la electrónica digital moderna, desde calculadoras simples hasta computadoras complejas.

Características Principales

  • Entrada digital: Procesan señales binarias (0 y 1)
  • Salida digital: Producen resultados en lógica binaria
  • Operaciones lógicas: Realizan funciones booleanas básicas
  • Velocidad: Operan a alta velocidad en nanosegundos

Tipos de Compuertas Lógicas Básicas

1. Compuerta AND

La compuerta AND produce una salida alta (1) solo cuando todas sus entradas son altas (1).

Características:

  • Símbolo: Forma semicircular
  • Operación: Multiplicación lógica (A • B)
  • Aplicación: Sistemas de seguridad, control de acceso

Tabla de Verdad:

ABSalida
000
010
100
111

2. Compuerta OR

La compuerta OR genera una salida alta (1) cuando al menos una de sus entradas es alta (1).

Características:

  • Símbolo: Forma curva convexa
  • Operación: Suma lógica (A + B)
  • Aplicación: Sistemas de alarma, selección múltiple

Tabla de Verdad:

ABSalida
000
011
101
111

3. Compuerta NOT

La compuerta NOT (inversor) invierte la señal de entrada. Es la única con una sola entrada.

Características:

  • Símbolo: Triángulo con círculo
  • Operación: Negación (Ā)
  • Aplicación: Inversión de señales, complementos

Tabla de Verdad:

ASalida
01
10

4. Compuerta NAND

La compuerta NAND es la negación de AND. Produce salida baja (0) solo cuando todas las entradas son altas (1).

Características:

  • Símbolo: AND con círculo de negación
  • Operación: (A • B)'
  • Aplicación: Memorias, microprocesadores

Tabla de Verdad:

ABSalida
001
011
101
110

5. Compuerta NOR

La compuerta NOR es la negación de OR. Su salida es alta (1) únicamente cuando todas las entradas son bajas (0).

Características:

  • Símbolo: OR con círculo de negación
  • Operación: (A + B)'
  • Aplicación: Circuitos de control, decodificadores

Tabla de Verdad:

ABSalida
001
010
100
110

6. Compuerta XOR

La compuerta XOR (OR exclusiva) produce salida alta (1) cuando las entradas son diferentes.

Características:

  • Símbolo: OR con línea curva adicional
  • Operación: A ⊕ B
  • Aplicación: Sumadores, comparadores

Tabla de Verdad:

ABSalida
000
011
101
110

¿Cómo Funcionan las Compuertas Lógicas?

Niveles Lógicos

Las compuertas lógicas trabajan con dos niveles de voltaje:

  • Nivel lógico 0: 0V (estado bajo)
  • Nivel lógico 1: +5V o +3.3V (estado alto)

Tecnologías Comunes

  • TTL (Transistor-Transistor Logic): 5V, alta velocidad
  • CMOS (Complementary MOS): Bajo consumo, amplio rango de voltaje

Aplicaciones Prácticas

En la Vida Cotidiana

  • Computadoras: Unidades aritméticas y de control
  • Smartphones: Procesamiento de señales digitales
  • Electrodomésticos: Sistemas de control automático
  • Automóviles: Sistemas electrónicos de gestión

En Sistemas Industriales

  • Automatización: Control de procesos
  • Robótica: Toma de decisiones lógicas
  • Comunicaciones: Procesamiento de datos
  • Seguridad: Sistemas de acceso controlado

Ventajas de las Compuertas Lógicas

  1. Simplicidad: Operaciones lógicas básicas y claras
  2. Confiabilidad: Funcionamiento consistente y predecible
  3. Velocidad: Procesamiento de señales en nanosegundos
  4. Escalabilidad: Se pueden combinar para crear sistemas complejos
  5. Bajo costo: Fabricación masiva y económica

Conceptos Fundamentales

Álgebra Booleana

Las compuertas lógicas se basan en el álgebra booleana, un sistema matemático que trabaja con valores binarios y operaciones lógicas.

Tablas de Verdad

Cada compuerta tiene una tabla de verdad que muestra todas las posibles combinaciones de entradas y sus correspondientes salidas.

Circuitos Combinacionales

Las compuertas se combinan para crear circuitos más complejos que realizan funciones específicas sin memoria.

Importancia en la Tecnología Moderna

Las compuertas lógicas son fundamentales porque:

  • Base de la computación: Todos los procesadores están construidos con compuertas lógicas
  • Procesamiento digital: Permiten el manejo de información en formato binario
  • Automatización: Facilitan la toma de decisiones automáticas en sistemas
  • Comunicaciones: Procesan y transmiten datos digitales
  • Control: Gestionan el funcionamiento de dispositivos electrónicos

Conclusión

Las compuertas lógicas son los componentes fundamentales que hacen posible toda la tecnología digital que utilizamos diariamente. Su simplicidad conceptual contrasta con su enorme importancia práctica, ya que permiten construir desde calculadoras básicas hasta supercomputadoras complejas.

Comprender cómo funcionan estas unidades básicas es esencial para cualquier persona interesada en electrónica, programación de hardware, ingeniería de sistemas o simplemente para entender mejor cómo funciona la tecnología que nos rodea.

Guía completa de compuertas lógicas con datasheet, tabla de verdad y aplicaciones. Circuitos integrados 7408 (AND), 7432 (OR), 7404 (NOT), 7400 (NAND), 7486 (XOR). Características eléctricas y diagramas.

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Circuitos Integrados de Compuertas Lógicas

Compuerta lógica AND (Circuito Integrado SN74LS08) 7408 74LS08

El circuito integrado 7408 es una compuerta lógica AND de 2 entradas. Consulta su datasheet para detalles técnicos. Para que la salida sea alta (1), ambas entradas deben ser altas (1), como se muestra en su tabla de verdad.

Configuración del Circuito

2 entradas y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = A AND B
Aplicaciones en Electrónica Digital

Sistemas de control, Circuitos aritméticos...

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
00
01
10
111

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Compuerta lógica AND (Circuito Integrado SN74LS08) 7408 74LS08 - Circuito integrado 7408

Compuerta lógica OR (Circuito Integrado SN74LS32) 7432 74LS32

El circuito integrado 7432 es una compuerta lógica OR de 2 entradas. La salida será alta (1) si al menos una entrada es alta (1), verifica su tabla de verdad. El datasheet contiene más información.

Configuración del Circuito

2 entradas y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = A OR B
Aplicaciones en Electrónica Digital

Sistemas de detección, Circuitos de selección

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
00
011
101
111

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Compuerta lógica OR (Circuito Integrado SN74LS32) 7432 74LS32 - Circuito integrado 7432

Compuerta lógica NOT (Circuito Integrado SN74LS04) 7404 74LS04

El circuito integrado 7404 es una compuerta lógica NOT (inversor). Tiene 1 entrada y 1 salida, invirtiendo la señal. Revisa su tabla de verdad y datasheet para especificaciones.

Configuración del Circuito

1 entrada y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = NOT A
Aplicaciones en Electrónica Digital

Inversión de señales, Osciladores

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
01
1

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Compuerta lógica NOT (Circuito Integrado SN74LS04) 7404 74LS04 - Circuito integrado 7404

Compuerta lógica NAND (Circuito Integrado SN74LS00) 7400 74LS00

El circuito integrado 7400 es una compuerta NAND de 2 entradas (AND + NOT). La salida es baja (0) solo si ambas entradas son altas (1), como indica su tabla de verdad. Consulta el datasheet para más detalles.

Configuración del Circuito

2 entradas y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = NOT (A AND B)
Aplicaciones en Electrónica Digital

Circuitos de memoria (Flip-flops), Compuerta lógica universal

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
001
011
101
11

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Compuerta lógica NAND (Circuito Integrado SN74LS00) 7400 74LS00 - Circuito integrado 7400

Compuerta lógica XOR (Circuito Integrado SN74LS86) 7486 74LS86

El circuito integrado 7486 es una compuerta lógica XOR (OR exclusiva) de 2 entradas. La salida es alta (1) solo si las entradas son diferentes. Útil en circuitos de paridad y sumadores.

Configuración del Circuito

2 entradas y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = A XOR B
Aplicaciones en Electrónica Digital

Circuitos de paridad, Sumadores binarios...

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
00
011
101
11

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Compuerta lógica XOR (Circuito Integrado SN74LS86) 7486 74LS86 - Circuito integrado 7486

Compuerta lógica NOR (Circuito Integrado SN74LS02) 7402 74LS02

El circuito integrado 7402 es una compuerta lógica NOR de 2 entradas (OR + NOT). La salida es alta (1) solo si ambas entradas son bajas (0). Es una compuerta universal como NAND.

Configuración del Circuito

2 entradas y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = NOT (A OR B)
Aplicaciones en Electrónica Digital

Flip-flops, Compuerta lógica universal...

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
001
01
10
11

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Compuerta lógica NOR (Circuito Integrado SN74LS02) 7402 74LS02 - Circuito integrado 7402

Compuerta lógica XNOR (Circuito Integrado SN74LS266) 74266 74LS266

El circuito integrado 74266 es una compuerta lógica XNOR (NOR exclusiva) de 2 entradas. La salida es alta (1) cuando las entradas son iguales. Es lo opuesto a XOR.

Configuración del Circuito

2 entradas y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = NOT (A XOR B)
Aplicaciones en Electrónica Digital

Comparadores, Detectores de igualdad...

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
001
01
10
111

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Compuerta lógica XNOR (Circuito Integrado SN74LS266) 74266 74LS266 - Circuito integrado 74266

Buffer/Driver (Circuito Integrado SN74LS07) 7407 74LS07

El circuito integrado 7407 es un buffer/driver de colector abierto. Amplifica la corriente sin cambiar la lógica de la señal. Útil para manejar cargas pesadas o interfaces.

Configuración del Circuito

1 entrada y 1 salida

Función Booleana y Operación LógicaSalida = A (amplificado)
Aplicaciones en Electrónica Digital

Drivers de LED, Interfaces de relés...

Tabla de Verdad Completa

Entrada AEntrada BSalida
0
11

Datasheet y Diagrama del Circuito Integrado

Datasheet Buffer/Driver (Circuito Integrado SN74LS07) 7407 74LS07 - Circuito integrado 7407

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