Puertas lógicas

Hola, en esta entrada vamos a estudiar las puertas lógicas que existen en electrónica digital para poder llevar a cabo la implementación de circuitos electrónicos. En concreto veremos los tipos de puertas lógicas, las familias lógicas que existen y como se comercializan dichas puertas.

Como ya vimos en la entrada anterior, las puertas lógicas son circuitos electrónicos especializados en realizar operaciones booleanas. Las puertas lógicas básicas son las tres correspondientes a las operaciones definidas en el álgebra de Boole: se llaman AND, OR y NOT. Que corresponden respectivamente a las siguientes operaciones:

• Multiplicación→ AND

• Suma→OR

• Negación→NOT

Además de estas, existen otras puertas lógicas. La siguiente tabla recoge las más usadas, su simbología y la tabla de verdad asociada.

En este enlace podemos ver un vídeo explicativo del funcionamiento de las puertas lógicas mencionadas anteriormente.

Las primeras puertas lógicas se hicieron con relés. Después con válvulas de vacío y finalmente con transistores (De ahí la importancia que tiene este componente en la electrónica). Actualmente dependiendo de los transistores y otras características, las puertas lógicas se clasifican en familias lógicas:

• Familia RTL (Resistor-Transistor Logic): Sus puertas están fabricadas con transistores bipolares y resistores. Son muy lentas.

• Familia DTL (Diode-Transistor Logic): En esta familia mucho de los resistores que teniían la familia RTL fueron sustituidos por diodos.

• Familia TTL (Transistor-Transistor Logic): Apareció al descubrirse que los circuitos DTL podían  mejorarse utilizando transistores bipolares de emisor múltiple. Sus puertas deben alimentarse a +5V. Las de mayor éxito fueron las de la serie 74.

• Familia CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor): Surgió al sustituir los transistores bipolares de la familia TTL por transistores de efecto campo (FET). Su alimentación puede ser de +3 a +15V. Su consumo es reducido y las posibilidades de miniaturización son asombrosas.

Las puertas lógicas no se comercializan individualmente, sino que se presentan empaquetadas en un circuito integrado. Los integrados de la familia CMOS pueden llegar a contener millones de transistores. Los procesos de fabricación mejoran vertiginosamente, lo que permite que las puertas lógicas puedan hacerse cada vez más pequeñas y, por tanto, los circuitos integrados pueden contener un mayor número de ellas. En la imagen siguiente podemos visualizar un circuito integrado en cuyo interior se encuentran las puertas lógicas, en este caso de puertas lógicas AND.