Fundamentos de Electrónica Digital: Puertas Lógicas, Circuitos y Familias

Sistemas Digitales

Los sistemas digitales están basados en el uso de solo dos valores (0, 1) o (Verdadero, Falso). También se denomina Sistema Binario.

Puertas Lógicas Fundamentales

• Puerta lógica inversora (NOT): Cuando ponemos un 1 lógico (5V) en la entrada de una puerta inversora, en la salida tenemos un 0. S = Ā.
• Puerta lógica (OR): Realiza una suma lógica a la salida. S = A + B.
• Puerta lógica (AND): Realiza una multiplicación lógica con los valores de entrada. S = A · B.
• Puerta lógica (NOR): Es la combinación de una puerta OR y una inversora (NOT). S = A + B (todo negado).
• Puerta lógica (NAND): Es la combinación de una puerta AND y una inversora (NOT). S = A · B (todo negado).

Circuitos Comparadores: OR-Exclusiva (EX-OR)

Es un comparador de un bit que activa la salida igual a '1' cuando las entradas son diferentes y '0' cuando las entradas son iguales. S = Ā · B + A · B̄.

Tipos de control de errores

1. Sistemas de transmisión en paralelo: Para evitar errores, se envía la misma palabra por duplicado. Con una puerta EX-OR se compara la palabra y, si se detecta un error, la EX-OR activa un '1' que indica repetir la palabra.
2. Sistema de control de errores para puertos serie (USB, RAID): Utilizamos el bit de paridad para indicar si el número de 1 de cada palabra es par y utilizamos 0 si el número es impar. Con una puerta EX-OR se comprueba que el bit de paridad coincide con el 1 de salida del combinacional que cuenta los 1.

Multiplexores

Es un circuito combinacional que nos permite, mediante varios selectores, elegir distintas entradas para una sola salida.

Aplicaciones de los multiplexores

• Selector de canales (TV, radio, etc.).
• Rastreo de teclados.
• Selector para los datos internos de un ordenador, eligiendo los buses que van a los distintos dispositivos de la placa base.

Familias Lógicas

• RDL (Lógica Diodo-Resistencia): Son familias compuestas por diodos y una resistencia.
• DTL (Lógica Transistor-Diodo): Donde tenemos un solo transistor y varios diodos. Es una puerta muy rápida, pero ocupa mucho espacio.
• TTL (Transistor-Transistor Logic): Utiliza solo transistores; es el sistema que consigue la mayor miniaturización en integración.