Estoy estudiando el desarrollo de software y estoy leyendo sobre puertas lógicas, pero de todo el material que he leído, nunca se explicó cómo las puertas lógicas saben si hay electricidad que fluye a través de una puerta o no.
Aquí es donde me atrapa. Supongamos que tiene un Not Gate y no tenía ninguna electricidad que fluyera a través de la entrada, por lo que ahora pasa de que la electricidad no fluya a la electricidad que fluye a través de la salida.
Esta pregunta es similar a la de preguntar "¿Cómo sabe una manzana que existe una atracción gravitacional y que se centrará en ella?"
La respuesta básica es: la física lo dice.
Esto es similar a su ejemplo de puerta lógica. Una puerta lógica "no" es solo una simbolización de la realidad. Los científicos construyeron un dispositivo semiconductor que tenía el comportamiento de "inversión de señal" y lo llamaron "no puerta". No es al revés.
¿Por qué existe un material que puede invertir una señal? Bueno, técnicamente, no sabemos la razón "real". Solo conocemos las leyes de la naturaleza, deducidas de los experimentos.
Por ejemplo: las leyes de la física dicen que una combinación de estas:
PuertaNORdedosentradasCMOS:
Actuará como una puerta NOR que se puede usar para construir una lógica mayor. ¿Cómo sabe una puerta acerca de la electricidad? Bueno, se basa en las complejidades de las junciones de P-N y sus combinaciones. Fuente
La breve explicación de las uniones P-N se puede resumir en: "la probabilidad de dar / tomar el electrón de (químicamente) diferentes materiales".
Básicamente, diseñas un montón de estructuras P-N y actúan de forma similar a lo que los matemáticos llaman un NOR lógico.
Por cierto, creo, NOR era una puerta universal. Entonces, puedes crear otras puertas lógicas desde NOR. (Eso incluye la puerta NO)
Supongo que está buscando la idea básica de cómo funcionan las puertas lógicas, no los detalles de los semiconductores o la base filosófica del "conocimiento".
Por simplicidad, considere un microprocesador de los años 70 como el 6502 o el Z-80. Está construido a partir de transistores NMOS. Para nuestros propósitos, un transistor NMOS puede considerarse un interruptor que se cierra cuando recibe una entrada de 1. Para construir un inversor (izquierda), un transistor NMOS está conectado entre la salida y la tierra, con una resistencia conectada a + 5V, como se muestra a la derecha.
Si coloca un 1 en, el transistor se cierra y conecta a tierra la salida, lo que le da 0 salidas. Si coloca un 0 en, el transistor está abierto y la resistencia eleva la salida. Así, obtienes un inversor.
Si coloca dos transistores en serie, necesita ambas entradas altas para obtener una salida de 0 (es decir, NAND). Si coloca dos transistores en paralelo, cualquiera de las entradas altas da una salida de 0 (es decir, NOR). Para que pueda construir puertas más complejas utilizando los mismos principios.
Los chips modernos se basan en CMOS, que cubre la respuesta de Maximus, por lo que no entraré en eso.
Todos los dispositivos electrónicos funcionan en función del flujo de electricidad. Ahora podría comenzar a explicar los conceptos básicos de Ohm, Kirchhoff, dispositivos semiconductores ... Pero para ser honesto, sería mejor tener un libro de texto sobre electrónica.
Entonces: las puertas lógicas funcionan con electricidad. Es lo mismo que preguntar "cómo puede una palanca saber que se ejerce una fuerza mecánica sobre ella"; no "sabe", su acción es un resultado físico de la transferencia de energía.
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