¿Qué son los circuitos combinacionales?

Los circuitos combinacionales son circuitos digitales que procesan las entradas y proporcionan las salidas en función de su relación lógica con las entradas. Por el contrario, los circuitos secuenciales (también llamados sincrónicos o lineales) operan sobre flujos de datos de un bit a la vez; por ejemplo, leyendo datos de un dispositivo de almacenamiento como una matriz, un registro de desplazamiento o una memoria de acceso aleatorio (RAM). Así, los circuitos secuenciales almacenan la información de forma secuencial y realizan operaciones de un bit a la vez en ese flujo de datos. En la lógica combinacional, las señales pueden tomar cualquier valor sin estar limitadas a 0 o 1. La lógica combinacional también se conoce como circuito lógico. Un circuito lógico realiza funciones lógicas-AND, OR, NOT-en sus señales de entrada para producir una señal de salida. La operación realizada por cada elemento lógico viene determinada por las propiedades lógicas del circuito (tabla de verdad).

 

Fundamentos de los circuitos combinacionales

La entrada de un circuito combinacional puede ser cualquier combinación de entradas. Por lo tanto, la salida de un circuito combinacional es también una combinación de entradas. En otras palabras, la salida de un circuito combinacional no depende de ninguna entrada o salida anterior del circuito. Por lo tanto, los circuitos combinacionales no requieren bucles de retroalimentación y no necesitan relojes. Las puertas lógicas son los componentes básicos de los circuitos combinacionales. En las puertas lógicas, la salida es una función de la entrada. Los tipos de circuitos combinacionales incluyen decodificadores, multiplexores y sumadores. Los decodificadores utilizan la lógica combinacional para seleccionar una de las entradas. Los multiplexores se utilizan para seleccionar una de las entradas en función de una única entrada de control. Los circuitos sumadores realizan la suma de dos números binarios.

 

Puertas lógicas y elementos lógicos básicos

Las puertas lógicas se utilizan para construir circuitos combinacionales. Las puertas lógicas más comunes utilizadas en los circuitos combinacionales son las puertas AND, OR y NOT. Otros tipos de puertas lógicas utilizadas en los circuitos combinacionales son las puertas NAND, NOR y XOR. Las entradas y salidas de las puertas lógicas pueden ser 0 o 1. Compuerta AND - En una compuerta AND, la salida es 1 sólo cuando todas las entradas son 1. La puerta AND puede utilizarse como un circuito selector para seleccionar una de las dos entradas que pasan a la salida. Puerta OR - En una puerta OR, la salida es 1 siempre que una entrada sea 1 o más. La puerta OR se puede utilizar como un circuito multiplexor para seleccionar una de las dos entradas para pasar a la salida. Puerta NOT - La salida de una puerta NOT es la opuesta a su entrada. Una puerta NOT también se denomina circuito inversor. Una puerta NOT puede utilizarse como circuito inversor para invertir una señal.

 

Aplicaciones de los circuitos combinacionales

La lógica combinacional se utiliza en una amplia gama de circuitos digitales. A continuación se dan algunos ejemplos de sus aplicaciones: Decodificadores - Un decodificador es un circuito combinacional que se utiliza para seleccionar una de un número de entradas basado en un código particular. Multiplexores - Un multiplexor es un circuito combinacional que selecciona una de varias entradas para la salida. Sumador - Un sumador es un circuito combinacional que suma dos números binarios.

 Video ¿Qué es un circuito combinacional?

Ventajas de los circuitos combinacionales

A continuación se enumeran las principales ventajas de los circuitos combinacionales: Los circuitos lógicos son fáciles de diseñar y fabricar. Los circuitos lógicos son fáciles de entender, probar y reparar. La velocidad del circuito está controlada por la velocidad de funcionamiento de los transistores. El tamaño del circuito es independiente de su función. La potencia consumida por un circuito lógico es baja. El coste del circuito es bajo, ya que el número de transistores utilizados se basa en la función, no en el tamaño. Los circuitos lógicos son muy fiables. Los transistores utilizados en un circuito digital pueden hacerse funcionar fácilmente en modo colector o emisor.

 

Desventajas de los circuitos combinacionales

Las principales desventajas de los circuitos combinacionales se enumeran a continuación: La velocidad de un circuito lógico es igual a la velocidad de la puerta lógica más lenta del circuito. El tamaño de un circuito lógico es igual al tamaño de la puerta lógica más grande del circuito. La potencia consumida por un circuito lógico es igual al producto de la potencia consumida por cada puerta lógica del circuito. El coste del circuito es igual al coste de la puerta lógica más cara del circuito. Los circuitos lógicos funcionan con una precisión limitada y la inmunidad al ruido es baja. Se necesita un gran número de elementos lógicos para generar una amplia gama de frecuencias. Se necesita un gran número de elementos lógicos para accionar una amplia gama de cargas.

 

Resumen

Un circuito combinacional es un circuito digital que procesa las entradas y proporciona las salidas basándose en su relación lógica con las entradas. Es un circuito lógico que realiza funciones lógicas AND, OR, NOT-en sus señales de entrada para producir una señal de salida. La operación realizada por cada elemento lógico está determinada por la tabla de verdad. La entrada de un circuito combinacional puede ser cualquier combinación de entradas. Por lo tanto, la salida de un circuito combinacional es también una combinación de entradas. En otras palabras, la salida de un circuito combinacional no depende de ninguna entrada o salida anterior del circuito. Las puertas lógicas son los componentes básicos de los circuitos combinacionales. Las principales ventajas de los circuitos combinacionales son que son fáciles de diseñar y fabricar, fáciles de entender, probar y reparar, la velocidad del circuito está controlada por la velocidad de funcionamiento de los transistores, el tamaño del circuito es independiente de la función del circuito, la potencia consumida por un circuito lógico es baja, el coste del circuito es bajo ya que el número de transistores utilizados se basa en la función, no en el tamaño, los circuitos lógicos son muy fiables y los transistores utilizados en un circuito digital pueden hacerse funcionar fácilmente en modo colector o emisor.