Logic Gates

Esse é um repost do texto que eu postei originalmente no medium, estou repostando aqui por motivos históricos.


1. Introdução

Todo computador é composto de portas lógicas, ou, logic gates, será descrito o funcionamento e construção lógica com transistores das portas AND, OR, XOR, e NOT.

2. Funcionamento

A porta OR pode ser construída usando dois transistores em paralelo, com ambos os coletores com corrente, com suas saídas juntas conectadas a saída da porta, e suas bases conectadas cada uma a uma de suas entradas, assim, quando qualquer das entradas estiverem com ligadas, a saída também estará, e quando nenhuma estiver ligada, nenhum dos transistores vai permitir a corrente a fluir então estará desligado[1].

Já a porta AND, diferente da porta OR, pode ser construída com dois transistores em sequência, sendo que o coletor do primeiro tem sempre corrente e seu emissor é conectado ao coletor do segundo e o emissor do segundo é conectado à saída da porta lógica, assim, a saída só estará ligada, quando suas duas entradas, as quais são conectadas nas bases dos dois transistores, permitirem que a corrente passe pelos dois transistores até a saída[1].

Já uma porta NOT pode ser construída usando um transistor no qual a saída da porta está emitindo corrente por padrão mas na ramificação da saída, existe um transistor cuja base é controlada pela entrada dessa porta lógica, se o transistor estiver permitindo a passagem de corrente, ao invés de a corrente ir para a saída ela segue o transistor e vai para o terra[2] como na figura 3.

E uma porta XOR, nada mais é que a junção dessas três portas, como evidenciado na figura 4, na qual as entradas da porta XOR são ligadas tanto numa porta OR quanto numa NAND (que nada mais é que uma porta AND com uma NOT depois dela) e a saída dessas duas portas lógicas são ligadas à uma outra porta AND cuja saída é a saída da porta XOR[1].

O interessante é ver que a definição da porta XOR bate com o projeto, sendo uma porta lógica que permite a passagem da corrente quando a entrada A ou a entrada B estão ligadas, mas não quando as duas estão ligadas.

3. Ilustrações

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Figura 1 — diagrama ilustrativo de uma porta lógica OR[1].

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Figura 2 — diagrama ilustrativo de uma porta lógica AND[1].

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Figura 3 — projeto lógico de uma porta lógica NOT[2].

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Figura 4 — projeto lógico de uma porta lógica XOR[1].

4. Conclusões

Após essa jornada espero que você tenha aprendido algo novo hoje, já se pode colocar isso na lista do Today I Learned. Também espero não ter explicado nada de maneira errônea, mas caso tenha dúvidas, aposto que tu podes se referir aos dois vídeos nas referencias.

5. Referências

Todas as imágens foram tiradas desses dois vídeos, não tenho direito algum sobre as mesmas, foram prints tirados desses vídeos.