Prosegue il nostro studio sulle porte logiche utilizzate nell’elettronica digitale. In questo articolo vedremo il funzionamento di uno degli elementi fondamentali dell’elettronica digitale, la porta logica NOT.
Ci siamo occupati del funzionamento dei semiconduttori e abbiamo fino a questo punto parlato delle porte logiche introducendo il funzionamento della porta AND e della porta OR.
Indice
Cosa è una porta logica
Ricordiamo che una porta logica è un circuito digitale in grado di di realizzare una funzione logica di una o più variabili booleane. In pratica un circuito elettronico può simulare la logica matematica booleana utilizzando componenti elettronici con semiconduttori come diodi o transistor. Le porte logiche costituiscono i “mattoni elementari” contenuti nei microchip dei circuiti integrati.
La porta logica NOT
La porta NOT, definita anche Invertitore, in elettronica digitale indica un dispositivo che implementa la funzione della negazione logica. Dalla sua tabella della verità si evince che l’uscita è sempre l’opposto dell’ingresso. Quindi una porta NOT restituisce in uscita il valore negato del livello logico in ingresso. Stiamo parlando della porta logica fondamentale. Negli esempi e schemi elettronici non abbiamo definito la tipologia di transistor soffermandoci solo sul funzionamento del corrispondente circuito elettronico. Nella pratica l’industria dei microchip realizza le porte logiche utilizzando transistor ad effetto di campo MOS FET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor). La porta logica NOT costituisce l’elemento base per la progettazione di circuiti integrati con la logica CMOS (complementary metal-oxide semiconductor).
La porta NOT costruita con il Transistor
Con un solo ingresso ed una uscita abbiamo visto che la porta NOT è di sicuro la più semplice delle porte logiche. Viene definita Invertitore perchè le condizioni logiche tra ingresso e uscita vengono invertite. Per costruire una porta logica NOT ci occorre solo un transistor e una resistenza. Il circuito elettronico si realizza con una configurazione molto semplice. Lo stato di conduzione o interdizione del transistor determina la condizione logica in uscita. Quindi se in ingresso è presente un livello logico alto, il transistor si viene a trovare in conduzione e quindi in uscita si presenterà una condizione logica bassa. Nell’altro caso, un livello logico basso dell’ingresso determina in uscita una condizione logica alta.
Conclusioni. La porta logica NOT
Abbiamo visto in questo articolo la realizzazione del circuito elettronico e come funziona la porta logica NOT. Dopo aver descritto il funzionamento della porta logica AND e della porta logica OR, anche in questo articolo prosegue il nostro approfondimento sui semiconduttori applicato all’elettronica digitale. Vi ricordiamo che che abbiamo scritto degli articoli sul componente ellettronico Diodo e sul Funzionamento del transistor BJT nel circuito amplificatore di cui abbiamo parlato diffusamente nella nostra sezione dedicata al Laboratorio di Elettrotecnica e di Elettronica.