Portas Lógicas podem ser conectadas entre si para formar uma variedade de diferentes funções de comutação e circuitos lógicos combinacionais. As três portas lógicas mais básicas: AND, OR e NOT, dado este conjunto é possível implementar todas as funções de comutação booleanas possíveis, tornando-as assim um conjunto completo de portas lógicas universais.
Na verdade, é possível produzir todas as outras funções booleanas usando apenas o conjunto de portas AND e NOT, uma vez que a função OR pode ser criada usando apenas essas duas portas. Da mesma forma, o conjunto de OR e NOT pode ser usado para criar a função AND.
Qualquer porta lógica que pode ser combinada em um conjunto para realizar todas as outras funções lógicas é considerada uma porta universal, com um conjunto lógico completo sendo um grupo de portas que por ser usado para formar qualquer outra função lógica.
Em matemática, o número ou quantidade obtida pela multiplicação de dois (ou mais) números é chamado de produto. A função AND é equivalente à multiplicação e, portanto, seu estado de saída representa o produto de suas entradas. Portanto, para uma porta AND de duas entradas, a equação é dada como: Q = A.B, ou seja, Q é igual a A AND B. A simbologia você pode ver a seguir na Figura 1.
Figura 1 - Simbologia AND.
Figura 2 - Tabela Verdade AND.
Em matemática, o número ou quantidade obtida pela adição de dois (ou mais) números é chamado de soma. A função OR é equivalente à adição, portanto, seu estado de saída representa a adição de suas entradas. A função OR é representada por um sinal de “mais” (+), portanto, para uma porta OR de duas entradas, a equação é dada como: Q = A + B, ou seja, Q é igual a A ou B. A simbologia você pode ver a seguir na Figura 2.
Figura 4 - Tabela Verdade OR.
A porta NOT, também conhecida como “inversor”, recebe um símbolo cuja forma é a de um triângulo apontando para a direita com um círculo em sua extremidade. Este círculo é conhecido como “bolha de inversão”.
A função NOT não é uma porta lógica de tomada de decisão como as portas AND ou OR, mas, em vez disso, é usada para inverter ou complementar um sinal digital. Em outras palavras, seu estado de saída será sempre o oposto de seu estado de entrada.
O símbolo da porta NOT possui uma única entrada e uma única saída, conforme mostrado na Figura 3.
Figura 5 - Simbologia NOT e a troca de estado lógico