Diagrama de circuito, fórmula y guía de diseño sencillo del multivibrador Astable
2026-02-26 7217

El multivibrador astable es un circuito simple que produce una onda cuadrada continua sin ningún disparador externo.Utiliza dos transistores, resistencias y condensadores para cambiar automáticamente entre dos estados.En este artículo, analicemos el multivibrador astable, el diagrama de circuito, la construcción, el principio de funcionamiento, la forma de onda de salida, el período de tiempo y la frecuencia, la guía de diseño, las ventajas, desventajas y aplicaciones.

Catálogo

¿Qué es un multivibrador astable?

un multivibrador astable es un circuito oscilador de funcionamiento libre que genera una salida de onda cuadrada sin ningún disparador externo.No tiene un estado estable y comienza a oscilar tan pronto como poder se aplica.

El circuito utiliza transistores de acoplamiento cruzado y redes de retroalimentación RC para crear una conmutación automática entre dos estados inestables.A diferencia de los multivibradores monoestables y biestables, no requiere pulsos de entrada para cambiar de estado.

Diagrama del circuito del multivibrador astable

Figura 2. Circuito intermitente LED multivibrador astable básico

Un multivibrador astable básico consta de:

• Dos transistores (Q1 y Q2)

• Dos condensadores (C1 y C2)

• Cuatro resistencias (R1, R2, R3, R4)

• Una fuente de alimentación CC

Operación del circuito de un multivibrador astable

Figura 3. Construcción de multivibrador astable utilizando dos transistores de acoplamiento cruzado y retroalimentación RC

un multivibrador astable está construido usando dos transistores conectado en un configuración de retroalimentación acoplada cruzada.el emisores de ambos transistores están conectados a suelo, proporcionando un punto de referencia común para el circuito.

el coleccionista de transistores Q1 está conectado al base de transistores Q2 a través del condensador C1.De manera similar, el coleccionista de Q2 está conectado al base de Q1 a través del condensador C2.esto conexión cruzada crea retroalimentación regenerativa, permitiendo que cada transistor controle la conmutación del otro.

el resistencias en el circuito realizan dos funciones importantes.el resistencias colectoras limitar el actual que fluye a través de los transistores y los LED para evitar daños.el resistencias base controlar el tasa de carga y descarga de los condensadores, lo que determina la velocidad de conmutación y sincronización de oscilación.

cuando poder se aplica, esta disposición produce automáticamente oscilación continua sin necesidad de ningún disparador externo.

Principio de funcionamiento y mecanismo de oscilación.

Figura 4. Q1 Estado ON que muestra la carga del condensador y la transferencia de voltaje en un multivibrador astable

El circuito funciona mediante conmutación de transistor alterna controlada por carga de condensador.

Supongamos que Q1 está encendido y Q2 está apagado.

Cuando Q1 se enciende, el voltaje de su colector cae bruscamente hacia tierra.Este cambio repentino de voltaje se acopla a través del capacitor C1 a la base de Q2, lo que lleva a Q2 aún más al corte.

Mientras Q2 permanece APAGADO, el condensador C1 se carga a través de su resistencia base asociada.A medida que se carga, el voltaje base de Q2 aumenta gradualmente.Cuando el voltaje base-emisor de Q2 alcanza aproximadamente 0,7 V en relación con su emisor, la corriente base comienza a fluir y Q2 se activa.

Cuando Q2 se enciende, el voltaje del colector cae.Este cambio se acopla a través del condensador C2 a la base de Q1, lo que obliga a Q1 a desactivarse.Luego el proceso se repite en la dirección opuesta.

Figura 5. Oscilación de voltaje negativo que obliga a apagar el transistor opuesto

Efecto de voltaje negativo

Cuando un transistor se enciende, la rápida caída en su colector hace que el lado opuesto del condensador de acoplamiento oscile momentáneamente bajo tierra.Esto sucede porque el voltaje del capacitor no puede cambiar instantáneamente.

Este voltaje negativo temporal garantiza que el transistor opuesto se apague completamente, lo que mejora la confiabilidad de la conmutación y evita que ambos transistores conduzcan al mismo tiempo.

Después del efecto transitorio, el condensador comienza a cargarse nuevamente a través de su resistencia.Cada evento de conmutación invierte la polaridad a través del capacitor, manteniendo la oscilación.

Forma de onda de salida del multivibrador astable

Figura 6. Formas de onda de salida del colector complementarias del multivibrador astable (desfasado 180°)

La salida se toma de los colectores de los transistores.

Las dos salidas son ondas cuadradas complementarias:

• Cuando la salida Q1 es alta, la salida Q2 es baja

• Las señales están desfasadas 180 grados

Esto hace que el circuito sea útil para aplicaciones de generación de reloj, generación de pulsos, parpadeo de LED y temporización.

Período de tiempo y frecuencia del multivibrador astable

Circuito simétrico

Para un diseño simétrico donde:

• R2 = R3 = R

• C1 = C2 = C

El periodo de tiempo es:

T = 1,386 CR

donde:

• T = período de tiempo en segundos

• R = resistencia en ohmios

• C = capacitancia en faradios

La frecuencia es:

f = 1/T

Valores RC iguales producen aproximadamente un ciclo de trabajo del 50 por ciento.

Circuito asimétrico

Para valores desiguales de resistencia o condensador:

T = 0,693 (R2C1 + R3C2)

En este caso, los tiempos de encendido de los dos transistores difieren, lo que produce un ciclo de trabajo distinto del 50 por ciento.El ajuste de estos valores permite controlar el ancho del pulso.

El aumento de la resistencia o capacitancia aumenta el período de tiempo y reduce la frecuencia.

Guía de diseño de multivibradores astables

La selección adecuada de componentes garantiza una conmutación fiable y una saturación de transistores.

Ejemplo actual del recopilador

Dado:

• Tensión de alimentación = 9 V

• Caída de LED = 2 V

• Resistencia del colector = 1 kΩ

• Voltaje a través de la resistencia = 7 V

Corriente del colector:

Ic = 7 V / 1 kΩ = 7 mA

Una corriente de 7 mA es segura para la mayoría de los transistores de señal pequeños y los LED estándar, ya que permanece muy por debajo de las clasificaciones máximas típicas (generalmente 20 mA o más).

Corriente base y saturación

Para una conmutación confiable, el transistor debe funcionar en saturación cuando está encendido.

Una regla de diseño común es:

Ib≈Ic/10

• Para Ic = 7 mA:

Corriente base requerida ≈ 0,7 mA

Los valores de resistencia base deben permitir una corriente base suficiente y al mismo tiempo limitar la corriente excesiva.Los valores típicos oscilan entre 10 kΩ y 100 kΩ dependiendo del voltaje de suministro y la frecuencia deseada.

Componentes de sincronización RC

La red RC determina la frecuencia y la velocidad de conmutación.Los valores más grandes ralentizan la oscilación.Los valores más pequeños aumentan la frecuencia.

Ventajas y desventajas

Ventajas

• No se requiere disparador externo

• Diseño sencillo

• Bajo costo

• Operación confiable

• Salida de onda cuadrada

Desventajas

• Potencia de salida limitada

• Consumo de energía constante

• Flexibilidad limitada del ciclo de trabajo en diseños simples

Aplicaciones

Figura 7. Circuito intermitente LED multivibrador astable utilizado para aplicaciones de temporización y generación de impulsos

• Circuitos de luces intermitentes LED: se utilizan para hacer parpadear las luces LED a intervalos regulares en luces indicadoras y proyectos electrónicos simples.

• Generadores de impulsos: produce señales de impulsos repetitivos para aplicaciones de prueba y procesamiento de señales.

• Generadores de reloj: proporciona señales de reloj de onda cuadrada para circuitos digitales y sistemas lógicos básicos.

• Circuitos temporizadores: genera retrasos de tiempo o señales de sincronización periódicas en dispositivos electrónicos.

• Generadores de tonos: crea señales de frecuencia de audio utilizadas en zumbadores y circuitos de sonido simples.

• Generadores de código Morse: produce señales de pulso temporizadas para transmitir señales de código Morse.

• Sistemas integrados: se utilizan en sistemas de control pequeños donde se requiere sincronización o generación de pulsos simples.

• Circuitos de comunicación: ayuda en la modulación de señales y generación de formas de onda para sistemas de comunicación básicos.

Conclusión

El multivibrador astable es una forma fácil y confiable de generar señales de pulso en electrónica.Al comprender cómo funcionan la carga de condensadores y la conmutación de transistores, podrá controlar su frecuencia y sincronización.Su diseño simple y su amplia gama de aplicaciones lo convierten en un circuito importante tanto para el aprendizaje como para el uso práctico.