Construye un Oscilador de Audio Multivibrador Astable de Baja Frecuencia con Transistores Discretos

COMPONENTES Y MATERIALES

• Dos baterías de 6 voltios
• Tres transistores NPN (2N2222 o 2N3403 recomendados; Radio Shack #276-1617 contiene paquete conveniente de 15)
• Dos capacitores de 0,1 µF (Radio Shack #272-135 o equivalente)
• Una resistencia de 1 MΩ
• Dos resistencias de 100 kΩ
• Una resistencia de 1 kΩ
• Pares de resistencias varios bajo 100 kΩ (ej. dos de 10 kΩ, dos de 5 kΩ, dos de 1 kΩ)
• Un LED (Radio Shack #276-026 o equivalente)
• Detector de audio con auriculares

REFERENCIAS CRUZADAS Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Cap. 4: "Transistores de Unión Bipolar"; Vol. 4, Cap. 10: "Multivibradores"

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Construir un multivibrador astable usando transistores discretos y entender sus parámetros determinantes de frecuencia.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

El circuito en cuestión es un multivibrador astable, un oscilador de funcionamiento libre cuyo tiempo está establecido por los valores de resistencias, capacitores y voltaje de alimentación. Aunque la forma de onda de salida no es una sinusoidal limpia ni un cuadrado perfecto, la distorsión es insignificante para generar tono audible.

Con alimentación 12 V, resistencias 100 kΩ y capacitores 0,1 µF, el oscilador produce una frecuencia de audio baja que puede escucharse a través de un detector de audio. Para mejores resultados, conecta una punta a tierra y la otra al colector de uno de los transistores conmutadores.

Coloca una resistencia de 1 MΩ en serie a través del detector de audio para reducir carga en el multivibrador y mantener volumen de auriculares cómodo:

El núcleo del multivibrador consiste en dos transistores, dos resistencias y dos capacitores cruzados. El tercer transistor en el esquema alimenta un LED que confirma visualmente la oscilación.

Usa una punta en la base del amplificador emisor común para observar variaciones de voltaje en diferentes nodos. Con la punta en el colector de cualquiera de los transistores conmutadores, verás el LED parpadear a la frecuencia del oscilador. Si puntas la base de un transistor conmutador, el LED no encenderá porque el voltaje de base (≈0,7 V) está bajo el umbral de polarización directa del LED, aunque el detector de audio aún captará la señal de bajo nivel.

Experimenta con resistencias de menor valor en lugar del par de 100 kΩ y observa el cambio resultante en frecuencia de oscilación. Típicamente, resistencias de al menos 1 kΩ se usan para mantener corrientes de transistor dentro de límites seguros.

Muchos osciladores requieren voltaje de alimentación mínimo; si el voltaje es demasiado bajo, el circuito no arrancará. Intenta reducir el voltaje de alimentación gradualmente para determinar el umbral de oscilación y nota cómo la frecuencia cambia con voltaje.

El inicio de oscilación puede ser sensible a desajustes de componentes. Un transistor debe encenderse antes que el otro para iniciar el ciclo. Si el circuito "congela" al encender, cambia componentes del mismo valor para introducir tolerancias frescas y restaurar actividad.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA

• Hoja de Trabajo de Circuitos Osciladores