Construya un Circuito Triplicador de Voltaje: Guía Paso a Paso

Diagrama y Funcionamiento del Circuito Triplicador de Voltaje

¿Qué es un Triplicador de Voltaje?

Un circuito triplicador de voltaje triplica el voltaje de entrada: la tensión de salida será tres veces el voltaje pico de entrada. Se construye fácilmente con diodos y capacitores. Es un tipo de circuito multiplicador de voltaje que entrega salida 2, 3 o 4 veces el pico de entrada.

Los circuitos multiplicadores se usan cuando se requiere alta tensión y baja corriente. También reducen o eliminan el transformador. Son muy útiles para convertir baja tensión AC en alta DC con baja corriente.

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Componentes Necesarios

• 3 Diodos 1N4007
• 3 Condensadores 22 µF
• Transformador reductor 9-0-9
• Multímetro digital

Diodo (1N4007)

Dispositivo unidireccional: permite corriente solo en una dirección. Usado en rectificadores, procesamiento señal, recorte/clampeo, detección, mezcla de señales, etc. Dos terminales: ánodo y cátodo. Corriente fluye ánodo → cátodo.

Funciona por semiconductores: tipo N (electrones libres, huecos minoritarios) y tipo P (huecos mayoritarios, electrones minoritarios). Al contactar P-N, portadores mayoritarios difunden: electrones N→P, huecos P→N. Al recombinarse, aparecen capa iones positivos lado N y negativos lado P → región de agotamiento (depletion layer) sin carga libre. Campo eléctrico impide difusión adicional.

Polarización directa: P a +, N a –. Al subir voltaje desde 0, inicialmente no hay corriente (barrera potencial). Cuando voltaje > barrera, circula corriente. Polarización inversa: N a +, P a –. Electrones en P atraídos a +, huecos en N a –. Capa agotamiento se ensancha → diodo bloquea corriente. Por eso es unidireccional.

Condensador

Dispositivo que almacena energía en forma de carga. Dos placas metálicas con dieléctrico entre ellas. Al aplicar potencial eléctrico, se crea campo eléctrico: carga positiva en placa negativa, negativa en placa positiva. Proceso continúa hasta que ambas placas tienen carga suficiente (mismo valor, polaridad opuesta) → condensador cargado. Campo eléctrico entre placas.

¿Por qué dieléctrico? Moléculas polares se alinean según carga en placas: más electrones atraídos a placa negativa, más repelidos de positiva. Al quitar batería tras carga completa, condensador retiene carga largo tiempo → elemento almacenamiento energía. Al conectar carga a bornes, descarga y circula corriente.

Aplicaciones: capacitor bypass (filtrar ruido en alimentación, manejar rizado/fluctuaciones por conmutación); en rectificadores (salida onda continua → capacitor la suaviza a DC); filtrado de señal (diseño filtros, radios para sintonizar frecuencia); almacenamiento energía (vida > baterías, carga/descarga rápida).

Diagrama del Circuito Triplicador de Voltaje

Circuito muy simple. Monte en protoboard o suelde en perfboard. Siga diagrama: terminal 9 V del transformador a positivo del primer capacitor. Negativo de este capacitor a ánodo del primer diodo; cátodo de este diodo a terminal 0 V del transformador. Segundo diodo: cátodo a ánodo del primer diodo; ánodo a negativo de segundo capacitor; positivo de este a 0 V del transformador. Tercer capacitor: positivo a cátodo del segundo diodo; negativo a ánodo del tercer diodo; cátodo de este a 0 V del transformador.

Usamos transformador 9-0-9 para reducir 220 V AC. Primer semiciclo positivo: D1 polarizado directamente → C1 carga a valor pico (Vpico). Semiciclo negativo: D2 directa, D1 inversa. D1 impide descarga de C1. C2 carga con voltaje combinado de C1 (Vpico) + pico negativo de red AC → carga a 2 Vpico.

Segundo semiciclo positivo: D1 y D3 conducen, D2 inversa. C3 carga a mismo voltaje que C2 (2 Vpico). C1 y C3 en serie → voltaje total = Vpico + 2 Vpico = 3 Vpico. Así obtenemos el triple del voltaje aplicado.

Vout = 3 × Vpico – caídas de tensión en diodos

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Funcionamiento del Circuito Triplicador

Voltaje entrada se mide en transformador; salida en tercer diodo. Multímetro en rango 20 V: mida entrada y luego salida cambiando rango. Usamos transformador 9 V (valor RMS). Para pico a pico: Vpico = 9 × √2 = 12,7 V.

Analíticamente salida = 12,7 × 3 = 38,1 V. En práctica sale ~37,3 V. Caída en diodos = 38,1 – 37,3 = 0,8 V.