Un multivibrador biestable o simplemente flip flop es un circuito electrónico que, en base a un impulso externo sobre una o más entradas de control, asume un estado estable que puede ser “activo” o "no activo” (“1” o “0”). Podemos decir que un biestable es una memoria de 1 bit de información. En este post veremos como construir uno con transistores comunes y salida relé. 

Los multivibradores biestables, junto con las compuertas lógicas (AND, OR, NOT, etc.) son los ladrillos  de la electrónica digital y podemos encontrarlos en todos los dispositivos electrónicos que usamos actualmente.

Algo de historia

Los primeros multivibradores estaban hechos con relés y después, con válvulas termoiónicas. Eran voluminosos, lentos y poco eficientes a nivel energético. Gracias a los transistores, se construyeron multivibradores mucho más pequeños y esto permitió el extraordinario desarrollo de la era digital. Con la llegada de los circuitos integrados, en los años 70, los multivibradores fueron integrados en chips y se crearon diversas familias lógicas en base a la tecnología usada. Por ejemplo las familias TTL, hechas con tecnología de transistores bipolares o los CMOS hechas con tecnología de transistores MOSFET.

Posteriormente, la gran difusión de los microprocesadores y de los microcontroladores han hecho que los integrados lógicos "sueltos", tan usados en el pasado, perdieran su importancia en electrónica. Hoy en día, aunque si son disponibles en comercio, no se encuentran tan fácilmente como en el pasado.

Los multivibradores biestables de tipo "T"

Volviendo a los multivibradores biestables, existen de diverso tipo, en base a las entradas de control y al comportamiento de ellos. Son los “R-S”, los “J-K”, los “D” y los “T”. En este artículo veremos el tipo “T” (sigla que indica la palabra inglesa “Toggle”) que permite de alternar entre dos estados lógicos usando solamente una entrada de control. Esto significa que si el biestable se encuentra en estado “0”, un impulso externo lo llevará a “1” mientras que si se encuentra en “1” el impulso lo llevará a ”0”.

El biestable "T", debido a su funcionamiento, se comporta como un divisor digital x 2, es decir, como salida tendremos la mitad de los impulsos de entrada como podemos observar en la figura siguiente.

Los multivradores biestables "T" son muy útiles como contadores digitales si los conectamos en cascada como indicado en la figura.

Con un biestable "T" podemos encender una luz con un pulsador en lugar de un interruptor. Cuando lo accionamos la luz se enciende, si lo accionamos nuevamente la luz se apaga.

El impulso que hace cambiar el estado de los "T" puede ser generado no solo por un pulsador sino también por cualquier tipo de dispositivo electrónico, por ejemplo un micrófono amplificado. Gracias a él, podemos encender nuestra luz batiendo las palmas de las manos.

Un multivibrador biestable "T" puede ser hecho con componentes simples que ya tenemos en casa como por ejemplo los acostumbrados transistores BC548, algunas resistencias, diodos y capacitores.

El proyecto que les presento es de este tipo y relativamente fácil de hacer. Puede ser montado sobre una placa experimental o construyendo el circuito impreso que les dejo al final de este artículo. Para verificar su funcionamiento usaremos un pulsador. Después, podemos probar de activarlo con otros dispositivos electrónicos.

Como funciona

En condición de reposo, uno de los transistores BC548 se encuentra saturado (en conducción), con su colector a potencial de masa (en realidad 0,2V) por lo tanto, a través de la resistencia de 10K conectada a la base del otro transistor, bloquea este último. Como el otro transistor no conduce, la tensión en el colector será positiva, gracias a la resistencia de 4,7K y esta tensión mantiene a su vez, en conducción el primer transistor.

Si aplicamos un impulso negativo en la entrada de control, este llegará a la base del transistor que conducía a través del diodo 1N4148 y bloqueándolo momentáneamente y por lo tanto el segundo transistor empezará a conducir haciendo que el biestable cambie de estado.

Elenco de componentes:

1 resistencia de 1,8K
1 resistencia de 3,3K
3 resistencias de 4,7K
4 resistencias de 10K
3 capacitores de 100nF
1 capacitor electrolítico de 4,7uF 25V
1 capacitor electrolítico de 22uF 25V
1 diodo 1N4007
2 diodos 1N4148
2 transistores BC548
1 transistor BC337
1 led amarillo 3mm
1 relé de 12V
2 conectores con bornes de dos vías
1 conector con bornes de 3 vías
1 circuito impreso

El relé se encuentra conectado a un transistor BC337 que sirve como amplificador y su base se activa según el estado del biestable. Por lo tanto, cuando aplicamos un impulso a la entrada de control, el relé se activará mientras que con un impulso sucesivo el relé se desactivará. El capacitor de 4,7uF entre la entrada de control y masa sirve para evitar rebotes si el impulso de control no es limpio, por ejemplo en el caso de usar un pulsador. El led amarillo muestra cuando el relé está accionado.

En la figura podemos ver la vista pictórica y el diseño del circuito impreso. La distribución de los componentes es bastante amplia y permite, sin grandes modificaciones de montar el circuito en una placa universal de islas.

Aquí les dejo el link para bajar el circuito impreso en formato PDF:

Circuito impreso (PCB) del biestable (formato PDF)

Hasta la próxima!!

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