El circuito representado en la sudadera es un multivibrador astable (astable multivibrator) clásico con dos transistores NPN.

Este es un oscilador de relajación simple y muy común en electrónica básica, diseñado para hacer parpadear alternadamente dos LEDs (o generar una onda cuadrada).

Características principales del esquema:

• Dos transistores NPN (en este caso etiquetados como 2N708 y 2N706, transistores de conmutación de alta velocidad de la era vintage).
• Dos resistencias de carga en colectores (1kΩ cada una).
• Dos resistencias de base (47kΩ y 20kΩ, valores asimétricos que hacen que el parpadeo no sea perfectamente simétrico).
• Dos condensadores de acoplamiento cruzado (22nF en uno y posiblemente similar en el otro).
• Dos condensadores más pequeños en la parte inferior (0.1µF cada uno), probablemente para filtrado o estabilización.
• Dos LEDs conectados en los emisores o salidas (etiquetados como D3 y D4), que parpadean de forma alternada.
• Alimentación de +9V.

Este tipo de circuito es el clásico “LED flasher” o “blinking dual LED circuit” con transistores, muy popular en tutoriales de electrónica para principiantes y frecuentemente impreso en camisetas o sudaderas para aficionados (“nerd wear” o “geek hoodie”).

El funcionamiento se basa en la carga y descarga alternada de los condensadores a través de las bases, lo que hace que los transistores se enciendan y apaguen de forma cíclica sin necesidad de señal externa.

Es un diseño educativo y decorativo típico en merchandising de electrónica.

Funcionamiento Detallado del Circuito Representado en la Sudadera

Como experto en electrónica y circuitos analógicos, analizaré el esquema impreso en la sudadera, basado en la imagen proporcionada. El diseño muestra dos circuitos independientes: uno superior, que es un multivibrador astable para parpadeo alternado de LEDs, y uno inferior, que parece un duplicador de voltaje o circuito de rectificación con filtrado. Me centraré en una explicación paso a paso, basada en principios estándar de electrónica y configuraciones comunes, sin agregar elementos no visibles en la imagen. Los valores de componentes son los etiquetados: transistores 2N706 y 2N708 (NPN de conmutación), capacitores 22nF, resistencias 1kΩ, 47kΩ, LEDs D1 y D2 para el superior; y para el inferior, resistencias 10kΩ, capacitores 0.1µF, diodos D3 y D4.

1. Circuito Superior: Multivibrador Astable (Oscilador de Relajación para Parpadeo de LEDs)

Este es un circuito clásico de oscilador astable (sin estado estable), que genera una señal cuadrada periódica para hacer parpadear alternadamente dos LEDs. Utiliza dos transistores NPN en configuración cross-coupled (acoplados cruzados) a través de capacitores, operando en modo de conmutación. El diseño explota variaciones leves en componentes para iniciar la oscilación y, en esta variante, puede involucrar el efecto de avalancha en la unión base-emisor para el temporizado (aunque no es recomendado para aplicaciones de alta fiabilidad, funciona en prototipos educativos). La alimentación es +9V.

Componentes y Conexiones Principales:

• Alimentación: +9V conectado a la línea superior.
• Transistores Q1 y Q2 (2N706 izquierda, 2N708 derecha): NPN, con colectores conectados a resistencias de carga (1kΩ cada una) a +9V.
• Capacitores de acoplamiento: 22nF cada uno, cruzados (del colector de Q1 a la base de Q2, y viceversa), para el feedback negativo temporal.
• Resistencias de base: 47kΩ cada una, conectadas desde las bases a tierra (configuración visible en el esquema, que permite polarización negativa).
• LEDs D1 y D2: Conectados en la ruta de los emisores o colectores (del esquema, parecen en serie con las resistencias de base o emisores a tierra), para indicar el estado de conducción de cada transistor.

Funcionamiento Paso a Paso:

1. Inicio (Encendido Inicial): Al aplicar +9V, los capacitores 22nF están descargados. Debido a asimetrías mínimas en los transistores o componentes (p.ej., variaciones en ganancia β o capacitancias parásitas), uno de los transistores (supongamos Q1) comienza a conducir ligeramente más que el otro. Esto inicia una amplificación positiva: la corriente de base de Q1 aumenta, saturándolo rápidamente (estado ON). Su voltaje de colector cae a ~0V (saturación).

2. Apagado del Transistor Opuesto: El colector bajo de Q1 provoca un cambio abrupto en el voltaje del capacitor conectado a la base de Q2. Este capacitor se descarga rápidamente, impulsando la base de Q2 a un voltaje negativo (aprox. -8V a -9V, dependiendo de la alimentación). Esto reverse-bias la unión base-emisor de Q2, apagándolo (estado OFF). Si el voltaje negativo excede el umbral de breakdown (~ -6V a -7V para transistores como 2N706), ocurre un efecto de avalancha controlado (corriente limitada por las resistencias), que ayuda a descargar el capacitor sin dañar el transistor en bajos corrientes.

3. Encendido del LED Asociado: Con Q1 ON, hay corriente a través de su colector-emisor. Si el LED D1 está en la ruta del emisor (como sugiere la posición en el esquema), se enciende (corriente ~ (9V – Vce_sat) / (1kΩ + resistencia equivalente), aprox. 5-8mA). El LED D2 permanece apagado ya que Q2 está OFF.

4. Carga del Capacitor y Cambio de Estado: El capacitor conectado a la base de Q2 se carga lentamente a través de la resistencia de base 47kΩ (desde tierra o el camino de polarización). La constante de tiempo τ = 47kΩ × 22nF ≈ 1.03 ms. Cuando el voltaje en la base de Q2 alcanza ~0.7V (umbral Vbe para conducción), Q2 se enciende y satura, bajando su colector a ~0V.

5. Inversión del Ciclo: El colector bajo de Q2 descarga el capacitor conectado a la base de Q1, impulsando la base de Q1 a negativo y apagándolo (similar al paso 2). Ahora Q2 está ON (LED D2 encendido), Q1 OFF (LED D1 apagado).

6. Oscilación Continua: El proceso se repite indefinidamente, alternando los estados ON/OFF de Q1 y Q2. La frecuencia de oscilación aproximada es f ≈ 1 / (1.38 × R_base × C) para configuraciones simétricas, aquí ~ 700 Hz (parpadeo rápido, ajustable variando C o R). El duty cycle es ~50% si los componentes son idénticos, pero las etiquetas muestran simetría aproximada.

Notas Técnicas:

• Consumo: Bajo (~10-20mA pico), ideal para baterías.
• Ventajas: Simple, bajo costo, educativo.
• Desventajas: Sensible a temperatura y variaciones de componentes; el uso de avalanche puede degradar los transistores con el tiempo.
• Aplicación: Parpadeadores de LEDs en juguetes, indicadores o decorativos.

2. Circuito Inferior: Duplicador de Voltaje o Red de Rectificación con Filtrado (Circuito de Diodos y Capacitores)

Este circuito es más simple y parece un duplicador de voltaje (voltage doubler) tipo Greinacher o Cockcroft-Walton básico, para convertir AC en DC con duplicación de voltaje, o un limitador/rectificador con filtrado. Asume entrada AC en un extremo y salida en el otro, con los capacitores conectados a tierra (implícito en esquemas simplificados, aunque no visible explícitamente; los símbolos de capacitores están en la línea horizontal, pero etiquetados abajo, sugiriendo conexión a referencia común).

Componentes y Conexiones Principales:

• Resistencias: 10kΩ en cada extremo, para limitar corriente o como carga.
• Diodos D3 y D4: En serie, orientados en la misma dirección (anodo a catodo de izquierda a derecha, basado en símbolos estándar).
• Capacitores: Dos de 0.1µF en paralelo (equivalente a 0.2µF), conectados al nodo central (entre diodos) y posiblemente a tierra para almacenamiento y filtrado.

Funcionamiento Paso a Paso (Asumiendo Entrada AC en el Lado Izquierdo):

1. Media Onda Positiva: Durante la mitad positiva de la señal AC de entrada, el diodo D3 conduce (si el voltaje excede Vf ~0.7V), cargando el capacitor central (0.2µF) al pico de la entrada (Vp). La resistencia 10k izquierda limita la corriente de carga para evitar picos.

2. Media Onda Negativa: Durante la mitad negativa, D3 se reverse-bias y no conduce, pero la carga en el capacitor se mantiene. La señal negativa suma al voltaje almacenado en el capacitor, y el diodo D4 conduce si la suma excede Vf, cargando una carga adicional o transfiriendo a la salida. Esto duplica el voltaje efectivo en la salida (aprox. 2Vp – 2Vf, para AC ideal).

3. Filtrado: Los capacitores 0.1µF actúan como reservorio, suavizando el rizado (ripple) del voltaje rectificado, manteniendo un DC aproximado. La resistencia 10k derecha actúa como carga o limitador para la salida.

4. Salida Continua: El resultado es un voltaje DC duplicado en el extremo derecho, con filtrado RC (constante de tiempo τ = 10kΩ × 0.2µF ≈ 2ms, adecuado para frecuencias bajas como 50-60Hz).

Notas Técnicas:

• Eficiencia: Baja para altas corrientes debido a caídas en diodos y resistencias; ideal para señales pequeñas.
• Aplicación: Alimentación de bajo voltaje en circuitos portátiles, detectores de señal o conversores AC-DC simples.
• Si los capacitores están en serie (no a tierra), sería un filtro pasa-bajo con protección de diodos, pero la disposición sugiere duplicador.

La sudadera representa un circuito básico: un oscilador para efectos visuales y un convertidor de voltaje, comunes en hobby electrónica. Si se construye, usar precauciones con polaridades y voltajes para evitar daños. Para simulaciones precisas, herramientas como LTSpice [ https://www.analog.com/en/resources/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html ] confirmarían el comportamiento exacto.