Multivibrador Monoestable/Astable CD4047BE DIP-14 CMOS CD4047

¿Qué es?

El CD4047BE es un circuito integrado de temporización y oscilación versátil de tecnología CMOS (Serie 4000B) diseñado en encapsulado DIP-14. Permite operar en dos modos principales configurables mediante pines externos: modo Astable (generador continuo de señal de reloj cuadrada) y modo Monoestable (temporizador de pulso único disparado por flanco ascendente o descendente, con opción de redisparo retriggerable). En modo astable, incorpora una etapa interna de flip-flop divisor por 2 que genera dos salidas simétricas desfasadas 180° (Q y /Q) con un ciclo de trabajo exacto del 50%, además de una salida OSC OUT con el doble de frecuencia. Solo requiere una resistencia y un capacitor externos para fijar la frecuencia o el ancho de pulso, y opera en un amplio margen de alimentación de 3 V a 18 V DC con un consumo estático ultrabajo.

Especificaciones técnicas:

• Fabricante: Texas Instruments

• Modelo / Referencia: CD4047BE (CD4047 / CD4047B / HCF4047 / HEF4047)

• Tecnología / Familia lógica: CMOS Serie 4000B (salidas complementarias amortiguadas)

• Función: Multivibrador monoestable / astable de bajo consumo (Low-Power Monostable/Astable Multivibrator)

• Modos de funcionamiento: Astable libre, Astable con compuerta (gated), Monoestable simple y Monoestable redisparable (retriggerable)

• Salidas de señal: Salida directa (Q), salida complementaria invertida (/Q) y salida del oscilador base (OSCILLATOR OUTPUT)

• Precisión de simetría: Ciclo de trabajo estricto del 50% en las salidas Q y /Q (en modo astable)

• Componentes externos de temporización: Solo 1 resistor (R) y 1 capacitor (C)

• Encapsulado: DIP-14 plástico (Through-Hole para protoboard / PCB)

• Rango de voltaje de alimentación (VDD): 3.0 V a 18 V DC (recomendado: 5 V, 10 V o 15 V)

• Voltaje máximo absoluto de alimentación: -0.5 V a +20 V DC

• Pines de alimentación: Pin 14 (VDD / Positivo) y Pin 7 (VSS / Tierra / GND)

• Consumo de corriente en reposo: Típicamente inferior a 1 µA (ultrabajo consumo)

• Inmunidad al ruido: Típicamente el 45% de VDD

• Rango de temperatura de operación: -55°C a +125°C

¿Para qué sirve?

• Generadores de señal push-pull simétrica (antifase) para etapas de inversores DC-AC de onda cuadrada (12 V DC a 110 V / 220 V AC) atacando MOSFETs de potencia.

• Generadores de reloj maestro con ciclo de trabajo estricto del 50% para sistemas lógicos y microprocesadores sin requerir circuitos divisores auxiliares.

• Temporizadores monoestables de precisión libres de rebote ante pulsos de disparo.

• Circuitos detectores de pérdida de pulso o perro guardián (watchdog) en modo monoestable redisparable.

• Discriminadores de frecuencia, dobladores de pulso y moduladores de ancho de pulso (PWM).

• Prácticas académicas y laboratorios de sistemas de control oscilatorio y conversión de potencia.

¿Qué problema te soluciona?

• Onda cuadrada perfectamente simétrica al 50% sin circuitos adicionales: A diferencia del clásico temporizador 555 (donde obtener un ciclo útil exacto del 50% requiere diodos y cálculos complejos), el CD4047 divide internamente su oscilador base con un flip-flop garantizando simetría perfecta en Q y /Q.

• Control Push-Pull directo en dos fases opuestas: Dispone de salidas simultáneas desfasadas 180° (Q y /Q), evitando tener que usar compuertas inversoras externas para excitar transistores complementarios.

• Mínima circuitería externa: Solo se necesita conectar un capacitor entre los pines 1 y 3, y una resistencia entre los pines 2 y 3 para empezar a oscilar.

• Operación directa con baterías de 9V y 12V: No depende de 5 V rígidos, funcionando directamente en sistemas inversores a batería de 12 V sin reguladores reductores.

• Consumo de energía casi imperceptible: Ideal para etapas de arranque o bases de tiempo continuas donde un 555 bipolar consumiría excesiva corriente en reposo.

• Inserción limpia: Su formato Through-Hole DIP-14 encaja con total firmeza en protoboards y zócalos de prueba.

Preguntas frecuentes:

❓ ¿Cuáles son los pines de alimentación VDD y VSS del CD4047?

Sigue la disposición clásica de 14 pines de la serie 4000:

• Pin 14 = VDD (Alimentación positiva: +3 V a +18 V DC).

• Pin 7 = VSS (Tierra / Masa común / 0 V).

❓ ¿Cómo se conecta para funcionar como oscilador astable continuo (ej. para inversores DC-AC)?

1. Conecta el capacitor de temporización C entre el Pin 1 y el Pin 3.

2. Conecta el resistor de temporización R entre el Pin 2 y el Pin 3.

3. Conecta los pines de habilitación astable Pin 4 (ASTABLE) y Pin 5 (/ASTABLE) a VDD (+V) y VSS (GND) respectivamente (o Pin 4 a VDD y Pin 5 a GND).

4. Conecta Pin 6 (-TRIGGER), Pin 8 (+TRIGGER) y Pin 12 (RETRIGGER) a VSS (GND).

5. Conecta Pin 9 (RESET) a VSS (GND).

6. Toma las señales complementarias en antifase del Pin 10 (Q) y Pin 11 (/Q).

❓ ¿Cuál es la distribución completa de pines (pinout) del CD4047?

• Pin 1: Conexión externa de condensador (C)

• Pin 2: Conexión externa de resistencia (R)

• Pin 3: Conexión común Resistencia-Condensador (R-C COMMON)

• Pin 4: Entrada de habilitación astable (/ASTABLE)

• Pin 5: Entrada de habilitación astable complementaria (ASTABLE)

• Pin 6: Disparo negativo para monoestable (-TRIGGER - flanco descendente)

• Pin 7: VSS (Tierra / GND / 0 V)

• Pin 8: Disparo positivo para monoestable (+TRIGGER - flanco ascendente)

• Pin 9: Entrada de reinicio (RESET - activa en alto)

• Pin 10: Salida directa (Q)

• Pin 11: Salida invertida complementaria (/Q)

• Pin 12: Entrada de redisparo (RETRIGGER - activa en alto)

• Pin 13: Salida del oscilador base (OSCILLATOR OUTPUT)

• Pin 14: VDD (Alimentación positiva +3 V a +18 V)