Este é o pisca-pisca mais antigo das revistas de eletrônica: dois transistores BC548, dois capacitores e quatro resistores fazem um LED vermelho e um verde piscarem alternados, cerca de uma vez por segundo, sem nenhum circuito integrado. Serve de sinalizador para maquete ou brinquedo e, principalmente, para entender como um transistor liga e desliga o outro. Nível: iniciante — dez componentes, nenhum ajuste.

O circuito não é invenção nossa: é a Figura 1 da atividade “BJT Multivibrators”, publicada pela Analog Devices na Analog Dialogue (vol. 56, nº 3, julho de 2022, Doug Mercer e Antoniu Miclaus), com 2N3904 e 5 V. Aqui o transistor é o BC548B, com os dados do datasheet BC546/D Rev. 8 (agosto de 2021) da onsemi — o datasheet do BC548 não traz este circuito; a topologia e os valores vêm do documento da Analog Devices.

Conteúdo da Página

O que você vai precisar

Ref. Componente Valor Especificação Qtd.
Q1, Q2 Transistor NPN BC548B TO-92 (BC547B ou BC548C também servem) 2
R1, R2 Resistor de filme 470 Ω 1/4 W, 5% (amarelo-violeta-marrom) 2
R3, R4 Resistor de filme 20 kΩ 1/4 W, 5% (vermelho-preto-laranja; 22 kΩ serve) 2
C1, C2 Capacitor eletrolítico 47 µF 16 V, radial, passo 2,5 mm 2
D1 LED vermelho 5 mm difuso, comum 1
D2 LED verde 5 mm difuso, comum 1
J1 Borne de parafuso 2 vias passo 5,08 mm 1
— Alimentação de 5 V — carregador USB velho, ou 4 pilhas AA (6 V). Não use 9 V — veja o motivo abaixo 1
Transistor BC548B em encapsulamento TO-92 soldado numa placa de circuito impresso, com a marcação BC548B visível
Um BC548B na placa de um rádio Philips. Com a face chata virada para você e as pernas para baixo, a ordem é coletor, base, emissor da esquerda para a direita (datasheet BC546/D, página 1, estilo 17). Foto: Raimond Spekking, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (redimensionada).

Como funciona

Dois interruptores que se desligam um ao outro. Cada transistor é uma chave: com corrente na base (vinda de R3 ou R4), ele conduz e acende o LED do seu coletor; sem corrente, corta e o LED apaga. O truque está nos capacitores cruzados: C1 liga o coletor de Q1 à base de Q2, e C2 liga o coletor de Q2 à base de Q1. Quando Q1 conduz, seu coletor cai de uns 3,5 V para quase zero — e o C1, que estava carregado, arrasta a base de Q2 para −2,75 V. Q2 corta e o LED verde apaga.

A rampa que marca o tempo. Daí em diante o C1 se recarrega pelo R4, e a base de Q2 sobe em rampa de −2,75 V até uns +0,65 V. Nesse ponto Q2 liga, seu coletor despenca, o C2 empurra a base de Q1 para baixo, Q1 corta — e o ciclo recomeça do outro lado. Cada LED fica aceso enquanto o outro transistor espera a sua base subir.

A conta. O livro-texto diz que cada meio período vale t ≈ 0,69 × R × C: com 20 kΩ e 47 µF, 0,65 s, ou 1,30 s por ciclo. Mas essa fórmula supõe o capacitor carregado até quase a tensão da fonte, e com o LED no coletor isso não acontece: o coletor do transistor cortado só sobe até uns 3,5 V, o capacitor só carrega até 2,8 V e a base só desce até −2,75 V. A conta exata é

t = R × C × ln[(VCC − Vbase,mín) / (VCC − VBE)] = 0,94 s × ln(7,75 / 4,35) = 0,54 s

ou seja, 1,09 s por ciclo. A simulação deu 1,04 s (0,96 Hz): 4% abaixo da conta e 20% abaixo do “0,69 RC” dos livros. Se o seu piscar mais rápido do que a fórmula clássica promete, é o LED no coletor, não defeito.

Saturação garantida. A base recebe (5 − 0,7 V) / 20 kΩ = 0,215 mA e o coletor, 6,6 mA: ganho forçado de 31, contra um hFE mínimo de 110 na tabela da página 2 do datasheet. Qualquer unidade satura com folga.

Esquema do pisca-pisca com dois transistores BC548B: dois LEDs com resistores de 470 ohms nos coletores, resistores de base de 20 k, dois capacitores de 47 microfarads cruzados, alimentação de 5 V
Esquema redesenhado conforme a Figura 1 da atividade “ADALM2000 Activity: BJT Multivibrators” (Analog Dialogue 56-3, jul/2022) da Analog Devices, com o BC548B no lugar do 2N3904.

Por que 5 V, e não a pilha de 9 V

Quando um transistor corta, o capacitor puxa sua base para baixo de zero: a junção base-emissor fica polarizada ao contrário, e o datasheet limita essa tensão reversa a VEBO = 6 V (máximos absolutos, página 1). Com 5 V de fonte a base chega a −2,75 V; com 4 pilhas AA (6 V), a −3,7 V; com a bateria de 9 V a simulação dá −6,7 V, acima do limite — a junção “zena”, o circuito até pisca, mas o ganho do transistor vai se degradando. Por isso 5 V (um carregador de celular velho resolve) ou 6 V. Se só tiver 9 V, alimente pelo regulador 7805 que montamos antes.

Gráfico da simulação do pisca-pisca com dois BC548B: tensões nos coletores, rampas nas bases de −2,75 V a 0,65 V e correntes alternadas de 6,5 mA nos dois LEDs
Simulação no ngspice com 5 V: os coletores alternam entre 0,02 V e 3,5 V, as bases fazem a rampa de −2,75 V até 0,65 V e cada LED recebe 6,5 mA durante 0,52 s.

A placa de circuito impresso

A placa abaixo foi desenhada no KiCad a partir do mesmo esquema, com os encapsulamentos reais dos componentes da lista, em face única (60 × 44 mm), trilhas de 0,8 mm e folga de 0,4 mm. As ligações foram conferidas pino a pino contra o datasheet e o roteamento fechou com 42 trilhas, nenhuma via, nenhum jumper e nenhuma ligação pendente.

Placa de circuito impresso do pisca-pisca com dois BC548, vista de cima, com a serigrafia dos componentes e as trilhas de cobre da face de baixo
Vista de cima: serigrafia com a posição de cada componente e, em azul, as trilhas de cobre da face de baixo. J1 = alimentação (pad quadrado = +5 V). Q1 fica com a face chata para cima e Q2 com a face chata para baixo.
Lado do cobre da placa do pisca-pisca com dois BC548
O lado do cobre. Para transferir, use o PDF em escala 1:1 abaixo.

Arquivos da placa:

Montagem

  1. Os quatro resistores primeiro. R1 e R2 (470 Ω) ficam embaixo dos LEDs; R3 e R4 (20 kΩ) nas pontas.
  2. Os transistores, com a face chata exatamente como na serigrafia: Q1 com a parte chata virada para o R1, Q2 virada para a borda de baixo. É a única chance de errar o pino.
  3. Os LEDs: perna curta (catodo) no pad quadrado, que é o lado chato do desenho; perna longa no pad redondo.
  4. Os eletrolíticos: perna longa (+) no pad quadrado, marcado com “+”. O positivo fica sempre do lado do coletor (R1 ou R2), não da base.
  5. O borne por último (pad quadrado = +5 V). Ligue os 5 V: os LEDs alternam na hora. Nada esquenta — a corrente média é de 7 mA.

Tensões esperadas

Os pontos trocam de estado a cada meio segundo, e o multímetro mostra uma média que pula. Para medir com calma, troque C1 e C2 por 470 µF: o ciclo passa para uns 10 s.

Ponto (fonte de 5,00 V) Valor esperado
Coletor do transistor ligado (LED aceso) 0,02 V
Coletor do transistor cortado (LED apagado) 3,5 V (não 5 V — o LED segura o resto)
Base do transistor ligado 0,70 V
Base do transistor cortado rampa de −2,75 V até +0,65 V
Catodo do LED aceso (entre o LED e seu resistor) 3,1 V (LED com 1,9 V)
Corrente no LED aceso 6,5 mA
Corrente média da fonte 7,3 mA (picos de 13 mA na troca)

Medido em simulação; na bancada aceite ±10%. Eletrolíticos comuns têm tolerância de ±20%, então o período real pode ficar entre 0,85 e 1,25 s.

Onde costuma dar errado

  1. Componente invertido. Transistor com a face chata ao contrário: o LED daquele lado fica sempre aceso ou sempre apagado. LED invertido não acende, mas não queima. Eletrolítico invertido pisca torto e vaza com o tempo.
  2. Não oscila — os dois LEDs acesos e parados. Resistor de base aberto (ou trocado por 470 Ω) ou capacitor seco. Na simulação o circuito arranca sozinho mesmo com a fonte subindo devagar; se travar na bancada, desconfie de R3, R4 ou dos capacitores.
  3. Aquecimento. Nada deve esquentar. Transistor morno é curto entre LED e resistor de coletor — desligue e confira a solda.
  4. Ritmo errado. 20% para mais ou para menos é tolerância do eletrolítico. Muito mais rápido: C1 ou C2 de 4,7 µF no lugar de 47 µF (os códigos se parecem). Muito mais devagar: R3/R4 de 200 kΩ.
  5. Alimentação. Acima de 6 V a base ultrapassa o VEBO (seção acima). Para baixo o circuito é teimoso: na simulação ainda pisca com 3 V, mas o LED cai para 2,5 mA e fica fraco.

Variações

Circuito do fabricante, conferido em simulação. Ainda não montamos esta placa na bancada. Como nem a Nexperia nem a onsemi disponibilizaram o modelo SPICE do BC548 para download, usamos um modelo Gummel-Poon nosso, ajustado à tabela do datasheet da onsemi (ganho 289 × 290 típico, VCE(sat) 0,05 × 0,09 V, fT 316 × 300 MHz); a simulação confere a rede em volta dos transistores. Se você montar, mande a foto para a Saber.

Veja também

Se você quer usar esse mesmo raciocínio — tensão esperada em cada ponto, componente que liga e desliga o vizinho — para achar defeito em placa de verdade, é disso que trata o Mapa do Reparo.