La bomba en cascada, sus dos diodos y el LDO que aplana la salida

Primero el boost, después el inversor: de ahí salen los −4,4 V

Duda que le da a todo el mundo la primera vez que mide un negativo: si el sistema trabaja con unos 4 V, ¿cómo puede salir −4,4 V?

La respuesta es el ORDEN de las etapas. En pantallas OLED el voltaje negativo no se saca directo de la batería: primero un boost sube los ~4 V del sistema a un valor un poco más alto, y solo después la etapa inversora invierte ESE voltaje que ya viene elevado. En el documento del fabricante que se revisa en clase, el boost entrega 4,6 V y la salida negativa es de −4,4 V; en el plano del Samsung A24 se ven las dos cosas juntas.

Tómalo como lo que es: lo que se ve en ese documento y en ese modelo, no como una ley. Lo que sí es regla es leer estos circuitos por etapas encadenadas: la salida de uno es la entrada del siguiente. Cuando los lees así, un negativo «imposible» deja de serlo.

Los dos diodos de la bomba no hacen lo mismo

• El de la ENTRADA es el diodo de protección. Va entre la línea del sistema y el capacitor que se bombea, y su oficio es que por ahí no se devuelva nada: ni el voltaje ya elevado, ni una corriente en sentido contrario el día que algo se ponga en corto adentro de la bomba. Eso importa porque esa línea de entrada es la del sistema, la misma de la que cuelgan otros circuitos.
• El de la SALIDA es el que sostiene el voltaje. Cuando el PWM manda un uno, la suma pasa y se almacena; cuando manda un cero, ese punto se cae otra vez al voltaje del sistema, y sin ese diodo lo guardado se devolvería. Con el diodo, la carga se queda del lado del capacitor. Por eso, cuando midas ese capacitor, lees un voltaje alto casi quieto y no un número que salta.

La bomba en cascada: por qué hay varios capacitores

Una bomba de carga suma dos fuentes en serie y con eso duplica el voltaje. ¿Y si el circuito necesita más? No se cambia la bomba: se le agrega. Se le pone otro capacitor y otro diodo, y al segundo capacitor se le mete la MISMA señal del PWM pero INVERTIDA, con un inversor lógico. Así, mientras uno bombea el otro retiene, y las sumas se encadenan: con 4 V de entrada, la primera etapa entrega 8 V y la segunda los sube a 12 V.

Ahí está la explicación de algo que confunde a todo el mundo en la placa: varios capacitores parecidos colgando del mismo integrado. No son adorno: cada par de capacitor más diodo es un escalón más de voltaje.

La salida no es plana: por eso lleva un LDO

Si dibujas lo que sale de una bomba de carga, no te queda una línea recta: el capacitor se carga, se descarga, el PWM manda otro pulso y lo vuelve a cargar. Queda como un diente de sierra. Y una pantalla no puede trabajar recibiendo 4, 6, 4, 6.

Por eso detrás de la bomba siempre hay un LDO: agarra ese voltaje elevado pero inestable y lo entrega fijo y limpio. En el ejemplo de clase, la bomba debería llegar a 7 V; después de la caída de los dos diodos —unos 200 mV cada uno— el capacitor se queda en 6,6 V, y el LDO regula esos 6,6 V a los 6 V que se necesitaban.

Guárdate lo práctico: en el capacitor de la bomba vas a leer un voltaje MÁS ALTO que en la salida final, y eso es normal. Ese capacitor te sirve además de punto de medida: si ahí ves un valor elevado —7, 8 o 9 V según el caso—, todo ese sector está trabajando y el sospechoso pasa a ser el LDO o lo que sigue. Si en cambio ahí mides 4 V, o 2 V, la bomba no está elevando.

Cómo se prueba un charge pump y su volador: le mides tres cosas —el voltaje base, el elevado y la salida regulada—. Al capacitor volador le mides el voltaje elevado por un lado; por el otro NO debe aparecer. Si está en corto, todo se comporta como si fuera un solo terminal, y ahí lo cazas.