Bausatz: Selbsthalteschaltung mit Reset

Diese Selbsthalteschaltung würden Elektroniker als bistabile Kippstufe oder Flip-Flop bezeichnen. Es geht bei dieser Schaltung darum den Zustand an einem Eingang am Ausgang zu halten, bis der Zustand zurückgesetzt wird. Das ist im Prinzip ein 1-Bit-Speicher.
Je nach Anwendungsfall kann das eine Speicherschaltung für einen Zustand oder auch eine Auto-Power-Off-Schaltung sein.

Korrekt beschrieben ist diese Schaltung eine Selbsthaltung mit Reset-Funktion.

• Wird der Eingang SET (IN) gegen Ground (GND) geschaltet, dann liegt am Ausgang VCC (OUT) die Spannung von nahezu VCC an. Diesen Zustand hält die Schaltung selber.
• Wird der Eingang RESET (IN) gegen Ground (GND) geschaltet löst sich die Selbsthaltung auf und der Ausgang VCC (OUT) wird abgeschaltet.

Funktionsbeschreibung

Im Grundzustand sperrt MOSFET1 und am Ausgang VCC (OUT) liegt kein Signal an.

• Durch einen schließenden Kontakt (z. B. Taster) zwischen SET (IN) und GND bzw. dem Gate (G) von MOSET1 und GND wird der MOSFET1 leitend. Der Widerstand zwischen VCC (OUT) und RESET (IN) führt dazu, dass der MOSFET2 leitend wird und die Aufgabe des schließenden Kontakts übernimmt. Der MOSFET2 hält das Gate (G) von MOSFET1 auf GND. Die Schaltung nimmt dabei einen selbsthaltenden Zustand ein.
• Durch einen schließenden Kontakt (z. B. Taster) zwischen RESET (IN) und GND sperrt der MOSFET2. In der Folge löst sich die Selbsthaltung der Schaltung auf und auch MOSFET2 sperrt wieder. Dabei wird die Durchleitung von VCC an VCC (OUT) getrennt.

Bauteile

• 2 x 2er Klemmleiste, Typ KF301, blau
• 1 x 3er Klemmleiste, Typ KF301, rot
• 1 x Stück Draht

• MOSFET1: P-Kanal-MOSFET BS250
  MOSFET2: N-Kanal-MOSFET BS170
  R1: Metallfilm-Widerstand 100 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Orange-Braun)
  R2: Metallfilm-Widerstand 100 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Orange-Braun)

Alternative Bauteile:

• R1: Metallfilm-Widerstand 10 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Rot-Braun)
• R2: Metallfilm-Widerstand 10 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Rot-Braun)

Wichtige Hinweise

Diese Selbsthalteschaltung funktioniert für Logik-Pegel mit 3,3 und 5,0 Volt bis 20 Volt. Sie arbeitet im niedrigen Spannungsbereich aber nicht effizient. Bei höheren Spannungen, z. B. 9 Volt funktioniert sie besser.

Der Laststrom I_D(max) durch den MOSFET1 darf maximal 200 mA betragen.
Muss der Laststrom durch den MOSFET1 größer sein, dann kann man einen FQP27P06, das ist ein P-Kanal-MOSFET im TO-220-Gehäuse, verwenden. Aber, der schaltet bei weniger als 4,0 Volt noch weniger gut durch.