Bausatz: Selbsthalteschaltung mit Reset

Wichtig

Der bipolare Transistor TRS1 ist mit Absicht im Inversbetrieb geschaltet (Kollektor und Emitter vertauscht). Der Grund ist, die Sättigungsspannung liegt dann nur im Bereich von wenigen Millivolt (nahe 0 V).

Halten eines Zustands
Separates Rücksetzen eines Zustands

Diese Selbsthalteschaltung würden Elektroniker als bistabile Kippstufe oder Flip-Flop bezeichnen. Es geht bei dieser Schaltung darum, einen Zustand am Ausgang zu halten, auch wenn der Eingang sich geändert hat. Und das solange, 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.

Kurz beschrieben wird diese Schaltung als Selbsthaltung mit Reset-Funktion.

Wird der Eingang SET (IN) kurz 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) kurz 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 MOSFET1 und GND wird der MOSFET1 leitend. Der Widerstand zwischen VCC (OUT) und RESET (IN) führt dazu, dass der bipolare Transistor TRS1 leitend wird und die Aufgabe des schließenden Kontakts übernimmt. Der Transistor TRS1 hält das Gate (G) von MOSFET1 auf GND. Die Schaltung nimmt dabei einen selbsthaltenden Zustand an.
Durch einen schließenden Kontakt (z. B. Taster) zwischen RESET (IN) und GND sperrt der Transistor TRS1. In der Folge löst sich die Selbsthaltung der Schaltung auf und auch MOSFET1 sperrt wieder. Dabei wird die Durchleitung von VCC an VCC (OUT) getrennt.

Aufbau

Aufbau: Selbsthalteschaltung mit Reset

Betriebs- und Steuerspannung

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

Laststrom

Der Laststrom durch den MOSFET1 vom Typ BS250 darf maximal 200 mA (I_D_max) betragen.
Muss der Laststrom durch den MOSFET1 größer sein, dann kann man einen FQP27P06 verwenden. Das ist ein P-Kanal-MOSFET im TO-220-Gehäuse. Aber der schaltet bei weniger als 4,0 Volt noch weniger gut durch.

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.