Thyristor
Thyristor adalah kependekan dari thyratron dan transistor. Jadi thyristor ini sama dengan tabung transistor. Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain PUT (Progammable Uni-Transistor), UJT (Uni Juncton Transistor), GTO (Gate Turn Of Switch), dan SCR.
Thyristor terbuat dari bahan semikonduktor. Meskipun bahannya sama tapi struktur P-N junction lebih komplek dibanding transistor dan MOS. Komponen ini lebih digunkan sebagai saklar (switch) daripada digunakan sebagai penguat arus atau tegangan seperti transistor. Pada dasarnya thyristor terdiri dari 4 lapis diode dengan susunan PNPN. Lihat gambar dibawah!
Jika dipilah maka akan tampak bahwa thyristor tersusun atas 2 trnasistor yang tersambung pada masing-masing kolektor dan base nya. Jika digambarkan transistor 1 sebagai Q1 dan transistor 2 sebagai Q2, maka bisa digambarkan seperti gambar dibawah:
Terlihat disini bahwa kolektor Q1 tersambung pada base Q2 dan sebaliknya kolektor Q2 tersambung pada base Q1. Rangkaian transistor yang demikian menunjukkan adanya loop penguatan arus ditengah.
Misalnya ada arus sebesar Ia yang mengalir melalui base Q2 maka aka nada arus Ib yang mengalir pada kolektor Q2. Arus kolektor ini merupakan arus base Ia Q1. Sehingga akan ada penguatan pada kolektor Q1.
Arus kolektor Q1 adalah arus bagi base Q2. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan P-N dibagian tengah semakin kecil dan hilang. Jadi yang tersisa adalah sambungan P-N diluar.
Dengan demikian susunannya menjadi P (abode) dan N (katoda) seperti pada diode yang sudah kita kenal. Pada keadaan seperti ini thyristor dalam keadaan ON, dan dapat mengalirkan arus dari anoda ke katoda seperti halnya diode.
Tapi bagaimana jika thyristor diberi beban lampu dan arus DC seperti pada gambar, dan dialiri tegangan dari 0-3 volt. Apa yang akan terjadi jika tegangan dinaikkan dari 0 menjadi 3 volt? Yang terjadi adalah lampu tetap padam, karena sambungan NP ditengah mendapatkan reverse bias. Sehingga arus tidak dapat mengalir atau arus yang mengalir kecil. Dalam keadaan ini thyristor dalam keadaan OFF.
Arus yang melewati sambungan NP tidak akan mengalir sampai adanya arus holding. Arus holding adalah batas beban arus yang dapat membuka gerbang thyristor. Arus juga tidak akan mengalir sampai adanya tegangan breakdown yang melalui sambungan NP yang membuat reverse bias mengecil dan hilang. Tegangan ini disebut dengan “tegangan breakover” atau “Vbo”.
Yang termasuk dalam kelompok thyristor adalah SCR, SCS, TRIAC, DIAC. Untuk DIAC meskipun struktrunya tidak seperti thyristor, namun cara kerjanya sama dengan thyristor.
Mari kita bahas satu persatu:
1. SCR
Agar thyristor menjadi ON, bisa didapatkan dengan cara memberi arus trigger pada lapisan P yang dekat dengan katoda, pada lapisan PNPN. Pin trigger ini disebut dengan “gate”, karena gate ini dekat dengan katoda bisa disebut juga “gate katoda”. Begitulah SCR dibuat. Lihat gambar dibawah!
Ternyata dengan memberi arus yang besar pada gate, dapat menurunkan tegangan breakover/Vbo, yang merupakan tegangan minimal yang dibutuhkan SCR untuk menjadi ON.
Sampai besar arus gate tertentu, ternyata makin mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun, misalnya 1 volt atau lebih kecil lagi.
Adapun cara kerja SCR dapat dijelaskan sebagai berikut:
Pada saat gate terbuka dan anoda diberi tegangan positif sedangkan katoda diberi tegangan negative, maka arus anoda yang mengalir dari anoda ke katoda sama dengan jumlah arus-arus bocor dari kolektor Transistor 1 dan Transistor 2.
SCR singkatan dari “Sillicon Controlled Rectified” artinya penyearah silicon yang terkendali. Yang biasanya dalam praktek sehari-hari digunakan sebagai pengaturan daya dan saklar arus otomatis.
Penggunaan SCR sebagai pengaturan daya atau saklar arus otomatis sangatlah menguntungkan. Karena tidak ada aus pada sambungan karena terbakar, tidak menimbulkan busur api, hanya memerluka sedikit komponen tambahan. SCR bisa digunakan untuk mengatur daya yang besar-besar pada mesin-mesin mekanik. Sedangkan SCR sendiri membutuhkan daya/arus yang sangat kecil.
SCR ini memiliki berbagai macam daya dan arus, misalnya saja SCR yang memiliki daya dan kuat arus sebesar 100 V/2 A. ini berarti SCR tersebut hanya dapat digunakan tidak lebih dari 2 A atau tak lebih dari 200 watt.
Namun dewasa ini selain digunakan sebagai pengatur daya dan saklar, SCR juga digunakan sebagia pengatur kecepatan motor dan pengisian baterrai. Rangkaiannya bisa dilihat seperti pada gambar dibawah.
2. SCS (Sillicon Controlled Switch)
SCS ini juga tersusun dari lapisan PNPN, hanya saja SCS memilki 4 elektroda, yaitu: anoda, gate anoda, gate katoda, dan katoda. Seperti gambar dibawah.
Untuk gate anoda dibutuhkan trigger reverse bias atau trigger negative sedangkan gate katoda dibutuhkan trigger forward bias atau trigger positif untuk menutup SCS. Sedangkan untuk membuka SCS dibutuhkan arus reverse bias trigger yang besar pada gate anoda. Sehingga SCS ini jarang sekali digunakan.
3. TRIAC
TRIAC pada dasarnya mempunyai prinsip kerja yang sama dengan SCR. Namun SCR hanya bisa melewatkan arus dari satu arah saja atau diistilahkan dengan “uni-directional” yaitu dari anaoda ke katoda. Sedangkan TRIAC bisa mengalirkan arus secara bolak-bailk atau diistilahkan dengan “bi-directional”. Jadi sebenarnya TRIAC adalah 2 SCR yang diparalel, dengan satu gate.
4. DIAC
Seperti yang sudah dijelaskan diatas, bahwa secara struktur DIAC tidak termasuk thyristor, namun secara prinsip kerja DIAC digolongkan dalam thyristor. DIAC tersusun atas sambungan PNP seperti pada transistor. Kalau transistor lapisan N dibuat tipis, sehingga electron mudah mengalir. Sedangkan pada DIAC lapisan N dibuat tebal sehingga electron sukar untuk mengalir. Ini sama saja dengan gabungan antara lapisan PN dengan NP. Sehingga dalam literature DIAC dipandang sebagai diode. Lihat gambar!
DIAC memang didesain agar sulit mengalirkan arus 2 arah. Kecuali dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC mengalirkan arus bolak-balik, dari anoda ke katoda dan sebaliknya. Kurva karakteristik hampir sama TRIAC, hanya saja yang perlu diketahui berapa tegangan breakdownnya. Pada umumnya DIAC digunakan untuk mentrigger TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu yang relatif tinggi.
Bagi yang ingin mendownload silahkan klik ling download dibawah ini
TAPI SEBELUM DOWNLOAD, MONGGO DI SHARE DULU YA...!!!! MATUR SUWUN
mantull min
ReplyDeletetang cucut