Laporan Scr, Diac, Triac

LABORATORIUMELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK - UNIVERSITAS UDAYANA

LAPORAN PRAKTIKUM

DASAR ELEKTRONIKA

KELOMPOK 6 :

I Gede Nova Priana (0904405032)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA2010

PERCOBAAN IV

SCR, DIAC, TRIAC

4.1 Tujuan Percobaan

1.Mengamati pengaturan daya dengan SCR, DIAC, TRIAC.

2.Mengetahui cara kerja SCR, DIAC, TRIAC.

4.2 Tinjauan Pustaka

a. Sejarah Scr, Triac dan Diac

Scr, Triac dan Diac atau Thyristor berasal kata dari bahasa Yunani yang

berarti ‘pintu'. Dinamakan demikian barangkali karena sifat dari komponen ini

yang mirip dengan pintu yang dapat dibuka dan ditutup untuk melewatkan arus

listrik. Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain PUT

(programmable uni-junction transistor), UJT (uni-junction transistor ), GTO (gate

turn off switch), photo SCR dan sebagainya. Namun pada kesempatan ini, yang

akan kemukakan adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan

sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. Pembaca dapat

menyimak lebih jelas bagaimana prinsip kerja serta aplikasinya.

Gambar kontruksi SCR(b) dan simbol TRIAC(a)

b. Struktur Thysistor

Ciri-ciri utama dari sebuah thyristor adalah komponen yang terbuat dari

bahan semiconductor silicon. Walaupun bahannya sama, tetapi struktur P-N

junction yang dimilikinya lebih kompleks dibanding transistor bipolar atau MOS.

Komponen thyristor lebih digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai

penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor.

Gambar UJT

Struktur dasar thyristor adalah struktur 4 layer PNPN seperti yang

ditunjukkan pada gambar-1a. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua

buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah seperti pada

gambar-1b. Ini tidak lain adalah dua buah transistor PNP dan NPN yang

tersambung pada masing-masing kolektor dan base.

Gambar Struktur thyristor

Jika divisualisasikan sebagai transistor Q1 dan Q2, maka struktur thyristor ini

dapat diperlihatkan seperti pada gambar-2 yang berikut ini.

Gambar visualisasi dengan transistor

Terlihat di sini kolektor transistor Q1 tersambung pada base transistor Q2

dan sebaliknya kolektor transistor Q2 tersambung pada base transistor Q1.

Rangkaian transistor yang demikian menunjukkan adanya loop penguatan arus

di bagian tengah. Dimana diketahui bahwa Ic = β Ib, yaitu arus kolektor adalah

penguatan dari arus base.

Jika misalnya ada arus sebesar Ib yang mengalir pada base transistor Q2,

maka akan ada arus Ic yang mengalir pada kolektor Q2. Arus kolektor ini

merupakan arus base Ib pada transistor Q1, sehingga akan muncul penguatan

pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q1 tidak lain adalah

arus base bagi transistor Q2. Demikian seterusnya sehingga makin lama

sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang.

Tertinggal hanyalah lapisan P dan N dibagian luar.

Jika keadaan ini tercapai, maka struktur yang demikian tidak lain adalah

struktur dioda PN (anoda-katoda) yang sudah dikenal. Pada saat yang demikian,

disebut bahwa thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus dari

anoda menuju katoda seperti layaknya sebuah dioda.

Gambar Thyristor diberi tegangan

Bagaimana kalau pada thyristor ini kita beri beban lampu dc dan diberi

suplai tegangan dari nol sampai tegangan tertentu seperti pada gambar 3. Apa

yang terjadi pada lampu ketika tegangan dinaikan dari nol. Ya betul, tentu saja

lampu akan tetap padam karena lapisan N-P yang ada ditengah akan

mendapatkan reverse-bias (teori dioda).

Pada saat ini disebut thyristor dalam keadaan OFF karena tidak ada arus

yang bisa mengalir atau sangat kecil sekali. Arus tidak dapat mengalir sampai

pada suatu tegangan reverse-bias tertentu yang menyebabkan sambungan NP

ini jenuh dan hilang. Tegangan ini disebut tegangan breakdown dan pada saat itu

arus mulai dapat mengalir melewati thyristor sebagaimana dioda umumnya.

Pada thyristor tegangan ini disebut tegangan breakover Vbo.

c. SCR (Silicon Controlled Rectifier)

SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah piranti 3 (tiga) terminal yang

digunakan untuk mengatur arus yang melalui suatu beban. Untuk mengatur arus

yang cukup besar yang melalui Anoda-Katoda, hanya diperlukan arus yang kecil

dari Gate. Selama arus Anoda-Katoda tetap mengalir, arus Gate dapat

dihilangkan setelah satu kali melakukan penyulutan.

Gambar SCR dan Identifikasi Terminal

Bila SCR digunakan pada arus AC, maka hanya akan mengalir arus ke

satu arah saja, seperti halnya pada dioda. Pada pengaturan daya AC dengan

SCR dikenal istilah sudut tunda penyulutan (firing delay angle) yaitu periode yang

hilang sebelum SCR tersulut. Rangkaian penyulut pada Gate dapat berupa R

mapun RC. Dengan rangkaian RC akan dapat diatur firing delay angle dalam

jangkah yang lebar.

SCR mempunyai elektroda kendali (Gerbang) terpisah dan seperti juga

torostor lainnya, SCR mempunyai perilaku seperti tabung tiratron. Namun tidak

tidak seperti triac, SCR hanya dapat terkonduksi dalam satu alat saja. Anodanya

harus dapat dibuat positif dan katodanya dibuat negatif. SCR banyak digunakan

dalam rangkaian penyearah terkendali, pengubah dan rangkaian kendali serta

penyaklaran.

SCR dapat digunakan tersendiri, digabung dengan SCR lainya atau

digabung dengan diac, triac, transistor konvensional, transistor unijunction atau

lampu-lampu neon. Daerah kerja SCR meliputi jangkah yang lebar, dari 1,7 A

sampai 35 A dan 100 V sampai 700 V. SCR adalah komponen spasi 4 lapis

(pnpn) rangkaiannya seperti pada gambar berikut :

Gambar SCR. (a) Susunannya. (b) Susunan ekivalen. (c) Rangkaian ekivalen. (d)

Lambang rangkaian

Elektroda-elektroda yang dimiliki SCR terdiri dari anoda, katoda dan

elektroda gerbang atau kendali. SCR biasanya bekerja dengan anoda positif.

Apabila anoda diberi tegangan muka negatif terhadap katoda maka, arus yang

mengalir dengan tajam akibat jebol bandangan. Bandangan ini merupakan

kondisi on SCR. Apabila tegangan gerbang = 0, maka SCR akan menutup arus

dari dua arah dan berada pada keadaan off.

Seperti pada tabung tiratron, sekali keadaan konduksi tercapai maka

elektroda gerbangnya tidak dapat mengendalikan arus anoda sampai tegangan

anoda katodanya diputuskan. Karena SCR bukan komponen dua arah maka

secara otomatis akan off dan kendali gerbangnya aktif kembali jika tegangan AC

yang diberikan ke anoda berada pada siklus sebaliknya.

Keluaran sebuah SCR dapat diubah ubah secara halus dengan

mengubah fasa picu gerbang. Makin awal sinyal pemicu tiba pada setengah

siklus positf tegangan anoda maka maka makin lama siklus anoda yang

mengalir, maka makin besar pula harga dari arus tersebut. Dengan

menggunakan sebuah SCR, suatu arus anoda yang besar dapat disaklarkan

dengan menggunakan arus gerbang yang kecil.Untuk mengerti tentang cara

kerja dari SCR kita bisa terangkan ini dengan sebuah rangkaian elektronik

persegi sebagai berikut:

Gambar Cara kerja dari SCR dengan sebuah rangkaian elektronik persegi

Saat kita menghubungkan SCR ke sumber tegangan, plus (+) dan

minus (-) ke K dan jangan menyuplai tegangan ke gate(G) ,kedua transisitor

dalam keadaaan cutoff.

Menyuplai pulsa (bahkan untuk waktu yang sangat pendek) ke gate

menyebabkan transistor Q2 terhubung. Penghubungan ini menciptakan aliran

arus yang pokok untuk transisitor Q1.

Arus ini terhubung dan menyebabkan aliran yang rata ke base Q2.

Aliran ini menjaga transistor Q2 dalam keadaan terhubung, yang mana menjaga

transistor Q1 dalam keadaan terhubung walaupun pulsa dalam gate dalam

keadaan berhenti.

Karakteristik SCR terlihat pada gambar berikut:

Gambar Karakteristik SCR

Dalam tegangan belakang SCR seperti diode. Ini tidak akan terhubung

sampai alat ini breaks-over. Komponen SCR dirancang untuk break-over

tegangan yang tinggi) dalam hal ini untuk menghindari situasi ini). Vx lebih besar

dari 400 V.

Sebuah SCR dapat mempunyai tegangan dadal-jenuh (breakover) yang

berkisar dari 50V sampai lebih dari 2500V tergantung pada nomor tipenya. SCR

biasanya dirancang untuk operasi penutupan picu dan pembukaan arus rendah.

Cara kerjanya adalah SCR tersebut akan terbuka terus sampai gerbangnya

menerima masukan picu. Setelah itu SCR akan menutup dan bertahan dalam

keadaan ini walaupun sinyal picu telah berlalu. Satu-satunya cara untuk

membuka kembali SCR itu adalah cara pemutusan arus rendah.

SCR biasanya dipandang sebagai suatu piranti yang menghalangi

tegangan kecuali jika disambung dengan suatu picu. Karena itu, dalam lembar

data yang bersangkutan , tegangan dadal-jenuh sering kali disebut tegangan

penghalang maju. Misalnya saja SCR 2N4444 mempunyai tegangan

penghalang-maju sebesar 600V. Ini berarti bahwa selama tegangan catu lebih

kecil dari 600V, SCR tidak akan beralih keadaan. Penutupan saklar ini hanya

dapat dilakukan dengan picu gerbang. Karena gerbang SCR dihubungkan

dengan basis transistor internal, maka diperlukan setidaknya 0,7 V untuk memicu

sebuah SCR. Lembar data menyebutnya dengan arus pemicu gerbang (Gate

Trigger Current) . Sebagai contoh, lembar data 2N4441 memberikan

tegangan dan arus pemicu:

= 0,75 V

10mA

Ini berarti bahwa sumber yang menggerakkan gerbang 2N4441 harus

mencatu 10mA pada tegangan 0,75 V untuk mengunci SCR.

SCR merupakan piranti industri yang dapat menangani arus-arus besar

berukuran dari 1A sampai lebih dari 2500A tergantung dari tipenya. Karena

sifatnya sebagai piranti arus tinggi, SCR mempunyai arus picu dan arus penahan

yang relatif besar. Misalnya saja piranti 2N4444 dapat menghantar arus sebesar

8A secara terus menerus. Arus picunya adalah 10mA, dan begitu pula arus

penahannya. Ini berarti bahwa untuk mengendalikan arus anode sebesar 8A

diperlukan masukan arus minimum pada gerbang SCR sebesar 10mA. Sebagai

contoh yang lain, piranti C701 merupakan SCR yang dapat menghantar arus

sampai sebesar 1250A dengan arus picu 150mA dan arus penahannya sebesar

500mA.

Dengan adanya kapasitans dalam SCR maka piranti ini dapat dipicu

oleh tegangan catu yang berubah secara cepat. Jadi dengan kata lain, jika laju

kenaikan dari tegangan catu cukup tinggi, maka arus pengisian kapasitif dapat

memulai proses regenerasi. Untuk menghindari sinyal pemicuan yang salah pada

SCR, laju perubahan tegangan pada anode tidak boleh melenihi laju kritis

kenaikan tegangan yang tercantum pada lembar data.

Sebagai contoh misalnya kita tinjau piranti 2N4444 yang mempunyai

laju kritis kenaikan tegangan sebesar 50V/µs. Untuk menghindari terjadinya

proses dadal-jenuh yang tidak diinginkan, tegangan anode tidak boleh naik lebih

cepat dari 50V/µs. Contoh yang lainnya adalah piranti C701 yang mempunyai

laju kritis kenaikan tegangan sebesar 200V/µs.

Gejala transien-penyaklaran yang terjadi pada penyalur catu tegangan

adalah penyebab utama dari pelanggaran laju kritis kenaikan-tegangan. Salah

satu cara untuk mengurangi pengaruh transien tersebut adalah menggunakan

pembatas atau penekan RC seperti terlihat pada Gambar 4.4.(a). Bila gejala

transien berkecepatan tinggi terjadi pada tegangan catu, maka laju kenaikannya

pada anode akan dikurangi oleh rangkaian RC tersebut. Laju kenaikan dalam

tegangan anode tidak hanya bergantung pada harga R dan C, tetapi juga

bergantung pada besarnya hambatan beban.

Piranti SCR yang lebih besar masih dikenakan batas lain berupa laju

kritis kenaikan arus. Misalnya piranti C701 diketahui mempunyai laju kritis

kenaikan arus sebesar 150A/µs. Jika arus anode bertambah lebih cepat dari laju

ini, SCR yang bersangkutan dapat menjadi rusak akibat bintik-bintik panas (hot

spots) yang terjadi didalamnya. Penggunaan sebuah inductor secara seri seperti

ditunjukkan pada Gambar 4.4.(b) akan mengurangi laju kenaikan arus, dan

membantu pembatas RC dalam menekan laju kenaikan tegangan.

Gambar (a) Penekan RC (RC snubber).

(b) Penekanan laju kenaikan arus dengan induktor

Suatu SCR memiliki tegangan gerbang . Saat tegangan ini lenih dari

, SCR akan hidup dan tegangan keluaran akan jatuh dari ke suatu

nilai yang rendah. Kadang-kadang, hambatan gerbang digunakan disini.

Hambatan ini membatasi arus gerbang ke suatu nilai yang aman. Tegangan

masukan yang dibutuhkan untuk memicu sebuah SCR harus lebih dari:

Dalam persamaan ini, dan adalah tegangan dan arus pemicu

gerbang untuk piranti. Keuntungan utama dari SCR adalah penekanan tombol

yang sangat pendek berdasarkan penekanan tombol yang regeneratif. Ini

mengurangi penurunan tegangan di dan mengijinkan produksi komponen SCR,

yang bisa menahan arus yang sangat besar (100 ampere).

Keburukan dari SCR adalah pematian. Pematian dari SCR hanya ada

satu cara yaitu mengurangi arus yang mengalir melalui ini disamping arus yang

utama.

Sebuah transistor bisa juga menekan tombol arus dalam cara yang sama.

Keuntungan dari transistor adalah pematian ini dilakukan dengan sederhana

yaitu menghentikan arus di base. Kerugiannya adalah waktu penekanan tombol

lebih lama dan selama penekanan tombol dalam keadaaan tegangan yang tinggi

dibangun dalam ini,dengan demikian ini tidak bisa digunakan untuk penekanan

tombol untuk arus yang besar.

Jenis SCR

Adapun jenis-jenis dari SCR antara lain sebagai berikut:

1. LASCR (light activated SCR) adalah jenis SCR yang apabila terkena sinar

matahari (cahaya yang cukup kuat ) akan menyebabkan elektron-elektron

valensi dalam SCR tersebut akan dilepaskan dari orbit-orbitnya dan akan

menjadi elektron-elektron bebas. Ketika elektron-elektron ini mengalir keluar

dari kolektor akan memasuki basis transistor, maka proses regenerasi akan

berlangsung sampai LASCR menjadi tertutup.

2. SCS (silicon controlled switch)adalah jenis SCR yang identik dengan saklar

penahan SCS menyediakan saluran kepada kedua basisnya satu picu

prategangan maju yang diberikan kepada salah satu basis tersebut akan

menutupi SCS, begitu pula sebaliknya bila diberi prategangan balik maka

akan membuka piranti saklar.

3. GCS (gate-controlled switch) adalah saklar yang dirancang untuk dibuka

dengan cara mudah yaitu dengan picu prategangan balik. Untuk GCS

penutupan dilakukan dengan picu positif dan pembukaan dilakukan dengan

picu negatif ( atau dengan pemutusan arus rendah )

Karakteristik SCR (Silicon Controlled Rectifier)

1. Sebuah SCR terdiri dari tiga terminal yaitu anoda, katoda, dan gate. SCR

berbeda dengan dioda rectifier biasanya. SCR dibuat dari empat buah lapis

dioda. SCR banyak digunakan pada suatu sirkuit elekronika karena lebih

efisien dibandingkan komponen lainnya terutama pada pemakaian saklar

elektronik.

2. SCR biasanya digunakan untuk mengontrol khususnya pada tegangan

tinggi karena SCR dapat dilewatkan tegangan dari 0 sampai 220 Volt

tergantung pada spesifik dan tipe dari SCR tersebut. SCR tidak akan

menghantar atau on, meskipun diberikan tegangan maju sampai pada

tegangan breakovernya SCR tersebut dicapai (VBRF). SCR akan

menghantar jika pada terminal gate diberi pemicuan yang berupa arus

dengan tegangan positip dan SCR akan tetap on bila arus yang mengalir

pada SCR lebih besar dari arus yang penahan (IH).

3. Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) SCR adalah dengan

mengurangi arus Triger (IT) dibawah arus penahan (IH). SCR adalah

thyristor yang uni directional,karena ketika terkonduksi hanya bisa

melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Artinya,

SCR aktif ketika gate-nya diberi polaritas positif dan antara anoda dan

katodanya dibias maju. Dan ketika sumber yang masuk pada SCR adalah

sumber AC, proses penyearahan akan berhenti saat siklus negatif terjadi.

d. DIAC

Diac merupakan komponen yang paling sederhana dari keluarga

thyristor, semi konduktor yang terdiri dari tiga lapisan seperti pada transistor pnp.

DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti transistor. Lapisan N pada

transistor dibuat sangat tipis sehingga elektron dengan mudah dapat

menyeberang menembus lapisan ini. Sedangkan pada DIAC, lapisan N di buat

cukup tebal sehingga elektron cukup sukar untuk menembusnya. Struktur DIAC

yang demikian dapat juga dipandang sebagai dua buah dioda PN dan NP,

sehingga dalam beberapa literatur DIAC digolongkan sebagai dioda.

Gambar Struktur dan simbol DIAC

Sukar dilewati oleh arus dua arah, DIAC memang dimaksudkan untuk

tujuan ini. Hanya dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC dapat

menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan tentu saja bisa bolak-balik dari

anoda menuju katoda dan sebaliknya. Kurva karakteristik DIAC sama seperti

TRIAC, tetapi yang hanya perlu diketahui adalah berapa tegangan breakdown-

nya. DIAC umumnya dipakai sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan

input tertentu yang relatif tinggi.

Hubungan hanya dilakukan dengan tiga lapisan luarnya saja, sehingga

dengan demikian diac hanya mempunyai dua macam terminal, komponen ini

dapat bekerja pada tegangan AC maupun DC, dan dapat konduksi dari dua arah,

seperti thyristor lainnya diac mempunyai sifat seperti tabung tiratron.

Diac banyak di gunakan dalam rangkaian rangkaian pengendali,

penyaklaran, dan pemicu. Diac digunakan tersndiri atau digabungkan dengan

triac, transistor atau SCR.

Rangkaian ekuivalen dari diac adalah dua buah diode empat lapis yang

dipasang secara paralel seperti terlihat pada Gambar 4.5(a). Dilihat secara ideal

ini sama dengan sistem saklar penahan dalam Gambar 4.5(b). Diac tidak akan

menghantar sampai tegangan yang melaluinya melebihi tegangan breakover

dalam salah satu arahnya. Lambang dari Diac terlihat pada Gambar 4.5(d).

Gambar Diac (a) Rangkaian ekuivalen. (b) Sistem saklar-penahan ekuivalen. (c)

Saklar penahan kiri tertutup. (d) Lambang rangkaian.

Gambar Karakteristik diac

Sebagai contoh apabila tegangan v mempunyai polaritas, maka dioda

yang berada di sebelah kiri akan menghantar bila harga v mulai melampaui

tegangan breakover Diac. Dalam hal ini saklar penahan kiri tertutup. saat v

memiliki polaritas yang berlawanan, maka saklar-penahan kanan yang akan

menutup bila v mulai melampaui tegangan breakover.

Saat penghantaran arus pada Diac sudah mulai berlangsung, satu-

satunya cara untuk membukanya kembali adalah dengan cara pemutusan arus

rendah. Ini berarti mengurangi arus sampai di bawah batas arus-penahan dari

piranti yang bersangkutan.

Pada komponen diac, konsentrasi pengotorannya tidak seperti pada

pengotoran transistor tetapi mempunyai jumlah yang sama pada kedua

pertemuannya sehingga memungkinkan terjadinya operasi yang simetris. Jadi

tidak ada yang dapat disebut anoda atau katoda secara eklusif. Karena lapisan p

dan n dalam komponen tersebut disusun secara seri maka diac tidak akan

konduksi dalam arah maju tetapi selalu mempunyai perilaku seperti diioda

bandangan yang diberi pra tegangan terbalik. Hal ini terjadi tanpa memandang

arah tegangan yang diberikan.

Pada saat suatu tegangan diberikan ke komponen, suatu arus bocor

yang sangat kecil akan mengalir. Keadaan ini disebut keadaan “off”dari diac.

Pada titik ini terjadi jebolan bandangan dan tiba-tiba akan mengalir arus yang

besar. Ini merupakan keadaan “on” diac. Sekali diac dijadikan on dengan

menggunakan tegangan postif atau negatif, komponen ini akan terus

menghantarkan arus sampai tegangannya dihilangkan atau dikurangi menjadi

nol.

Di sini, arus bocor yang kecil (IBO+ untuk tegangan positif atau IB0- untuk

tegangan negatif). Mengalir sampai tegangan yang diberikan mencpai tegangan

breakover. Pada saat tegangan breakover dicapai, arus akan meningkat dengan

tajam dari I+ atau I- . Efek resistansi negatif akan muncul seperti terlihat pada

kurva lengkung ke arah belakang. Akibatnya arus menaik jika teganganya sedikit

diturunkan.

Penggunaannya yang utama adalah untuk memberi denyut picu ke

triac. Tetapi tentu saja denyut pemicu dan sifat konduksi dua arahnya dapat

digunakan pada berbagai tujuan selain pengoperasian triac.

Salah satu penggunaan diac yang paling sederhana adalah sebagai

penyaklar otomatis. Sebuah diac akan memberikan resistansi yang sangat tinggi

baik dalam AC maupun DC sampai tegangan yang diberikan mencapai nilai VBO

kritis. Apabila nilai ini sudah tercapai atau dilampaui maka diac akan konduksi.

Dengan demikian komponen dua terminal yang sederhana ini dapat disakelarkan

dengan tegangan kendali yang menaik dan tetap terkonduksi sampai tegangan

tersebut diturunkan ke nol.

e. TRIAC

Boleh dikatakan SCR adalah thyristor yang uni-directional, karena ketika ON

hanya bisa melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda.

Struktur TRIAC sebenarnya adalah sama dengan dua buah SCR yang arahnya

bolak-balik dan kedua gate-nya disatukan. Simbol TRIAC ditunjukkan pada

gambar di bawah ini TRIAC biasa juga disebut thyristor bi-directional.

Gambar Simbol TRIAC

TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik, sehingga

dapat melewatkan arus dua arah. SCR, TRIAC juga merupakan piranti tiga

terminal yang digunakan untuk pengaturan daya. Berbeda dengan SCR, TRIAC

dapat mengalirkan arus dalam dua arah. Rangkaian penyulut untuk TRIAC dapat

pula berupa R maupun RC. Untuk mendapatkan pengaturan yang simetris, maka

digunakan DIAC.

Gambar triac dan Diac

Triac adalah komponen 3 elektroda dari keluarga thyristor yang dapat

menyakelarkan AC atau DC. Tidak seperti diac, triac mempunyai elektroda

kendali (gerbang) yang terpisah yang akan memberikan level tegangan yang

yang memulai triac untuk konduksi. Seperti Thyristor lainnya, triac mempunyai

perilaku seperti tabung tiratron

Penggunaan Triac tidak seluas SCR karena arus yang dapat ditangani

jauh lebih kecil. Disamping itum SCR tersedia secara luas dalam jumlah yang

jauh lebih besar daripada Triac. Karena susunan internalnya, Triac memiliki

tegangan dan arus pemicu gerbang yang lebih tinggi dibandingkan dengan SCR.

Triac banyak di gunakan dalam rangkaian rangkaian pengendali,

penyaklaran, dan pemicu. Triac digunakan tersndiri atau digabungkan dengan

diac, transistor atau SCR. Daerah kerja triac meliputi jangkah yang lebar,

biasanya berada pada 100V sampai 600V dan 0,5 A sampai 40 A.

Gambar Triac. (a) Rangkaian ekuivalen. (b) Sistem saklar-penahan

ekuivalen. (c) Lambang rangkaian.

Karena lapisan p dan n dalam triac di susun secara seri, maka

komponen ini, seperti halnya dengan diac, tidak dapat melewatkan arus dari

terminal 1 ke terminal 2 dalam arah maju tetapi berperilaku sebagai dioda yang

diberi prategangan terbalik.

Pada saat tegangan di berikan pada komponen ini, misalnya dari

sumber tegangan pada jala jala, arus bocor yang mengalir sangat kecil. Ini di

katakan sebagai kondisi off triac. Apabila tegangan ini dinaikkan, maka akan di

capai nilai kritis (+VBO jika arahnya positif atau -VBO triac arahnya negatif). Pada

hal ini akan terjadi jebol bandangan dan arus besar akan mengalir yang di

tentukan oleh amplitudo arus negatif atau positif yang diberikan ke elektroda

gerbang. Makin tinggi elektroda ini, maka makin besar pula tegangan breakover-

nya

Untuk kerja triac pada keadaan positif atau negatif, seperti halnya pada

tabung trinatron, sekali kondisi DC terbentuk pada triac, elektroda gerbangnya

tidak lagi memegang kendali lagi sampai tegangan dari terminal 1 ke terminal 2

diputuskan atau dikurangi sampai dengan nol.

Tidak seperti halnya diac, triac mempunyai terminal tertentu sehingga

tidak dapat dipertukarkan. Beberapa triac akan bekerja lebih dari biasanya jika di

berikan penyerap panas. Contohnya adalah triac yang diberikan untuk

mengendalikan motor. Misalnya pada kendali tertentu, motor terbesar yang di

kendalikannya adalah ¼ tenaga kuda. Apabila triac tersebut dilengkapi dengan

penyerap panas, maka motor dengan daya ½ daya kuda dapat di kendalikannya

dengan aman.

Gambar dibawah menunjukkan rangkaian RC yang memvariasikan sudut

fase tegangan gerbang Triac. Rangkaian dapat mengatur arus melalui sebuah

beban yang besar. Gambar dibawah menunjukkan tegangan catu dan tegangan

gerbang yang tertinggal. Saat tegangan kapasitor cukup besar untuk mencatu

arus pemicu, Triac akan menghantar. Sekali menghantar, Triac akan terus

menghantar sampai tegangan catu kembali ke 0.

Meskipun Triac dapat menangani arus tinggi, Triac tidaklah sekelas

dengan SCR, yang memiliki rating arus jauh lebih tinggi. Meski demikian, ketika

konduksi pada kedua sisi putaran menjadi penting, Triac merupakan piranti yang

berguna khususnya dalam aplikasi industri.

Gambar Pengendali Fase Triac

Karakteristik Triac

TRIAC tersusun dari lima buah lapis semikonduktor yang banyak

digunakan pada pensaklaran elektronik. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi

directional. TRIAC merupakan dua buah SCR yang dihubungkan secara paralel

berkebalikan dengan terminal gate bersama.

Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan

polaritas positif saja, tetapi TRIAC dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif

dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolak-balik

pada Gate. TRIAC banyak digunakan pada rangkaian pengedali dan

pensaklaran.

TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada Anoda lebih positif

dibandingkan Katodanya dan gate-nya diberi polaritas positif, begitu juga

sebaliknya. Setelah terkonduksi, sebuah TRIAC akan tetap bekerja selama arus

yang mengalir pada TRIAC (IT) lebih besar dari arus penahan (IH) walaupun

arus gate dihilangkan. Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) TRIAC

adalah dengan mengurangi arus IT di bawah arus IH.

Perbedaan antara SCR dan TRIAC dapat dilihat juga pada Rangkaiannya

yaitu pada rangkaian TRIAC tidak terdapat dioda hal ini disebabkan karena

TRIAC dapat bekerja atau dipicu dengan tegangan positif dan negatif.

Setelah rangkaian selesai di rangkai, kemudian sumber tegangan di

berikan pada rangkaian tersebut dimana kondisi TRIAC pada saat itu belum aktif,

hal ini disebabkan TRIAC belum terpicu.

Apabila sumber tegangan sudah diberikan, maka untuk mengaktifkan

TRIAC dilakukan pemicuan dengan mengatur Resistor Variabel (VR) sampai

lampu menyala atau arus yang mengalir pada TRIAC (IT) lebih besar dari arus

penahan (IH).

Untuk pemicuan TRIAC dengan tegangan positif, polaritas anoda harus

lebih positif dibandingkan katodanya sedangkan untuk pemicuan dengan

tegangan negative maka polaritas katodanya harus lebih positif dibandingkan

anodanya.

Apabila TRIAC sudah aktif maka kita dapat mengetahui besarnya arus

Gate (IG), arus penahan (IH) dengan melihat pada Ampermeter dan juga dapat

mengetahui besarnya tegangan Gate (VGT), tegangan Anoda Katoda (VAK)

pada Voltmeter

Selain mengetahui besarnya arus dan tegangan melalui Ampermeter dan

Voltmeter, untuk mengetahui karakteristik dari arus yang mengalir pada TRIAC

dengan osiloskop.

4.3 Daftar Komponen dan Alat

1. Modul Dasar Elektronika 6. Disket / flashdisk

2. Osoloskop 7. Milimeterblok

3. Multimeter 8. Penggaris / mistar

4. Steker T 9. Pulpen / pensil

5. Data Sheet SCR, TRIAC, DIAC

4.4 Cara Kerja

PERHATIAN :

1. Percobaan A dan B menggunakan tegangan tinggi langsung dari jala-

jala. Praktikan harus benar-benar memperhatikan keselamatan dirinya

dan rekan kerjanya.

2. gunakan probe 1:10 untuk melakukan pengamatan dengan osiloskop.

Hubungkan osiloskop dengan jala-jala tanpa menggunakan ground

dengan cara meggunakan steker T. dengan demikian bagian logam dari

osiloskop tidak boleh disentuh selama daya untuk modul ihidupkan

karena terdapat tegangan tinggi. Pengaturan osiloskop dilakukan

sebelum melakukan pengamatan.

3. Sebelum melakukan pengamatan, konsultasikan dulu hal-hal yang

belum jelas kepada asisten.

A. Silicon Controlled Rectifier (SCR)

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4.3 saklar daya dalam keadaan

OFF (lampu indikator mati). Hubungkan rangkaian ke jala-jala listrik.

Gambar 4.17 Percobaan dengan SCR

2. Atur osiloskop pada 10 Volt/Div, 5 mS/Div, kopling DC dan Trigger

pada posisi Internal. Gunakan hanya salah satu kanal saja. Amati

bentuk gelombang pada beban. Kemudian amati pula Anoda-Katoda

SCR. Perhatikan : Gunakan Probe 1:10. Selama memindah-mindahkan

probe dari suatu titik pengamatan ke titik pengamatan yang lain,

matikan saklar daya pada modul.

3. Atur lagi osiloskop pada 0.5 Volt/Div (pengaturan lainnya tetap). Amati

bentuk gelombang pada kapasitor dan Gate-Katode SCR.

4. pengamatan langkah 2 dan 3 dilakukan untuk dua macam firing delay

angle yang berbeda dengan mengubah potensio 500K. Ukur besarnya

hambatan potensio untuk tiap pengamatan.

5. Buatlah rangkaian seperti gambar 4.4 Lakukan pengamatan seperti

sebelumnya

Gambar 4.18 Percobaan SCR Gelombang Full Wave

B. TRIAC dan DIAC

Gambar 4.19 Percobaan dengan TRIAC

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4.5 lakukan pengamatan

bentuk gelombang pada beban (10 V/Div), A1 – A2 (10 V/Div), kapasitor

(2 V/Div) dan pada G – A1 (0.05 V/Div). Pengamatan dilakukan untuk

dua sudut yang berbeda. Apakah simetris sudut sulut belahan positif

dan belahan negative ?

2. Ulangi percoban diatas dengan menggantikan resistor 1K dengan DIAC

(gambar 4.6). Bagaimanakah perbedaan dengan sebelumnya ?

Gambar 4.20 Percobaan dengan TRIAC DIAC

4.5 Lembar Kerja dan Data Hasil Percobaan

Tabel 4.1 SCR

LAMPUAnoda - Katoda

Anoda - Gate

Katoda - Gate

Gate - Resistor

Anoda - Beban

Katoda - Beban

Gate - Beban

Mati 0 220 220 219 220 220 0

Redup 0 42 60 42 220 222 3

Terang 0 209 9 8 220 222 10

Tabel 4.2 TRIAC

LAMPUAnoda - Katoda

Anoda - Gate

Katoda - Gate

Gate - Resistor

Anoda - Beban

Katoda - Beban

Gate - Beban

Mati 220 0 220 0 220 0 220

Redup 98 0 52 0 220 3 220

Terang 1 0 0 0 220 219 220

Tabel 4.3 TRIAC dan DIAC

LAMPUAnoda - Katoda

Anoda - Gate

Katoda - Gate

Gate - Resistor

Anoda - Beban

Katoda - Beban

Gate - Beban

Mati 234 1 231 2 230 3 228

Redup 325 1 325 18 228 158 212

Terang 6 0 6 4 227 228 227

4.6 Analisa Pembahasan Hasil Percobaan

Pada percobaan ini terdapat lima jenis besar tegangan yang akan diukur,

yaitu tegangan dari Anoda ke katoda, Anoda ke Gate, Katoda ke Gate, jika

dipasang Resisitor dan Beban. Masing - masing pecobaan diuji dan diukur pada

saat lampu mati, redup, dan terang. Pengujian tersebut akan dilakukan untuk

semua percobaan yaitu untuk percobaan SCR, SCR dengan Diode, TRIAC, serta

TRIAC dan DIAC.

4.6.1 Percobaan SCR

Pada percobaan SCR, besar tegangan dari Anoda Ke Katoda serta anoda

ke gate paling besar nilainya pada saat lampu mati (pada table 4.6.1). Hal ini

disebabkan karena lapisan N-P yang ada ditengah mendapatkan reverse-bias. Di

mana pada saat lampu mati, tidak ada arus yang mengalir dan tegangan yang

dihasilkan besar. Dapat digambarkan sebagai berikut :

Pada saat lampu dalam keadaan mati, maka tidak ada arus yang bisa

mengalir atau sangat kecil sekali. Arus tidak dapat mengalir sampai pada suatu

tegangan reverse-bias tertentu yang menyebabkan sambungan NP ini jenuh dan

hilang. Tegangan ini disebut tegangan breakdown. Hasil perhitungan masing-

masing tegangannya adalah sebagai berikut: :

Anoda/Katoda

Pada saat lampu mati

Tegangan Anoda/Katoda = 220 Volt

Hasil pengukuran = 0 Volt

Sehingga dapat dicari persentase kesalahan relatifnya sebagai berikut :

% kesalahan relatif = x 100 %

= x 100 %

= 1 %

Pada saat lampu redup





= x 100 %

= 1 %

Pada saat Lampu terang





= x 100 %

= 1 %

Anoda / Gate

Untuk percobaan Anoda Gate, dapat rangkaiannya dapat dilihat pada gambar

berikut :

Vin = Vr + VGT

Vin = IGT(R) + VGT

Gambar 4.21 Rangkaian Anoda / Gate pada SCR

Ket :

V in : Tegangan Sumber

VGT : 0,75 Volt

IGT : 15 mA


Tegangan Anoda/ Gate = V in - VGT = 220 Volt – 0.75 Volt = 219.25 Volt




= x 100 %

= 0.34 %


Tegangan Anoda/ Gate = V in - VGT = 220 Volt - 0,75 Volt = 219,25 Volt




= x 100 %

= 80,84 %


Tegangan Anoda/ Gate = V in - VGT = 220 Volt - 0,75 Volt = 219,25 Volt




= x 100 %

= 4,67 %

Katoda /Gate

Untuk tegangan Katoda / Gate tegangannya hampir mendekati 0. Hal tersebut

disebabkan pada saat itu SCR dikatakan dalamm keadaan OFF, di mana

sebelumnya SCR telah ON dengan besar tegangan di Anoda / Katoda dan

Anoda / Gate. Jadi tidak dapat dihitung persentase kesalahannya, karena akan

menghasilkan persentase kesalahan yang besar padahal SCR dalam keadaan

OFF bukan karena kurang presisi alat atau sebab lain seperti kurang telitinya

pembacaan besar tegangan yang dilakukan oleh para praktikan.

Resistor

Perhitungan untuk Resistor digunakan cara yang sama seperti perhitungan

Tegangan di Anoda / Gate sebagai berikut :

Vin = Vr + VGT

Vin = IGT(R) + VGT

Ket :

V in : Tegangan Sumber

VGT : 0,75 Volt

IGT : 15 mA


Nilai Resistor = = x 103

= 14,6 X 103

Hasil pengukuran = 0.1



= x 100 %

= 99.31%



= 14,6 X 103

Hasil pengukuran = 3,7



= x 100 %

= 74,65%



= 14,6 X 103

Hasil pengukuran = 4,1



= x 100 %

= 71.91 %

Tabel 4.4 Persentase kesalahan Relatif (%) SCR

Persentase

kesalahan

Relatif ( %)

Anoda /

Katoda

Anoda /

GateGate / Katoda

Mati 1 % 0.34 % 99.31 %

Redup 1 % 80.84 % 74.65 %

Terang 1 % 4.67% 71.91 %

Dari tabel persentase kesalahan di atas terlihat bahwa persentase

kesalahannya cukup besar terutama pada pengukuran di resistor, hal ini

disebabkan karena resistor menyebabkan tegangan dari anoda ke katoda

mendekati 0 dan apabila dihitung persentase kesalahannya, hasilnya sangat

besar. Selain itu dapat pula disebabkan oleh kesalahan praktikan dalam

mengukur ataupun membaca skala hasil pengukuran.

4.6.2 Percobaan TRIAC

Dengan cara yang sama persentase kesalahan relatif (%) pada masing-masing

pengukuran tegangan untuk percobaan ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.5 Persentase kesalahan Relatif (%) DIAC

Persentase

kesalahan Relatif (

%)

Anoda / Katoda Anoda / Gate Gate / Katoda

Mati 0.34 % 1% 98.63 %

Redup 55.3 % 1 % 96.57 %

Terang 99.5 % 1 % 98.63 %







4.6.3 Percobaan TRIAC dan DIAC

Dengan cara yang sama persentase kesalahan relatif (%) pada masing-masing

pengukuran tegangan untuk percobaan ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.6 Persentase kesalahan Relatif (%) TRIAC DAN DIAC

Persentase

kesalahan Relatif (

%)

Anoda / Katoda Anoda / Gate Gate / Katoda

Mati 6.72 % 99.54 % 99.31 %

Redup 48.23 % 99.54 % 99.31 %

Terang 97.26 % 1 % 97.94 %







4.7 Pertanyaan dan Tugas

Tugas

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan SCR, TRIAC, dan DIAC!

2. Jelaskan perbedaan - perbedaan SCR, TRIAC, dan DIAC!

3. Berikan penjelasan tentang fungsi dan karakteristik dari SCR, TRIAC,

dan DIAC!

4. Terangkan cara kerja osilator relaksasi dengan SCR.

5. Apakah keuntungan-keuntungan penggunaan SCR dan TRIAC pada

pengaturan daya ?

6. Buatlah contoh aplikasi – aplikasi yang menggunakan SCR, TRIAC, dan

DIAC!

7. Menurut data dan analisa yang anda buat, apakah yang akan terjadi jika

hambatan pada masing – masing rangkaian diatas dikurangi, jelaskan

dengan analisa matematis!

8. Mengapa pada rangkaian R diganti dengan diac nyala lampu pada saat

potensio diputar bisa lebih terang dan lebih redup, jelaskan dengan

analisa matematis!

9. Bagaimanakah hubungan antara konstanta waktu jaringan RC pada

Gate dan besarnya sudut tunda penyalaan ?

10. Berikan kesimpulan anda pada masing – masing percobaan diatas!

Jawaban Pertanyaan

1. - SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah komponen dengan tiga

pemicu yaitu: Anoda(A), Katoda(K) dan Gate(G). SCR atau Tyristor

masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang

serupa dengan tabung thiratron. Bagian-bagiannya diterangkan

sebagai berikut :

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tyristor&action=edit

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Thiratron&action=edit

http://id.wikipedia.org/wiki/Semikonduktor

SCR dirancang untuk menyebababkan aliran yang rata dari anoda ke

katoda. SCR dibangun dari empat lapisan P dan N yang saling

berhubungan sebagai berikut:

- Triac adalah tyristor dengan tiga pemicu ,yang mengatur arus ke dua

arah.Ini sejenis dengan dua komponen SCR dihubungkan secara pararel

dan dalam hubungan dengan inverter. setara dengan dua SCR yang

dihubungkan parallel. Dan dijelaskan sebagai berikut:

Triac dibangun dari 5 lapisan NPNPN

- Diac adalah trysitor yang hanya punya dua kaki. DIAC bukanlah termasuk

keluarga thyristor, namun prisip kerjanya membuat ia digolongkan

sebagai thyristor. DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti

transistor. Lapisan N pada transistor dibuat sangat tipis sehingga elektron

dengan mudah dapat menyeberang menembus lapisan ini. Sedangkan

pada DIAC, lapisan N di buat cukup tebal sehingga elektron cukup sukar

untuk menembusnya. Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang

sebagai dua buah dioda PN dan NP, sehingga dalam beberapa literatur

DIAC digolongkan sebagai dioda.Adapun gambar dari struktur dan

symbol DIAC sebagai berikut :

2. - Pada SCR

Struktur : Sebuah SCR terdiri dari tiga terminal yaitu anoda, katoda,

dan gate. SCR berbeda dengan dioda rectifier biasanya.

SCR dibuat dari empat buah lapis dioda.Adapun gambar dari

struktur SCR sebagai berikut :

Karateristik : Adapun karateristik dari SCR yaitu dapat dijelaskan dengan

kurva I-V SCR berikut ini :

Pada gambar tertera tegangan breakover Vbo, yang jika

tegangan forward SCR mencapai titik ini, maka SCR akan

ON. Lebih penting lagi adalah arus Ig yang dapat

menyebabkan tegangan Vbo turun menjadi lebih kecil. Pada

gambar ditunjukkan beberapa arus Ig dan korelasinya

terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus

trigger gate ini sering ditulis dengan notasi IGT (gate trigger

current). Pada gambar ada ditunjukkan juga arus Ih yaitu

arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi

agar SCR tetap ON maka arus forward dari anoda menuju

katoda harus berada di atas parameter ini.

Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) SCR

adalah dengan mengurangi arus Triger (IT) dibawah arus

penahan (IH). SCR adalah thyristor yang uni

directional,karena ketika terkonduksi hanya bisa melewatkan

arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Artinya,

SCR aktif ketika gate-nya diberi polaritas positif dan antara

anoda dan katodanya dibias maju. Dan ketika sumber yang

masuk pada SCR adalah sumber AC, proses penyearahan

akan berhenti saat siklus negatif terjadi.

Cara Kerja : Pada prinsipnya SCR dapat menghantarkan arus bila

diberikan arus gerbang (arus kemudi).Arus gerbang ini

hanya diberikan sekejap saja sudah cukup dan thyristor akan

terus menghantarwalaupun arus gerbang sudah tidak ada.

SCR tidak akan menghantar atau on, meskipun diberikan

tegangan maju sampai pada tegangan breakovernya SCR

tersebut dicapai (VBRF). SCR akan menghantar jika pada

terminal gate diberi pemicuan yang berupa arus dengan

tegangan positip dan SCR akan tetap on bila arus yang

mengalir pada SCR lebih besar dari arus yang penahan (IH).

o Pada TRIAC

Struktur : TRIAC tersusun dari lima buah lapis semikonduktor yang

banyak digunakan pada pensaklaran elektronik. TRIAC

biasa juga disebut thyristor bi directional. TRIAC merupakan

dua buah SCR yang dihubungkan secara paralel

berkebalikan dengan terminal gate bersama. Adapun

gambar dari struktur TRIAC sebagai berikut :

http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Triac02.gif

Karateristik : Adapun karateristik dari SCR yaitu dapat dijelaskan dengan

gambar berikut ini :

Terdapat parameter-parameter seperti Vbo dan -Vbo, lalu IGT

dan -IGT, Ih serta -Ih dan sebagainya. Umumnya besar

parameter ini simetris antara yang plus dan yang minus.

TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada Anoda lebih

positif dibandingkan Katodanya dan gate-nya diberi polaritas

positif, begitu juga sebaliknya. Setelah terkonduksi, sebuah

TRIAC akan tetap bekerja selama arus yang mengalir pada

TRIAC (IT) lebih besar dari arus penahan (IH) walaupun arus

gate dihilangkan. Satu-satunya cara untuk membuka (meng-

off-kan) TRIAC adalah dengan mengurangi arus IT di bawah

arus IH.

Cara Kerja : TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik,

sehingga dapat melewatkan arus dua arah.Berbeda dengan

SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan polaritas

positif saja, tetapi TRIAC dapat dipicu dengan tegangan

polaritas positif dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan

menggunakan tegangan bolak-balik pada Gate. TRIAC

banyak digunakan pada rangkaian pengedali dan

pensaklaran.

o Pada DIAC

Struktur : DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti transistor.

Lapisan N pada transistor dibuat sangat tipis sehingga

elektron dengan mudah dapat menyeberang menembus

lapisan ini. Sedangkan pada DIAC, lapisan N di buat cukup

tebal sehingga elektron cukup sukar untuk

menembusnya. Struktur DIAC yang demikian dapat juga

dipandang sebagai dua buah dioda PN dan NP, sehingga

dalam beberapa literatur DIAC digolongkan sebagai dioda.

Adapun gambar dari struktur DIAC sebagai berikut :

Karateristik : Adapun karateristik dari DIAC yaitu dapat dijelaskan dengan

gambar berikut ini :

Untuk mengetahui karateristik dari DIAC yang hanya perlu

diketahui adalah berapa tegangan breakdown-nya. Hanya

dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC dapat

menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan tentu saja bisa

bolak-balik dari anoda menuju katoda dan sebaliknya.Karena

DIAC sendiri termasuk sukar dilewati oleh arus dua arah.

Cara Kerja : Pada prinsipnya diac akan menahan arus kearah dua belah

fihak, tetapi setelah tegangan melampaui suatu harga

tertentu, ia akan menghantar secara penuh.

3. - Fungsi dan karateristik dari SCR yaitu sebuah SCR terdiri dari tiga

terminal yaitu anoda, katoda, dan gate. SCR berbeda dengan dioda rectifier

biasanya. SCR dibuat dari empat buah lapis dioda. SCR banyak digunakan

pada suatu sirkuit elekronika karena lebih efisien dibandingkan komponen

lainnya terutama pada pemakaian saklar elektronik.

SCR biasanya digunakan untuk mengontrol khususnya pada tegangan

tinggi karena SCR dapat dilewatkan tegangan dari 0 sampai 220 Volt

tergantung pada spesifik dan tipe dari SCR tersebut. SCR tidak akan

menghantar atau on, meskipun diberikan tegangan maju sampai pada

tegangan breakovernya SCR tersebut dicapai (VBRF). SCR akan

menghantar jika pada terminal gate diberi pemicuan yang berupa arus



Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) SCR adalah dengan

mengurangi arus Triger (IT) dibawah arus penahan (IH). SCR adalah

thyristor yang uni directional,karena ketika terkonduksi hanya bisa

melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Artinya,

SCR aktif ketika gate-nya diberi polaritas positif dan antara anoda dan

katodanya dibias maju. Dan ketika sumber yang masuk pada SCR adalah

sumber AC, proses penyearahan akan berhenti saat siklus negatif terjadi.

o Fungsi dan karateristik dari TRIAC yaitu TRIAC tersusun dari lima buah

lapis semikonduktor yang banyak digunakan pada pensaklaran elektronik.

TRIAC biasa juga disebut thyristor bi directional. TRIAC merupakan dua

buah SCR yang dihubungkan secara paralel berkebalikan dengan terminal

gate bersama. Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan

dengan polaritas positif saja, tetapi TRIAC dapat dipicu dengan tegangan

polaritas positif dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan menggunakan

tegangan bolak-balik pada Gate. TRIAC banyak digunakan pada rangkaian

pengedali dan pensaklaran. TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada

Anoda lebih positif dibandingkan Katodanya dan gate-nya diberi polaritas

positif, begitu juga sebaliknya. Setelah terkonduksi, sebuah TRIAC akan

tetap bekerja selama arus yang mengalir pada TRIAC (IT) lebih besar dari

arus penahan (IH) walaupun arus gate dihilangkan. Satu-satunya cara

untuk membuka (meng-off-kan) TRIAC adalah dengan mengurangi arus IT

di bawah arus IH.

- Fungsi dan karateristik dari DIAC yaitu dapat dijelaskan dengan gambar

berikut ini:

Gambar 4.11

Ketika tegangan dari diac bergerak dari tegangan VB,diac break-over dan

berperan sebagai diode penghubung.Peranan ini sama pada kedua arah.

Menambahkan diac pada gerbang triac meningkatkan substansi tegangan

penghidupan dari triac dan dengan demikian didapatkan tenaga yang lebih

dalam pengontrolan dalam tegangan tinggi.

4. Penggunaan OSILATOR SCR

Osilator ralaksasi utamanya digunakan sebagai pembangkit

gelombang sinusosidal. Gelombang gigi gergaji, gelombang kotak dan

variasi bentuk gelombang tak beraturan termasuk dalam kelas ini. Pada

dasarnya pada osilator ini tergantung pada proses pengosongan-pengisian

jaringan kapasitor-resistor. Perubahan tegangan pada jaringan digunakan

untuk mengubah-ubah konduksi piranti elektronik. Untuk pengontrol, pada

osilator dapat digunakan transistor, UJT (uni junction transistors) atau IC

(integrated circuit).

5. Keuntungan penggunaan SCR pada pengaturan daya adalah SCR dapat

mengontrol tegangan tinggi sehingga SCR dapat melewatkan tegangan

dari 0 sampai 220 Volt tergantung pada spesifik dan tipe dari SCR tersebut.

SCR tidak akan menghantar atau on, meskipun diberikan tegangan maju

sampai pada tegangan breakovernya SCR tersebut dicapai (VBRF). SCR

akan menghantar jika pada terminal gate diberi pemicuan yang berupa arus



- Keuntungan penggunaan TRIAC pada pengaturan daya adalah TRIAC

dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif dan negatif, serta dapat

dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolak-balik pada Gate

sehingga TRIAC banyak digunakan pada rangkaian pengedali dan

pensaklaran. TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada Anoda lebih

positif dibandingkan Katodanya dan gate-nya diberi polaritas positif, begitu

juga sebaliknya. Setelah terkonduksi, sebuah TRIAC akan tetap bekerja

selama arus yang mengalir pada TRIAC (IT) lebih besar dari arus penahan

(IH) walaupun arus gate dihilangkan. Satu-satunya cara untuk membuka

(meng-off-kan) TRIAC adalah dengan mengurangi arus IT di bawah arus

IH.

6. Aplikasi SCR

Sebagai rangkaian Saklar (switch control)

Sebagai rangkaian pengendali (remote control)

SCR biasanya digunakan untuk mengontrol khususnya pada tegangan

tinggi

Pengatur motor

Pemanas

AC

Pemanas induksi

Aplikasi TRIAC

Sebagai rangkaian pengaturan daya (power control)

Aplikasi DIAC

Sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu yang relatif

tinggi.

Aplikasi dimmer lampu

7. Menurut data dan analisis yang dibuat apabila hambatan pada masing –

masing rangkaian diatas dikurangi,maka besar tegangan pada masing-

masing rangkaian pun juga akan berkurang baik itu pada rangkaian

SCR,SCR dengan Diode,TRIAC,TRIAC DIAC,karena menurut Hukum Ohm

yaitu tegangan sebanding dengan hasil kali antara arus dengan hambatan,

dapat dirumuskan sebagai berikut :

V = I x R

http://www.dark-legion.org/id/Saklar

Misal kita ambil contoh yaitu percobaan SCR di mana digunakan resistor

sebesar 2,2 KΩ dan 820 Ω dalam keadaan parallel maka R ekuivalennya

adalah + = = = 0,597Ω dengan IGT = 15 mA =

15x10-3 A, VGT = 0,75 v, maka V in = IGT (R) + VGT = 15x10-3 A (0,597) + 0,75

= 0,76 volt. Sangat jauh berbeda hasilnya apabila menggunakan hambatan

seperti hasil perhitungan hambatan pada rangkaian SCR,di mana Nilai

Resistor = = x 103 = 14,6 X 103 = 14,6 KΩ terlihat

bahwa nilai Vin menjadi lebih besar yaitu 220 v.

8. Karena pada DIAC terdapat tegangan BreakOver (Vbo),walaupun pada SCR

dan TRIAC juga terdapat tegangan BreakOver ini, akan tetapi pada DIAC

tegangan breakOver ini sangat penting. Hanya dengan tegangan breakover

tertentu barulah DIAC dapat menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan

tentu saja bisa bolak-balik dari anoda menuju katoda dan sebaliknya.Maka

dari itu terdapat satu variable tegangan lagi yang harus ditambahkan pada

rumus untuk mencari tegangan pada SCR maupun TRIAC yaitu

V in = IGT (R) + VGT

Menjadi

V in = IGT (R) + VGT + Vbo

Penambahan variabel ini tentu saja menambah nilai tegangan Vin sehingga

apabila DIAC dipsang dalam rangkaian nyala lampu pada saat potensio

diputar bisa lebih terang dan lebih redup.Selain itu pengaruh pemasangan

Resistor dalam rangkaian juga sangat besar, karena resistor ini menggeser

phasa tegangan VAC sehingga lampu bisa lebih terang dan lebih redup.

9. Hubungan antara konstanta waktu jaringan RC pada Gate dan besarnya

sudut tunda penyalaan

a) Pada percobaan SCR (Silicon Controlled Rectifier ) dapat disimpulkan

bahwa hasil pengukuran pada SCR memiliki persentase kesalahan relatif

yang cukup besar pada Katoda/Gate (Tegangan Katoda/Gate

tegangannya mendekati 0 dikarenakan pada saat itu SCR dikatakan

dalam keadaan OFF, di mana sebelumnya SCR telah ON dengan besar

tegangan di Anoda/Katoda dan Anoda/Gate) dan Resistor saat lampu

keadaan terang.

b) Pada percobaan SCR (Silicon Controlled Rectifier ) dengan diode dapat

disimpulkan bahwa hasil pengukuran pada SCR dengan diode memiliki

persentase kesalahan relatif yang lebih besar dibandingkan dengan SCR

tanpa diode, yaitu pada Katoda/Gate dan Resistor.

c) Pada percobaan TRIAC dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran

pada TRIAC memiliki persentase kesalahan relatif yang lebih besar

dibandingkan dengan SCR dan SCR dengan diode, yaitu pada saat

kondisi lampu dalam keadaan terang.

d) Pada percobaan TRIAC dan DIAC dapat disimpulkan bahwa hasil

pengukuran memiliki persentase kesalahan relatif sangat besar

dibandingkan dengan SCR, SCR dengan diode, dan TRIAC. .

9. Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari masing-masing percobaan yaitu

sebagai berikut:

a. Percobaan SCR

Besar tegangan dari Anoda Ke Katoda serta anoda ke gate paling besar

nilainya pada saat lampu mati.

Terdapat tegangan yang menyebakan sambungan NP pada SCR jenuh

dan hilang yaitu tegangan breakdown .Di mana tegangan breakdown

ini menyebabkan nilai tegangan dari anoda ke katoda dan dari anoda

ke gate semakin kecil dari Lampu yang dalam keadaan mati sampai

dalam keadaan terang.

b. Percobaan SCR dengan Diode



Terdapat tegangan yang menyebakan sambungan NP pada SCR jenuh

dan hilang yaitu tegangan breakdown atau tegangan reverse-bias nilai

tegangan menjadi berkurang bila dibandingkan dengan nilai tegangan

pada percobaan lainnya yang merupakan karateristik dari Diode.

c. Percobaan DIAC

Diac merupakan komponen yang paling sederhana dari keluarga

thyristor, semi konduktor yang terdiri dari tiga lapisan seperti pada

transistor pnp. Diac adalah trysitor yang hanya punya dua kaki. Ini

dirancang (di posisi ke yang lain) untuk dihidupkan oleh tegangan yang

lebih besar dari VB –nya. Tegangan VB sangatlah kecil.Ada perbedaan

diac dengan VB tegangan berkisar antara +- 10 V sampai 15 V.

d. Percobaan TRIAC dengan DIAC



Pada DIAC terdapat tegangan breakover (Vbo). Hanya dengan

tegangan breakover tertentu barulah DIAC dapat menghantarkan arus,

sehingga pada percobaan TRIAC dan DIAC ini nilai Tegangan dari

Anoda ke Katoda dan dari Anoda ke Gate lebih besar bila dibandingkan

dengan Percobaan dengan TRIAC saja.

4.8 Kesimpulan

Dari data hasil percobaan dan analisa hasil percobaan yang telah dilakukan

dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. SCR hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Arus yang mengalir

hanya dari anoda ke katoda atau dari anoda ke gate sehingga besar

tegangan dari anoda ke gate atau dari anoda ke katoda lebih besar

dibandingkan dengan katoda ke gate, resistor ataupun pengukuran pada

beban.

2. Pada percobaan SCR dengan dioda besar tegangan dari anoda ke katoda

serta anoda ke gate lebih kecil dibandingkan dengan percobaan SCR.

3. Pada percobaan SCR besar tegangan dari anoda ke katoda serta anoda ke

gate paling besar nilainya pada saat lampu padam.

4. Pada percobaan SCR dengan dioda nilai tegangan menjadi berkurang

karena pengaruh dari karakteristik dioda yaitu yang mempunyai tegangan

reverse bias tertentu yang menyebabkan sambungan NP pada SCR jenuh

dan hilang serta membuat nilai tegangan menjadi berkurang.

5. TRIAC dapat mengalirkan arus dalam dua arah sehingga nilai tegangan

dari katoda ke gate pada percobaan TRIAC lebih besar bila dibandingkan

dengan percobaan SCR.

6. DIAC berfungsi sebagai pemicu TRIAC sehingga pada pecobaan TRIAC

dan DIAC nilai tegangan secara keseluruhan lebih besar bila dibandingkan

dengan percobaan TRIAC saja.

4.9 Daftar referensi Buku

Boylestad Robert, Nashelsky Louis,Electronic Devive and Circuit Theory.

USA: Prentice Hall International Edition.1996.

Malvino, Prinsip – Prinsip Elektronika. Jakarta : Salemba Teknika.2003

Richard Blocher. 2003. Dasar Elektronika. Andi: Yogyakarta.

Millmann, Jacob. 1986. Mikroelektronika, Sistem Digital dan Rangkaian Analog.

Erlangga:_ _ _.

http://id.wikipedia.org/wiki/SCR

http://id.wikipedia.org/wiki/DIAC

http://id.wikipedia.org/wiki/DIAC

http://id.wikipedia.org/wiki/SCR

Laporan Scr, Diac, Triac

Documents