Elektronikindo.com – Jenis-jenis Thyristor Beserta Cara Kerjanya Lengkap. Thyristor merupakan komponen semikonduktor yang memiliki kemampuan untuk mengatur arus listrik dengan menggunakan sinyal kontrol.
Thyristor umumnya digunakan dalam rangkaian daya untuk mengontrol tegangan dan arus dalam aplikasi seperti pengatur kecepatan motor, pengatur pemanas, dan sistem penyalaan. Dalam artikel ini, kita akan membahas jenis-jenis thyristor yang umum digunakan beserta cara kerjanya.
Jenis-jenis Thyristor
1. Silicon-Controlled Rectifier (SCR)
SCR adalah jenis thyristor yang paling umum dan sering digunakan. SCR memiliki tiga lapisan semikonduktor yang dihubungkan oleh dua junction PN.
SCR dapat menghantarkan arus hanya dalam satu arah dan memerlukan tegangan gate untuk mengaktifkannya.
2. Gate Turn-Off Thyristor (GTO)
GTO adalah jenis thyristor yang dapat dikendalikan tidak hanya oleh tegangan gate positif, tetapi juga oleh tegangan gate negatif. Ini memungkinkan GTO untuk diaktifkan dan dinonaktifkan dengan cepat.
3. Triac
Triac adalah jenis thyristor yang dapat menghantarkan arus dalam kedua arah. Triac biasanya digunakan dalam aplikasi pengatur daya AC, seperti pada pengatur pemanas.
4. Diac
Diac adalah komponen semikonduktor yang sering digunakan bersama dengan triac. Diac mengaktifkan triac ketika tegangan di kedua arah melewati ambang tegangan tertentu.
Cara Kerja Thyristor
Thyristor bekerja berdasarkan prinsip regeneratif positif. Proses kerja thyristor dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Tegangan Anode-Ke-Katode (Forward-Bias)
Ketika tegangan anode-ke-katode lebih besar dari tegangan ambang, junction PN terbias maju. Ini mengakibatkan aliran arus yang signifikan melalui thyristor dan mengaktifkannya secara otomatis.
2. Tegangan Gate-Ke-Anode
Pemberian tegangan positif pada terminal gate mengakibatkan terbentuknya junction PN yang menghambat arus dari anode ke katode. Namun, sekali thyristor diaktifkan, tegangan gate tidak lagi mempengaruhi aliran arus.
3. Regeneratif Positif
Setelah diaktifkan, thyristor akan tetap dalam keadaan on (menghantarkan) meskipun tegangan gate dihilangkan.
Ini disebabkan oleh umpan balik regeneratif positif di antara junction PN, yang membuat thyristor tetap dalam kondisi conducive hingga arus dihentikan.
4. Mati (Off) Secara Alami
Thyristor hanya akan kembali ke keadaan mati (off) ketika arus melalui komponen turun ke bawah ambang minimal yang dikenal sebagai arus holding.
Perbedaan Thyristor Dan Transistor
Thyristor dan transistor adalah dua komponen semikonduktor yang memiliki peran penting dalam elektronika daya dan sirkuit terintegrasi.
Meskipun keduanya beroperasi berdasarkan prinsip semikonduktor, ada perbedaan signifikan antara keduanya dalam hal struktur, karakteristik, dan aplikasi. Berikut adalah perbedaan utama antara thyristor dan transistor:
1. Struktur
Thyristor
Thyristor adalah komponen semikonduktor yang memiliki empat lapisan semikonduktor (PNPN) yang dihubungkan secara seri. Lapisan semikonduktor ini membentuk struktur yang unidirectional, memungkinkan thyristor hanya mengalirkan arus dalam satu arah.
Transistor
Transistor juga merupakan komponen semikonduktor, tetapi memiliki tiga lapisan semikonduktor (NPN atau PNP) yang membentuk dua junction PN. Transistor tersedia dalam dua jenis utama: transistor bipolari (BJT) dan transistor efek medan (FET).
2. Prinsip Kerja
Thyristor
Thyristor bekerja sebagai saklar unidirectional yang dapat mengalirkan arus hanya dalam satu arah setelah diaktifkan oleh pulse gate. Setelah diaktifkan, thyristor akan tetap terbuka sampai arus anodanya turun ke titik tertentu.
Transistor
Transistor dapat berfungsi sebagai saklar atau penguat sinyal. BJT bekerja berdasarkan arus basis yang mengontrol arus kolektor-emitor, sedangkan FET mengontrol arus drain-source dengan tegangan gerbang.
3. Aplikasi
Thyristor
Thyristor umumnya digunakan dalam aplikasi elektronika daya, seperti kontrol motor, penyearah (rectifier), dan pengatur lampu. Thyristor juga sering digunakan dalam rangkaian pemutus arus (circuit breaker) dan pengendali daya tinggi.
Transistor
Transistor digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk penguat audio, sirkuit logika, modulasi sinyal, sirkuit pemrosesan informasi, dan banyak lagi. BJT dan FET masing-masing memiliki kelebihan dan kelemahan dalam aplikasinya.
4. Karakteristik Arus
Thyristor
Thyristor memiliki karakteristik berpenghantar yang sangat tajam dan setelah diaktifkan, mengalirkan arus hampir tanpa hambatan. Dalam keadaan mati (off state), thyristor membutuhkan tegangan pemicu yang lebih tinggi untuk memutus arus.
Transistor
Transistor memiliki karakteristik arus yang lebih linier. Arus antara kolektor dan emitor pada transistor dapat diatur dengan mengendalikan arus basis (pada BJT) atau tegangan gerbang (pada FET).
Dalam ringkasan, thyristor dan transistor adalah dua jenis komponen semikonduktor yang memiliki perbedaan dalam struktur, prinsip kerja, aplikasi, dan karakteristik arus. Thyristor lebih cocok untuk aplikasi daya tinggi dan kontrol, sedangkan transistor dapat digunakan dalam berbagai aplikasi elektronika umum.
Kesimpulan
Penerapan thyristor dalam rangkaian daya memberikan kontrol yang efisien terhadap aliran arus dan tegangan. Jenis-jenis thyristor memiliki karakteristik dan kegunaan masing-masing dalam berbagai aplikasi.
Penting untuk memahami karakteristik dan cara kerja masing-masing jenis thyristor untuk mengoptimalkan penggunaannya dalam berbagai rangkaian elektronik dan sistem daya.
