Thyristor adalah perangkat semikonduktor solid-state dengan empat lapisan bolak N dan P-jenis material. Bertindak secara eksklusif sebagai saklar bistable, melakukan ketika pintu gerbang menerima pemicu saat ini, dan terus melakukan sedangkan tegangan perangkat tidak terbalik (forward-bias). Sebuah thyristor tiga lead dirancang untuk mengontrol arus yang lebih besar dari dua lead dengan menggabungkan yang saat ini dengan saat ini lebih kecil dari timah lainnya, yang dikenal sebagai lead kontrol. Sebaliknya, thyristor dua-lead dirancang untuk mengaktifkan jika perbedaan potensial antara lead-nya cukup besar (tegangan breakdown).
JENIS-JENIS THYRISTOR
Thyristor dibuat hampir seluruhnya dengan proses difusi.Thyristor dapat secara umum diklasifikasikan menjadi sembilan kategori:
1. Phase –Control Thyristor (SCR)
SCR adalah dioda yang memiliki 3 kaki Terminal. Kaki Terminal ke-3 pada SCR tersebut dinamai dengan Terminal “Gate” atau “Gerbang” yang berfungsi sebagai pengendali (Control), sedangkan kaki lainnya sama seperti Dioda pada umumnya yaitu Terminal “Anoda” dan Terminal “Katoda”. Silicon Controlled Rectifier (SCR) merupakan salah satu dari anggota kelompok komponen Thyristor.
Silicon Controlled Rectifier (SCR) atau Thrystor pertama kali diperkenalkan secara komersial pada tahun 1956. SCR memiliki kemampuan untuk mengendalikan Tegangan dan daya yang relatif tinggi dalam suatu perangkat kecil. Oleh karena itu SCR atau Thyristor sering difungsikan sebagai Saklar (Switch) ataupun Pengendali (Controller) dalam Rangkaian Elektronika yang menggunakan Tegangan / Arus menengah-tinggi (Medium-High Power). Beberapa aplikasi SCR di rangkaian elektronika diantaranya seperi rangkaian Lampu Dimmer, rangkaian Logika, rangkaian osilator, rangkaian chopper, rangkaian pengendali kecepatan motor, rangkaian inverter, rangkaian timer dan lain sebagainya.
Pada dasarnya SCR atau Thyristor terdiri dari 4 lapis Semikonduktor yaitu PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) atau sering disebut dengan PNPN Trioda. Terminal “Gate” yang berfungsi sebagai pengendali terletak di lapisan bahan tipe-P yang berdekatan dengan Kaki Terminal “Katoda”. Cara kerja sebuah SCR hampir sama dengan sambungan dua buah bipolar transistor (bipolar junction transistor).
2. Fast-switching thyristor(SCR)
Fast-Switching Thyristoradalah thyristor yang memiliki waktu turn off yang cepat, umunya dalam daerah 5 sampai 50 µs bergantung pada daerah tegangannya. Tegangan jatuh forward pada keadaan on berfariasi kira-kira seperti fungsi invers dari turn off time tq. Biasanya Thyristor ini digunakan pada penerapan teknologi pensaklaran kecepatan tinggi dengan forced-commutation.
Thyristor ini memiliki dv/dt yang tinggi, biasanya 1000V/µs dan di/dt sebesar 1000 A/ µs. Turn-off yang cepat dan di/dt yang tinggi akan sangat penting untuk mengurangi ukuran dan berat dari komponen rangkaian reaktif dan/atau commutating. Tegangan keadaan on dari thyristor 2200 A, 1800 V, dan waktu turn off sangat cepat, sekitar 3 sampai 5 µs, biasa dikenal sebagai asymmetrical thyristor (ASCRT).
3. Gate-turn-off thyristor (GTO)
Sebuah gerbang turn-off thyristor (GTO) adalah tipe khusus dari thyristor, yang merupakan perangkat semikonduktor daya tinggi. Ini diciptakan di General Electric. GTO, sebagai lawan thyristor normal, switch sepenuhnya dikontrol yang dapat diaktifkan dan dinonaktifkan oleh memimpin ketiga mereka, memimpin GATE.
Thyristor normal (rectifier silikon dikontrol) tidak sepenuhnya switch dikontrol (a "sepenuhnya dikontrol switch" dapat diaktifkan dan dinonaktifkan di akan). Thyristor hanya dapat dihidupkan dan tidak bisa dimatikan. Thyristor diaktifkan ON oleh sinyal gerbang, tapi bahkan setelah sinyal gerbang adalah de-menegaskan (dihapus), thyristor tetap di ON-negara sampai kondisi turn-off terjadi (yang dapat penerapan tegangan balik ke terminal, atau ketika arus yang mengalir melalui (maju saat ini) jatuh di bawah nilai ambang tertentu yang dikenal sebagai "holding current"). Dengan demikian, thyristor berperilaku seperti dioda semikonduktor normal setelah dihidupkan atau "dipecat".
GTO dapat diaktifkan oleh sinyal gerbang, dan juga dapat dimatikan oleh sinyal gerbang polaritas negatif. Aktifkan dilakukan dengan pulsa "arus positif" antara gerbang dan katoda terminal. Sebagai gerbang-katoda berperilaku seperti persimpangan PN, akan ada beberapa tegangan yang relatif kecil antara terminal. Pergantian fenomena di GTO Namun, tidak dapat diandalkan sebagai SCR (thyristor) dan gerbang kecil arus positif harus dipertahankan bahkan setelah menyalakan untuk meningkatkan keandalan.
4. Bidirectional triode thyristor(TRIAC)
TRIAC adalah salah satu thyristor yang memiliki karakteristik bidirectional. Karakter bidirectional tersebut karena TRIAC dapat mengalirkan arus dalam 2 arah dari Anoda ke Katoda atau sebaliknya dari Katoda ke Anoda. TRIAC dapat mengalirkan arus listrik 2 arah (bidirectional) karena struktur TRIAC seperti 2 buah SCR yang yang arahnya bolak-balik kemudian dijadikan satu dengan gate disatukan seperti ditunjukan pada gambar5 struktur dan simbol TRIAC.
Gambar5 menjelaskan bahwa TRIAC pada dasarnya merupakan gabungan dari 2 buah SCR yang rangkai secara bolak balik dengan gate disatukan. TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik, sehingga dapat melewatkan arus dua arah.
5. Reverse-conducting thyristor (RCT)
Pada banyak rangkaian chopper atau inverter, diode anti parallel dihubungkan secra SCR untuk memperbolehkan aliran arus reverse karena beban induktif dan untuk meningkatkan kinerja saat turn off dari rangkaian commutation. Diode memotong tegangan balik blocking dari SCR ke-1 atau 2 V pada kondisi tunak. Akan tetapi pada kondisi transien, tegangan balik dapat meningkat hingga 30 V karena tegangan induksi pada rangkaian karena induktansi stray dalam devais.
Suatu RCT dapat dipandang sebagai suatu kompromi antara karakteristik devais dan kebutuhan dari rangkaian RCT dapat dianggap sebagai suatu thyristor dengan built-in diode anti paraler. RCT juga dikenal sebagai aymmetrical thyristor (ASCR). Tegangan forward blocking berfariasi antara 400 sampai dengan 2000 V dan rating arus bergerak hingga 500 A. Tegangan blocking revers biasanya sekitar 30 sampai dengan 40 V. karena rasio arus maju yang melalui thyristor terhadap arus reverse dari diode tetap untuk suatu devais, aplikasinya dibatasi oleh perancangan rangkaian tertentu.
6. Static induction thyristor (SITH)
SITH biasanya dihidupkan dengan memberikan tegangan gerbang positif seperti thyristor biasa dan dimatikan dengan memberikan tegangan negatif pada gerbangnya. SITH merupakan devais dengan pembawa muatan minoritas. Akibatnya, SITH memiliki resistansi/tegangan jatuh keadaan on yang rendah dan dapat dibuat dengan rating tegangan dan arus yang lebih tinggi.
SITH memiliki kecepatan switching yang tinggi dengan kemampuan dv/dt dan di/dt yang tinggi. Waktu switchingnya berada pada orde 1 sampai dengan 6 µs. Rating tegangan dapat mencapai 2500 V dan rating arus dibatasi 500 A. Devais ini sangat sensitive terhadap proses produksi, gangguan kecil pada proses produsi akan menghasilkan perubahan yang besar pada karakteristik devais.
7. Light-activated silicon-controlled rectifier (LASCR)
Devais ini dihidupkan dengan memberikan radiasi cahaya langsung ke wafer silicon. Pasangan electron-hole yang terbentuk selama proses radiasi akan menghasilkan arus trigger pada pengaruh medan elektris. Struktur gerbang dirancang untuk menghasilkan sensitivitas gerbang yang cukup untuk triggering dengan sumber cahaya praktis.
LASCR digunakan untuk pemakaian arus dan tegangan yang tinggi. LASCR menyediakan isolasi elektris penuh antara sumber cahaya pen-trigger dan devais switching dari converter daya, dengan potensial mengambang tinggi hingga beberapa kilovolt.
8. FET-controlled thyristor(FET-CTH)
Devais ini mengkombinasikan MOSFET dan Thyristor secara paraler. Jika tegangan tertentu diberikan pada pada gerbang dari MOSFET biasanya, 3 V arus pen-trigger dari thyristor akan dibangkitkan secara internal.
Devais ini dapat dihidupakan seperti thyristor konvensional, akan tetapi tidak dapat dimatikan oleh kendali gerbang. Hal ini akan sangat diperlukan pada aplikasi yang optical firing digunakan untuk menghasilkan isolasi elektrik antara masukan atau sinyal control dan devais pensaklaran dari converter daya.
9. MOS-controlled thyristor (MCT)
MOS-Controlled Thyristor (MCT) mengkombinasikan sifat-sifat regeneratif thyristor dan struktur gerbang MOS. Karena strukturny NPNP anode berlaku sebagai terminal acuan relatif terhadap semua sinyal gerbang yang diberikan. Diasumsikan bahwa MCT berada dalam keadaaan blocking state dan tegangan negatif VGAdiberikan. Kanal p (layer inversion) dibentuk dalam material n-doped, yang mengakibatkan hole-hole mengalir secara lateral dari emiter.
MCT dapat beroperasisebagai devais yang dikontrol oleh gerbang jika arusnya lebih kecil dari arus maksimum yang dapat dikontrol. Usaha untuk membuat MCT off pada arus yang melebihi nilai itu akan menyebabkan kerusakan pada devais. Untuk nilai arus yang tinggi, MCT harus dimatikan seperti thyristor biasa. Lebar pulsa gerbang tidak kritis untuk arus devais yang lebih kecil. Untuk arus besar, lebar pulsa turn off harus lebih besar dari pulsa turn-off harus lebih besar.
sumber:
http://teknikelektronika.com/pengertian-scr-silicon-controllled-rectifier-prinsip-kerja-scr/
https://en.wikipedia.org/wiki/Gate_turn-off_thyristor
http://zonaelektro.net/triac/
http://bersamabelajaruntuktahu.blogspot.co.id/2010/08/jenis-jenis-thyristor.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar