Elektronik daya modern benar-benar dimulai dengan munculnya thyristor. Thyristor juga dikenal sebagai penyearah terkontrol silikon atau SCR. Ini adalah empat perangkat semikonduktor berlapis dan tiga terminal. Dan thyristor adalah perangkat searah.
Silicon Controlled Rectifier adalah perangkat semikonduktor yang biasanya digunakan untuk mengontrol daya tinggi yang digabungkan dengan tegangan tinggi. Oleh karena itu perangkat ini menemukan aplikasi dalam sistem kontrol daya AC tegangan tinggi, sirkuit dimmer lampu, sirkuit regulator, dll. SCR juga menemukan aplikasi dalam perbaikan AC daya tinggi dalam transmisi daya DC volt tinggi. SCR milik keluarga Thyristor dan sebenarnya, nama SCR adalah nama dagang dari Thyristor dari General Electrics.
SCR adalah perangkat empat lapis dengan material tipe N dan P. SCR terdiri dari empat lapis semikonduktor yang membentuk struktur PNPN atau NPNP. Silikon digunakan sebagai semikonduktor intrinsik, yang ditambahkan dopan yang sesuai. Ini memiliki tiga terminal yang disebut anoda, katoda, dan gerbang. Katoda adalah yang paling banyak dikotori dan gerbang serta anoda tidak terlalu banyak dikotori. Lapisan tipe-N pusat hanya diolah sedikit dan juga lebih tebal dari lapisan lain yang memberdayakannya untuk mendukung tegangan pemblokiran tinggi.
SCR memiliki tiga persimpangan yaitu J1, J2, dan J3. Anoda dihubungkan ke material tipe-P dari struktur PNPN sedangkan katoda dihubungkan ke material tipe-N. Gerbang terhubung ke material tipe-P di dekat katoda.
Ini adalah perangkat searah dan mengalirkan arus hanya dalam satu arah. Yaitu dari Anoda ke Katoda. Pemicuan SCR terjadi ketika gerbangnya mendapat tegangan positif. SCR umumnya digunakan dalam aplikasi switching seperti driver relai, pengisi daya baterai, dll.
Thyristor memiliki tiga kondisi dasar:
Pemblokiran terbalik: Dalam keadaan ini, thyristor memblokir arus dengan cara yang sama seperti dioda bias-balik.
Pemblokiran maju: Di negara bagian ini, file operasi thyristor sedemikian rupa sehingga menghalangi konduksi arus maju yang biasanya dibawa oleh dioda bias maju.
Maju melakukan: Dalam keadaan ini, thyristor telah dipicu menjadi konduksi. Ini akan tetap berjalan sampai arus maju turun di bawah nilai ambang batas yang dikenal sebagai arus holding.
Operasi Thyristor
SCR-SYMBOL
SCR memulai konduksi ketika bias maju. Untuk tujuan ini, katoda dijaga pada tegangan negatif dan anoda pada tegangan positif. Ketika tegangan bias maju diterapkan ke SCR, persimpangan J1 dan J3 menjadi bias maju sedangkan persimpangan J2 menjadi bias balik. Ketika tegangan positif diterapkan di gerbang, persimpangan J2 menjadi bias maju dan SCR menyala.
Dalam operasi, thyristor dapat dianggap sebagai transistor NPN dan PNP yang terhubung kembali ke belakang, membentuk loop umpan balik positif di dalam perangkat. Transistor dengan emitornya terhubung ke katoda thyristor adalah perangkat NPN sedangkan transistor dengan emitornya terhubung ke anoda dari thyristor adalah perangkat PNP . Gerbang tersebut terhubung ke basis transistor NPN. Output dari satu transistor diumpankan ke input kedua dan output dari transistor kedua, pada gilirannya, diumpankan kembali ke input transistor pertama. Ini berarti bahwa ketika arus mulai mengalir, dengan cepat terbentuk sampai kedua transistor sepenuhnya dihidupkan atau jenuh. Mari kita lihat contoh kecilnya:
Dari rangkaian di bawah ini, di sini kami menggunakan thyristor TYN616.
- Ketika gerbang terbuka, tiga tegangan break-over ditentukan pada tegangan maju minimum di mana thyristor berjalan dengan kuat. Sekarang, sebagian besar tegangan suplai muncul di seluruh resistansi beban. Arus penahan adalah gerbang arus anoda maksimum yang terbuka saat terjadi break over.
- Ketika gerbang dalam keadaan OFF, thyristor memberikan resistansi tak terhingga daripada dalam status ON, ia menawarkan resistansi yang sangat rendah, yaitu dalam kisaran 0,010 hingga 10.
Mode Memicu
Dalam keadaan normal, SCR mencegah aliran arus yang melewatinya tetapi ketika tegangan gerbang ke katoda meningkat dan melebihi level tertentu, SCR menyala dan berjalan seperti transistor. Satu kekhasan penting dari SCR adalah bahwa, setelah itu dilakukan, ia tetap terkunci dan terus berjalan bahkan setelah tegangan gerbang dilepas. SCR tetap menyala sampai arus penahan perangkat turun ke nilai yang rendah. Tetapi jika gerbang mendapat tegangan berdenyut dan arus yang melewatinya di bawah arus pengunci, SCR akan tetap dalam keadaan mati. SCR dapat dipicu tanpa tegangan positif di gerbang. SCR biasanya dihubungkan dengan anoda ke rel positif dan katoda ke rel negatif. Jika tegangan yang diberikan ke anoda meningkat, kopling kapasitif di perangkat menginduksi muatan ke gerbang dan memicu SCR. Jenis pemicuan tanpa arus gerbang eksternal ini dikenal sebagai 'pemicuan DV / dt'. Ini biasanya terjadi saat dihidupkan. Ini disebut efek Rate.
Tetapi pemicuan DV / dt tidak akan menghidupkan SCR sepenuhnya dan SCR yang dipicu sebagian akan menghilangkan banyak daya dan perangkat dapat merusak. Untuk mencegah pemicuan DV / dt, jaringan snubber digunakan. Mode pemicuan lainnya adalah dengan meningkatkan tegangan maju SCR di atas tegangan rusaknya pengenalnya. Pemicu tegangan maju terjadi ketika tegangan melintasi SCR meningkat dengan gerbangnya terbuka. Ini disebut 'Kerusakan longsor' saat persimpangan 2 dari kerusakan perangkat. Ini juga menyalakan SCR sebagian dan akan merusak perangkat. Jadi tegangan tidak boleh melebihi tegangan pengenal SCR.
Bagaimana cara mematikan SCR?
Setelah SCR dinyalakan, SCR akan berada dalam mode konduksi bahkan setelah arus gerbang dilepas. Ini adalah penguncian SCR. SCR dapat dimatikan melalui pemicu terbalik. Itu dapat dilakukan dengan menerapkan tegangan negatif ke gerbang. Perangkat juga dapat dimatikan baik dengan melepas arus Anoda atau dengan memperpendek gerbang dan katoda sesaat.
Aplikasi Thyristor:
Thyristor terutama digunakan pada perangkat yang memerlukan kontrol daya tinggi, kemungkinan digabungkan dengan tegangan tinggi. Pengoperasiannya membuatnya cocok untuk digunakan dalam aplikasi kontrol daya AC tegangan menengah hingga tinggi, misalnya, peredupan lampu, pengontrol, dan kontrol motorik .
Salah satu Aplikasi Kontrol Relai SCR-Menggunakan SCR:
Jika saklar S1 ditekan sebentar, Relay akan menyala. Itu dapat dimatikan dengan menekan S2.
Jika sakelar S1 diganti dengan LDR dan R1 dengan preset 4,7K, relai akan menyala ketika lampu jatuh pada LDR. Preset menyesuaikan titik pemicuan.
Jika sakelar S1 diganti dengan Thermister 4,7 K NTC (Koefisien Suhu Negatif) dan R1 dengan preset 1K, relai menyala ketika suhu meningkat. Preset menyesuaikan titik pemicuan.
Kredit Foto:
- SCR-SYMBOL oleh wikimedia
