Apa itu thyristor?
Sebuah thyristor adalah perangkat semikonduktor empat lapis yang terdiri dari material P-type dan N-type yang berselang-seling (PNPN). Thyristor biasanya memiliki tiga elektroda: sebuah anoda, sebuah katoda, dan sebuah gerbang (gate), yang juga dikenal sebagai elektroda kontrol.
Jenis thyristor yang paling umum adalah silicon-controlled rectifier (SCR). Ketika katoda bermuatan negatif relatif terhadap anoda, tidak ada arus yang mengalir hingga sebuah pulsa diterapkan ke gerbang. Setelah itu, SCR akan menghantarkan arus hingga tegangan antara katoda dan anoda dibalik atau dikurangi di bawah ambang tertentu. Dengan menggunakan jenis thyristor ini, jumlah daya yang besar dapat dikendalikan atau dialihkan hanya dengan arus atau tegangan pemicu kecil.
Perangkat yang menggunakan arus bolak-balik (AC) dapat diaktifkan dan dinonaktifkan dengan mengirimkan sinyal ke gerbang kontrol. Perangkat ini disebut thyristor gate turn-off (GTO). Sebelumnya, thyristor memerlukan pembalikan arus agar dapat mati, sehingga sulit digunakan dalam sistem arus searah (DC).
Thyristor sangat berguna dalam aplikasi switching karena dapat sepenuhnya aktif atau nonaktif. Kemampuan dua status ini berbeda dari transistor, yang beroperasi dalam kondisi antara aktif dan nonaktif, menunggu sinyal untuk menghantarkan arus.
3 Status Thyristor
Thyristor beroperasi dalam salah satu dari tiga kondisi berikut, tergantung pada kebutuhan:
- Forward conducting: Ini adalah mode operasi utama thyristor. Setelah diaktifkan, thyristor tetap dalam mode penghantaran hingga arus turun di bawah tingkat tertentu, yang disebut holding current.
- Forward blocking: Thyristor menghalangi aliran arus meskipun ada tegangan yang diterapkan dalam arah yang seharusnya menyebabkan dioda menghantarkan arus.
- Reverse blocking mode: Arus mencoba melewati thyristor dalam arah yang berlawanan. Namun, dioda menghalanginya, dan thyristor tidak diaktifkan.
Aplikasi Thyristor
Thyristor mendukung tegangan tinggi dan memiliki pendekatan sederhana dalam mengalihkan kondisi aktif dan nonaktif. Oleh karena itu, thyristor digunakan dalam aplikasi berikut:
- pengendali kecepatan;
- peredup lampu (light dimmers);
- kilatan kamera (camera flashes); dan
- berbagai jenis rangkaian, seperti inverter, logika, dan timer.
Thyristor juga dapat berfungsi sebagai pemutus sirkuit dalam rangkaian daya perangkat. Thyristor mencegah gangguan pasokan daya dengan menghubungkan dioda Zener ke gerbang thyristor. Ketika tegangan pasokan daya melebihi tegangan Zener, thyristor memutus keluaran pasokan daya ke ground dan mengaktifkan pemutus sirkuit atau sekering di hulu dari pasokan daya. Proses ini disebut crowbar effect dan melindungi perangkat yang terhubung ke pasokan daya dari kerusakan.
Thyristor vs. Transistor
Transistor memerlukan pulsa listrik untuk memberi sinyal agar perangkat menghantarkan arus. Mode utama transistor adalah kondisi menunggu antara aktif dan nonaktif. Selain itu, transistor memerlukan sinyal basis yang terus diperbarui agar dapat menghantarkan arus.
Sebaliknya, thyristor dapat sepenuhnya aktif atau sepenuhnya nonaktif. Setelah sinyal masuk ke gerbang thyristor dan mengaktifkan perangkat, thyristor tetap aktif hingga arus dibalik atau tegangan turun di bawah ambang tertentu.