PEMBAHASAN TENTANG TRANSISTOR

BAB I

TRANSISTOR

1.1 Pengertian transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya” . sedangkan apabila ditinjau dari segi bahasa transistor berasal dari dua kata yang memiliki arti berbeda yaitu “transfer” yang berarti penyaluran atau pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Sedangkan transistor menurut dasarelektronika.com (2013) adalah “∙∙∙suatu pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu atau keadaan tertentu”. Jadi bisa dikatakan transistor adalah alat semi konduktor yang berguna untuk penguat, penyambung, stabilisasi modulasi sinyal dan lain-lain pada suhu atau keadaan tertentu.

Gambar 1.1 Transistor

1.2. Jenis-jenis Transistor

Sama halnya dengan komponen elektronika yang lain, transistor juga memiliki jenis yang berbeda-beda. Menurut Fathi (2011) “Jenis-Jenis Transistor yang paling umum dibedakan menjadi dua jenis, yaitu Transistor Bipolar dan Transistor Efek Medan”. Jenis transistor tersebut sangat mempengaruhi rangkaian yang terdapat transistor tersebut, beberapa rangkaian yang sangat dipengaruhi oleh jenis transistor yang digunakan atau dipasang adalah rangkaian amplifier, rangkaian audio, rangkaian saklar , rangkaian tegangan tinggi dan lain-lain.

           

            1. Transistor Bipolar (Transistor Dwikutub)

Transistor jenis ini banyak sekali digunakan pada peralatan-peralatan elektronik di sekitar. Transistor ini memiliki 3 kaki yang berbeda-beda kaki pertama diberi nama Basis atau biasanya dengan kode (B), kaki Emitor atau (E), dan kaki Kolektor (K).

                          Gambar 1.2 Transistor

Transistor bipolar ini terdiri dari dua jenis apabila di tinjau dari jenis susunan lapisan yang ada di dalam transistor tersebut.

a.      Transistor Jenis PNP

Transistor jenis ini terdiri dari dua lapis bahan semi konduktor jenis P dan satu lapis bahan konduktor jenis N. Menurut Wikipedia Inonesia (2013) “ Arus kecil yang meninggalkan basis pada moda tunggal emitor dikuatkan pada keluaran kolektor”. Dengan kata lain transistor jenis PNP akan hidup atau bekerja saat Basis lebih rendah dari pada Emitor. Lambang transistor ini memiliki tanda panah yang menunjuk ke dalam pada kaki Emitor (E).

           Gambar 1.3 Transistor PNP

b.      Transistor Jenis NPN

Transistor NPN terdiri dari dua lapis bahan semi konduktor jenis N, dan satu lapis bahan semi konduktor jenis P. Transistor jenis ini banyak digunakan karena pergerakan elektron pada bahan semi konduktor lebih tinggi sehingga memungkinkan operasi arus besar dan kecepatan tinggi. Cara kerja transistor ini berlawanan dengan transistor jenis PNP, atau dengan kata lain transistor jenis NPN akan bekerja saat Basis lebih tinggi daripada Emitor. Lambang transistor ini memiliki tanda panah yang menunjuk ke luar pada kaki Emitor.

                       Gambar 1.4 Transistor NPN dan Kakinya

2.      Transistor Efek Medan (Transistor FET)

Transistor jenis ini bekerja dengan prinsip mengalirkan aliran elektron dari tegangan. Menurut komponenelektronika.org (2012) “ FET beroperasi dengan efek medan listrik pada aliran elektron melalui satu jenis bahan semikonduktor”. Sama dengan transistor bipolar, transistor efek medan ini memiliki 3 kaki yang diberi nama Drain (D), Source (S) dan Gate (G). Sistem kerja dari transistor ini adalah dengan cara mengendalikan arus aliran elektron dari terminal Source ke Drain melalui saluran dengan menggunakan tegangan yang diberikan oleh terminal Gate. Saluran tersebut terbuat dari bahan semikonduktor jenis N dan P.

Transistor FET ini memiliki 2 jenis yaitu Enhancement Mode dan Depletion Mode. Kedua jenis transistor FET tersebut menandakan polaritas tegangan pada Gate dibandingkan dengan Source saat transistor menghantarkan listrik. Contoh pada depletion mode Gate negatif dibandingkan dengan Source, sedangkan pada enhancement mode Gate positif. Apabila tegangan pada Gate di rubah menjadi positif maka aliran arus kedua mode di antara Source dan Drain akan meningkat.

        Gambar 1.5 Transistor Efek Medan (FET)

3. MOSFET

MOSFET adalah singkatan dari Metal Oxida Semikonduktor FET, dansering juga disebut Insulated Gate FET. Hal ini disebabkan karena gate padaMOSFET tidak langsung berhubungan dengan saluran, tetapi diisolasi oleh suatulapisan oksida logam yang tipis (biasanya Silikon Oksida).Untuk mempelajari sifat-sifat dasar Mosfet, harus mengenal macam-macam mosfet yang dibedakan menjadi dua jenis. Dua macam MOSFET yangdikenal, yaitu:a.Depletion Enhanchement MOSFET (DE MOSFET).

b.

Enhachement MOSFET (E MOSFET).Kedua jenis Mosfet tersebut dibedakan berdasarkan cara pemberianlapisan Substratenya. Pada Depletion Mosfet lapisan substrate dipasang dalamkanal tidak menyentuh oksida logam (Si O2) sehingga ada sisa kanal yang sempit.Pada jenis kedua Enhancement Mosfet. Lapisan substrate dipasang padakanal langsung menembus lapisan oksida logam (Si O2) sehingga kanal tertutupsedang anatara Drain dan Source terpisah oleh substrate. Bahan yang digunakansebagai kanal dan substrate sama-sama semikonduktor tapi tipe berlawanan.DE MOSFET adalah semacam MOSFET yang dapat beroperasi dengandepletion action (aksi pengosongan) dan enhanchement action (aksi peningkatan)

 

Pada gambar 40(e) menunjukkan antara Substrate dan source digabungkandan didapatkan sebagai Source (S). Ini biasa dilakukan oleh pabrik pembuatnya.Jadi di pasaran banyak dijumpai Mosfet dengan 3 kaki. Tetapi biasa juga Mosfetmempunyai 4 kaki. Untuk mosfet 4 kaki, biasa dipastikan mempunyai 2 gerbang(G1 dan G2), kaki-kaki yang lain adalah Drain (D) dan Source (S).

2. Macam - Macam MOSFET

3

 

3.IGBT

Transistor bipolar terisolasi-gerbang (IGBT) Perangkat semikonduktor daya tiga terminal yang digunakan sebagai Sakelar Elektronik, saat dikembangkan, untuk menggabungkan efisiensi tinggi dan peralihan cepat.

Terdiri dari empat lapisan bergantian (P-N-P-N) dikendalikan oleh Struktur Gerbang Logam-Oksida-Semikonduktor (MOS) tanpa tindakan Regeneratif. Struktur IGBT secara topologi sama dengan THYRISTOR (MOS Gate Thyristor), Thyristor ditekan dan transistor yang diperbolehkan di rentang operasi.

Switch Daya Listrik di Aplikasi:
➤  Drive Frekuensi Variabel (VFDs)
➤  Mobil Listrik
➤  Kereta Api
➤  Pendingin Kecepatan Variabel
➤  Ballast Lampu Neon
➤  Air Conditioning
➤  Sistem Stereo dengan Switching Amplifier.

Struktur IGBT

IGBT, Perangkat yang relatif baru dalam elektronika daya, sebelum munculnya IGBT, Power MOSFET dan Power BJT umum digunakan dalam aplikasi elektronik daya. Kedua perangkat memiliki beberapa Kelebihan dan Kerugian.

Struktur IGBT sangat mirip dengan PMOSFET, kecuali satu lapisan yang dikenal sebagai lapisan injeksi yang P+ tidak seperti N+ substrat di PMOSFET. Lapisan Injeksi, Kunci untuk karakteristik unggul IGBT. Lapisan lain disebut Drift.

Memiliki karakteristik switching yang sangat baik, impedansi input yang tinggi, PMOSFET yang dikontrol tegangan, juga memiliki karakteristik konduksi yang buruk dan Diode Parasit yang bermasalah pada peringkat yang lebih tinggi. 

Sifat PMOSFET Unipolar menyebabkan waktu switching rendah, juga Resistansi ON-State yang tinggi saat rating voltase meningkat.

Diagram Sirkuit IGBT

Konstruksi Dasar dari transistor gerbang bipolar yang terisolasi, Rangkaian driver IGBT sederhana dirancang menggunakan PNP dan NPN Transistor, JFET, MOSFET. Transistor JFET digunakan untuk menghubungkan Kolektor Transistor NPN ke Basis Transistor PNP. Transistor menunjukkan Thyristor Parasit untuk menciptakan Loop Umpan Balik Negatif.

Resistor RB menunjukkan terminal BE dari transistor NPN untuk mengkonfirmasi bahwa Thyristor tidak terkunci, mengarah ke gerendel IGBT. Transistor menunjukkan struktur arus di antara dua sel IGBT yang berdekatan.  Memungkin kan MOSFET dan mendukung sebagian besar tegangan. Simbol sirkuit IGBT, yang berisi tiga terminal yaitu emitor, gerbang dan kolektor.

IGBT terutama digunakan dalam aplikasi elektronika daya, seperti inverter, konverter dan catu daya, adalah tuntutan perangkat switching solid state tidak sepenuhnya dipenuhi oleh bipolar kekuasaan dan daya MOSFET. 

Karakteristik IGBT

IGBT dapat digunakan dalam rangkaian penguat sinyal kecil sama seperti transistor tipe BJT atau MOSFET. IGBT menggabungkan kerugian konduksi rendah BJT dengan kecepatan switching yang tinggi, kekuatan MOSFET Saklar Solid State Optimal yang ideal digunakan dalam aplikasi elektronika daya.

IGBT memiliki Resistansi "On-State" yang lebih rendah, Berarti I2R yang jatuh di struktur output bipolar untuk arus switching yang diberikan jauh lebih rendah. Operasi pemblokiran maju transistor IGBT identik dengan kekuatan MOSFET.

IGBT berubah "ON" atau "OFF" dengan mengaktifkan dan menonaktifkan terminal Gate-nya. Menerapkan sinyal input tegangan positif melintasi Gerbang dan Emitor menjaga perangkat dalam keadaan "AKTIF".

Membuat Sinyal Gerbang input Nol atau Negatif, akan menyebabkannya menjadi "NONAKTIF" dengan cara yang sama seperti BJT atau MOSFET. Keuntungan IGBT, memiliki hambatan saluran yang lebih rendah daripada MOSFET Standar.

Karakteristik Switching IGBT

Waktu Mengaktifkan t-on terdiri dari dua komponen
  ➤  Waktu Tunda (tdn)
Waktu di mana Arus Kolektor naik dari ICE arus bocor ke 0,1 IC (Arus kolektor akhir) dan tegangan emitor kolektor jatuh dari VCE ke 0,9 VCE.
  ➤  Waktu Naik (tr)
Waktu di mana arus kolektor naik dari 0,1 IC ke IC
dan tegangan emitor kolektor turun dari 0,9 VCE ke 0,1 VCE.

Waktu Mematikan toff terdiri dari tiga komponen
  ➤  Waktu Tunda (tdf)
Waktu ketika arus kolektor jatuh dari IC ke 0,9 IC dan VCE mulai naik.
  ➤  Waktu Jatuh Awal (tf1)
Waktu di mana arus kolektor jatuh dari 0,9 IC ke 0,2 IC
dan tegangan emitor kolektor naik menjadi 0,1 VCE.
  ➤  Waktu Jatuhnya Akhir (tf2)
Waktu di mana arus kolektor jatuh dari 0,2 IC ke 0,1 IC
dan 0,1VCE naik ke nilai akhir VCE.

Keuntungan IGBT

Keuntungan utama menggunakan Insulated Gate Bipolar Transistor
atas jenis perangkat Transistor lainnya
 ➤  Kemampuan Tegangan Tinggi
 ➤  ON-Resistance Rendah
 ➤  Kecepatan Switching yang relatif cepat dan dikombinasikan dengan
      Zero Gate Drive, menjadikannya pilihan untuk kecepatan sedang
 ➤  Aplikasi Tegangan Tnggi seperti Modulasi Lebar-Pulsa (PWM)
 ➤  Kontrol Kecepatan Variabel
 ➤  Pasokan Daya Mode-sSakelar atau Inverter DC-AC bertenaga surya
 ➤  Aplikasi Konverter Frekuensi yang beroperasi rentang ratusan Kilohertz.

Kesederhanaan yang didorong "ON" dengan menerapkan tegangan gerbang positif, atau beralih "OFF" dengan sinyal gerbang nol atau sedikit negatif yang memungkinkan untuk digunakan dalam berbagai aplikasi. Di wilayah Aktif Linier untuk digunakan dalam Power Amplifier.

Ketahanan On-State yang rendah dan kerugian konduksi serta kemampuannya untuk beralih tegangan tinggi pada frekuensi tinggi tanpa kerusakan membuat Insulated Gate Bipolar Transistor ideal untuk menggerakkan beban induktif seperti Gulungan Kumparan, Elektromagnet dan Motor DC.

2.3     Fungsi Transistor

Transistor memiliki beberapa fungsi di antaranya adalah :

Amplifier : Penguat

Mixer       : Mencampur Frekuensi

Rectifier   : Penyearah

Switcher   : Penghubung (saklar)

Oscilater   : Pembangkit getaran

Contoh Rangkaian Elektronik Menggunakan Transistor

        Gambar 1.6 transistor Sebagai Gerbang NOT

       Gambar 1.7 Transistor Sebagai Gerbang AND

                                             Gambar 1.8 Transistor Sebagai Gerbang OR

                                                                

                         Gambar 1.9 Transistor Sebagai Oscilator

2.3    Menentukan Kaki dan Jenis Transistor

Untuk menentukan jenis transistor dan ketiga kakinya maka dapat menggunakan dua cara, yang pertama dengan melihat pada datasheetnya. Sedangkan yang kedua dengan melakukan pengukuran/ tes kondisi menggunakan AVOmeter/ multitester. Pada kesempatan kali ini kami akan menjelaskan cara kedua yaitu dengan melakukan tes kondisi menggunakan multitester, yaitu:

1.      Menentukan Kaki Basis, Sekaligus Menentukan Jenis Transistor. 

Untuk menentukan kaki basis kita harus tau karakter kaki basis ini, yaitu yang dimiliki pada jenis PNP. Pada tahap ini kita harus memisalkan kaki-kaki transistor tersebut dengan nama lain, sebagai contoh kaki 1, kaki 2, dan kaki 3. Kemudian atur multitester ke Ohm meter x10 atau x10 0 kemudian kita cari kaki basis dengan:

Hubungkan probe merah ke salah satu kaki, misal kaki 1 kemudian probe hitam dihubungkan ke kedua kaki yang lain, apabila multitester memberikan nilai ukur resistansi yang rendah (jarum bergerak lebar) pada keduanya maka kaki 1 adalah kaki basis untuk transistor PN P. Dan N PN apabila probe pada posisi kaki 1 adalah probe hitam dengan hasil ukur seperti sebelumnya. Jika hanya pada satu kaki 2 atau 3 saja yang bergerak kemungkinan basis-nya 2 atau 3. Ulangi lagi, carilah konfigurasi sampai diketemukan jarum multitester bergerak semua. Pastikan basis sudah ketemu dan jenis transistor NPN atau PNP:

Gambar 2.0 Menentukan Basis dan Jenis Transistor

         NPN : Kaki basis probe hitam, kaki emitor dan kolektor probe merah maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik kaki basis probe merah, kaki emitor dan kolektor probe hitam jarum tidak bergerak.

         PNP: Kaki basis probe merah, kaki emitor dan kolektor probe hitam maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik kaki basis probe hitam, kaki emitor dan kolektor probe merah jarum tidak bergerak.

2.      Menentukan Kaki Kolektor dan Emitor. 

Kaki basis sudah ditentukan kemudian kita dapat menetukan kaki kolektor dan emitor dengan konsep transistor sebagai saklar. Untuk menetukan kaki kolektor dan emitor setting multmeter di pindah ke Ohm meter x10 KOhm , Kemudian lakukan teknik berikut.

         Misalnya transistor N PN . Hubungkan probe hitam pada salah satu kaki selain basis dengan cara menempelkan probe bersama jari tangan kita (probe dan kaki transistor dipegang jadi satu).

         Hubungkan probe merah pada kaki yang lain (juga selain basis) dan jangan

disentuh dengan jari tangan.

         Sentuh kaki basis dengan jari tangan (dengan tujuan memberikan bias pada kaki tersebut mengingat tubuh kita juga memiliki energi listrik potensial). Jika jarum multitester tidak bergerak, balik posisinya ke kaki yang lain. Sentuh kembali kaki basis dengan jari tangan. Jika jarum meter bergerak cukup lebar maka bisa dipastikan kaki yang dipegang bersama probe hitam adalah kolektor, kaki yang lain (probe merah) adalah emitor.

         Untuk transistor PNP caranya sama cuma posisi probe merah dan probe hitam dibalik.

    Gambar 2.1 Menentukan Kolektor dan Emitor

Untuk kaki emitor pada kemasan tertentu biasanya ditandai sirip pada kemasan transistor. Kemudian tanda untuk kaki kolektor adalah huruf c, tanda titik bulat, titik kotak atau titik segitiga yang berada di kemasan transistor.

BAB II

THYRISTOR

2.1  Pengertian Thyristor

Kata thyristor diambil dari bahasa yunani yang berarti pintu. Thyristor adalah komponen aktif elektronika yang digunakan seperti halnya pintu yaitu untuk menahan arus AC . Penggunaan thyristor pada rangkaian elektronik pada umumnya digunakan sebagai saklar.  Thyristor merupakan komponen semikonduktor yang dibuat dari jenis silikon. Jenis thyristor yang sering dipakai ada tiga, yaitu: SCR, DIAC, dan TRIAC.

Gambar 2.1 Simbol thyristor

Gambar 2.2 bentuk fisik thyristor

2.2   Aplikasi thyristor secara umum

Pengaplikasian thyristor secara umum sebagai berikut:

·         Mengontrol kecepatan dan frekuensi

·         Penyearahan

·         Pengubahan daya

·         Manipulasi robot

·         Kontrol temperatur

·         Kontrol cahaya

2.3  Karakteristik thyristor

Karakteristik thyristor dapat dilihat pada Gambar 2.3 diperlihatkan bahwa thyristor mempunyai 3 keadaan atau daerah, yaitu :

·      Keadaan pada saat tegangan balik (daerah I)

·      Keadaan pada saat tegangan maju (daerah II)

·      Keadaan pada saat thyristor konduksi (daerah III)

                                                      

                        Gambar 2.3  Karakterisitik Thyristor

Pada daerah I, thyristor sama seperti diode, dimana pada keadaan ini tidak ada arus yang mengalir sampai dicapainya batas tegangan tembus (Vr). Pada daerah II terlihat bahwa arus tetap tidak akan mengalir sampai dicapainya batas tegangan penyalaan (Vbo). Apabila tegangan mencapai tegangan penyalaan, maka tiba – tiba tegangan akan jatuh menjadi kecil dan ada arus mengalir. Pada saat ini thyristor mulai konduksi dan ini adalah merupakan daerah III. Arus yang terjadi pada saat thyristor konduksi, dapat disebut sebagai arus genggam (IH = Holding Current). Arus IH ini cukup kecil yaitu dalam  miliampere.  Untuk membuat thyristor kembali off, dapat dilakukan dengan menurunkan arus thyristor tersebut dibawah arus genggamnya (IH) dan selanjutnya diberikan tegangan penyalaan.

2.4  Jenis-jenis thyristor

·         SCR  (Silicon Control Rectifier)

SCR  (Silicon Control Rectifier) adalah Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR dibangun atas 4 lapisan semikonduktor, yaitu lapisan P-N-P-N (Positif Negatif Positif Negatif) dan biasanya disebut PNPN Trioda. Lapisan-lapisan itu tersusun sedemikian rupa, sehingga pintu “gate” disambungkan pada salah satu lapisan semikonduktor P, yaitu lapisan P bagian dalam.

SCR masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron. SCR yang hanya dapat dilewati arus listrik dari satu arah. SCR memiliki tiga terminal, yaitu anoda (A), katoda(K), dan gate(G). Sebagai pengendalinya adalah gate (G). SCR sering disebut Thyristor.

Fungsi SCR yaitu:

a.       Sebagai rangkaian saklar (switch control)

b.      Sebagai rangkaian pengendali (remote control)

SCR banyak digunakan dalam rangkaian elektronika daya. SCR dapat digunakan dengan sumber masukan dalam bentuk arus bolak-balik (AC) maupun arus searah (DC). SCR dalam rangkaian elektronika daya dioperasikan sebagai saklar. Struktur SCR terbentuk dari dua buah junction PNP dan NPN. Untuk memudahkan analisa, SCR dapat digambarkan sebagai dua transistor yang NPN dan PNP yang dirangkai sebgai berikut.

Gambar 2.4 struktur SCR

Cara kerja dari SCR yaitu: saat tidak dialiri arus listrik, SCR akan berada di keadaan OFF. Saat terminal gate-nya dialiri arus rendah, SCR akan menjadi ON dan menghantarkan arus listrik dari anoda (A) ke katoda (K) da ke katoda. Meskipun arus listrik gate-nya dihilangkan, SCR akan tetap dalam keadaan ON hingga arus yang mengalir dari anoda (A) ke katoda (K) tersebut juga dihilangkan atau 0 V.

·         TRIAC (triode  alternating current)

TRIAC adalah perangkat semikonduktor berterminal tiga yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik.  TRIAC tergolong sebagai thyristor yang berfungsi sebagai pengendali atau Switching. TRIAC memiliki kemampuan yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah (bidirectional) ketika dipicu. Terminal Gate TRIAC hanya memerlukan arus yang relatif rendah untuk dapat mengendalikan aliran arus listrik AC yang tinggi dari dua arah terminalnya. TRIAC sering juga disebut dengan Bidirectional Triode Thyristor.Pada dasarnya, sebuah TRIAC sama dengan dua buah SCR yang disusun dan disambungkan secara antiparalel (paralel yang berlawanan arah) dengan Terminal Gerbang atau Gate-nya dihubungkan bersama menjadi satu. Jika dilihat dari strukturnya, TRIAC merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 4 lapis semikonduktor dan 3 Terminal, Ketiga Terminal tersebut diantaranya adalah MT1 (Main Terminal 1), MT2 (Main Terminal 2) dan Gate.

Gambar 2.4 TRIAC

TRIAC merupakan komponen yang sangat cocok untuk digunakan sebagai AC Switching (Saklar AC) karena dapat megendalikan aliran arus listrik pada dua arah siklus gelombang bolak-balik AC.  Kemampuan inilah yang menjadi kelebihan dari TRIAC jika dibandingkan dengan SCR. Namun TRIAC pada umumnya tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat tinggi karena karakteristik switching TRIAC yang non-simetris dan juga gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh listrik yang berdaya tinggi itu sendiri.

Beberapa aplikasi TRIAC pada peralatan-peralatan Elektronika maupun listrik antara lain:

a.    Pengatur pada Lampu Dimmer.

b.    Pengatur Kecepatan pada Kipas Angin.

c.    Pengatur Motor kecil.

d.    Pengatur pada peralatan-peralatan rumah tangga yang berarus listrik AC.

·         DIAC (diode alternating current)

DIAC adalah komponen aktif Elektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arah jika tegangan melampui batas break over-nya atau biasan disebut “Bidirectional Thyristor”. DIAC biasanya digunakan sebagai pembantu untuk memicu TRIAC dalam rangkaian AC Switch, DIAC juga sering digunakan dalam berbagai rangkaian seperti rangkaian lampu dimmer (peredup) dan rangkaian starter untuk lampu neon (florescent lamps).

Ditinjau dari segi strukturnya, DIAC terdiri dari 3 lapis semikonduktor yang hampir mirip dengan sebuah Transistor PNP. Berbeda dengan Transistor PNP yang lapisan N-nya dibuat dengan tipis agar elektron mudah melewati lapisan N ini, Lapisan N pada DIAC dibuat cukup tebal agar elektron lebih sulit untuk menembusnya terkecuali tegangan yang diberikan ke DIAC tersebut melebihi batas breakover (V_BO) yang ditentukannya. Dengan memberikan tegangan yang melebihi batas breakover-nya, DIAC akan dapat dengan mudah menghantarkan arus listrik dari arah yang bersangkutan. Kedua Terminal DIAC biasanya dilambangkan dengan A1 (Anoda 1) dan A2 (Anoda 2) atau MT1 (Main Terminal 1) dan MT2 (Main Terminal 2).

Gambar 2.5 Struktur dasar DIAC serta simbolnya

Cara Kerja DIAC: Pada prinsipnya, DIAC memiliki cara kerja yang mirip dengan dua Dioda yang dipasang paralel berlawanan seperti gambar Rangkaian Ekuivalen diatas. Apabila tegangan yang memiliki polaritas diberikan ke DIAC, dioda yang disebelah kiri akan menghantarkan arus listrik jika tegangan positif yang diberikan melebihi tegangan breakover DIAC. Sebaliknya, apabila DIAC diberikan tegangan positif yang melebih tegangan breakover DIAC dari arah yang berlawanan, maka dioda sebelah kanan akan menghantarkan arus listrik. Setelah DIAC dijadikan ke kondisi “ON” dengan menggunakan tegangan positif ataupun negatif, DIAC akan terus menghantarkan arus listrik sampai tegangannya dikurangi hingga 0 (Nol) atau hubungan pemberian listrik diputuskan.

·         SCS (silicon controlled switch)

SCS (Silicon Controlled Switch) adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai pengendali atau sakelar (switch). SCS (Silicon Controlled Switch) memiliki 4 kaki terminal dan dirancang untuk dapat memutuskan arus listrik apabila kaki tambahannya yaitu kaki terminal Gerbang Anoda (Anode Gate) diberikan tegangan positif. Keempat kaki terminal tersebut adalah Katoda, Anoda, Gerbang dan Gerbang Anoda. Namun ada juga rangkaian ataupun produsen yang menyebutkannya berbeda, dimana Katoda (Cathode) akan disebut sebagai Emitor (Emitter), Gerbang (Gate) akan disebut sebagai Basis (Base) dan gerbang anoda (Anode Gate) akan disebut sebagai kolektor. Komponen SCS ini juga dapat dipicu untuk menghantarkan arus listrik apabila kaki Gerbang Anodanya ini diberikan tegangan negatif. Cara kerjanya SCS hampir sama dengan SCR yaitu dapat mengaktifkannya dengan memberikan tegangan positif pada kaki terminal Gate (Gerbang). Komponen SCS ini pada umumnya digunakan pada rangkaian-rangkaian Elektronika seperti rangkaian pengendali lampu, rangkaian logika, rangkaian pengendali daya, rangkaian counter, rangkaian-rangkaian lainnya yang memerlukan fungsi menghantarkan arus listrik (ON) dan memutuskan arus listrik (OFF) dengan dua pengendali Input yang berbeda.

Gambar 2.6  struktur dasar SCS dan rangkaian Ekuivalen SCS yang menggunakan dua transistor bipolar.

Saat tegangan positif diberikan ke terminal Gate (Gerbang), transistor NPN akan berubah menjadi ON sehingga arus listrik akan mengalir ke basis transistor PNP dan mengakibatkan transistor NPN berubah menjadi ON juga. Dengan demikian, kedua transistor berada dalam kondisi ON sehingga dapat menghantarkan arus listrik dari Anoda ke Katoda (SCS berada dalam kondisi ON). 

SCS akan terus menghantarkan arus listrik (ON) hingga arus listrik mengalir dari Anoda ke Katoda tersebut diputuskan atau membalikan polaritas anoda dan katoda ataupun memberikan tegangan positif ke terminal Anode Gate (Gerbang Anoda) yang kemudian menyebabkan SCS berubah menjadi OFF.

Selain menggunakan terminal Gate (Gerbang), juga dapat menggunakan Terminal Gerbang Anoda (Anode Gate) untuk memicu SCS menjadi ON yaitu dengan memberikan tegangan negatif pada gerbang anoda tersebut. Pada saat terminal Gerbang Anoda diberikan tegangan negatif, transistor PNP akan menjadi ON dan memberikan arus listrik ke transistor NPN sehingga transistor NPN ini juga berubah menjadi ON. Dengan demikian, perangkat SCS ini berada di kondisi ON dan dapat mengalirkan arus listrik dari Anoda ke Katoda. Untuk menonaktifkan SCS, kita perlu memutuskan arus listrik yang mengalir dari Anoda ke Katoda atau membalikan polaritas pada Anoda dan Katoda ataupun memberikan tegangan positif ke terminal gerbang anoda.

·         Fast switching thyristor

Fast switching thyristor adalah 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 t_q­. 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).

·         SITH (Static Induction Thyristor)

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.

·         LASCR (Light-Activated Silikon Controlled Rectifier)

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 kilo volt. Rating tegangan dari LASCR dapat setinggi 4 kV, 1500 A dengan daya cahaya pen-trigger kurang dari 100 mW. Di/dt yang umum adalah 250 A/µs dan dv/dt dapat setinggi 2000 V/µs.

  

BAB III

PENUTUP

3.1  Kesimpulan

·         Transistor adalah alat semi konduktor yang berguna untuk penguat, penyambung, stabilisasi modulasi sinyal dan lain-lain pada suhu atau keadaan tertentu. Transistor terdiri dari dua dioda yang terbuat dari germanium, silikon, dan garnium arsenide yang dibungkus dengan plastik, metal atau surface Mount. Transistor memiki 2 jenis yaitu transistor bipolar (transistor dwikutub), dan transistor efek medan (FET). Transistor bipolar dibagi menjadi 2 berdasarkan susunan bahan semikonduktor yaitu transistor PNP (2 lapis bahan semikonduktor P dan 1 lapis bahan semi konduktor N) dan transistor NPN (2 lapis bahan semikonduktor N dan 1 lapis bahan semikonduktor P). Sedangkan pada transistor efek medan (FET) juga dibagi menjadi dua yaitu enhancemen mode dan depletion mode, hal tersebut berdasarkan polaritas pada saluran-saluran yang ada pada transistor. Transistor memiliki beberapa fungsi di antaranya adalah amplifier (penguat), mixer (mencampur frekuensi), rectifier (penyearah), switcher (penghubung/saklar), oscilater (pembangkit getaran).

·         Thyristor adalah komponen elektronika yang biasa digunakan untuk pensaklaran dan pengendalian daya AC.

·         Thyristor dapat berubah dengan sangat cepat dari kondisi menghantar ke kondisi tidak menghantar.

·         TRIAC adalah perangkat semikonduktor berterminal tiga yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik.  TRIAC tergolong sebagai thyristor yang berfungsi sebagai pengendali atau Switching.

·         DIAC adalah komponen aktif Elektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arah jika tegangan melampui batas break over-nya atau biasan disebut “Bidirectional Thyristor”.