THYRISTOR ‘TRIAC’
Thyristor berasal dari bahasa yunani, “pintu”. Diambil dari kata ini kemungkinan karena sifatnya yang mirip dengan pintu. Thyristor terbuat dari semikonduktor silikon. Namun ini berbeda dengan transistor bipolar dan MOS karena P-N junction-nya lebih kompleks. Di samping itu, fungsinya lebih digunakan sebagai saklar (switch) daripada sebagai penguat arus atau tegangan. Thyristor mempunyai struktur dasar empat layer PNPN. Jika dipilah, struktur ini terdiri dari junction PNP dan NPN yang disambung. Dengan kata lain, komponen ini terdiri dari dua transistor, PNP dan NPN yang saling dihubungkan pada kolektor dan basis nya.
Seperti yang kita ketahui bahwa I C = ß. IB, arus kolektor merupakan penguatan dari arus basis. Misal, arus sebesar IB yang mengalir pada basis transistor Q2, maka akan ada arus I B yang mengalir pada kolektor Q 2. Arus kolektor ini merupakan arus basis IB pada transistor Q1, sehingga akan muncul penguatan pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q1 tidak lain adalah arus base bagi transistor Q 2. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang yang tertinggal hanyalah lapisan P dan N di bagian luar. Dalam keadaan ini, struktur ini merupakan struktur dioda PN (anoda-katoda) yang telah dikenal. Dengan demikian, thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus layaknya dioda.
TRIAC,
atau Tr iode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak-balik) adalah sebuah
komponen elektronik yang kira-kira ekivalen dengan dua SCR yang disambungkan antiparalel dan kaki gerbangnya disambungkan bersama. Nama resmi untuk TRIAC adalah
Bidirectional Triode Thyristor . Ini menunjukkan sakelar dwiarah yang dapat mengalirkan arus listrik ke kedua arah ketika dipicu (dihidupkan). Ini dapat disulut baik dengan tegangan positif ataupun negatif pada elektrode gerbang. Sekali disulut, komponen ini akan terus menghantar hingga arus yang mengalir lebih rendah dari arus genggamnya, misal pada akhir paruh siklus dari arus bolak-balik. Hal tersebut membuat TRIAC sangat cocok untuk mengendalikan kalang AC, memungkinkan pengendalian arus yang sangat tinggi dengan arus kendali yang sangat rendah. Sebagai tambahan, memberikan pulsa sulut pada titik tertentu dalam siklus AC memungkinkan pengendalian persentase arus yang mengalir melalui TRIAC (pengendalian fase).
Konstuksi Simbol TRIAC
Struktur Triac sebenarnya adalah sama dengan dua buah SCR namun arahnya bolak-balik dan kedua gate-nya disatukan. Triac yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri BT13X. Simbol Triac ditunjukkan di Gambar 1. Triac biasa juga disebut tiristor bi-directional .
Triac akan tersambung (on) ketika berada di quadran I yaitu saat arus positif kecil melewati terminal gate ke MT1,dan polaritas MT2 lebih tinggi dari MT1, saat triac terhubung dan rangkaian gate tidak memegang kendali, maka triac tetap tersambung selama polaritas MT2 tetap lebih tinggi dari MT1 dan arus yang mengalir lebih besar dari arus genggamnya (holding
current/Ih),
dan
triac
juga
akan
tersambung saat arus negatif melewati terminal gate ke MT1,dan polaritas MT1 lebih tinggi dari MT2, dan triac akan tetap terhubung walaupun rangkaian gate tidak memegang kendali selama polaritas MT1 lebih tinggi dari MT2. Selain dengan cara memberi pemicuan melalui teminal gate, triac juga dapat dibuat tersambung (on) dengan cara memberikan tegangan yang tinggi sehingga melampaui tegangan breakover-nya terhadap terminal MT1 dan MT2, namun cara ini tidak diizinkan karena dapat menyebabkan triac akan rusak. Pada saat triac tersambung (on) maka tegangan jatuh maju antara terminal MT1 dan MT2 sangatlah kecil yaitu berkisar antara
0.5 volt sampai dengan 2 volt.
TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang parallel bolak-balik, sehingga dapat melewatkan arus dua arah. Kurva karakteristik dari TRIAC dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Karakteristik TRIAC
Yang perlu diketahui adalah Pada Low-Current TRIAC kontaknya dapat digunakan hingga kuat arus 1 ampere dan mempunyai maksimal tegangan sampai beberapa ratus volt. Sedangkan Medium-Current TRIAC Kontaknya dapat digunakan sampai kuat arus 40 ampere dan mempunyai maksimal tegangan hingga 1.000 volt. Aplikasi TRIAC Skema rangkaian penghubungan triac yang dioperasikan dari sumber AC diperlihatkan pada Gambar dibawah. Jika tombol tekan PB1 dipertahankan tertutup, arus trigger terus-menerus diberikan pada gerbang. Triac akan terkonduksi untuk menghubungkan semua tegangan ac yang diberikan pada beban. Jika tombol tekan dibuka, triac kembali OFF atau mati, apabila tegangan sumber ac dan penahanan arus turun menjadi nol atau polaritas terbalik. Perhatikan bahwa tidak seperti output dari rangkaian SCR yang sama, output rangkaian ini adalah arus bolak-balik, bukan arus searah.
Triac mempunyai tiga terminal; dua terminal utama (MT2) dan terminal utama 1 (MT1) dan gerbang (G). Terminal MT2 dan MT1 dirancang demikian sebab aliran arus adalah dua arah. Karena aliran berinteraksi dengan gerbang, MT1 digunakan sebagai pengukuran terminal referen. Arus dapat mengalir antara MT2 dan MT1 dan juga antara gerbang dan MT1. Triac dapat ditrigger agar konduksi pada salah satu arah dengan arus gerbang bergerak masuk atau keluar dari gerbang. Apabila aliran arah arus terminal utama ditentukan, triac pada dasarnya mempunyai karakteristik pengoperasian internal yang sama dengan SCR. Triac mempunyai empat kemungkinan mode pentriggeran. Sehubungan dengan MT1 yaitu:
MT2 adalah positif dan gerbang positif
MT2 adalah positif dan gerbang negatif
MT2 adalah negatif dan gerbang positif
MT2 adalah negatif dan gerbang negatif
Aplikasi TRIAC pada rangkaian penghubungan arus pada motor
Satu aplikasi umum dari triac adalah penghubungan arus AC pada motor AC. Rangkaian penghubungan motor triac pada Gambar diatas menggambarkan kemampuan triac untuk mengontrol jumlah arus beban yang besar dengan jumlah arus gerbang yang kecil. Aplikasi ini akan bekerja seperti relay solid-state. Transformator penurun tegangan 24 V digunakan untuk mengurangi tegangan pada rangkaian thermostat. Tahanan membatasi jumlah aliran arus pada rangkaian gerbang-MTl ketika thermostat terhubung kontaknya untuk menswitch triac dan motor ON. Ukuran kerja arus maksimum dari kontak thermostat jauh lebih rendah dibandingkan dengan arus kerja triac dan motor. Jika thermostat yang sama dihubungkan seri dengan motor untuk mengoperasikan motor secara langsung, kontak akan rusak karena aliran arus yang lebih besar melebihi nilai ratingnya.
Aplikasi triac untuk merubah arus
Triac dapat digunakan untuk merubah arus ac rata-rata pada beban ac seperti terlihat pada Gambar diatas. Rangkaian trigger mengontrol titik dari bentuk gelombang AC di mana triac yang dihubungkan ON. Bentuk gelombang yang terjadi adalah masih arus bolak-balik, tapi arus rata-rata diubah.
Kurva Aplikasi TRIAC saat Perubahan arus
Pada rangkaian penerangan, perubahan arus pada lampu pijar akan merubah jumlah cahaya yang dipancarkan oleh lampu. Jadi, triac dapat digunakan sebagai pengontrol keredupan cahaya. Pada rangkaian motor yang sama, perubahan arus itu akan merubah kecepatan motor.
DAFTAR PUSTAKA
Thyristor Theory and Design Considerations”, ON Semiconductor,www.onsemi.com M.D. Singh, K.B. Khanchandani, Power Electronics, Second Edition, Tata McGraw-Hill, New Delhi, 2007, pages 148-152 Application Note AN-3008, RC Snubber Networks for Thyristor Power Control and Transient Suppression, Fairchild Semiconductor, available at http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-3008.pdf, pages 1-5 “2N6071A/B Series Sensitive Gate Triacs”. Semiconductor Components Industries, LLC. Retrieved June 28, 2012. “Philips Semiconductors Product specification Triacs BT138 series”. 090119 nxp.com “STMicroelectronics T3035H, T3050H Snubberless high temperature 30 A Triacs”. st.com id.wikipedia.org andihasad.wordpress.com
