1. Drs. M. Yusuf Mappeasse, M.Pd.

2. THYRISTOR
Thyristor berakar kata dari bahasaYunani yang berarti ‘pintu'.
Dinamakan demikian karena sifat dari komponen ini yang mirip
dengan pintu yang dapat dibuka dan ditutup untuk melewatkan
arus listrik.
Thyristor adalah komponen semikonduktor untuk
pensaklaran yang berdasarkan pada strukturPNPN. Komponen
ini memiliki kestabilan dalam dua keadaan yaitu on dan off serta
memiliki umpan-balik regenerasi internal. Thyristor memiliki
kemampuan untuk mensaklar arus searah (DC) yaitu jenis SCR,
maupun arus bolak-balik (AC), jenis TRIAC.
Pada kesempatan ini, yang akan kemukakan adalah komponen-
komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR (silicon
controlled rectifier), TRIAC dan DIAC.

3. Struktur dasar thyristor adalah struktur 4 layer PNPN
seperti yang ditunjukkan pada gambar-1a.
Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua
buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung
di tengah seperti pada gambar-1b. Ini tidak lain
adalah dua buah transistor PNP dan NPN yang
tersambung pada masing-masing kolektor dan base.

4. Jika divisualisasikan sebagai transistor Q1 dan Q2,
maka struktur thyristor ini dapat diperlihatkan seperti
pada gambar-2 yang berikut ini.

5. Bagaimana kalau pada thyristor ini kita beri beban
lampu DC dan diberi suplai tegangan dari nol sampai
tegangan tertentu seperti pada gambar berikut:
Apa yang terjadi pada lampu ketika tegangan
dinaikkan dari nol?

6. Lampu akan tetap padam karena lapisan N-P yang
ada di tengah akan mendapatkan reverse-bias
(teori dioda). Pada saat ini disebut thyristor dalam
keadaan OFF karena tidak ada arus yang bisa
mengalir atau sangat kecil sekali. Arus tidak dapat
mengalir sampai pada suatu tegangan reverse-bias
tertentu yang menyebabkan sambungan NP ini
jenuh dan hilang. Tegangan ini disebut tegangan
breakdown dan pada saat itu arus mulai dapat
mengalir melewati thyristor sebagaimana dioda
umumnya. Pada thyristor tegangan ini disebut
tegangan breakover Vbo.

7. 1. Silicon Controlled Rectifier (SCR)
Simbol SCR

8. 1. Silicon Controlled Rectifier (SCR)
Gambar Fisik SCR

9. 1. Silicon Controlled Rectifier (SCR)
SCR merupakan jenis thyristor yang terkenal dan paling tua,
komponen ini tersedia dalam rating arus antara 0,25 hingga
ratusan amper, serta rating tegangan hingga 5000 volt.
Kondisi awal dari SCR adalah dalam kondisi OFF (A dan K tidak
tersambung). Salah satu cara untuk meng-ON kan
(menyambungkan antara A dan K) adalah dengan memberikan
tegangan picu terhadap G (gate).
Sekali SCR tersambung maka SCR akan terjaga dalam kondisi ON.
Untuk mematikan sambungan A-K, maka yang perlu dilakukan
adalah dengan memberikan tegangan balik pada A-K-nya, atau
dengan menghubungkan G ke K.
Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja
dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Karena
inilah SCR atau thyristor pada umumnya tidak cocok digunakan
untuk aplikasi DC. Komponen ini lebih banyak digunakan untuk
aplikasi-aplikasi tegangan AC, dimana SCR bisa OFF pada saat
gelombang tegangan AC berada di titik nol.

10. 1. Silicon Controlled Rectifier (SCR)
Gambar berikut adalah karakteristik volt-amper SCR dan
skema aplikasi dasar dari SCR.

11. 1. Silicon Controlled Rectifier (SCR)
Rangkaian Aplikasi SCR

12. 2. Triode for Alternating Current (TRIAC)
(Trioda untuk arus bolak-balik)
Nama resmi untuk TRIAC adalah Bidirectional Triode Thyristor.
Triac dapat dianggap sebagai dua buah SCR dalam struktur
kristal tunggal, dengan demikian maka Triac dapat digunakan
untuk melakukan pensaklaran dalam dua arah (arus bolak
balik, AC).
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 fasa).

13. 2. Triode for Alternating Current (TRIAC)
(Trioda untuk arus bolak-balik)
Simbol TRIAC

14. 2. Triode for Alternating Current (TRIAC)
(Trioda untuk arus bolak-balik)
SRUKTUR TRIAC

15. 2. Triode for Alternating Current (TRIAC)
(Trioda untuk arus bolak-balik)
Karakteristik kurva I-V TRIAC

16. 2. Triode for Alternating Current (TRIAC)
(Trioda untuk arus bolak-balik)
Skema Aplikasi Triac

17. 3. DIAC
DIAC merupakan salah satu jenis dioda SCR, namun memiliki
dua terminal (elektroda) saja, berbeda dengan "saudaranya"
yang memiliki tiga terminal, TRIAC.
Kalau dilihat strukturnya seperti gambar di atas, DIAC bukanlah
termasuk keluarga thyristor, namun prisip kerjanya membuat ia
digolongkan sebagai thyristor.

18. 3. DIAC
DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti transistor.
Lapisan N pada transistor dibuat sangat tipis sehingga elektron
dengan mudah dapat menyeberang menembus lapisan ini.
Sedangkan pada DIAC, lapisan N di buat cukup tebal sehingga
elektron cukup sukar untuk menembusnya.
Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang sebagai dua
buah dioda PN dan NP, sehingga dalam beberapa literatur DIAC
digolongkan sebagai dioda.
Sukar dilewati oleh arus dua arah, DIAC memang dimaksudkan
untuk tujuan ini. Hanya dengan tegangan breakdown tertentu
barulah DIAC dapat menghantarkan arus. Arus yang
dihantarkan tentu saja bisa bolak-balik dari anoda menuju
katoda dan sebaliknya. Kurva karakteristik DIAC sama seperti
TRIAC, tetapi yang hanya perlu diketahui adalah berapa
tegangan breakdown-nya.

19. 3. DIAC
Contoh aplikasi dimmer lampu berikut ini:

20. 3. DIAC
Jika diketahui IGT dari TRIAC pada rangkaian di atas 10 mA dan
VGT = 0.7 volt. Lalu diketahui juga yang digunakan adalah
sebuah DIAC dengan Vbo = 20 V, maka dapat dihitung TRIAC
akan ON pada tegangan :
V = IGT(R)+Vbo+VGT = 120.7 V
Sinyal Output Triac

21. 3. DIAC
Pada rangkaian dimmer, resistor R biasanya diganti dengan
rangkaian seri resistor dan potensiometer. Di sini kapasitor C
bersama rangkaian R digunakan untuk menggeser phasa
tegangan VAC. Lampu dapat diatur menyala redup dan
terang, tergantung pada saat kapan TRIAC di picu.