Pengertian dan Penjelasan tentang SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Silicon Controlled Rectifier atau yang biasa disingkat dengan SCR merupakan salah satu jenis thyristor yang berfungsi sebagai penyearah arus listrik. SCR terbuat dari 4 bahan semikonduktor yang dilapisi dengan silikon dan gate yang mana memiliki 3 kaki atau terminal yaitu Anoda, Katoda dan Gate. SCR pertama kali diperkenalkan pada tahun 1956. SCR memiliki kemampuan untuk mengendalikan tegangan dan daya yang relatif tinggi dalam suatu perangkat kecil sehingga sering difungsikan sebagai saklar (switch) atau pun pengendali (controller) dalam rangkaian elektronika yang menggunakan tegangan atau arus medium-high-power. Ada beberapa pengaplikasian SCR dalam rangkaian elektronika seperti rangkaian osilator, rangkaian logika, rangkaian inverter dan rangkaian timer.

 

Pada dasarnya, SCR terdiri dari 4 lapis semikonduktor yaitu PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) atau PNPN Trioda. Terminal "Gate" berfungsi sebagai pengendali yang terletak di lapisan bahan tipe-P berdekatan dengan kaki terminal "Katoda". Cara kerja SCR sendiri hampir sama dengan sambungan dua buah bipolar tansistor (bipolar junction transistor).

 

Baca juga : Pengertian dan Penjelasan tentang IGBT

Cara Kerja SCR 

 

SCR memerlukan tegangan positif pada kaki "Gate" untuk mengaktifkannya. SCR akan menghantarkan arus listrik dari anoda ke katoda pada saat kaki Gate diberikan tegangan positif sebagai pemicu. Apabila tegangan positif yang berfungsi sebagai sebagai pemicu tersebut dilepaskan, maka sekali SCR mencapai keadaan "ON" maka selamanya akan terus "ON". Jika ingin membuat SCR menjadi kondisi "OFF", maka arus maju anoda-katoda harus diturunkan hingga berada pada titik Holding Current SCR. Besarnya arus holding sebuah SCR dapat dilihat dari datasheet SCR itu sendiri. Hal ini dikarenakan pada setiap SCR memiliki arus holding yang berbeda-beda. Untuk mengembalikan SCR ke kondisi "OFF" hanya perlu menurunkan tegangan maju anoda-katoda ke titik nol. 

 

Fungsi SCR

 

1. Memiliki kemampuan untuk mengendalikan tegangan dan daya yang relatif tinggi dalam suatu perangkat kecil (controller).

 

2. Sebagai saklar solid state arus searah (switching).

 

Baca juga : Pengertian dan Penjelasan tentang SCS (Silicon Controlled Switch) 

 

Jenis-jenis SCR

 

SCR dibedakan berdasarkan beberapa kategori, diantaranya berdasarkan bentuk fisik dan karakteristik bias gate yang dihasilkan.

 

1. SCR berdasarkan packing

 

SCR dibedakan menjadi lima macam berdasarkan bentuk fisik dan packingnya, yaitu:

 

• Stud SCR yaitu SCR yang memiliki packing bentuk baut

 

• SCR TO merupakan SCR transistor

 

• SCR SOT adalah SCR yang merupakan isotop

 

• SCR Diamond yaitu SCR yang memiliki bentuk seperti diamond

 

• SCR Press Diode yaitu SCR yang memiliki bentuk seperti kancing

 

2. SCR berdasarkan karakteristik bias gate

 

Karakteristik bias gate merupakan reaksi SCR berdasarkan arus yang mengalir pada terminal gate. 

 

• Mode Forward Blocking SCR

 

SCR berfungsi untuk menghalangi arus bias maju sehingga terjadi pemblokiran. Kemudian arus pada kaki terminal anoda dan katoda pun menjadi positif. Terminal gate akan terbuka ketika kaki pada terminal katoda dan anoda dalam keadaan positifKetika itu terjadi, maka J2 akan menjadi bias balik, lalu J1 dan J3 posisinya dalam keadaan bias maju.

 

• Mode Forward Conduction SCR

 

Mode forward conduction merupakan kondisi dimana SCR menjadi konduksi dari yang semula mengalami pemblokiran. Persimpangan J2 akan mengalami break down ketika menerapkan mode ini. Setelah itu SCR akan berubah menjadi saklar tertutup dan beralih pada mode konduksi. Kemudian arus listrik pun akan dapat mengalir melewati komponen tersebut. Ada dua cara yang dapat dilakukan agar dapat mengubah mode blocking menjadi konduksi yaitu dengan menggunakan pulse positif pada terminal gerbang dan meningkatkan tegangan sehingga pada katoda dan anoda berada di atas tegangan SCR. 

 

Baca juga : Pengertian Transistor - Jenis - Fungsi dan Cara Kerja Transistor

 

• Mode Reserve Blocking Mode SCR

 

Pada mode ini, terminal J2 pada SCR akan dalam keadaan bias balik. Sedangkan terminal J1 dan J3 akan dalam kondisi bias maju. Hal ini dikarenakan komponen anoda dan katoda dalam keadaan selaras, yaitu sama-sama bermuatan positif. Arus bocor yang dihasilkan oleh terminal gate merupakan arus bocor kecil. Jadi, perangkat akan menawarkan impendansi tinggi terutama apabila tegangan break down yang dihasilkan memiliki voltase kurang. 

 

Karakteristik SCR

 

1. Material 

 

Berdasarkan material penyusunnya, SCR terbuat dari bahan semikonduktor yang dilapisi dengan silikon. Bahan semikonduktor yang digunakan berjumlah 4 buah dan jenisnya yaitu PNPN. Pada SCR juga terdapat terminal gate yang terbuat dari bahan semikonduktor dengan bahan bermuatan positif.

 

2. Kaki

 

SCR memiliki 3 buah kaki terminal. Ketiga kaki terminal tersebut yaitu anoda, katoda dan gate. Terminal gate inilah yang berfungsi sebagai controller agar arus pada rangkaian dapat terhubung dengan baik.

 

3. Kemampuan

 

SCR merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai controller. Kemampuan komponen tersebut digunakan untuk mengendalikan tegangan listrik pada rangkaian yang cukup tinggi sehingga pada rangkaian elektronik, SCR sering digunakan sebagai saklar.

 

4. Susunan

 

Bahan semikonduktor yang disusun pada SCR disusun dengan bentuk PNPN atau Positif Negatif Positif Negatif. Selain itu, terdapat terminal gate yang bermuatan positif dan posisinya terletak dekat dengan katoda.

 

Cara Mengecek SCR

 

SCR dapat bekerja sesuai dengan fungsinya harus dalam keadaan baik. Lalu bagaimana cara untuk mengecek kondisi dari komponen tersebut?

 

Kita perlu menggunakan alat ukur multimeter, baik jenis multimeter analog maupun digital.

 

• Pertama, posisikan multimeter dengan skala 1 ohm.

 

• Pasangkan kabel probe hitam pada anoda dan kabel probe merah pada katoda serta gate.

 

• Ketika katoda dan gate di short dan jarum menunjukkan angka, maka komponen tersebut masih dalam keadaan baik.

 

• Namun apabila jarum multimeter menyimpang, maka SCR dalam keadaan rusak.