Jika ditanya soal “SCR”, bisa saja Anda tidak tahu. Karena perangkat SCR lebih dikenal oleh para pelaku elektronika saja. Singkatnya, SCR adalah alat pengendali.
Untuk lebih memahami terkait si alat pengendali ini, baik pengertiannya, rangkaian SCR, gambar SCR sampai dengan aplikasi SCR pada rangkaian elektronika, berikut pembahasannya.
Daftar Isi
Pengertian SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR adalah kepanjangan dari Silicon Controlled Rectifier, yang berarti sebuah bagian atau aplikasi SCR pada rangkaian elektronika, yang bersifat semikonduktor. Selain itu, SCR sering disamakan dengan dioda. Tetapi sebenarnya memiliki perbedaan, baik secara karakteristik dan lainnya.
Persamaannya, baik SCR maupun dioda, bekerja mengalirkan arus listrik yaitu dari anoda menuju katoda. Tampilan keduanya pun hampir mirip.
Bedanya dengan dioda biasa 2 terminal adalah rangkaian SCR justru memiliki 3 kaki terminal. Terdiri dari terminal anoda, katoda dan gate. Kemampuan lain dioda SCR adalah mengendalikan daya atau tegangan.
Fungsi SCR
Fungsi SCR adalah untuk mengendalikan arus dalam suatu rangkaian. SCR mampu mengendalikan daya atau pun tegangan yang cukup tinggi, bahkan pada perangkat yang kecil.
Fungsi SCR juga sebagai saklar solid state switching (arus searah). Aplikasi SCR pada rangkaian elektronika seperti misalnya :
- lampu dimmer
- timer
- CDI
- Osilator
- hingga inverter.
Cara Kerja SCR
Rangkaian SCR terdiri dari 4 komponen semikonduktor terlapisi oleh silikon, yang mampu membuat arus listrik menjadi searah. Prinsip kerja SCR adalah:
- SCR membutuhkan tegangan positif untuk mengaktifkan terminal gate.
- Ketika ada arus listrik yang masuk lewat tahanan, nantinya akan memicu trigger.
- Tegangan trigger akan berubah, dari Positif Negatif Positif Negatif (PNPN) menjadi Positif Negatif (PN). Arus listrik yang melalui terminal gate dan memicu trigger, akan mengaktifkan SCR. Terminal anoda dan katoda akan terhubung.
- Arus listrik yang mengalir pada SCR, dari anoda ke katoda.
- SCR masih aktif/ON, meski arus di terminal gate sudah dihentikan (habis).
- Jika ingin mematikan SCR, setting arus (dari anoda ke katoda) sehingga posisinya holding current (titik nol). Atau dapat dikatakan arus forward bias anoda-katoda diturunkan. Nantinya, SCR bisa berubah dari ON jadi OFF.
Simbol dan Bentuk SCR
Baik bentuk maupun simbol SCR adalah hal yang tak kalah penting agar dapat memahami SCR. Dapat dilihat dari gambar berikut bagaimana penampakan bentuk maupun simbol SCR.
Dimana bisa kita lihat sepintas dari simbol diatas, ada anoda yang mengarah ke katoda, namun di tengahnya terdapat gate sebagai saklar untuk mengatur arus.
Jenis-jenis SCR
Jenis-jenis SCR dapat diklasifikasikan dari berbagai hal sehingga nantinya penggunaannya bisa berbeda sesuai kebutuhan maupun kondisinya. Berikut pengklasifikasian jenis-jenis SCR secara umum.
1. SCR berdasarkan Karakteristik Bias Gate
SCR akan bereaksi saat arus mengalir di terminal gate, yaitu dengan menghasilkan bias. Setiap SCR pun menghasilkan bias gate yang berbeda. Maka berdasarkan karakteristik bias gatenya, jenis SCR terbagi menjadi:
- Mode Forward Blocking SCR
Pada mode forward blocking, arus bias maju akan dihalangi dan terblokir. Sehingga menyebabkan arus yang positif di kaki terminal anoda-katoda dan membuka terminal gate.
Kemudian, terminal J1 dan J3 kondisinya bias maju. Sementara itu, terminal J2 berubah bias balik.
- Mode Reserve Blocking Mode SCR
Pada mode reserve blocking, terjadi arus bocor kecil di terminal gate. Perangkat menawarkan impedansi tinggi. Apalagi jika terjadi break down dengan voltase minim.
Di sisi lain, anoda dan katoda posisinya sama-sama muatannya positif. Sehingga posisi J1 dan J3 pada bias maju, sedangkan J2-nya justru bias balik.
- Mode Forward Conduction SCR
Pada mode ini, setelah terblokir SCR justru menjadi konduksi. Hal ini menyebabkan break down di persimpangan J2. Saklar SCR akan OFF dan bermode konduksi.
Jika ingin mengubah blokir menjadi konduksi, maka tegangan harus dinaikkan. Sehingga tegangan di anoda maupun katoda lebih tinggi daripada tegangan SCR. Bisa juga dengan cara memanfaatkan pulse positif di terminal gate.
2. SCR berdasarkan Packing
Jenis SCR dapat dilihat dari segi fisik maupun packing-nya, yang terbagi menjadi:
- SCR Diamond dengan bentuknya yang seperti diamond
- SCR Press Diode bentuknya seperti kancing
- Stud SCR berbentuk baut
- SCR SOT yaitu isotop SCR
- SCR TO yaitu SCR transistor
Karakteristik SCR
Karakteristik SCR (Silicon Controlled Rectifier) cenderung khas dan tentu saja menjadi pembeda dibandingkan komponen elektronik lain, khususnya komponen dioda. Lihatlah bagaimana karakter SCR berikut ini:
1. Kemampuan
Kemampuan utama SCR adalah sebagai pengendali. Kemampuan SCR adalah mengendalikan tegangan listrik itulah yang utama. Maka dari itu, aplikasi SCR pada rangkaian elektronika adalah penggunaan SCR untuk saklar.
2. Material
SCR disusun oleh 4 material semikonduktor berjenis PNPN. Tak terkecuali terminal gate-nya. Hanya saja, khusus terminal gate, muatan materialnya positif. Selain itu, material SCR terlapisi oleh silikon.
3. Susunan
Material SCR yang merupakan bahan semikonduktor tersebut, tersusun dengan mode PNPN (Positif Negatif Positif Negatif). Berbeda dengan semikonduktor terminal gate yang tersusun hanya positif dan letaknya dekat katoda.
4. Kaki
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, kalau SCR kerap disamakan dengan dioda. Hanya saja, dioda pada umumnya ditopang oleh 2 kaki saja, yakni anoda dan katoda. Lain halnya dengan SCR yang berdiri dengan tumpuan 3 kaki terminalnya. Selain anoda dan katoda, ada terminal gate yang bertugas menjadi pengendali (controller). Sehingga arus rangkaian, selalu terhubung baik.
Cara Menentukan Kaki SCR
SCR sudah paten dengan 3 kaki yang menyusunnya. Sekilas, ketiga kaki tersebut nampak sama. Padahal ketiganya memiliki fungsi yang berbeda.
Dari yang merupakan kaki anoda, katoda sampai yang bertugas sebagai terminal gate. Maka, berikut adalah cara untuk menentukan kaki terminal SCR.
- Siapkan dan gunakan multimeter untuk menentukan kaki SCR.
- Pasang kabel hitam pada multimeter ke kaki yang Anda anggap sebagai katoda. Sedangkan anoda dan gate dipasangi dengan kabel merah multimeter.
- Amati bagaimana jarum multimeter bereaksi. Jika jarumnya bergerak, berarti kaki-kaki SCR yang tadi dihubungkan, sudah sesuai.
- Tetapi, jika jarum multimeter hanya diam, berarti kaki SCR belum ditentukan dengan benar.
- Pindahkan atau tukar kabel probe ke kaki yang lain. Lakukan sampai jarum multimeter bereaksi (bergerak).
Cara Mengecek Kondisi SCR
SCR harus dalam kondisi baik, sebelum digunakan sebagai controller. Maka, Anda bisa menggunakan multimeter untuk mengecek bagaimana kondisi SCR tersebut. Anda bisa menggunakan multimeter analog atau pun digital untuk mengeceknya. Tahapannya adalah sebagai berikut.
- Siapkan multimeter dan posisikanlah pada skala 1 Ohm.
- Pasang kabel hitam ke kaki anoda.
- Pasang kabel merah ke kaki katoda dan gate.
- Short katoda dan gate. Jika jarum bergerak atau menunjukkan sebuah angka, berarti SCR dalam kondisi baik dan bisa digunakan.
- Jika jarum multimeter tidak bergerak, diam atau pun menyimpang, berarti SCR dalam kondisi yang tidak baik-baik saja.
Aplikasi SCR pada rangkaian elektronika
Dalam pengaplikasiannya, Silicon Controlled Rectifier atau SCR ini digunakan sebagai saklar solid-state, tapi berbeda dengan transistor karena tidak bisa memperkuat sinyal.
Selain itu SCR juga bisa diterapkan untuk mengatur dan menyearahkan suplai daya pada motor DC dari sumber yang digunakan. SCR juga digunakan untuk melindungi beban yang mahal akibat kelebihan tegangan dari catu daya
Jadi itulah pembahasan materi kali ini mengenai SCR atau Silicon Controlled Rectifier yang berperan penting adalam mengendalikan arus listik dalam sebuah rangkaian elektronika.