c. DIAC DIAC (Diode Alternating Current) adalah thyristor yang hanya punya dua terminal. DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti transistor. Lapisan N pada DIAC dibuat cukup tebal sehingga elektron lebih sulit untuk menembus lapisan ini. DIAC mampu mengalirkan arus listrik ke dua arah jika diberikan tegangan melebihi batas breakover-nya. Simbol DIAC digambarkan sebagai berikut. Gambar 3.35 Simbol DIAC 1. Perbedaan SCR, TRIAC, dan DIAC. a. SCR Struktur SCR terdiri dari tiga terminal, yaitu: anoda , katoda, dan gate. SCR pada dasarnya terbentuk dari dua buah junction PNP dan NPN dengan terminal gate yang berfungsi sebagai pengendali terletak di lapisan bahan tipe-P yang berdekatan dengan kaki terminal katoda. Anoda dan katoda akan terhubung setelah gate diberi trigger minimal sebesar 0,6 V lebih positif dari katoda. SCR akan tetap menghantarkan walaupun trigger pada gate dilepas. SCR akan kembali ke kondisi tidak menghantarkan setelah masukan tegangan pada anoda dilepas. Gambar 3.36 (a) Lapisan SCR (b) Simbol SCR b. TRIAC TRIAC merupakan komponen yang memiliki tiga terminal. Ketiga terminal tersebut diantaranya adalah MT1, MT2, dan gate. Pada dasarnya, sebuah TRIAC sama dengan dua buah SCR dan disambungkan secara anti paralel (berlawanan arah) dengan gate-nya dihubungkan bersama menjadi satu. Cara kerja TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik, sehingga dapat melewatkan arus dua arah. Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan polaritas positif saja, tetapi TRIAC dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolak-balik pada gate. c. DIAC Struktur DIAC hanya terdiri dari dua terminal yang biasanya dilambangkan dengan MT1 (Main Teminal 1) dan MT2 (Main Terminal 2). DIAC terdiri dari 3 lapis semikonduktor yang hampir mirip dengan transistor PNP. Lapisan N pada transistor dibuat sangat tipis sehingga elektron dengan mudah dapat menyeberang menembus lapisan ini. Sedangkan pada DIAC, lapisan N dibuat cukup tebal sehingga elektron cukup sukar untuk menembusnya. Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang sebagai dua buah dioda PN dan NP. DIAC merupakan komponen yang dapat menghantarkan arus listrik dari dua arah jika diberikan tegangan yang melebihi batas breakover -nya. Gambar 3.38 (a) Lapisan DIAC (b) Simbol DIAC 2. Fungsi dan karakteristik SCR, TRIAC, DIAC: a. SCR Fungsi dan karateristik dari SCR yaitu sebuah SCR terdiri dari tiga terminal yaitu anoda, katoda, dan gate. SCR berbeda dengan dioda rectifier biasanya. SCR dibuat dari empat buah lapis dioda. SCR banyak digunakan pada suatu sirkuit elekronika karena lebih efisien dibandingkan komponen lainnya terutama pada pemakaian saklar elektronik. SCR biasanya digunakan untuk mengontrol khususnya pada tegangan tinggi karena SCR dapat dilewatkan tegangan dari 0 sampai 220 Volt tergantung pada spesifik dan tipe dari SCR tersebut. SCR tidak akan menghantar, meskipun diberikan tegangan maju sampai pada tegangan breakover, SCR tersebut dicapai (VBRF). SCR akan menghantar jika pada terminal gate diberi pemicuan yang berupa arus dengan tegangan positif dan SCR akan tetap ON bila arus yang mengalir pada SCR lebih besar dari arus yang penahan (IH). Gambar 3.39 Kurva Karakteristik SCR Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) SCR adalah dengan mengurangi arus trigger (IT) dibawah arus penahan (IH). SCR adalah thyristor yang unidirectional, karena ketika terkonduksi hanya bisa melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Artinya, SCR aktif ketika gate-nya diberi polaritas positif dan antara anoda dan katodanya dibias maju dan ketika sumber yang masuk pada SCR adalah sumber AC, proses penyearahan akan berhenti saat siklus negatif terjadi. b. TRIAC Fungsi dan karateristik dari TRIAC yaitu TRIAC tersusun dari lima buah lapis semikonduktor yang banyak digunakan pada pensaklaran elektronik. TRIAC biasa juga disebut thyristor bidirectional. TRIAC merupakan dua buah SCR yang dihubungkan secara paralel berkebalikan dengan terminal gate bersama. Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan polaritas positif saja, tetapi TRIAC dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolak-balik pada gate. TRIAC banyak digunakan pada rangkaian pengendali dan pensaklaran. TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada anoda lebih positif dibandingkan katoda dan gate diberi polaritas positif, begitu juga sebaliknya. Setelah terkonduksi, sebuah TRIAC akan tetap bekerja selama arus yang mengalir pada TRIAC (IT) lebih besar dari arus penahan (IH) walaupun arus gate dihilangkan. Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) TRIAC adalah dengan mengurangi arus (IT) di bawah arus (IH). Gambar 3.40 Kurva Karakteristik TRIAC c. DIAC Fungsi dan karateristik dari DIAC adalah komponen aktif elektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arah jika tegangan melampui batas breakover-nya. DIAC merupakan anggota dari keluarga thyristor, namun berbeda dengan thyristor pada umumnya yang hanya menghantarkan arus listrik dari satu arah, DIAC memiliki fungsi yang dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arahnya atau biasanya disebut juga dengan 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). Gambar 3.41 Kurva Karakteristik DIAC Untuk mengetahui karateristik dari DIAC yang hanya perlu diketahui adalah berapa tegangan breakdown-nya. Hanya dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC dapat menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan tentu saja bisa bolak-balik dari anoda menuju katoda dan sebaliknya. Karena DIAC sendiri termasuk sukar dilewati oleh arus dua arah. 4. Cara kerja osilator relaksasi dengan SCR: Osilator relaksasi digunakan sebagai pembangkit gelombang sinusosidal. Gelombang gigi gergaji, gelombang kotak dan variasi bentuk gelombang tak beraturan termasuk dalam kelas ini. Pada dasarnya pada osilator ini tergantung pada proses pengosongan-pengisian jaringan kapasitor-resistor. Perubahan tegangan pada jaringan digunakan untuk mengubah-ubah konduksi piranti elektronik. Untuk pengontrol, pada osilator dapat digunakan transistor, UJT (Uni Junction Transistors) atau IC (Integrated Circuit). Proses pengisian dan pengosongan kapasitor pada rangkaian seri RC akan mengikuti fungsi eksponensial dengan konstanta waktu yang tergantung pada harga RC. Pada proses pengisian, satu konstanta waktu dapat mengisi sebanyak 63% dari sumber tegangan yang digunakan dan akan penuh setelah lima kali konstanta waktu. Sebaliknya saat proses pengosongan, isi kapasitor akan berkurang sebanyak 37% setelah satu konstanta waktu dan akan terlucuti secara penuh setelah lima konstanta waktu seperti pada gambar berikut: (a) (b) Gambar 3.42 (a) Kurva Pengisian Kapasitor (b) Kurva Pengosongan Kapasitor Proses pengisian dan pengosongan kapasitor melalui resistor seperti pada gambar 3.49 dapat digunakan untuk menghasilkan gelombang gergaji. Saklar pengisian dan pengosongan pada rangkaian gambar diatas dapat diganti dengan saklar elektronik, yaitu dengan menggunakan transistor atau IC. Rangkaian yang terhubung dengan cara ini dikelompokkan sebagai osilator relaksasi. Saat komponen pengganti saklar tersebut berkonduksi disebut “aktif” dan saat tidak berkonduksi disebut “rileks”. Dengan kondisi tersebut secara berulang dan kontinyu maka gelombang gergaji akan terjadi pada ujung kaki kapasitor. 5. Keuntungan penggunaan SCR dan TRIAC pada pengaturan daya a. SCR Keuntungan penggunaan SCR pada pengaturan daya adalah SCR memiliki kemampuan untuk mengendalikan daya maupun tegangan yang cukup tinggi sehingga SCR dapat melewatkan tegangan 0 sampai 220 volt tergantung pada spesifik dan tipe SCR tersebut. Oleh sebab itu komponen ini biasa difungsikan sebagai switch tegangan atau arus menengah ke atas. b. TRIAC Keuntungan penggunaan TRIAC pada pengaturan daya adalah sama seperti SCR, TRIAC juga tergolong sebagai pengendali atau switching. Namun, berbeda dengan SCR yang hanya dapat dilewati oleh arus listrik dari satu arah (unidirectional), TRIAC memiliki kemampuan yang dapat mengalirkan arus ke dua 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. 6. Contoh aplikasi yang menggunakan SCR, TRIAC, dan DIAC: a. SCR 1) Sebagai rangkaian Saklar (switch control) 2) Sebagai rangkaian pengendali (remote control) 3) SCR biasanya digunakan untuk mengontrol khususnya pada tegangan tinggi 4) Pengatur motor 5) Pemanas 6) AC 7) Pemanas induksi b. TRIAC 1) Sebagai rangkaian pengaturan daya (power control) c. DIAC 1) Sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu yang relatif tinggi. 2) Aplikasi dimmer lampu 7. Analisis pengurangan hambatan pada rangkaian: Jika nilai hambatan R dikurangi maka nilai tegangan untuk meng-ON-kan Thyristor juga akan semkin kecil, contohnya pada percobaan TRIAC dengan DIAC jika R yang digunakan 10KΩ, IGT dari TRIAC pada rangkaian 10 mA, VGT = 0.75 volt dan digunakan adalah sebuah DIAC dengan Vbo = 20 V, maka perhtiungannya sabagai berikut. 𝑉 = (10 𝑥 10 − 3). (10 𝑥 103) + 20𝑉 + 0.75𝑉 = 120.75 𝑉 Jika pada rangkaian yang sama R yang digunakan diperkecil menjadi 5 KΩ, maka : 𝑉 = (5𝑥 10 − 3). (10 𝑥 103) + 20𝑉 + 0.75𝑉 = 70.75 𝑉 Jadi, jika nilai hambatan diperkecil maka tegangan untuk meng-ON-kan TRIAC juga akan semakin kecil. 8. Alasan mengapa R diganti dengan DIAC, nyala lampu pada saat potensio diputar bisa lebih terang dan lebih redup: Misalkan diketahui DIAC yang digunakan memiliki V BO = 20 V, R = 2,2 KΩ, IGT dari TRIAC pada rangkaian sebesar 15 mA, VGT = 0.75 volt, maka TRIAC akan On pada tegangan: 𝑉 = 33 + 20 + 0,75 = 53,75 𝑉 Sehingga jika rangkaian dialiri tegangan yang lebih besar dari 53,75 V maka TRIAC akan On dan besar arus yang mengalir yaitu: I V 220 = = 0,1 A R 2200 Sehingga lampu akan menyala lebih terang. Sedangkan jika R digunakan maka TRIAC akan on pada tegangan : V = 33 + 0.75 =33.75 V Hal ini akan membuat lampu menyala redup. 9. Hubungan antara konstanta waktu jaringan RC pada Gate dan besarnya sudut tunda penyalaan. a. Pada percobaan SCR (Silicon Controlled Rectifier ) dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran pada SCR memiliki persentase kesalahan relatif yang cukup besar pada Katoda/Gate (Tegangan Katoda/Gate tegangannya mendekati 0 dikarenakan pada saat itu SCR dikatakan dalam keadaan OFF, di mana sebelumnya SCR telah ON dengan besar tegangan di Anoda/Katoda dan Anoda/Gate) dan Resistor. b. Pada percobaan SCR (Silicon Controlled Rectifier ) dengan diode dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran pada SCR dengan diode memiliki persentase kesalahan relatif yang lebih besar dibandingkan dengan SCR tanpa diode, yaitu pada Katoda/Gate dan Resistor. c. Pada percobaan TRIAC dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran pada TRIAC memiliki persentase kesalahan relatif yang lebih besar dibandingkan dengan SCR dan SCR dengan diode, yaitu pada Katoda/Gate, Anode/Gate dan Resistor. d. Pada percobaan TRIAC dan DIAC dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran memiliki persentase kesalahan relatif kecil dibandingkan dengan SCR, SCR dengan diode, dan TRIAC. 10. Kesimpulan percobaan. 1. Uni Junction Transistor (UJT) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor, UJT memiliki tiga terminal dan hanya memiliki satu sambungan. 2. Silicon Controlled Rectifier (SCR) Dioda yang memiliki 3 terminal, yakni Gate, Anoda, dan Katoda yang berfungsi sebagai pengendali dalam rangkaian elektronika yang menggunakan tenggangan menengah – tinggi (Medium – High Power). 3. Triode Alternating Current (TRIAC) merupakan Dioda tiga terminal yang digunakan untuk pengaturan daya. TRIAC sebenarnya adalah gabungan dua buah SCR atau Thyristor yang dirancang anti parallel dengan satu buah elektroda gerbang (gate electrode) yang menyatu. 4. Diode Alternating Current (DIAC) adalah komponen aktif Elektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arah jika tegangan melampui batas breakdown-nya. DIAC tersusun dari tiga lapis bahan semikonduktor walaupun beberapa buku mengatakan bahwa DIAC tersusun dari piranti lapis empat, namun demikian pembuatnya menyatakan bahwa DIAC dibuat dari tiga lapis bahan semikonduktor. 5. Pada rangkaian DIAC dan TRIAC frekuensi yang ditampilkan oleh osiloskop berupa tanda (?). Hal ini dikarenakan periode gelombang tidak diketahui, sehingga sesuai dengan persamaan untuk menentukan frekuensi yaitu F = 1/T dengan T adalah periode maka frekuensi gelombang tidak dapat ditampilkan pada osiloskop atau ditampilkan dengan berupa tanda (?). Namun frekuensi gelombang dapat ditentukan secara manual dengan menggunakan persamaan F = Time/DIV x Jumlah DIV. 3.8 Simpulan Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Uni Junction Transistor (UJT) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor, UJT memiliki tiga terminal dan hanya memiliki satu sambungan. 2. Silicon Controlled Rectifier (SCR) Dioda yang memiliki 3 terminal, yakni Gate, Anoda, dan Katoda yang berfungsi sebagai pengendali dalam rangkaian elektronika yang menggunakan tenggangan menengah – tinggi (Medium – High Power). 3. Triode Alternating Current (TRIAC) merupakan Dioda tiga terminal yang digunakan untuk pengaturan daya. TRIAC sebenarnya adalah gabungan dua buah SCR atau Thyristor yang dirancang anti parallel dengan satu buah elektroda gerbang (gate electrode) yang menyatu. 4. Diode Alternating Current (DIAC) adalah komponen aktif Elektronika yang memiliki dua terminal dan dapat menghantarkan arus listrik dari kedua arah jika tegangan melampui batas breakdown-nya. DIAC tersusun dari tiga lapis bahan semikonduktor walaupun beberapa buku mengatakan bahwa DIAC tersusun dari piranti lapis empat, namun demikian pembuatnya menyatakan bahwa DIAC dibuat dari tiga lapis bahan semikonduktor. 5. Pada rangkaian DIAC dan TRIAC frekuensi yang ditampilkan oleh osiloskop berupa tanda (?). Hal ini dikarenakan periode gelombang tidak diketahui, sehingga sesuai dengan persamaan untuk menentukan frekuensi yaitu F = 1/T dengan T adalah periode maka frekuensi gelombang tidak dapat ditampilkan pada osiloskop atau ditampilkan dengan berupa tanda (?). Namun frekuensi gelombang dapat ditentukan secara manual dengan menggunakan persamaan F = Time/DIV x Jumlah DIV. 6. Berdasarkan data sheet SCR tipe BT151, Thyristor mempunyai gelombang sinusoidal dengan f = 50 hz, dan frekuensi yang diperoleh pada saat praktikum yaitu 49,90 Hz untuk lampu terang dan 50,00 Hz untuk lampu redup, sehingga dapat dikatakan bahwa pada percobaan SCR cahaya pada lampu terang dan redup adalah sama. Adapun prinsip kerja dari SCR yaitu SCR dapat menghantarkan arus bila diberikan arus gerbang (arus kemudi). Thyristor akan terus menghantar walaupun arus gerbang sudah tidak ada. 7. Pada percobaan DIAC dan TRIAC, dalam percobaan katoda kondisi lampu mati hanya didapatkan gelombang dalam bentuk garis, dikarenakan peak to peak pada percobaan didapat sebesar 140 mV, dimana ini mempengaruhi tinggi puncak gelombang, sehingga gelombang hanya berbentuk garis. Daftar Pustaka Anonim. 2015. Thyristor: Konstruksi dan Jenis Thyristor http://zonaelektro.net/thyristor/ Diakses pada 24 April 2018 Kho, Dickson. 2016. Pengertian SCR dan Prinsip Kerja SCR. http://teknikelektronika.com/pengertian-scr-silicon-controllled-rectifier-prinsipkerja-scr/ Diakses pada 20 April 2018 Anonim. 2015. Definisi TRIAC dan Prinsip kerja TRIAC. http://elektronika-dasar.web.id/definisi-dan-prinsip-kerja-triac/ Diakses pada 19 April 2018 Kho, Disckson. 2015. Pengertian UJT dan Cara Kerja UJT. http://teknikelektronika.com/pengertian-uni-junction-transistor-ujt-dan-carakerjanya/ Diakses pada 19 April 2018 Kho, Dickon. 2015. Pengertian dan Prinsip Kerja DIAC. http://teknikelektronika.com/pengertian-diac-dan-cara-kerjanya/ Diakses pada 19 April 2018 Dermanto, Trikueni. 2014. Pengertian dan Cara Kerja TRIAC http://trikueni-desain-sistem.blogspot.co.id/2014/03/Pengertian-TRIAC.html Diakses pada 20 April 2018
