Pengertian SCR (Silicon Controlled Rectifier): Fungsi & Cara Kerjanya

Bengkeltv.id – Pengertian SCR (Silicon Controlled Rectifier): Fungsi & Cara Kerjanya. Mungkin banyak orang yang kurang familiar dengan alat yang disebut SCR, terutama bagi mereka yang tidak berkecimpung di bidang elektronika.

SCR adalah singkatan dari Silicon Controlled Rectifier, yang merupakan komponen semikonduktor yang digunakan sebagai perangkat pengendali atau pengatur.

Namun, kita tidak akan hanya membahas SCR secara umum dalam artikel ini. Kali ini, kita akan mengulas SCR dengan lebih rinci, termasuk definisi, fungsi, dan cara kerjanya. Mari simak informasi lebih lanjut di bawah ini!

Pengertian SRC

Silicon Controlled Rectifier (SCR) merupakan jenis transistor daya yang terbuat dari bahan silikon. SCR memiliki kemampuan untuk mengendalikan aliran listrik, baik dalam mode switching maupun mode regulasi.

Biasanya, komponen ini digunakan dalam rangkaian elektronik yang memerlukan pengaturan daya yang akurat dan stabil.

SCR beroperasi berdasarkan prinsip kontrol gate, di mana arus gate digunakan untuk mengendalikan aliran utama antara anoda dan katoda. Saat arus gate diaktifkan, SCR akan berubah dari keadaan non-konduktif menjadi konduktif, sehingga mengizinkan aliran listrik.

Ini memungkinkan SCR untuk diaplikasikan dalam berbagai situasi, seperti pengisian baterai, pengaturan penerangan lampu, dan pengaturan kecepatan motor.

Dalam penggunaannya, SCR memerlukan pendinginan untuk menjaga suhu komponen tetap dalam batas yang aman. Suhu yang tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada SCR, yang akan mengurangi kinerjanya dan memperpendek umur komponen tersebut.

Karena itu, pemilihan dan pemeliharaan pendinginan yang tepat sangatlah penting dalam penggunaan SCR.

Fungsi Silicon Controlled Rectifier

SCR (Silicon Controlled Rectifier) sering digunakan untuk berbagai keperluan, termasuk dalam industri otomotif dan perangkat elektronika.

Fungsi umum SCR adalah untuk mengendalikan aliran arus dalam berbagai rangkaian.

Penggunaan SCR sangat bervariasi dan dapat ditemukan dalam berbagai jenis rangkaian, termasuk di antaranya dalam CDI, rangkaian osilator, inverter, timer, lampu pengatur intensitas cahaya, dan berbagai aplikasi lainnya.

Cara Kerja Silicon Controlled Rectifier

SCR beroperasi dengan mengizinkan aliran arus saat sinyal diterapkan pada gate-nya. Setelah sinyal tersebut diberikan, perangkat akan tetap dalam kondisi konduktif bahkan setelah sinyalnya dihilangkan. Keadaan ini dikenal sebagai “latch-up.”

Arus listrik akan terus mengalir melalui perangkat hingga sumber daya dimatikan atau terjadi gangguan pada aliran listrik. Ketika SCR dalam kondisi konduktif, tegangan antara anoda dan katoda akan turun hingga mencapai titik jenuh.

Ketika tegangan mencapai titik jenuh, SCR akan keluar dari kondisi konduktif dan kembali ke kondisi non-konduktif. Proses ini dapat diulang dengan memberikan sinyal pada gate Silicon Controlled Rectifier.

Biasanya, perangkat ini digunakan dalam rangkaian daya AC dan DC, seperti pada sistem pengendalian motor, pengatur intensitas cahaya lampu, dan pengendalian daya pemanas. Silicon Controlled Rectifier sangat efisien dalam mengatur aliran listrik dalam rangkaian daya, sehingga menjadi pilihan utama dalam berbagai aplikasi industri dan rumah tangga.

Simbol dan Bentuk SCR

Untuk mendalami SCR dengan lebih baik, pemahaman tentang simbol dan tampilan fisiknya menjadi sangat penting.

Untuk memahami SCR secara lebih rinci, berikut ini tersedia gambar yang menjelaskan bentuk fisik, simbol, dan diagram SCR yang dapat kalian perhatikan di bawah ini:

Bagian Silicon Controlled Rectifier

Bagian utama dari SCR adalah gate, anoda, dan katoda. Mari kita bahas lebih detail tentang masing-masing komponen ini:

Gate: Gate adalah bagian yang memiliki peran kunci dalam SCR. Fungsinya adalah sebagai pengendali yang memungkinkan atau menghentikan aliran arus listrik melalui perangkat ini. Ketika sinyal diberikan ke gate, SCR akan merespons dengan mengizinkan aliran arus. Sebaliknya, ketika sinyal dihilangkan atau tidak diberikan, gate akan mematikan aliran arus. Dengan kata lain, gate mengontrol kapan SCR aktif atau non-aktif.
Anoda: Anoda adalah salah satu terminal utama dari SCR. Ini berfungsi sebagai terminal penguat arus. Ketika SCR diaktifkan, arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Anoda juga memiliki peran penting dalam menjaga stabilitas dan kekalianlan operasi SCR.
Katoda: Katoda adalah terminal lain dari SCR, yang juga berfungsi sebagai terminal penguat arus. Arus listrik mengalir dari anoda ke katoda ketika SCR dalam keadaan aktif. Katoda ini menjadi tempat keluar dan mengarahkan aliran arus keluar dari perangkat.

Dalam operasinya, SCR akan mempertahankan aliran arus listrik pada katoda hingga menerima sinyal dari gate yang memberikan perintah untuk membuka aliran arus. Ketika perintah ini diterima, SCR akan mengizinkan aliran arus listrik dan membiarkannya mengalir dari anoda ke katoda. Ini adalah mekanisme dasar yang memungkinkan pengendalian presisi terhadap aliran arus listrik dalam aplikasi seperti pengaturan daya, pengontrol motor, dan banyak lagi.

Jenis-jenis SCR (Silicon Controlled Rectifier)

SCR tidak hanya tersedia dalam satu jenis saja. Dilihat dari segi bentuk fisiknya, komponen ini dibagi menjadi lima jenis yang berbeda, yaitu:

Stud SCE atau SCR baut: Jenis SCR ini dinamakan demikian karena memiliki bentuk fisik seperti baut. Bentuknya yang khas membuatnya mudah dikenali.
Diamond pack: Nama jenis ini diambil karena bentuknya menyerupai berlian. Bentuk fisiknya yang khas seperti berlian memberikan identitas unik pada jenis SCR ini.
Press diode atau SCR kancing: Disebut juga SCR kancing karena bentuknya yang kecil dan datar, mirip seperti kancing.
SCR SOT atau sering juga disebut sebagai SCR Isotop: Jenis ini memiliki karakteristik yang berbeda, dan sering disebut sebagai SCR Isotop. Bentuknya mungkin lebih eksotis dibandingkan jenis-jenis lainnya.
SCR TO: Jenis ini adalah yang paling umum ditemui di pasaran. Bentuk fisiknya sangat mirip dengan transistor, lengkap dengan tiga kaki yang dapat dikenali dengan mudah.

Setiap jenis SCR ini memiliki karakteristik dan kegunaan khususnya masing-masing, dan pemilihan jenis yang tepat akan sangat tergantung pada kebutuhan dan aplikasi spesifik dalam rangkaian elektronika atau listrik.

Selain berdasarkan bentuk fisiknya, SCR juga dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis berdasarkan karakteristik bias gate yang dimilikinya:

1. Mode Pemblokiran Maju (Forward Blocking Mode)

Pada mode ini, SCR terhubung ke sirkuit dengan anoda dan katoda yang memiliki polaritas positif. Meskipun demikian, gate tetap terbuka. Dalam mode ini, junction J1 dan J3 dalam rangkaian SCR menjadi polarisasi maju, sedangkan junction J2 memiliki polarisasi balik. SCR dalam keadaan tidak menghantarkan arus listrik dan dalam kondisi pemblokiran maju.

2. Mode Konduksi Maju (Forward Conducting Mode)

Pada mode ini, SCR bergerak dari kondisi pemblokiran menuju konduksi. Untuk melakukan peralihan ini, dua metode yang umum digunakan adalah meningkatkan tegangan ke depan (forward bias) atau mengaplikasikan pulse positif pada gate. SCR menjadi konduktif, yang berarti ia memungkinkan aliran arus listrik dari anoda ke katoda dalam mode ini.

3. Mode Pemblokiran Balik (Reverse Blocking Mode)

Mode ini merupakan kebalikan dari mode pemblokiran maju. Junction J2 dalam mode ini memiliki polarisasi maju, sementara junction J1 dan J3 memiliki polarisasi balik. Anoda dan katoda SCR menjadi sejajar dengan polaritas positif dalam mode ini, namun SCR tetap dalam kondisi pemblokiran balik, sehingga tidak mengizinkan aliran arus listrik melalui perangkat ini.

Setiap mode memiliki peran dan karakteristiknya sendiri dalam berbagai aplikasi elektronika dan daya. Pemahaman tentang jenis-jenis mode ini sangat penting dalam merancang dan mengoperasikan perangkat SCR sesuai dengan kebutuhan spesifik dalam rangkaian elektronik atau sistem kontrol daya.

Karakteristik SCR

SCR (Silicon Controlled Rectifier) memiliki sifat dan karakteristik yang unik, yang membedakannya dari komponen elektronika lainnya. Berikut adalah beberapa karakteristik utama dari SCR:

1. Material

SCR terbuat dari bahan semikonduktor yang dilapisi dengan silikon. Bahan semikonduktor yang digunakan dalam SCR adalah PNPN (Positif Negatif Positif Negatif). Ini berarti ada empat lapisan semikonduktor yang berselang-seling dengan polaritas positif dan negatif. Selain itu, terdapat terminal gate yang juga terbuat dari bahan semikonduktor dengan muatan positif.

2. Kaki (Terminal)

Salah satu perbedaan utama antara SCR dan dioda adalah jumlah kaki terminalnya. Dioda memiliki dua kaki terminal, yaitu anoda dan katoda. Sedangkan SCR memiliki tiga kaki terminal, yaitu anoda, katoda, dan gate. Terminal gate berperan penting sebagai pengendali untuk mengaktifkan atau menonaktifkan aliran arus melalui SCR. Kehadiran terminal gate ini membedakan SCR dari dioda, yang hanya dapat berfungsi sebagai penyearah (rectifier).

3. Kemampuan

Salah satu karakteristik utama SCR adalah kemampuannya untuk mengendalikan tegangan listrik pada rangkaian dengan sangat baik. Ini membuat SCR sangat cocok untuk digunakan sebagai saklar (switch) dalam berbagai aplikasi elektronika. SCR dapat mengatur aliran arus listrik dengan tingkat keakuratan yang tinggi, sehingga sangat berguna dalam pengaturan daya dan pengendalian motor.

4. Susunan

SCR memiliki susunan bahan semikonduktor yang khas, yaitu PNPN (Positif Negatif Positif Negatif). Susunan ini memungkinkan SCR untuk berfungsi sesuai dengan karakteristik kontrol gate-nya. Selain itu, terminal gate yang memiliki muatan positif terletak dekat dengan katoda, yang memungkinkan pengendalian yang efektif terhadap aliran arus melalui perangkat ini.

Cara Menentukan Kaki SCR

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, SCR memiliki tiga kaki terminal yang menjadi komponen penyusunnya. Pada pkalianngan awal, ketiga kaki terminal ini mungkin terlihat mirip satu sama lain. Namun, berikut adalah langkah-langkah untuk menentukan kaki-kaki terminal SCR dengan benar:

Gunakan alat yang disebut multimeter untuk membantu mengidentifikasi kaki-kaki SCR.

Selanjutnya, pasangkan kabel probe hitam dari multimeter pada kaki terminal yang dianggap sebagai katoda. Kemudian, kabel probe merah dari multimeter dipasangkan pada kaki terminal yang diperkirakan sebagai anoda dan gate.

Amati reaksi yang diberikan oleh multimeter. Jika jarum atau layar multimeter mulai bergerak atau menunjukkan pembacaan, itu menkaliankan bahwa kaki-kaki terminal yang kalian hubungkan sudah benar.

Namun, jika multimeter tetap diam dan tidak menunjukkan reaksi, itu berarti kalian belum menemukan terminal katoda yang benar.

Untuk menemukan kaki katoda yang benar, pindahkan kabel probe dari multimeter ke salah satu kaki terminal yang tersisa. Lalu, amati reaksi yang diberikan oleh multimeter. Jika jarum atau layar multimeter mulai bergerak, maka kalian telah menemukan terminal katoda yang benar.

Cara Mengecek Kondisi SCR

Untuk memastikan bahwa SCR berfungsi sesuai dengan fungsinya, penting untuk secara berkala memeriksa kondisinya. Berikut adalah cara untuk memeriksa kondisi SCR menggunakan multimeter, baik jenis multimeter analog maupun digital:

Persiapkan Multimeter: Pertama, atur multimeter ke skala pengukuran 1 ohm.
Pasang Kabel Probe: Selanjutnya, pasangkan kabel probe hitam dari multimeter pada kaki terminal anoda SCR. Kemudian, pasangkan kabel probe merah pada kaki terminal katoda dan gate.
Amati Jarum Multimeter: Ketika katoda dan gate dihubungkan secara singkat (short), amati jarum multimeter. Jika jarum multimeter menunjukkan angka yang menunjukkan resistansi rendah (dekat dengan nol ohm), itu menkaliankan bahwa SCR masih dalam kondisi baik.
Reaksi yang Tidak Biasa: Namun, jika jarum multimeter tidak menunjukkan angka yang mendekati nol ohm dan terus menunjukkan resistansi yang tinggi, itu mungkin menkaliankan bahwa SCR telah rusak atau mengalami gangguan dalam fungsi penghantaran arusnya.

Dengan menggunakan multimeter dan mengikuti langkah-langkah ini, kalian dapat memeriksa kondisi SCR secara akurat. Jika SCR menunjukkan resistansi yang tinggi atau reaksi yang tidak normal, itu mungkin merupakan tkalian bahwa perangkat tersebut perlu diganti atau perbaikan. Memeriksa kondisi SCR secara berkala dapat membantu memastikan bahwa perangkat berfungsi dengan baik dalam aplikasi elektronika kalian.

Baca Juga :

Penutup

Dalam mengakhiri artikel bengkeltv.id ini, dapat disimpulkan bahwa SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah semikonduktor yang sangat penting dalam dunia elektronika dan industri.

Dengan memahami pengertian SCR, kita dapat lebih memahami bagaimana komponen ini bekerja dan digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti pengendali kecepatan motor, konversi daya, dan pengontrolan suhu.

Dengan kemajuan teknologi, peran serta aplikasi dari SCR mungkin akan terus berkembang dan memberikan kontribusi yang signifikan pada inovasi di berbagai bidang.

Terus mempelajari dan mengeksplorasi lebih lanjut mengenai SCR akan membantu kita dalam memaksimalkan pemanfaatan teknologi ini secara lebih optimal dan efisien.