1. Konversi daya?Ada empat tipe konversi daya, atau dengan kata lain ada empat jenis pemanfatan energi listrik yang berbeda-beda, lihat gambar. Pertama dari listrik PLN 220 VAC melalui penyearah yang mengubah listrik AC menjadi listrik DC yang dibebani motor DC. Kedua mobil dengan sumber akumulator 12 V dengan inverter yang mengubah listrik DC menjadi listrik AC dengan tegangan AC 220 V dan dibebani PC. Ketiga dari sumber PLN 220 V dengan AC konverter diubah tegangannya menjadi 180 V untuk menyalakan lampu. Keempat dari sumber Akumulator truk 24 V dengan DC konverter diubah tegangannya menjadi 12 V untuk pesawat CB Transmitter.

Gambar. Pemanfaatan energi listrikPada gambar 1 dijelaskan ada empat konverter daya yang terbagi dalam empat kuadran.A. Kuadrant 1 disebut penyearah fungsinya menyearahkan listrik arus bolak-balik

menjadi listrik arus searah. Energi mengalir dari sistem listrik AC satu arah ke sistem DC.Contoh: Listrik AC 220 V/50 Hz diturunkan melewati trafo menjadi 12VAC dan kemudian disearahkan oleh Diode menjadi tegangan DC 12V.

B. Kuadran 2 disebut DC chopper atau dikenal juga dengan istilah DC-DC konverter. Listrik arus searah diubah menjadi arus searah juga namun dengan besaran yang berbeda. Contoh: Listrik DC 15V dengan komponen elektronika diubah menjadi listrik DC 5V.

C. Kuadran 3 disebut inverter yaitu mengubah listrik arus searah menjadi listrik arus bolak-balik pada tegangan dan frekuensi yang dapat diatur. Contoh: Listrik DC 12

V dari akumulator dengan perangkat inverter diubah menjadi listrik tegangan AC 220V, frekuensi 50 Hz.

D. Kuadran 4 disebut AC-AC konverter yaitu mengubah energi listrik arus bolak balik dengan tegangan dan frekuensi tertentu menjadi arus bolak balik dengan tegangan dan frekuensi yang lain. Ada dua jenis konverter AC, yaitu:a. pengatur tegangan AC (tegangan berubah, frekuensi konstan)b. cycloconverter (tegangan dan frekuensi dapat diatur).

Contoh: tegangan AC 220 V dan frekuensi 50 Hz menjadi tegangan AC 110 V dan frekuensi yang baru 100 Hz. Rancangan konverter daya paling sedikit mengandung lima elemen, lihat gambar 2, yaitu:a) sumber energi, b) komponen daya, c) piranti pengaman dan monitoring, d) sistem kontrol lop tertutup dan e) beban.

Gambar 2. Diagram blok konverter daya.

2. Komponen- komponen elektronik yang memuat karakteristik dan pemakaiannya :Mengetahui cara menentukan atau menghitung besarnya nilai dari suatu jenis komponen elektronika.A. Komponen Pasif

Komponen pasif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan atau sumber arus tersendiri. Adapun yang termasuk komponen pasif antara lain :a. RESISTOR

Resistor adalah suatu komponen elektronika yang fungsinya untuk menghambat arus listrik. Resistor dapat dibagi menjadi dua, yaitu :a) Resistor Tetap

Resistor tetap adalah resistor yang memiliki nilai hambatan yang tetap. Resistor memiliki batas kemampuan daya misalnya : 1/16 watt, 1/8 watt, ¼ watt, ½ watt dsb. Artinya resitor hanya dapat dioperasikan dengan daya maksimal sesuai dengan kemampuan dayanya.Simbol Resistor Tetap

Gambar Contoh Resistor

Untuk mengetahui nilai hambatan suatu resistor dapat dilihat atau dibaca dari warna yang tertera pada bagian luar badan resistor tersebut yang berupa gelang warna.

Tabel Kode Warna Resistor

WARNA GELANG KE

1 DAN 2 3 4Hitam 0 x 1 1% 0 X 1 1%Coklat 1 x 10 2% 1 X 10 2%Merah 2 x 100 2% 2 X 100 2%Jingga 3 x 1000 - 3 X 1000 -Kuning 4 x 10000 - 4 X 10000 -Hijau 5 x 100000 - 5 X 100000 -Biru 6 x 1000000 - 6 X 1000000 -Ungu 7 x 10000000 - 7 X 10000000 -Abu-abu 8 x 100000000 - 8 X 100000000 -Putih 9 x 1000000000 - 9 X 1000000000 -Emas - x 0.1 5% - X 0.1 5%Perak - x 0.01 10% - X 0.01 10%Tidak Berwarna - - 20%

b) Resistor yang Tidak Tetap (Variabel)Ialah resistor yang nilai hambatannya atau resistansinya dapat diubah-ubah. Jenisnya antara lain : hambatan geser, trimpot dan potensiometer. Yang banyak digunakan ialah trimpot dan potensimeter. Potensiometer

Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang telah tersedia. Potensiometer pada dasarnya sama dengan trimpot secara fungsional.Simbol Potensiometer :

Gambar Potensiometer [ http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7a/Pot-pic.jpg ]b. Trimpot

Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar

porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan dari

suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot

tersebut.

Simbol Trimpot :

Gambar Trimpot [ http://www.navatekindia.com/images/Trimpot.jpg ]

B. KAPASITORKapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya hambatan, kapasitor dapat dibagi menjadi :a. Kapasitor Tetap

Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitas yang tetap.Simbol Kapasitor Tetap :Kapasitor dapat dibedakan dari bahan yang digunakan sebagai lapisan diantara lempeng-lempeng logam yang disebut dielektrikum. Dielektrikum tersebut dapat berupa keramik, mika, mylar, kertas, polyester ataupun film. Pada umumnya kapasitor yanng terbuat dari bahan diatas nilainya kurang dari 1 mikrofarad (1µF). Satuan kapasitor adalah Farad, dimana 1 farad = 103 mF = 106 µF = 109 nF =1012 pF.

Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitas atau kapasitansi pada kapasitor dapat dibaca melalui kode angka pada badan kapasitor tersebut yang terdiri dari 3 angka.

Angka pertama dan kedua menunjukkan angkaatau nilai, angka ketiga

menunjukkan faktor pengali atau jumlah nol, dan satuan yang digunakan ialah

pikofarad (pF).

Contoh :

Pada badan kapasitor tertulis angka 103 artinya nilai kapasitas dari kapasitor

tersebut adalah 10x103 pF = 10 x 1000 pF = 10nF = 0,01 µF.

Kapasitor tetap yang memiliki nilai lebih dari atau sama dengan 1µF adalah

kapasitor elektrolit (elco). Kapasitor ini memiliki polaritas (memiliki kutub positif

dan kutub negatif) dan biasa disebutkan tegangan kerjanya.

Misalnya : 100µF 16 V artinya elco memiliki kapasitas 100µF dan tegangan

kerjanya tidak boleh melebihi 16 volt.

Simbol Elco :

Gambar Kapasistor tetap [ http://www.splung.com/fields/images/capacitors/capacitors.jpg ]1.2.2. Kapasitor Tidak Tetap

Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi atau

kapasitas yang dapat diubah-ubah. Kapasitor ini terdiri dari :

a. Kapasitor Trimer

Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar

porosnya dengan obeng.

Simbol Trimmer :

Gambar Trimer [ http://www.antrak.org.tr/gazete/072002/trimer_dosyalar/image015.jpg ]

b. Variabel Capasitor (Varco)

Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros

yang tersedia. (bentuk menyerupai potensiometer)

Simbol Varco :1.3.DIODA (PN Junction)

Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan

tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium

(Ge) dan Silikon/Silsilum (Si).

Dioda terdiri dari :

1.3.1. Dioda Kontak Titik

Dioda ini dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi

rendah.

Contoh tipe dari dioda ini misalnya; OA 70, OA 90 dan 1N 60.

Simbol Dioda Kontak Titik :

1.3.2. Dioda Hubungan

Dioda ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah.

Dioda ini biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan.

Dioda ini memiliki tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe

1N4001 ada 2 jenis yaitu yang berkapasitas 1A/50V dan 1A/100V.

Simbol dioda hubungan sama dengan simbol dioda kontak titik.

1.3.3. Dioda Zener

Dioda Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah

kerja reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan.

Tipe dari dioda zener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Misalnya 12 V, ini

berarti dioda zener dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 12 V atau

menjadi 12 V.

Simbol Dioda Zener :Gambar Dioda Zener

[ http://img.alibaba.com/photo/11418809/0_5w_Series_Glass_sealed_Zener_Diode.jpg ]

1.3.4. Dioda Pemancar Cahaya (LED)

LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya).

Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V dengan

arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga

(display).

Simbol LED :

Gambar Dioda [http://www.disco-or.com.pl/disco/images/stories/oswietlenie/led/dioda-

schemat.jpg]

1.4.TRANSFORMATOR

Transformator disingkat dengan Trafo. Trafo terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan

primer dan lilitan skunder. Trafo bekerja berdasarkan sistem perubahan gaya medan listrik,

yang dapat digunakan untuk menaikan atau menurunkan tegangan listrik AC.

Simbol Trafo :Gambar Trafo [ http://www.transformator.sk/image/web/17.jpg ]

1.5.RELAY

Relay adalah saklar (switch) elektrik yang bekerja berdasarkan medan magnet. Relay

terdiri dari suatu lilitan dan switch mekanik. Switch mekanik akan bergerak jika ada arus

listrik yang mengalir melalui lilitan.

Susunan kontak pada relay adalah:

Normally Open : Relay akan menutup bila dialiri arus listrik.

Normally Close : Relay akan membuka bila dialiri arus listrik.

Changeover : Relay ini memiliki kontak tengah yang akan melepaskan diri dan

membuat kontak lainnya berhubungan.

Simbol Relay :

Gambar Relay [ http://www.germes-online.com/direct/dbimage/50304012/Power_Relay.jpg ]2. KOMPONEN AKTIF

Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya memerlukan

sumber arus atau sumber tegangan tersendiri.

Yang termasuk komponen aktif antara lain :

2.1.TRANSISTOR

Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar.

Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub (seperti pada

gambar 1).

Transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub

(seperti pada gambar 2).

Transistor biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: emitor, basis

dan kolektor.

Transistor bipolar dapat diibaratkan dengan dua buah dioda yang tergambar pada gambar

1.

Simbol Transistor :

Gambar Transistor

[ http://www.made-in-china.com/image/2f1j00QTtElyrFRaQmM/Transistor-2SA-2SB-2SC-2SD-

S2000-BU-Series-.jpg ]

Untuk mengetahui kaki-kaki transistor lebih mudah dengan melihat data book transistor

yang mencantumkan kaki-kaki transistor. Dan untuk mengetahui kaki-kaki transistor

dengan menggunakan multitester akan dibahas pada bab II.

Transistor unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal N, JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P.

Simbol Transistor Unipolar :

Gambar Transistor Unipolar

[http://www.semicon.toshiba.co.jp/ICSFiles/artimage/2006/11/21/ec_trantopic/eye200505_02_1.gi]2.2.THYRISTOR

Thyristor disebut juga dengan SCR ( Silicon Controlled Rectifier) dan banyak

digunakan sebagai saklar elektronik. Gambar diskrit dan simbol SCR ditunjukkan dengan

gambar dibawah ini :

Gambar THYRISTOR [ http://www.pc-control.co.uk/images/thyristor1.jpg ]

Thyristor ini akan bekerja atau menghantar arus listrik dari anoda ke katoda jika

pada kaki gate diberi arus kearah katoda, karenanya kaki gate harus diberi tegangan positif

terhadap katoda.

Pemberian tegangan ini akan menyulut thyristor, dan ketika tersulut thyristor akan tetap

menghantar. SCR akan terputus jika arus yang melalui anoda ke katoda menjadi kecil atau

gate pada SCR terhubung dengan ground.

2.3.TRANDUCER

Tranducer adalah pengoperasian kerja suatu rangkaian yang lebih mudah diukur atau

dikendalikan oleh besaran listrik, yaitu tegangan dan arus dimana terjadi perubahan dari

suatu besaran ke besaran lainnya.

Adapun komponen elektronika yang termasuk ke dalam tranducer ialah :2.3.1. LDR (Light Dependent Resistance)

Yaitu resistor yang dapat berubah-ubah nilai resistansinya jika permukaannya

terkena cahaya. Kondisinya ialah jika terkena cahaya nilai resistansinya

kecil,sedangkan jika tidak terkena cahaya (kondisi gelap) maka nilai resistansinya

besar.

Simbol LDR :

Gambar LDR

[ http://img.alibaba.com/photo/11285760/Cds_Photoconductive_Cell_Photoresistor_LDR.jpg ]

2.3.2. NTC (Negative Temperature Coeffisient)

Yaitu resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah sesuai dengan perubahan

temperatur terhadapnya. Jika temperaturnya makin tinggi maka nilai resistansinya

kecil dan sebaliknya bila temperaturnya makin rendah maka nilai resistansinya

semakin besar.

Simbol NTC :2.3.3. PTC (Positive Temperature Coeffisient)

Yaitu resistor yang nilai resistansinya dapat berubah-ubah sesuai dengan

temperatur terhadapnya. Jika temperaturnya makin tinggi maka nilai resistansinya

semakin besar sedangkan bila temperaturnya makin rendah maka nilai

resistansinya pun semakin kecil.

Simbol PTC :

Gambar Negative Temperature Coeffisient dan Positive Temperature Coeffisient

[ http://vvi.no/interactive/ressurser/reguleringsteknikk/kap6/1_MaalTeknikk_page_238_5.45.jpg ]

3. Penyearah 3 fasa dengan diode, thyristor (SCR)a. Half wave

Penyearah Tiga-Fasa Setengah-Gelombang Tegangan keluaran rata-rata: iw D3 io u iu 3 2 D1 Vo = Vlls 2π R D2 Tegangan sekunder trafo : Load n AC source iv vo 2π T Vlls = Vo 3 2 w v S Arus dioda rata-rata dan rms: vun vvn vwn I D1 = I D 2 = I D3 = I o / 3 Io I D1 = I D 2 = I D3 = rms rms rms 3 0 π 2π ωt VA sekunder trafo : 2π VAsek = 3Vlls I s = Vo I o 3 2 Arus rms primer trafo :iu N I ωt Ip =⎛ ⎞ ⎜ 2 o N 3iv 1 Tegangan primer trafo:iw N 2π Vllp = 1 N 3 6 Vo ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ 2 iR VA primer trafo : 2π VApri = 3Vllp I p = Vo I o 3 2⎠

Berdasarkan semikonduktor yang digunakan dan variasi tegangan keluarannya, penyearah tiga-fasa dapat diklasifikasikan menjadi : • Penyerah tak terkendali. • Penyearah terkendali. Umumnya senikonduktor penyearah terkendali menggunakan bahan semikonduktor berupa thyristor, atau menggunakan thyristor dan dioda secara bersamaan. Berdasarkan bahan semikonduktar yang digunakan dan sistem kendalinnya penyearah tiga-fasa terkendali umumnya dapat dibedakan menjadi : • Half wave Rectifiers • Full wave

Rectifiers-Full Controller • Full wave Rectifiers-Semi Controller Hal-hal yang menjadi masalah dalam teknik penyerahan antara lain adalah trafo penyearahan, gangguan-gangguan tegangan lebih atau arus lebih yang membahayakan dioda / thyristor, keperluan daya buta untuk beban penyearahan, harmonisa yang timbul akibat gelombang non sinus serta sirkit elektronik pengatur penyalaan. Skema penyearah terkendali tiga-fasa, masing-masing

ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Gb. 1 Penyearah terkendali.; (a) Half wave rectifiers, (b) Full wave rectifiers-semi controller, (c) Full wave

rectifiers-Full controller Gb. 2 Gelombang tegangan dan arus penyearah tiga-fasa jenis Full wave Rectifier-semi controller Dalam aplikasinya, sirkit-sirkit penyearahan biasanya dilengkapi dengan sirkit. pengatur tambahan seperti pengatur tegangan pembatas arus dan-lain-lain sesuai dengan jenis pemakaiannya. Bidang gerak teknik penyearahan meliputi sistem¬-sistem pengatur putaran mesin DC pada mesin cetak kertas, tekstil, mesin las DC, pengisi baterai,sampai pada pengatur tegangan konstan generator sinkron (AVR). Pada praktikum dipelajari lebih lanjut mengenai karakteristik system penyearahan khususnya penyearah tiga fasa gelombang penuh setengah terkendali. Tegangan keluaran penyearah 1.(b) ditunjukkan pada Gb:2 dan secara matematik dapat dijelaskan sebagai berikut : Pada grup komutasi T1-2-3, karena yang digunakan

thyristor, keluarannya tergantung pada sudut penyalaan , sehingga keluarannya :

..... (1) Sedangkan pada grup kornutasi D1-2-3. , karena menggunakan

dioda, maka keluarannya menjadi : ..... (2) Tegangan keluaran total pada beban adalah dengan mensubstitusikan (1) dan (2) diperoleh :

b. FullwavePenyearah Tiga-FasaTegangan masukan :v sa = 2V s sin (ωt ) ( π v sb = 2V s sin ωt − 23 ) ( π v sc = 2V s sin ωt + 23 )Arus masukan :i sa = 2 I s sin (ωt ) ( π i sb = 2 I s sin ωt − 23 ) ( π i sc = 2 I s sin ωt + 23 )Daya masukan :p s = v sa i sa + v sb i sb + v sc i sc = 3V s I sTegangan keluaran :v o = VoArus keluaran :io = I oDaya keluaran :p o = v o i o = Vo I oDaya sesaat masukan bisa sama dengan daya sesaat keluaran. Penyearah idealtiga-fasa bisa diimplementasikan hanya dengan saklar semikonduktor tanpamenggunakan komponen penyimpan energi.

4. Rangkaian regulator (gambar)a. Dengan transistorb. Dengan IC

Rangkaian Regulator Ganda. Banyak aplikasi yang membutuhkan beberapa tegangan catu daya yang berbeda. Salah satu solusi adalah dengan membangun beberapa regulator independen. Jika salah satu tegangan suplai naik 2%, yang terbaik adalah semua tegangan suplai naik dengan jumlah yang sama. Hal ini dapat dicapai dengan menambahkan sebuah op-amp ke regulator tiga terminal tegangan yang disesuaikan.Untuk mengatasi masalah seperti itu kami perkenalkan Rangkaian Regulator Ganda. Silakan lihat dan pelajari gambar skemanya di bawah ini untuk bahan kajian.

Rangkaian yang ditunjukkan pada gambar memberikan penghentian pembatasan arus dan panas tegangan negatif sebaik output tegangan positif. Pengaturan

tegangan positif diproduksi oleh IC regulator positif yang disesuaikan LM 317. Tegangan positif selalu diatur 1,2 V lebih dari tegangan R3 (pada pin penyesuain). Pengaturan output tegangan ini digunakan sebagai masukan dari penguat pembalik. Op-amp adalah tahap input dari penguat ini, dan LM 337 regulator tegangan negatif adalah tahap output daya. Akibatnya, pengaturan   output tegangan negatif diperkuat dan terbalik dari pengaturan tegangan positif. Membatasi arus dan penghentian panas secara independen disediakan oleh LM 317 (untuk output positif) dan LM 337 (untuk output negatif). Op-amp menjamin bahwa tegangan output negatif melacak output positif dengan mendorong LM 337 yang menyesuaikan pin untuk + 1,2 V di atas output negatif yang diperlukan.

5. Komponen elektronik SCS, GTU, TRIAC, DIACThyristorSCR, TRIAC dan DIACThyristor berakar kata dari bahasa Yunani yang berarti ‘pintu’. Dinamakan demikian barangkali karena sifat dari komponen ini yang mirip dengan pintu yang dapat dibuka dan ditutup untuk melewatkan arus listrik. Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain PUT (programmable uni-junction transistor), UJT (uni-junction transistor ), GTO (gate turn off switch), photo SCR dan sebagainya. Namun pada kesempatan ini, yang akan kemukakan adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. Pembaca dapat menyimak lebih jelas bagaimana prinsip kerja serta aplikasinya.STRUKTUR THYRISTOR Ciri-ciri utama dari sebuah thyristor adalah komponen yang terbuat dari bahan semiconductor silicon. Walaupun bahannya sama, tetapi struktur P-N junction yang dimilikinya lebih kompleks dibanding transistor bipolar atau MOS. Komponen thyristor lebih digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor.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.

Gambar-1 : Struktur Thyristor

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

Gambar-2 : Visualisasi dengan transistorTerlihat di sini kolektor transistor Q1 tersambung pada base transistor Q2 dan sebaliknya kolektor transistor Q2 tersambung pada base transistor Q1.Rangkaian transistor yang demikian menunjukkan adanya loop penguatan arus di bagian tengah. Dimana diketahui bahwa Ic = Ib, yaitu arus kolektor adalah penguatan dari arus base.Jika misalnya ada arus sebesar Ib yang mengalir pada base transistor Q2, maka akan ada arus Ic yang mengalir pada kolektor Q2. Arus kolektor ini merupakan arus base Ib

pada transistor Q1, sehingga akan muncul penguatan pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q1 tidak lain adalah arus base bagi transistor Q2. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang. Tertinggal hanyalah lapisan P dan N dibagian luar.Jika keadaan ini tercapai, maka struktur yang demikian tidak lain adalah struktur dioda PN (anoda-katoda) yang sudah dikenal. Pada saat yang demikian, disebut bahwa thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus dari anoda menuju katoda seperti layaknya sebuah dioda.

Gambar-3 : Thyristor diberi teganganBagaimana kalau pada thyristor ini kita beri beban lampu dc dan diberi suplai tegangan dari nol sampai tegangan tertentu seperti pada gambar 3. Apa yang terjadi pada lampu ketika tegangan dinaikan dari nol. Ya betul, tentu saja lampu akan tetap padam karena lapisan N-P yang ada ditengah 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.

SCR Telah dibahas, bahwa untuk membuat thyristor menjadi ON adalah dengan memberi arus trigger lapisan P yang dekat dengan katoda. Yaitu dengan membuat kaki gate pada thyristor PNPN seperti pada gambar-4a. Karena letaknya yang dekat dengan katoda, bisa juga pin gate ini disebut pin gate katoda (cathode gate). Beginilah SCR dibuat dan simbol SCR digambarkan seperti gambar-4b. SCR dalam banyak literatur disebut Thyristor saja.

Gambar-4 : Struktur SCRMelalui kaki (pin) gate tersebut memungkinkan komponen ini di trigger menjadi ON, yaitu dengan memberi arus gate. Ternyata dengan memberi arus gate Ig yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (Vbo) sebuah SCR. Dimana tegangan ini adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON. Sampai pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun. Misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Kurva tegangan dan arus dari sebuah SCR adalah seperti yang ada pada gambar-5 yang berikut ini.

Gambar-5 : Karakteristik kurva I-V SCRPada gambar tertera tegangan breakover Vbo, yang jika tegangan forward SCR mencapai titik ini, maka SCR akan ON. Lebih penting lagi adalah arus Ig yang dapat menyebabkan tegangan Vbo turun menjadi lebih kecil. Pada gambar ditunjukkan beberapa arus Ig dan korelasinya terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus trigger gate ini sering ditulis dengan notasi IGT (gate trigger current). Pada gambar ada ditunjukkan juga arus Ih yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar SCR tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada di atas parameter ini.Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat SCR menjadi ON. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON,

walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR menjadi OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun di bawah arus Ih (holding current). Pada gambar-5 kurva I-V SCR, jika arus forward berada dibawah titik Ih, maka SCR kembali pada keadaan OFF. Berapa besar arus holding ini, umumnya ada di dalam datasheet SCR.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.Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu VGT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkan SCR ON. Kalau dilihat dari model thyristor pada gambar-2, tegangan ini adalah tegangan Vbe pada transistor Q2. VGT seperti halnya Vbe, besarnya kira-kira 0.7 volt. Seperti contoh rangkaian gambar-6 berikut ini sebuah SCR diketahui memiliki IGT = 10 mA dan VGT = 0.7 volt. Maka dapat dihitung tegangan Vin yang diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar :Vin = Vr + VGT

Vin = IGT(R) + VGT = 4.9 volt

Gambar-6 : Rangkaian SCRTRIAC Boleh dikatakan SCR adalah thyristor yang uni-directional, karena ketika ON hanya bisa melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Struktur TRIAC sebenarnya adalah sama dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan kedua gate-nya disatukan. Simbol TRIAC ditunjukkan pada gambar-6. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi-directional.

Gambar-7 : Simbol TRIAC

TRIAC bekerja mirip seperti SCR yang paralel bolak-balik, sehingga dapat melewatkan arus dua arah.Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameter-parameter seperti Vbo dan -Vbo, lalu IGT dan -IGT, Ih serta -Ih dan sebagainya. Umumnya besar parameter ini simetris antara yang plus dan yang minus. Dalam perhitungan desain, bisa dianggap parameter ini simetris sehingga lebih mudah di hitung.DIAC Kalau dilihat strukturnya seperti gambar-8a, DIAC bukanlah termasuk keluarga thyristor, namun prinsip kerjanya membuat ia digolongkan sebagai thyristor. 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.

Gambar-8 : Struktur dan simbol DIACSukar 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.Simbol dari DIAC adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar-8b. DIAC umumnya dipakai sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu yang relatif tinggi. Contohnya adalah aplikasi dimmer lampu yang dapat dilihat pada gambar-9.

Gambar 9 : Rangkaian Dimmer

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

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.

6. Inverter, conventer (DC to AC dan AC to DC)

Konverter ac – dc