Di dalam rangkaian elektronika, fungsi SCR adalah untuk mengendalikan laju aliran arus listrik. Meskipun sama sama dari keluarga komponen semikonduktor dioda, namun SCR (Silicon Controlled Rectifier) memiliki ciri khas dilengkapi dengantiga buah terminal. Dimana terminal ketiga dari komponen ini dinamakan dengan terminal gate.
Terminal gate pada SCR berguna seperti saklar yang mengendalikan aliran arus yang melewati terminal anoda dan katoda SCR. Cara kerja SCR dalam mengalirkan arus listrik dikendalikan oleh terminal gate menggunakan tegangan triger.
Seperti telah dijelaskan diatas, SCR terbentuk dari unsur bahan semikonduktor dengan sifat dan karakteristik tertentu terhadap arus listrik. Bahan semikonduktor yang digunakan untuk membuat komponen ini biasanya terbuat dari unsur silikon yang telah mengalami proses doping.
Karakteristik Dan Simbol SCR
Dioda SCR juga termasuk ke dalam keluarga Thyristor pertama kali ditemukan pada tahun 1965 dan digunakan pada sirkuit elektronika dan kelistrikan yang memiliki level tegangan menengah hingga tinggi. Secara struktur bentuk, komponen ini tersusun atas empat buah lapisan semikonduktor dengan tiga buah sambungan PN (PN Junction).
Sekilas penyusunan bentuk semikonduktor pada SCR mirip dengan transisotr bipolar yang, namun secara fungsi SCR bekerja dengan operasi kerja berbeda dengan transistor. SCR bekerja lebih dominan seperti sebuah saklar elektris yang menyalurkan aliran arus listrik dengan daya besar.
Terminal gate pada komponen SCR diambil dari lapisan bahan semikonduktor type P dan berfungsi untuk mengaktifkan komponen untuk beroperasi. Sementara aliran arus listrik yang berupa tegangan AC dimasukkan melalui terminal anoda dan katoda.
Bentuk simbol dari SCR mirip dengan simbol dioda biasa dengan tambahan satu buah garis pada sisi terminal positif (katoda). Garis tambahan inilah yang disebut sebagai terminal gate. Karena terminal gate diambil dari lapisan posistif bahan semikonduktor maka untuk mengaktifkan komponen ini membutuhkan tegangan dengan polaritas positif.
Cara Kerja SCR
Meskipun secara penyusunan lapisan semikonduktor SCR memiliki kesamaan dengan transistor, namun cara kerja SCR sangat berbeda. Seperti komponen semikonduktor lainnya, SCR terhubung dengan sumber tegangan secara bias maju pada terminal anoda dan katoda sehingga memungkinkan arus dapat mengalir ketika SCR diaktifkan.
Ketika terminal gate diberikan tegangan positif maka bahan semikonduktor pembentuk SCR bereaksi dan menghasilkan aliran arus dari anoda menuju katoda. Aliran arus pada kedua terminal ini akan tetap mengalir bahkan meskipun aliran arus pada terminal gate dihentikan.
Untuk menghentikan aliran arus listrik yang mengalir pada kedua terminal anoda dan katoda, harus dilakukan penurunan teganagn pada terminal anoda hingga batas ambang minimun (HoldingCurrent). Atau bisa dengan memutus aliran arus listrik ke terminal anoda SCR.
Nilai ambang batas minimum arus (Holding Current) tiap seri SCR tidak sama. Karena itu kita harus melihat data sheet dari komponen tersebut untuk mengetahui berapa besar arus minimum yang dapat mengalir ke anoda sehingga SCR berada dalam kondisi OFF. Secara umum tegangan minimum terminal gate agar kondisi SCR dapat OFF adalah sekitar 0,7 V.
Contoh Fungsi SCR Pada Rangkaian Elektronika
Untuk menjelaskan fungsi SCR di dalam rangkaian dapat diperlihatkan pada contoh rangkaian sederhana dibawah ini. Sebuah rangkaian dengan beban lampu pijar yang diaktifkan dengan memanfaatkan SCR.
Kondisi awal saat SCR dalam keadaan OFF, aliran arus listrik dari sumber tegangan tidak bisa menghidupkan lampu pijar. Karena anoda dan katoda SCR tidak terhubung, sehingga dapat dikatakan sirkuit dalam keadaan terbuka.
Ketika saklar S2 ditekan sesaat, maka arus listrik dari sumber tegangan 9 Volt akan mengalir ke terminal gate SCR melalui R2 sebagai pembatas arus. Sementara Amperemeter A untuk melihat aliran arus listrik ke gate.
Karena mendapatkan tegangan triger diatas ambang batas (> 0,7V) maka SCR akan aktif. Sehingga arus listrik akan bergerak mengalir dari anoda menuju katoda. Akibatnya lampu beban L akan menyala karena dilewati oleh arus listrik dari sumber tegangan. Lampu tersebut akan tetap menyala meskipun saklar S2 terlepas dan terminal gate tidak mendapatkan tegangan kembali.
Untuk mematikan aliran arus pada lampu pijar maka kita harus menekan saklar S1 untuk menghentikan aliran listrik ke lampu dan ke SCR. Sehingga SCR akan berada dalam kondisi OFF kembali.
Kesimpulan
Dari penjelasan contoh rangkain lampu yang mengguanakn SCR diatas, kita bisa mengambil kesimpulan bahwa untuk mengaktifkan SCR dibutuhkan tegangan minimal 0,7 Volt pada terminla gate. Tegangan ini sifatnya hanya untuk mentriger agar SCR mulai beroperasi. Setelah Bisa beroperasi tegangan triger pada terminal gtae tidak dibutuhkan lagi sehingga dapat dihilangkan / diputuskan.
Fungsi SCR pada peralatan elektronika viasanya untuk mengendalikan operasional lampu dan motor listrik yang membutuhkan daya besar. Diperlukan mekanisme pendinginan untuk komponej SCR berupa plat pendingin untuk membuan panas yang dihasilkan akibat aliran arus tinggi.