4.docx

4.3 Daftar Komponen dan Alat

1. Modul Dasar Elektronika 6. Disket / flashdisk

2. Osoloskop 7. Milimeterblok

3. Multimeter 8. Penggaris / mistar

4. Steker T 9. Pulpen / pensil

5. Data Sheet SCR, TRIAC, DIAC

4.4 Cara Kerja

PERHATIAN :

1. Percobaan A dan B menggunakan tegangan tinggi langsung dari jala-

jala. Praktikan harus benar-benar memperhatikan keselamatan dirinya

dan rekan kerjanya.

2. gunakan probe 1:10 untuk melakukan pengamatan dengan osiloskop.

Hubungkan osiloskop dengan jala-jala tanpa menggunakan ground

dengan cara meggunakan steker T. dengan demikian bagian logam dari

osiloskop tidak boleh disentuh selama daya untuk modul ihidupkan

karena terdapat tegangan tinggi. Pengaturan osiloskop dilakukan

sebelum melakukan pengamatan.

3. Sebelum melakukan pengamatan, konsultasikan dulu hal-hal yang

belum jelas kepada asisten.

A. Silicon Controlled Rectifier (SCR)

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4.3 saklar daya dalam keadaan

OFF (lampu indikator mati). Hubungkan rangkaian ke jala-jala listrik.

Gambar 4.17 Percobaan dengan SCR

2. Atur osiloskop pada 10 Volt/Div, 5 mS/Div, kopling DC dan Trigger

pada posisi Internal. Gunakan hanya salah satu kanal saja. Amati

bentuk gelombang pada beban. Kemudian amati pula Anoda-Katoda

SCR. Perhatikan : Gunakan Probe 1:10. Selama memindah-mindahkan

probe dari suatu titik pengamatan ke titik pengamatan yang lain,

matikan saklar daya pada modul.

3. Atur lagi osiloskop pada 0.5 Volt/Div (pengaturan lainnya tetap). Amati

bentuk gelombang pada kapasitor dan Gate-Katode SCR.

4. pengamatan langkah 2 dan 3 dilakukan untuk dua macam firing delay

angle yang berbeda dengan mengubah potensio 500K. Ukur besarnya

hambatan potensio untuk tiap pengamatan.

5. Buatlah rangkaian seperti gambar 4.4 Lakukan pengamatan seperti

sebelumnya

Gambar 4.18 Percobaan SCR Gelombang Full Wave

B. TRIAC dan DIAC

Gambar 4.19 Percobaan dengan TRIAC

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4.5 lakukan pengamatan

bentuk gelombang pada beban (10 V/Div), A1 – A2 (10 V/Div), kapasitor

(2 V/Div) dan pada G – A1 (0.05 V/Div). Pengamatan dilakukan untuk

dua sudut yang berbeda. Apakah simetris sudut sulut belahan positif

dan belahan negative ?

2. Ulangi percoban diatas dengan menggantikan resistor 1K dengan DIAC

(gambar 4.6). Bagaimanakah perbedaan dengan sebelumnya ?

Gambar 4.20 Percobaan dengan TRIAC DIAC

4.5 Lembar Kerja dan Data Hasil Percobaan

Tabel 4.1 SCR

LAMPU

Anoda - Katoda

Anoda -

GateKatoda - Gate

Gate - Resistor

Anoda - Beban

Katoda -

BebanGate - Beban

Mati 0 220 220 219 220 220 0

Redup 0 42 60 42 220 222 3

Terang 0 209 9 8 220 222 10

Tabel 4.2 TRIAC

LAMPU

Anoda - Katoda

Anoda -

GateKatoda - Gate

Gate - Resistor

Anoda - Beban

Katoda - Beban

Gate - Beban

Mati 220 0 220 0 220 0 220

Redup 98 0 52 0 220 3 220

Terang 1 0 0 0 220 219 220

Tabel 4.3 TRIAC dan DIAC

LAMPUAnoda - Katoda

Anoda - Gate

Katoda - Gate

Gate - Resistor

Anoda - Beban

Katoda - Beban

Gate - Beban

Mati 234 1 231 2 230 3 228

Redup 325 1 325 18 228 158 212

Terang 6 0 6 4 227 228 227

4.6 Analisa Pembahasan Hasil Percobaan

Pada percobaan ini terdapat lima jenis besar tegangan yang akan diukur,

yaitu tegangan dari Anoda ke katoda, Anoda ke Gate, Katoda ke Gate, jika

dipasang Resisitor dan Beban. Masing - masing pecobaan diuji dan diukur pada

saat lampu mati, redup, dan terang. Pengujian tersebut akan dilakukan untuk

semua percobaan yaitu untuk percobaan SCR, SCR dengan Diode, TRIAC, serta

TRIAC dan DIAC.

4.6.1 Percobaan SCR

Pada percobaan SCR, besar tegangan dari Anoda Ke Katoda serta anoda

ke gate paling besar nilainya pada saat lampu mati (pada table 4.6.1). Hal ini

disebabkan karena lapisan N-P yang ada ditengah mendapatkan reverse-bias. Di

mana pada saat lampu mati, tidak ada arus yang mengalir dan tegangan yang

dihasilkan besar. Dapat digambarkan sebagai berikut :

Pada saat lampu dalam keadaan mati, maka 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. Hasil perhitungan masing-

masing tegangannya adalah sebagai berikut: :

Anoda/Katoda

Pada saat lampu mati

Tegangan Anoda/Katoda = 220 Volt

Hasil pengukuran = 0 Volt

Sehingga dapat dicari persentase kesalahan relatifnya sebagai berikut :

% kesalahan relatif = |Vpengukuran−Vteori

Vteori|x 100 %

= |0−220220

| x 100 %

= 1 %

Pada saat lampu redup





Vteori|x 100 %

= |220−220220

| x 100 %

= 1 %

Pada saat Lampu terang





Vteori|x 100 %

= |0−220220

| x 100 %

= 1 %

Anoda / Gate

Untuk percobaan Anoda Gate, dapat rangkaiannya dapat dilihat pada gambar

berikut :

Vin = Vr + VGT

Vin = IGT(R) + VGT

Gambar 4.21 Rangkaian Anoda / Gate pada SCR

Ket :

V in : Tegangan Sumber

VGT : 0,75 Volt

IGT : 15 mA


Tegangan Anoda/ Gate = V in - VGT = 220 Volt – 0.75 Volt = 219.25 Volt




Vteori|x 100 %

= |220−219 ,25219 ,25

| x 100 %

= 0.34 %


Tegangan Anoda/ Gate = V in - VGT = 220 Volt - 0,75 Volt = 219,25 Volt




Vteori|x 100 %

= |42−219 ,25219 ,25

| x 100 %

= 80,84 %


Tegangan Anoda/ Gate = V in - VGT = 220 Volt - 0,75 Volt = 219,25 Volt




Vteori|x 100 %

= |209−219 ,25219 ,25

| x 100 %

= 4,67 %

Katoda /Gate

Untuk tegangan Katoda / Gate tegangannya hampir mendekati 0. Hal tersebut

disebabkan pada saat itu SCR dikatakan dalamm keadaan OFF, di mana

sebelumnya SCR telah ON dengan besar tegangan di Anoda / Katoda dan

Anoda / Gate. Jadi tidak dapat dihitung persentase kesalahannya, karena akan

menghasilkan persentase kesalahan yang besar padahal SCR dalam keadaan

OFF bukan karena kurang presisi alat atau sebab lain seperti kurang telitinya

pembacaan besar tegangan yang dilakukan oleh para praktikan.

Resistor

Perhitungan untuk Resistor digunakan cara yang sama seperti perhitungan

Tegangan di Anoda / Gate sebagai berikut :

Vin = Vr + VGT

Vin = IGT(R) + VGT

Ket :

V in : Tegangan Sumber

VGT : 0,75 Volt

IGT : 15 mA


Nilai Resistor = |Vin−Vgt

Igt| =

|220−0 ,7515

| x 103

= 14,6 X 103

Hasil pengukuran = 0.1



Vteori| x 100 %

= |0,1−14 ,614 ,6

| x 100 %

= 99.31%



Igt| =

|220−0 ,7515

| x 103

= 14,6 X 103

Hasil pengukuran = 3,7



Vteori|x 100 %

= |3,7−14 ,614 ,6

| x 100 %

= 74,65%



Igt| =

|220−0 ,7515

|x 103

= 14,6 X 103

Hasil pengukuran = 4,1



Vteori|x 100 %

= |4,1−14 ,614 ,6

| x 100 %

= 71.91 %

Tabel 4.4 Persentase kesalahan Relatif (%) SCR

Persentase

kesalahan

Relatif ( %)

Anoda /

Katoda

Anoda /

GateGate / Katoda

Mati 1 % 0.34 % 99.31 %

Redup 1 % 80.84 % 74.65 %

Terang 1 % 4.67% 71.91 %

Dari tabel persentase kesalahan di atas terlihat bahwa persentase

kesalahannya cukup besar terutama pada pengukuran di resistor, hal ini

disebabkan karena resistor menyebabkan tegangan dari anoda ke katoda

mendekati 0 dan apabila dihitung persentase kesalahannya, hasilnya sangat

besar. Selain itu dapat pula disebabkan oleh kesalahan praktikan dalam

mengukur ataupun membaca skala hasil pengukuran.

4.6.2 Percobaan TRIAC

Dengan cara yang sama persentase kesalahan relatif (%) pada masing-masing

pengukuran tegangan untuk percobaan ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.5 Persentase kesalahan Relatif (%) DIAC

Persentase

kesalahan Relatif (

%)

Anoda / Katoda Anoda / Gate Gate / Katoda

Mati 0.34 % 1% 98.63 %

Redup 55.3 % 1 % 96.57 %

Terang 99.5 % 1 % 98.63 %







4.6.3 Percobaan TRIAC dan DIAC

Dengan cara yang sama persentase kesalahan relatif (%) pada masing-masing

pengukuran tegangan untuk percobaan ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 4.6 Persentase kesalahan Relatif (%) TRIAC DAN DIAC

Persentase

kesalahan Relatif (

%)

Anoda / Katoda Anoda / Gate Gate / Katoda

Mati 6.72 % 99.54 % 99.31 %

Redup 48.23 % 99.54 % 99.31 %

Terang 97.26 % 1 % 97.94 %







4.7 Pertanyaan dan Tugas

Tugas

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan SCR, TRIAC, dan DIAC!

2. Jelaskan perbedaan - perbedaan SCR, TRIAC, dan DIAC!

3. Berikan penjelasan tentang fungsi dan karakteristik dari SCR, TRIAC,

dan DIAC!

4. Terangkan cara kerja osilator relaksasi dengan SCR.

5. Apakah keuntungan-keuntungan penggunaan SCR dan TRIAC pada

pengaturan daya ?

6. Buatlah contoh aplikasi – aplikasi yang menggunakan SCR, TRIAC, dan

DIAC!

7. Menurut data dan analisa yang anda buat, apakah yang akan terjadi jika

hambatan pada masing – masing rangkaian diatas dikurangi, jelaskan

dengan analisa matematis!

8. Mengapa pada rangkaian R diganti dengan diac nyala lampu pada saat

potensio diputar bisa lebih terang dan lebih redup, jelaskan dengan

analisa matematis!

9. Bagaimanakah hubungan antara konstanta waktu jaringan RC pada

Gate dan besarnya sudut tunda penyalaan ?

10. Berikan kesimpulan anda pada masing – masing percobaan diatas!

Jawaban Pertanyaan

1. - SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah komponen dengan tiga

pemicu yaitu: Anoda(A), Katoda(K) dan Gate(G). SCR atau Tyristor

masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang

serupa dengan tabung thiratron. Bagian-bagiannya diterangkan

sebagai berikut :

SCR dirancang untuk menyebababkan aliran yang rata dari anoda ke

katoda. SCR dibangun dari empat lapisan P dan N yang saling

berhubungan sebagai berikut:

- Triac adalah tyristor dengan tiga pemicu ,yang mengatur arus ke dua

arah.Ini sejenis dengan dua komponen SCR dihubungkan secara pararel

dan dalam hubungan dengan inverter. setara dengan dua SCR yang

dihubungkan parallel. Dan dijelaskan sebagai berikut:

Triac dibangun dari 5 lapisan NPNPN

- Diac adalah trysitor yang hanya punya dua kaki. DIAC bukanlah termasuk

keluarga thyristor, namun prisip 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.Adapun gambar dari struktur dan

symbol DIAC sebagai berikut :

2. - Pada SCR

Struktur : Sebuah SCR terdiri dari tiga terminal yaitu anoda, katoda,

dan gate. SCR berbeda dengan dioda rectifier biasanya.

SCR dibuat dari empat buah lapis dioda.Adapun gambar dari

struktur SCR sebagai berikut :

Karateristik : Adapun karateristik dari SCR yaitu dapat dijelaskan dengan

kurva I-V SCR berikut ini :

Pada 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.

Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) SCR

adalah dengan mengurangi arus Triger (IT) dibawah arus

penahan (IH). SCR adalah thyristor yang uni

directional,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.

Cara Kerja : Pada prinsipnya SCR dapat menghantarkan arus bila

diberikan arus gerbang (arus kemudi).Arus gerbang ini

hanya diberikan sekejap saja sudah cukup dan thyristor akan

terus menghantarwalaupun arus gerbang sudah tidak ada.

SCR tidak akan menghantar atau on, meskipun diberikan

tegangan maju sampai pada tegangan breakovernya SCR

tersebut dicapai (VBRF). SCR akan menghantar jika pada

terminal gate diberi pemicuan yang berupa arus dengan

tegangan positip dan SCR akan tetap on bila arus yang

mengalir pada SCR lebih besar dari arus yang penahan (IH).

o Pada TRIAC

Struktur : TRIAC tersusun dari lima buah lapis semikonduktor yang

banyak digunakan pada pensaklaran elektronik. TRIAC

biasa juga disebut thyristor bi directional. TRIAC merupakan

dua buah SCR yang dihubungkan secara paralel

berkebalikan dengan terminal gate bersama. Adapun

gambar dari struktur TRIAC sebagai berikut :

Karateristik : Adapun karateristik dari SCR yaitu dapat dijelaskan dengan

gambar berikut ini :

Terdapat 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.

TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada Anoda lebih

positif dibandingkan Katodanya dan gate-nya 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.

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. TRIAC

banyak digunakan pada rangkaian pengedali dan

pensaklaran.

o Pada DIAC

Struktur : 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.

Adapun gambar dari struktur DIAC sebagai berikut :

Karateristik : Adapun karateristik dari DIAC yaitu dapat dijelaskan dengan

gambar berikut ini :

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.

Cara Kerja : Pada prinsipnya diac akan menahan arus kearah dua belah

fihak, tetapi setelah tegangan melampaui suatu harga

tertentu, ia akan menghantar secara penuh.

3. - 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

http://id.wikipedia.org/wiki/DIAC

http://id.wikipedia.org/wiki/SCR

4.docx

Documents

Transcript of 4.docx