Silicon-Controlled Switch

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Prinsip Kerja

5. Rangkaian

6. Simulasi

7. Rangkaian 2

8. Rangkaian 3

9. Link Download

 

1.  Tujuan (kembali)

•  Untuk mengetahui fungsiSCS
•  Untuk mengetahui prinsip kerja SCS

2.  Komponen (kembali)

• SCS, dalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai pengendali atau sakelar (switch). Silicon Controlled Switch atau SCS ini termasuk anggota keluarga Thyristor dengan cara kerja yang hampir sama dengan SCR (Silicon Controlled Rectifier). Berbeda dengan SCR, Silicon Controlled Switches (SCS) memiliki 4 kaki terminal dan dirancang untuk dapat memutuskan arus listrik apabila kaki tambahannya yaitu kaki terminal Gerbang Anoda (Anode Gate) diberikan tegangan positif. Komponen SCS ini juga dapat dipicu untuk menghantarkan arus listrik apabila kaki Gerbang Anodanya ini diberikan tegangan negatif. Selain dari perbedaan pada fungsi kaki terminal Gerbang Anoda ini, semua cara kerjanya hampir sama dengan SCR yaitu dapat mengaktifkannya dengan memberikan tegangan positif pada kaki terminal Gate (Gerbang).

•  Inductor, merupakan komponen Elektronika Pasif yang sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Radio. Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.

• Resistor, membatasi atau mengatur arus dalam suatu rangkaian
   
  
  
  
  
  
  
• Sumber AC, adalah tegangan dengan aliran arus bolak-balik. Tegangan AC tidak memiliki notasi/tanda seperti tegangan DC. Oleh karena itu pemasangan tegangan AC pada rangkaian boleh terbalik kecuali untuk aplikasi tegangan AC 3 phase pada motor listrik.
  
  
• Sumber DC, adalah tegangan dengan aliran arus searah. Tegangan DC memiliki notasi/tanda positif pada satu ttiknya dan negatif pada titik yang lain.

• Transformator, adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. 

• Buzzer, komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara

3.  Dasar Teori(kembali)

The Silicon-Controlled switch (SCS), seperti silikon-Controlled rectifier, adalah empat lapisan perangkat pnpn. Semua empat lapisan Semikonduktor SCS tersedia karena penambahan dari sebuah gerbang anoda, seperti yang ditunjukkan dalam Gbr. 21.16 a. Simbol grafis dan transistor yang setara ditunjukkan dalam angka yang sama. 

Karakteristik perangkat pada dasarnya sama dengan yang untuk SCR. Efek dari sebuah arus gerbang anoda saat ini sangat serupa dengan yang ditunjukkan oleh arus gerbang dalam Gbr. 21,7. Semakin tinggi arus gerbang anoda, semakin rendah tegangan anode ke katoda yang diperlukan untuk menghidupkan perangkat.

Koneksi gerbang anoda dapat digunakan untuk menghidupkan atau mematikan perangkat. Untuk menghidupkan perangkat, pulsa negatif harus diterapkan ke terminal gerbang anoda, sementara pulsa positif diperlukan untuk mematikan perangkat. Kebutuhan untuk jenis pulsa yang ditunjukkan di atas dapat ditunjukkan menggunakan rangkaian Fig. 21.16 c. Pulsa negatif di gerbang anoda akan forward-bias dari persimpangan basis ke emitor Q1, menyalakannya. Hasilnya membebani arus di kolektor (Ic), sehingga menyalakan arus di Q2, menghasilkan tindakan regenerative. 

Sebuah pulsa positif di gerbang anoda akan me-reverse-biaskan persimpangan basis ke emitter dari Q1, dengan mematikannya dapat mengakibatkan opencircuit pada perangkat. Secara umum, yang memicu (Turn-on) gerbang anoda saat ini lebih besar dalam perbesarnya daripada gerbang katode yang diperlukan saat ini. Untuk satu perwakilan perangkat SCS, gerbang anoda adalah 1,5 MA sedangkan yang diperlukan Gerbang katode saat ini adalah 1 A. Arus gerbang yang diperlukan di salah satu terminal dipengaruhi oleh banyak faktor. Beberapa termasuk suhu operasi, tegangan anode-ke-katoda, penempatan beban, dan jenis katoda, gerbang ke katoda atau anoda Gate ke anoda koneksi (sirkuit pendek, sirkuit terbuka, bias, beban, dll.)

Tiga dari banyak jenis yang lebih mendasar dari sirkuit turn-off untuk SCS ditampilkan dalam Gbr. 21,17. Ketika pulsa diterapkan ke rangkaian Fig. 21.17 a, transistor bekerja keras, menghasilkan karakteristik impedansi rendah (sirkuit pendek) antara kolektor dan emitor. Cabang impedansi rendah ini mengalihkan arus anoda jauh dari SCS, menjatuhkannya di bawah nilai Holding dan mematikannya. Demikian pula pulse positif di gerbang anoda Gbr. 21.17 b akan mengubah SCS off melalui mekanisme yang dijelaskan sebelumnya. Rangkaian Fig. 21.17 c dapat dimati-hidupkan dengan perbesaran pada gerbang katode. Karakteristik Mati-hidup hanya mungkin jika nilai yang benar dari RA digunakan. Ini akan mengontrol jumlah umpan balik regenerative. Perhatikan berbagai posisi di mana beban resistor RL dapat ditempatkan.

Keuntungan dari SCS atas SCR yang sesuai yaitu

1. Penurunan waktu turn-off,  biasanya dalam kisaran 1 sampai 10 s untuk SCS dan 5 untuk 30 s untuk SCR. 

2. Peningkatan kontrol dan memicu sensitivitas dan situasi penembakan yang lebih diprediksi. 

Namun saat ini, SCS terbatas pada peringkat daya rendah, arus, dan tegangan. Anoda maksimum khas arus berkisar dari 100 sampai 300 mA dengan disipasi (daya) peringkat 100 sampai 500 mW. Beberapa daerah yang lebih umum dari aplikasi termasuk berbagai macam computer sirkuit (penghitung, Register, dan sirkuit waktu), Generator pulsa, sensor tegangan, dan osilator. 

Satu aplikasi sederhana untuk SCS sebagai perangkat tegangan-sensing ditunjukkan dalam gambar di bawah. Ini adalah sistem alarm dengan n input dari berbagai Stasiun. Setiap satu input akan mengubah SCS tertentu, mengakibatkan relay alarm berenergi dan di sirkuit gerbang anoda untuk menunjukkan lokasi input (gangguan).

(Gambar 21.18)

Satu tambahan penerapan SCS adalah di sirkuit alarm Fig. 21,19. RS yang mewakili resistor suhu, cahaya, atau radiasi sensitif, yaitu elemen yang resistansinya akan berkurang melalui aplikasi dari tiga sumber energi yang disebutkan di atas. Potensi gerbang katode ditentukan oleh hubungan pembagi yang dibentuk oleh RS dan resistor variabel. Perhatikan bahwa potensi gerbang sekitar 0 V jika RS sama dengan nilai yang ditetapkan oleh resistor variabel karena kedua resistor akan memiliki 12 V di antara mereka. Namun, jika RS menurun, potensi sambungan akan meningkat sampai SCS adalah bias maju, menyebabkan SCS menyala dan memberi energi alarm relay.

Resistor 100-k disertakan untuk mengurangi kemungkinan terjadinya pemicu yang tidak disengaja oleh perangkat melalui fenomena yang dikenal sebagai efek tingkat (rate effect). Hal ini disebabkan oleh tersesatnya atau ada kesalahan pada tingkat kapasitansi antara gerbang. Transien frekuensi tinggi dapat menetapkan arus dasar untuk mengubah SCS tanpa disengaja. Perangkat direset dengan menekan tombol reset, yang pada gilirannya akan membuka jalur konduksi SCS dan mengurangi anoda arus ke nol.

Sensitivitas terhadap suhu, cahaya, atau resistor yang peka terhadap radiasi yang resistansi meningkat karena penerapan salah satu dari tiga sumber energi yang dijelaskan di atas dapat dapat ditampung dengan hanya interchanging lokasi RS dan resistor variabel. Identifikasi terminal SCS ditunjukkan dalam Fig. 21,20 dengan paket SCS.

4.  Prinsip Kerja(kembali)

Pada gambar dibawah ini menunjukan struktur dasar SCS dan rangkaian Ekuivalen SCS yang menggunakan dua transistor bipolar. Untuk mempermudah penjelasannya, mari kita melihat pada rangkaian ekuivalen SCS yang menggunakan dua transistor bipolar dibawah ini.

Saat tegangan positif diberikan ke terminal Gate (Gerbang), transistor NPN akan berubah menjadi ON sehingga arus listrik akan mengalir ke Basis transistor PNP dan mengakibatkan transistor NPN berubah menjadi ON juga. Dengan demikian, kedua transistor berada dalam kondisi ON sehingga dapat menghantarkan arus listrik dari Anoda ke Katoda (SCS berada dalam kondisi ON). Silicon Controlled Switch akan terus menghantarkan arus listrik (ON) hingga arus listrik mengalir dari Anoda ke Katoda tersebut diputuskan atau membalikan polaritas Anoda dan Katoda ataupun memberikan tegangan positif ke terminal Anode Gate (Gerbang Anoda) yang kemudian menyebabkan SCS berubah menjadi OFF.

Selain menggunakan Terminal Gate (Gerbang), kita juga dapat menggunakan Terminal Gerbang Anoda (Anode Gate) untuk memicu SCS menjadi ON yaitu dengan memberikan tegangan negatif pada Gerbang Anoda tersebut. Pada saat terminal Gerbang Anoda diberikan tegangan negatif, transistor PNP akan menjadi ON dan memberikan arus listrik ke transistor NPN sehingga transistor NPN ini juga berubah menjadi ON. Dengan demikian, perangkat SCS ini berada di kondisi ON dan dapat mengalirkan arus listrik dari Anoda ke Katoda. Untuk menonaktifkan SCS, kita perlu memutuskan arus listrik yang mengalir dari Anoda ke Katoda atau membalikan polaritas pada Anoda dan Katoda ataupun memberikan tegangan positif ke terminal Gerbang Anoda.

5.  Rangkaian(kembali)

• Buat rangkaian seperti gambar di bawah

6.  Video simulasi (kembali)

 

                               

7.  Rangkaian 2(kembali)

 

     Prinsip Kerja: 

Satu tambahan penerapan SCS adalah di sirkuit alarm Fig. 21,19. RT yang mewakili resistor suhu, cahaya, atau radiasi sensitif, yaitu elemen yang resistansinya akan berkurang melalui aplikasi dari tiga sumber energi yang disebutkan di atas. Potensi gerbang katode ditentukan oleh hubungan pembagi yang dibentuk oleh RS dan resistor variabel. Perhatikan bahwa potensi gerbang sekitar 0 V jika RS sama dengan nilai yang ditetapkan oleh resistor variabel karena kedua resistor akan memiliki 12 V di antara mereka. Namun, jika RT menurun, potensi sambungan akan meningkat sampai SCS adalah bias maju, menyebabkan SCS menyala dan memberi energi alarm relay.

8.  Rangkaian 3(kembali)

                                      

9.  Link Download (kembali)

File HTML [Download]
File Rangkaian 1 [ Download ] 
File Rangkaian 2 [ Download ] 
File Rangkaian 3 [ Download ]    
Vidio Rangkaian 1 [ Download ]
Vidio Rangkaian 2 [ Download ]
Vidio Rangkaian 3 [ Download ]
Data sheet [Download]