TRIAC adalah komponen elektronika dari golongan semikonduktor yang memiliki tiga terminal untuk mengendalikan arus listrik. Nama TRIAC merupakan singkatan dari TRIode for Alternating Current (Trioda untuk arus bolak-balik). Mirip dengan SCR, TRIAC juga termasuk dalam kelompok Thyristor yang berfungsi sebagai pengendali atau switching.
Secara umum, TRIAC dapat dikenali dari bentuknya yang mirip dengan transistor. Komponen ini memiliki struktur yang serupa dengan transistor dan sering disebut sebagai Thyristor. Hal ini mungkin disebabkan oleh TRIAC yang berfungsi sebagai gerbang seperti transistor, meskipun sebenarnya berbeda karena TRIAC dapat digunakan untuk keperluan yang lebih kompleks. TRIAC biasanya ditemukan pada perangkat yang menggunakan arus AC, seperti pada mesin cuci.
Pengertian TRIAC
TRIAC adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang berfungsi sebagai pengatur arus listrik. Perangkat semikonduktor ini banyak digunakan untuk aplikasi kontrol daya dan switching.
TRIAC dan SCR diklasifikasikan sebagai thyristor dan berfungsi sebagai switching. Namun, berbeda dengan SCR yang hanya dapat mengalirkan arus dalam satu arah (searah) saat ditrigger, TRIAC dapat mengalirkan arus AC besar di kedua arah terminal dengan hanya memerlukan arus kecil pada terminal gate untuk mengaktifkannya. Oleh karena itu, TRIAC sering disebut sebagai "Bidirectional Triode Thyristor".
Secara sederhana, TRIAC adalah dua SCR yang disusun dan dihubungkan secara paralel dengan arah berlawanan, dan terminal gate-nya dihubungkan menjadi satu.
Bentuk dan Simbol TRIAC
Berdasarkan gambar simbol TRIAC di atas, TRIAC adalah komponen elektronik yang terdiri dari 4 lapisan semikonduktor dan memiliki 3 terminal.
Ketiga terminal tersebut adalah terminal gate, MT1, dan MT2. MT adalah singkatan dari main terminal. Ada berbagai jenis TRIAC yang tersedia, baik dalam bentuk komponen PCB sederhana maupun sebagai chip untuk PCB SMD.
Fungsi TRIAC
TRIAC berfungsi sebagai sakelar otomatis dalam sebuah rangkaian, berbeda dengan transistor yang banyak digunakan sebagai penguat. TRIAC memiliki sistem yang lebih kompleks, sehingga memerlukan aplikasi yang tepat agar dapat bekerja secara optimal dalam rangkaian yang disesuaikan dengan spesifikasinya.
TRIAC sangat cocok digunakan sebagai saklar AC karena dapat mengendalikan aliran arus listrik pada dua arah siklus gelombang bolak-balik AC. Kemampuan ini menjadi keunggulan TRIAC dibandingkan dengan SCR.
Namun, TRIAC umumnya tidak digunakan pada rangkaian switching yang melibatkan daya sangat tinggi. Salah satu alasannya adalah karakteristik switching TRIAC yang non-simetris dan gangguan elektromagnetik yang diciptakan oleh listrik berdaya tinggi.
Cara Kerja TRIAC
Seperti yang sudah dijelaskan pada pengertian dan simbol TRIAC, TRIAC adalah komponen elektronik yang terdiri dari 4 lapisan semikonduktor.
TRIAC memiliki empat lapisan yang disebut NPNP untuk bias negatif dan PNPN untuk bias positif. TRIAC bertindak sebagai sakelar terbuka ketika ketiga terminalnya memblokir arus dalam posisi tertutup.
Meskipun TRIAC dapat memblokir arus, TRIAC berbeda dari thyristor konvensional karena dapat mengalirkan arus di kedua arah saat diaktifkan oleh terminal gate.
Oleh karena itu, ketika terminal gate diaktifkan, arus pada TRIAC dapat mengalir ke dua arah, baik dari MT1 ke MT2 maupun dari MT2 ke MT1.
Tegangan pemicu yang diterapkan ke terminal gate TRIAC dapat berupa tegangan positif atau negatif, tergantung pada hubungan dengan terminal MT2.
Pengoperasian TRIAC
Pengoperasian TRIAC menyerupai thyristor. Ketika tegangan diterapkan, TRIAC tidak akan bekerja kecuali tegangan tersebut melebihi tegangan break over (VBO) atau pulsa gate diterapkan.
Seperti yang kita ketahui, TRIAC dapat menghantarkan kedua polaritas tegangan yang diberikan dan dapat ditrigger oleh kedua polaritas tegangan gate untuk kedua arah.
Oleh karena itu, TRIAC dapat beroperasi dalam 4 mode. Berikut adalah penjelasan mengenai 4 mode operasi TRIAC:
- Mode 1: MT1 = +ve, Gate = +ve
Dalam mode ini, tegangan yang diterapkan pada MT1 adalah positif terhadap MT2. Dengan menerapkan pulsa gate positif, TRIAC akan memicu konduksi dalam bias maju dan arus akan mengalir dari MT1 ke MT2.
- Mode 2: MT1 = +ve, Gate = -ve
Dalam mode ini, tegangan yang diberikan adalah sama, yaitu MT1 positif terhadap MT2. Namun, pulsa gate yang diberikan adalah negatif. Karena gate terhubung dengan wilayah N TRIAC, ini akan memicu TRIAC menjadi konduksi bias maju sementara arah arus tetap sama.
- Mode 3: MT1 = -ve, Gate = +ve
Dalam mode ini, polaritas tegangan yang diterapkan dibalik, yaitu MT1 negatif terhadap MT2. Namun, pulsa gate yang diberikan adalah positif. Pulsa gate akan memicu TRIAC menjadi konduksi bias mundur dari MT2 ke MT1.
- Mode 4: MT1 = -ve, Gate = -ve
Dalam mode ini, baik tegangan yang diberikan maupun tegangan gate adalah negatif. Pulsa gate negatif memicu TRIAC menjadi konduksi bias mundur.
Mode 1 dan Mode 2 mewakili operasi di kuadran 1, di mana arus dan tegangan adalah positif, sedangkan Mode 3 dan Mode 4 mewakili operasi di kuadran 3, di mana tegangan dan arus keduanya negatif.
Meskipun pulsa gate dapat memicu TRIAC di kedua arah, yang terbaik adalah menggunakan pulsa gate positif untuk operasi di kuadran 1 dan pulsa gate negatif untuk operasi di kuadran 3 karena sensitivitasnya yang lebih tinggi.
Sebagai catatan, Mode 2 dan Mode 3 memerlukan lebih banyak arus yang diterapkan pada gate dibandingkan dengan Mode 1 dan Mode 4 untuk memicu TRIAC.
Rangkaian Switching TRIAC
Agar pemahamanmu mengenai TRIAC lebih baik, Teknoindie akan memberikan contoh rangkaian TRIAC untuk menghidupkan sebuah lampu. Berikut penjelasan mengenai cara kerja rangkaian tersebut.
Jika SW1 terbuka, tidak ada arus yang mengalir melalui terminal gate TRIAC dan lampu akan mati.
Namun, ketika SW1 ditutup atau dihubungkan, terminal gate TRIAC diaktifkan oleh arus melalui resistor (R) dari sumber listrik DC atau baterai (VG).
TRIAC ini kemudian mengalirkan listrik ke lampu melalui kabel yang menghubungkannya ke sumber listrik AC, sehingga pada akhirnya lampu akan menyala.
Aplikasi TRIAC
TRIAC sangat cocok digunakan sebagai saklar AC (AC Switching) karena dapat mengontrol arus listrik dalam dua arah pada siklus gelombang bolak-balik AC. Kemampuan ini menjadi keunggulan TRIAC dibandingkan dengan SCR.
Namun, TRIAC umumnya tidak digunakan dalam rangkaian switching yang melibatkan daya yang sangat tinggi, salah satunya karena karakteristik switching TRIAC yang non-simetris dan gangguan elektromagnetik yang dihasilkan oleh listrik berdaya tinggi itu sendiri.
Beberapa aplikasi TRIAC pada peralatan elektronik dan listrik antara lain:
- Pengatur kecepatan pada kipas angin.
- Pengatur pada lampu dimmer.
- Pengatur motor kecil.
- Pengatur pada peralatan rumah tangga yang menggunakan arus listrik AC.
Kelebihan dan Kekurangan TRIAC
Sama seperti komponen elektronik lainnya, TRIAC memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut adalah beberapa kelebihan dan kekurangan dari TRIAC.
Kelebihan:
- Dilengkapi dengan heat sink yang ukurannya agak besar atau sedikit lebih besar.
- Dapat melakukan dan mengatur kedua bagian dari bentuk gelombang AC.
- Ukurannya kompak dan membutuhkan heat sink yang lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan dua SCR.
- Hanya memerlukan satu fuse untuk proteksi.
- Pulsa gate positif dan negatif dapat digunakan untuk memicu TRIAC.
- Tidak memerlukan dioda secara paralel untuk proteksi arus terbalik seperti pada SCR.
Kekurangan:
- Switching tidak simetris untuk kedua bagian AC.
- Switching asimetris menciptakan harmonik dalam sistem yang dapat menyebabkan masalah.
- Rating dayanya lebih rendah dibandingkan dengan SCR.
- Kurang dapat diandalkan dibandingkan dengan SCR.
- Memiliki kecepatan switching yang lebih rendah.
- Memerlukan kehati-hatian saat memicu, karena dapat dipicu di kedua arah.
- Rating dv/dt-nya lebih rendah dibandingkan dengan SCR.
Kesimpulan
Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa TRIAC adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang terdiri dari dua SCR yang disusun dan dihubungkan secara paralel.
Demikianlah informasi terkait pengertian TRIAC, cara kerja, penggunaan, kelebihan, dan kekurangan, serta simbol TRIAC yang dapat dijabarkan oleh tim Teknoindie.com. Semoga informasi ini dapat memberikan wawasan bagi semua pembaca.