Oleh: Ir. H. Saifullah, M.T. Politeknik Negeri Banjarmasin

Presentasi berjudul: "Oleh: Ir. H. Saifullah, M.T. Politeknik Negeri Banjarmasin"— Transcript presentasi:

1 Power Electronics (Komponen Elektronika Daya ) Semester III Prodi Teknik Listrik
Oleh: Ir. H. Saifullah, M.T. Politeknik Negeri Banjarmasin Jurusan Teknik Elektro – Program Studi Teknik Listrik September 2014

2 Bab I Pendahuluan Definisi Elektronika Daya:
Definisi: Mengubah (to convert), yakni memproses (process) dan mengendalikan (control) aliran daya listrik dengan mensuplai tegangan dan arus dalam bentuk yang optimal sesuai dengan yang diperlukan oleh beban. Definisi lain: Elektronika daya berkenaan dengan pengendalian dan pengubahan daya listrik dengan menggunakan alat semikonduktor daya yang dioperasikan sebagai saklar (switch)

3 Definisi PE (cont’)

4 Cont’ PE

5 Contoh lain Perhatikan posisi / letak elka daya dalam suatu sistem sumber – beban.

6 2. Mengapa energi (daya) listrik perlu dikonversikan / diubah?
• Hampir semua peralatan listrik bekerja kurang efisien atau tidak bisa bekerja pada sumber energi (daya) elektrik yang tersedia. Misal, daya PLN dalam ABB • Banyak pembangkit energi (daya) elektrik non-konvensional mempunyai bentuk yang tidak kompatibel dengan sumber energi (daya) elektrik lainnya. Dalam bentuk blok diagram PE:

7 3. Konsep Perubahan Daya Listrik : sebuah contoh
Daya listrik yg disuplai PLN adalah tegangan AC, 220 V, 50 Hz. Tapi, misalkan konsumen memerlukan tegangan DC untuk pengelasan. Tegangan AC di atas, tegangan DC-nya sama dengan nol ! Untuk hal ini, kita dapat menggunakan penyearah setengah-gelombang sederhana. Sebuah tegangan DC yang besarnya tetap sekarang diperoleh. Ini adalah sebuah sistem PE sederhana.

8 Cont’ konsep.. Bagaimana jika konsumen memerlukan tegangan DC yang berubah-ubah (variable) ? Diperlukan rangkaian yang lebih rumit dengan menggunakan SCR. Tegangan keluaran rata-rata: Dengan mengendalikan sudut penyalaan, α, tegangan DC keluaran (setelah perubahan) dapat diubah-ubah. Jelas terlihat disini, diperlukan sistem elektronika daya yang rumit untuk menentukan pulsa arus penyalaan SCR.

9 4. Aplikasi Power Electronics
Power generation and transmission (HVDC) Uninterruptable power supplies (UPS) • DC power supplies • Transportation (Electric car, trains) • Process control and factory automation Electroplating, Welding Heating, cooling

10 5. Tugas / fungsi utama elektronika daya
Tugas utama dari PE adalah mengendalikan dan mengubah (konversi) daya listrik dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Ada empat bentuk utama konversi / perubahan daya listrik, yaitu: a. AC-to-DC conversion b. DC-to-AC conversion c. DC-to-DC conversion d. AC-to-AC conversion

11 Cont, tugas PE "Electronic power converter“ (konverter) adalah istilah yang mengacu kepada rangkaian PE yang mengubah tegangan dan arus dari satu bentuk ke bentuk lain. Konverter tersebut dibagi atas empat macam: a. Rectifier (penyearah) : mengubah tegangan AC ke tegangan DC b. Inverter (pembalik) : mengubah tegangan DC ke tegangan AC c. Chopper (penggal) : mengubah tegangan DC ke tegangan DC d. Cycloconverter : mengubah tegangan AC ke tegangan AC

12 Konverter dalam bentuk blok diagram:
Cont, tugas PE Konverter dalam bentuk blok diagram:

13 Konverter dalam bentuk blok diagram:

14 6. Komponen Elektronika Daya
Komponen elda dapat dikelompokkan sbb. Alat dengan dua terminal, kerjanya hanya tergantung atas daya dari luar yang dihubungkan ke alat tersebut, (dioda). Alat dengan tiga terminal, kerjanya disamping tergantung atas daya dari luar, juga tergantung pada sinyal penggerak yang dihubungkan ke terminal gate atau basis alat (gate or base). Transistors dan thyristors termasuk dalam katagori ini.

15 6. Komponen Elektronika Daya
Saat ini banyak sekali komponen elda yang diproduksi. Alat yang dibicarakan dalam kesempatan ini diantaranya adalah: dioda, SCR (Silicon-Controlled Rectifier), Triac, Diac, Gate Turn-Off Thyristor (GTO), Transistor daya (Power Transistor), UJT (Unijunction Transistor), MOSFET, IGBT, SUS,...

16 Tujuan Tujuan mempelajari komponen elka daya (dalam kuliah ini),
mengetahui struktur menjelaskan prinsip kerja memaknai karakteristik mengetahui penggunaan komponen yg bersangkutan.

17 Semikonduktor Konduktor adalah bahan seperti tembaga, aluminium mudah mengalirkan arus listrik Isolator adalah bahan yg sulit menghantarkan arus listrik (karet, porselin). Semikonduktor adalah bahan mempunyai daya hantar listrik terletak antara konduktor yg baik dan isolator yg baik. Beberapa bahan semikonduktor seperti: silikon, germanium, selenium digunakan dalam pembuatan alat elektronika zat padat (solid state). Tetapi selama ini, silikon merupakan bahan yang paling populer.

18 Bahan tipe P dan N Dalam pembuatan alat elektronika zat padat, bahan silikon (atau germanium) murni selama proses pembuatannya ditambahkan sedikit elemen lain: doping. Setelah melalui proses pengolahan ada dua jenis hahan semikonduktor, yaitu: bahan tipe-N dan bahan tipe-P. Bahan tipe-N (N merujuk pembawa muatan negatif), sedangkan bahan tipe-P (P merujuk pembawa muatan positif).

19 P-N junction Jika bahan tipe-N dan P didekatkan, maka sambungan yg terbentuk akan melalukan arus dg mudah dalam satu arah. Tetapi memberikan tahanan yg cukup besar terhdp aliran arus pada arah sebaliknya. I Bias maju I >>>

20 P-N junction Sebaliknya, cek terminl batt I I ≈ 0 Bias balik

21 Dioda PN Dioda merupakan sambungan bahan tipe-P dan N.

22 6.1. Dioda Simbol dioda. Mempunyai dua terminal: anoda (A) dan katoda (K). Hanya mengalirkan arus dalam satu arah sesuai arah panah dalam simbol. Operasi alat ini tergantung atas keadaan sumber tegangan / daya dari luar yang terhubung ke alat tersebut.

23 6.1. Dioda Definisi: Tegangan maju (Forward voltage):
Tegangan lintas pada alat dimana anoda lebih positif terhadap katoda. Alat menghantar (on): menglirkan arus (gbr. a) Tegangan balik (Reverse voltage): Tegangan lintas pada alat dimana anoda lebih negatif terhadap katoda. Alat tidak menghantar (off): menghambat aliran arus (gbr. b) “On-state” “Off state”

24 6.1. Dioda Prinsip kerja dioda:
Ketika diode diberi tegangan maju (forward biased), ia menghantarkan arus (switch on) dengan jatuh tegangan maju, Vf, (0,2 – 3 V). Bila dioda mendapat tegangan balik (blocking state), arus bocor kecil mengalir (µA – mA), diabaikan, sampai dicapai tegangan tembus (breakdown, Vr). Dioda mati/off (ideal). Dioda tidak dapat dioperasikan pada tegangan balik (reverse voltage) yang lebih besar dari pada Vr. Forward Karakteristk V – I Reverse

25 6.1. Dioda Kesimpulan: Bila mendapat tegang maju (forward voltage), dioda “on” (menghantar atau melalukan arus). Sebaliknya, Bila mendapat tegangan balik (reverse voltage), dioda “off” (mati atau menghambat aliran arus).

26 6.1. Dioda Bagaimana mengetahui dioda, mendapat tegangan maju / balik, pada saat ia disuplai oleh tegangan AC ? Perhatikanlah bentuk gelombang tegangan AC berikut ini: Setengah siklus positif Setengah siklus negatif Vp Vp to Vp

27 6.1. Dioda Misalkan rangkaian dioda sederhana berikut, dimana dioda disuplai oleh tegangan AC. Pada saat tegangan input “setengah siklus positif” dioda mendapat tegangan maju, sehingga menghantar sampai tegangan input memotong titik nol (zero crossing) : Vo = Vin

28 Dioda dengan sumber AC Pada saat tegangan input “setengah siklus negatif” dioda mengalami tegangan balik, akibatnya dioda mati (off) (menghambat aliran arus). Tegangan input tidak dapat melewati dioda : Vo = 0

29 Dioda dengan sumber AC Diperoleh tegangan searah pada keluaran Input
Output Dioda “On” Dioda “Off”

30 6.1. Dioda (kemasan) Salah satu type dioda adalah:
Line frequency (general purpose): – on state voltage very low (below 1V) – large trr (about 25us) – very high current (up to 5kA) and voltage (5kV) ratings – Used in line-frequency (50/60Hz) applications such as rectifiers

31 Cth lembar data dioda

32 Cth lembar data dioda

33 6.1. Dioda – penggunaan Penggunaan penting dioda adalah sebagai penyearah, yaitu rangkaian yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC.

34 LATIHAN Sebutkan nama-nama terminal dioda
Apa yang dimaksud pemberian tegangan maju dan tegangan mundur pada dioda? Bagaimanakah keadaan dioda pada kedua kondisi pemberian tegangan tersebut. Jelaskan Apakah penyearah itu? Jelaskan prinsip kerja sebuah dioda.

35 6.2. SCR (silicon controlled rectifier)
SCR (juga sering disebut thyristor) adalah suatu alat semikonduktor dengan 4-lapis bahan tipe P dan tipe N. Seperti dioda SCR hanya menglirkan arus dalam satu arah saja. SCR memiliki tiga terminal, yaitu, anoda, katoda dan terminal kontrol yang disebut gate (gerbang). Vak Ig Ia a. Lapisan PNPN b. Simbol rangkaian c. Benda jadi

36 6.2. Prinsip kerja SCR Buat anoda lebih positif terhadap katoda, kerja SCR dianalisis pada dua aspek berikut: 1) Saat gate terbuka Pada kondisi ini arus beban nol. Tapi jika teg V perlahan dinaikkan sampai mencapai suatu harga tertentu, maka SCR ‘on’ dan arus mengalir melalui beban. Tegangan saat SCR mulai ‘on’ disebut teganga breakover (VBO.)

37 6.2. Prinsip kerja SCR 2) Saat tegangan gate lebih positif terhadap katoda. Dengan memberi tegangan gate lebih positif terhdp katoda yg kecil saja SCR akan ‘on’ dan arus mengalir melalui beban. Saat SCR sudah ‘on’ gate tidak berpengruh lagi, bahkan bila arus gate dihilangkan, SCR tetap ‘on’ dan arus beban tetap mengalir. Satu-satunya cara u/ mematikan (OFF-kan) SCR adalah dg menurunkan tegangan suplainya menjadi nol.

38 6.2. Prinsip kerja SCR Jadi dapat disimpulkan bahwa:
Sebuah SCR mempunyai dua keadaan: ON & OFF – menghantar & tidak menghantar, seperti saklar. Ada dua cara menghidupkan SCR, yaitu i) Biarkan gate – katoda terbuka dan berikan tegangan anoda – katoda sampai mencapai tegangan VBO. ii) SCR diberi tegangan yg lebih kecil dari VBO dan berikan tegangan yg kecil saja (msl. 1,5 V, 30 mA) pada gate. Cara kedua, pembrian arus gate, umumnya digunakan dalam praktik. Karena biasanya, tegangan breakover (VBO) lebih besar dari tegangan suplai ke SCR. Untuk mamatikan SCR, turunkan tegangan suplainya ke nol.

39 6.2. Istilah penting pada SCR
Dalam mempelajari SCR, ada bebarapa istilah penting. Breakover voltage Peak reverse voltage Holding current Forward current rating Circuit fusing rating.

40 6.2. Istilah penting pada SCR
Breakover voltage (VBO) Adalah tegangan maju minimum yg dikenakan ke SCR, dgn gate terbuka, sehingga SCR mulai konduksi: turn on. Misal VBO = 200 V, jika tegangan suplai maju di bawah nilai ini, SCR tetap mati. biasanya VBO bernilai 50 – 500 V

41 6.2. Istilah penting pada SCR
Peak reverse voltage (PRV) Adalah tegangan balik maksimum yg dikenakan ke SCR, tanpa mengakibatkan SCR konduksi dalam arah berlawanan. PRV penting untuk dipertimbangkan, jika nilai PRV dilampaui, maka SCR akan konduksi dalam arah berlawanan. Hal ini membahayakan SCR. Biasanya PRV bernilai sampai 2.5 kV.

42 6.2. Istilah penting pada SCR
Holding current (IH) Adalah arus maksimum yg mengalir pada anoda, gate terbuka, sehingga SCR mulai mati. Misal IH = 5 mA, jika arus anoda di bawah nialai ini, SCR akan mati (berhenti konduksi).

43 6.2. Istilah penting pada SCR
Forward rating current (IF) : kapasitas arus Adalah arus maksimum yg bole mengalir pada anoda SCR tanpa merusak SCR tersebut. Tiap alat ada nilai arus yg aman (safe), jika nilai aman ini dilewati, bisa merusak alat. Misal IF = 40A, ini nilai aman, jika dilewati SCR akan rusak. Contoh nilai IF = 30 A – 100 A.

44 Karakteristik v-i Adalah kurva antara teg A – K (VAK) dan arus anoda (IA) pada arus gate konstan. Vak Ig Ia

45 Karakteristik v-i Jika arus gate ditambah (dalam batas yg masih dijinkan)) dari yg dibutuhkan, maka SCR akan konduksi pada tegangan suplai yg lebih rendah.

46 Contoh 1 Sebuah SCR mempunyai tegangan tembus (breakover voltage) sebesar 400 V, arus pemicu 10 mA, dan arus genggam (holding) 10 mA. Apa arti informasi tersebut di atas. Apa yg terjadi jika arus pemicu dinaikkan menjadi 15 mA. jelaskan.

47 6.2. SCR – turning on Dari uraian terdahulu, ada dua cara untuk menghidupkan SCR (turning on), yaitu memberi arus gate (application of gate signal) dengan tegangan breakover (voltage breakover turn-on)

48 Coba jawab ini: No 1 2 3 4 5 6

49 6.2. SCR sebagai saklar (switch)
SCR berada dalam 2 keadaan, yaitu: ON & OFF. Jika pada gate diberikan arus yg sesuai maka SCR akan ON (konduksi), spt saklar tertutup. Sebaliknya, bila arus anoda dibuat lebih rendah dari arus genggam (holding) maka SCR akan OFF (mati, tidak konduksi: menghambat aliran arus), spt saklar terbuka. Jadi SCR beprilaku spt sebuah saklar mekanik. Tetapi karena ia alat elektronika maka disebut saklar elektronik.

50 6.2. Saklar SCR Untuk dapat mengoperasika SCR sebagai saklar, perlu diketahui bagaimana cara menghidupkan dan mematikannya. Untuk menghidupkan SCR, caranya sudah dibahas dalam uraian yg lalu. Mematikan SCR lebih sulit dibandingkan dengan menghidupkannya. Karena begitu SCR ON, gate sudah kehilangan kendali terhadap SCR. Ada beberapa metoda mematikan SCR, namun hanya dua yg akan dibicarakan berikut ini.

51 6.2. Mematikan SCR SCR yang sedang menghantar dapat dimatikan (turn off) dengan mengurangi arus maju ke tingkat dibawah arus genggam (holding current). Beberapa cara mematikan SCR adalah Komutasi alamiah (natural commutation) Komutasi paksa (forced commutation)

52 6.2. Mematikan SCR Komutasi alamiah (natural commutation)
Jika sumber tegangannya AC, arus SCR akan bergerak melalui titik nol dan tegangan balik akan muncul sepanjang SCR. SCR akan secara otomatis menjadi mati (off) karena sifat alamiah dari tegangan sumbernya. Hal inilah yang dikenal sebagai natural commutation atau line commutation. Perhatikan ilustrasi di halaman berikut.

53 6.2. Mematikan SCR Rangkaian untuk komutasi alamiah
vo io Rangkaian untuk komutasi alamiah Selama ½ siklus negatif tegangan sumber, SCR mendapat tegangan balik, SCR off (mati).

54 6.2. Mematikan SCR Komutasi paksa (forced commutation)
Pada rangkaian SCR, jika tegangan inputnya DC, maka arus maju dari SCR dipaksa menjadi nol dengan menambahkan rangkaian yang disebut commutation circuit untuk membuat SCR off. Teknik ini dikenal sebagai forced commutation dan biasanya diaplikasikan pada konverter dc-dc dan konverter dc-ac. Perhatikan ilustrasi berikut.

55 6.2. Mematikan SCR Contoh rangkaian komutasi paksa.
Bagaimanakah pronsip kerja rangkaian. Anggap awalnya, SCR1 ON dan SCR2 OFF shg arus mengalir lewat beban dan kapasitor C (charge). Lalu, SCR2 di ON-kan shg tegangan di C melawan teg maju pada SCR1, akibatnya SCR1 OFF. Kap C discharge via R - SCR2.

56 6.2. Penggunaan SCR Penggunaan terpenting dari SCR adalah sebagai penyearah, seperti halnya dioda, tetapi penyearah dengan SCR ini, tegangan DC yang dihasilkan dapat diubah-ubah, sesuai keinginan. Penyearah seperti ini disebut penyearah terkendali (controlled rectifier). Perhatikan ilustrasi berikut ini.

57 6.2. Penggunaan SCR : penyearah terkendali
Rangkaian penyearah terkendali setengah gelombang. Bagaimana kerja rangkaian ?

58 LATIHAN Sebutkan nama-nama terminal SCR. Sebutkan 3 keadaan SCR.
Sebut dan jelaskan cara meng-on-kan SCR. Sebut dan jelaskan 2 cara mematikan SCR. Jelaskan perbedaan tegangan keluaran penyearah yang menggunakan dioda dan SCR. (perhatikan rangkaian berikut)

59 LATIHAN ?

60 6.3. TRIAC (Triode for Alternating Current)
Dua buah SCR yang dihubungkan anti-paralel yang selanjutnya diintegrasikan ke dalam struktur alat tunggal disebut sebagai sebuah Triac. Jadi Triac dapat dibangun dengan menghubungkan dua buah SCR secara berlawanan dan gate-nya disatukan. Simbol Triac Dua buah SCR dihubungkan sebagai sebuah Triac. Kan

61 Cont, triac Walaupun Triac mempunyai gate yang terpisah untuk masing-masing SCR, namun Triac pada prakteknya mempunyai gate tunggal yang dapat di trigger dalam dua arah polaritas ((+) Ig atau (-)Ig). Sebuah Triac dapat beroperasi dalam dua arah (sama seperti arah 2-SCR). Karenanya, fungsi utama Triac adalah dapat mengendalikan daya dalam rangkaian AC. (+) Ig (-) Ig - + Ig

62 Menghidupkan TRIAC Perhatikan rangkaian berikut.
Jika saklar ditekan maka lampu menyala (triac hidup), jika saklar dilepas maka lampu padam (triac mati)

63 Menghidupkan TRIAC TRIAC akan menghantar jika salah dari kondisi berikut dipenuhi:

64 Triac Gating Modes Of Operation
Cont, Triac Triac Gating Modes Of Operation Triac dapat di trigger (pemberian arus ke gate) dalam 4 mode: Mode umum yang digunakan u/ trigger Triac adalah kuadran I dan III, dimana suplai arus gate disinkronkan dengan suplai tegangan ke MT2, yaitu: gate positive — MT2 positive, gate negative — MT2 negative.

65 Karakteristik V-I Triac adalah sebagai berikut:
Cont, Triac Karakteristik V-I Triac adalah sebagai berikut: Perhatikan, ketika arus gate diperbesar, maka breakover voltages VBO berkurang.

66 Penggunaan TRIAC pengendali kecepatan motor induksi
pengendali nyala lampu (lamp dimmers) pengendali rangkaian pemanas pengendali tegangan AC (full wave AC voltage controllers).

67 LATIHAN Apa itu TRIAC ? Gambarkan simbol TRIAC dan beri nama setiap terminalnya. Bagaimana cara menghidupkan TRIAC. Jelaskan Jelaskan perbedaan penggunaan TRIAC dan SCR. Beri contoh penggunaan TRIAC

68 6.4. Diac - diode for alternating current
Diac diperoleh / diturunkan dari Triac. Jadi Diac adalah sebuah Triac tanpa gate yang dirancang untuk menghantar (break down) pada tegangan rendah dalam dua arah, yaitu arah maju (forward) dan mundur / balik (reverse). Diac akan menghantarkan arus jika tegangan yang dikenakan sepanjang dia melebihi / mencapai nilai breakover voltages, VBO-nya. Kebanyakan diac mempunyai VBO sekitar 30 V. Simbol Diac

69 KARAKTERISTIK v-i

70 Penggunaan DIAC Karena Diac beroperasi dalam dua arah, maka Diac umumnya digunakan untuk men-trigger sebuah Triac dalam rangkaian kontrol fasa (misal dalam: light dimmers and motor speed controls).

71 Contoh penggunaan Diac: The phase control circuit
Cont, Diac Contoh penggunaan Diac: The phase control circuit Rangk. di samping, Triac mengendalikan aliran daya AC sumber ke beban RL. R dan C untuk mengubah trigger timing Jika kapasitor C dihubungkan ke sumber input AC, ia mengisi muatan. Sehingga dihasilkan teg. Vc. Jika Vc mencapai VBO Diac, ia akan menghantar, dan C mengosongkan muatan melalui Diac. Hal ini men-trigger Triac dan ia menghantar. Resistance(R)=Small Resistance(R)=Big Resistance(R)=Middle (c) (a) (b)

72 Contoh penggunaan Diac: The phase control circuit
Kasus (a): tahanan R kecil, arus pengisian kapasitor besar, tegangan Vc lebih cepat mencapai Vbo diac, diac hidup lebih cepat, Triac hidup lebih cepat. Sehingga arus beban IL besar. Kasus (b) : tahanan R diperbesar. Arus pengisian kapasitor mengecil, akibatnya tegangan Vc lebih lambat mencapai Vbo diac, Triac hidup lebih lambat. Akibatnya arus IL menurun besarnya. Kasus (c): tahanan R dibuat sangat besar. Apa yang terjadi ? Silakan anda analisa...

73 LATIHAN Apa itu DIAC ? Apa yang diperlukan utnuk membuat DIAC menghantar. Dan bagaimana caranya membuat DIAC mati (off). Jelaskan. Jelaskan karakteristik v-i DIAC. Sebutkan penggunaan DIAC. Berikan satu contoh rangkaian penggunaan DIAC.

74 6.5. Gate turn-off thyristor (GTO)
Simbol dan karakteristik v-i dari GTO adalah : Berprilaku seperti layaknya SCR biasa, yaitu dapat di turn on (dihidupkan) dengan mengalirkan arus gate positif ke terminal gate, tetapi dapat di turn off (dimatikan) dengan menggunakan arus gate negatif.

75 6.5. Gate turn-off thyristor (GTO)
Perhatikan ilustrasi berikut. Ig (+) Ig (-) hidup mati Tetapi turning off-nya sulit. Memerlukan arus gate balik yang besar (umumnya 1/5 of anode current). Jadi, arus gate mengontrol ON dan OFF alat ini.

76 6.5. Gate turn-off thyristor (GTO)
Kelebihan GTO dibanding SCR - tidak memerlukan rangkaian komutasi (u/ off), sehingga lebih murah dan volumenya kecil - turn off –nya lebih cepat - memperbaiki efisiensi rangkaian. Kelemahan GTO dibanding SCR - on state voltage drop and losses lebih besar - perlu arus gate yang lebih besar ketika meng-on-kan alat - Latching and holding current is more in GTO than those of thyristor,

77 LATIHAN Gambarkan simbol GTO.
Jelaskan peredaan prilaku antara SCR dengan GTO. Sebutkan kelebihan dan kekurangan GTO dibandingkan dengan SCR.

78 6.6. Transistor Daya Transistor daya (power transistor) adalah transistor yang mempunyai nilai tegangan dan arus yang tinggi. Transistor daya digunakan sebagai elemen saklar (on/off), yaitu mengatur aliran daya listrik dari sumber ke beban. Kecepatan pensaklaran (switching speed) transistor lebih tinggi daripada thyristor dan transistor sering dipakai dalam konverter DC-DC dan DC-AC. Tetapi, nilai tegangan dan arusnya lebih rendah daripada thyristor dan transistor secara normal digunakan dalam aplikasi daya rendah sampai menengah.

79 6.6. Transistor Daya Transistor daya diklasifikasikan sebagai berikut:
Bi-Polar Junction Transistors (BJT) Metal-Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistors (MOSFET) Insulated Gate Bi-Polar Transistors (IGBT) Static Induction Transistors (SIT)

80 6.7. Bi-Polar Junction Transistors (BJT)
Sebuah BJT alat 3 lapis dan 3 terminal. Ketiga terminal itu adalah basis (base), emiter (emitter) dan kolektor (collector). Ada 2 tipe transistor yaitu NPN dan PNP.

81 6.7. Bi-Polar Junction Transistors (BJT)
Simbol dan karakteristik v-i dari PT adalah : Karakteristik V-I Simbol : PT (npn)

82 6.7. Bi-Polar Junction Transistors (BJT)
Ketika PT digunakan sebagai saklar, ia dioperasikan di daerah “cut-off” (OFF) atau “saturation” (ON). ON OFF ON : arus kolektor Ic mengalir dari kolektor ke emiter. OFF : arus kolektor Ic berhenti mengalir.

83 6.7. Bi-Polar Junction Transistors (BJT)
Prinsip kerja dari PT adalah : ON OFF To turn on/off the device, a base drive circuit is connected to the base and emitter terminal. To “turn on”, current is injected into the base terminal. When turned on, conventional current passes from collector to emitter. To “turn-off”, the base current is removed.

84 6.7. Bi-Polar Junction Transistors (BJT) - contoh penggunaan
Transistor sebagai saklar. Jika tegangan U1 = 12 V, maka mengalir arus basis IB, transistor menghantar (on), arus Ic mengalir sehingga lampu P1 menyala. Tapi, bila tegangan U1 dihilangkan maka Ib = 0, transistor mati (off) akibatnya arus Ic berhenti mengalir sehingga lampu P1 mati. Jadi, kerja transistor dikendalikan oleh arus basis IB.

85 6.8. MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)
Alat ini mempunyai tiga terminal, yaitu: drain (D), source (S), dan gate (G). Kerja MOSFET dikendalikan oleh tegangan, dimana ia memerlukan tegangan yang kecil pada masukan gate. MOSFET dioperasikan di dua daerah, yaitu ON state atau OFF state. MOSFET banyak digunakan sebagai SMPS (switched mode power supplies, dc to dc converter atau chopper). Simbol MOSFET

86 6.8. MOSFET (Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)
Untuk menghidupkan / mematikan (on/off) alat ini cukup mudah. Yaitu hanya perlu tegangan VGS sekitar +15 V untuk membuat MOSFET menghantar dan nol volt untuk mematikannya. Berikut rangkaian dan karakteristik v-i, yang memperlihatkan perubahan arus ID terhadap nilai tegangan VDS tertentu

87 6.9. IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)
IGBT komponen elektronika yang banyak dipakai dalam elektronika daya, aplikasinya sangat luas dipakai untuk: mengatur putaran motor DC atau motor AC daya besar, dipakai sebagai inverter yang mengubah tegangan DC menjadi AC, dipakai komponen utama Variable Voltage Variable Frequency (VVVF) pada KRL modern. IGBT mempunyai tiga terminal, yaitu: kolektor (C), emiter (E), dan gate (G). Berikut simbol rangkaian dan bentuk kemasan IGBT.

88 6.9. IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)
IGBT memiliki kesamaan dengan BJT, perbedaannya pada BJT arus basis IB yang diatur sedangkan pada IGBT yang diatur adalah tegangan gate ke emitor UGE. Gambar dibawah memperlihatkan karakteristik IGBT, pada tegangan UCE = 20 V dan tegangan gate diatur dari minimum 8 V, 9 V dan maksimal 16 V, arus kolektor IC dari 2 A sampai 24 A.

89 6.9. IGBT – contoh penggunaan
IGBT biasa digunakan dalam rangkaian chopper, yaitu rangkaian yang mengubah tegangan dc konstan ke dalam tegangan dc berubah-ubah.

90 Tugas Carilah artikel di internet tentang: SCR, Triac, Diac, BJT, (dalam bahasa Indonesia / Inggris) Berdasarkan artikel itu buat ringkasan yang berisi: definisi/simbol rangkaian, prinsip kerja, karakteristik tegangan-arus (v-i) serta penjelasannya, dan contoh penggunaan komponen tersebut. Terbagi atas 4-5 orang / kelompok Ringkasan yang dibuat dipresentasikan di depan kelas pada saat perkuliahan. Dikumpulkan ke pengajar: prit out , soft copy artikel dari internet dan ringkasannya. (kmis, 22/12/2011).