Apa itu Thyristor Turnoff Gerbang & Cara Kerjanya

"Thyristor" adalah perangkat semikonduktor yang populer digunakan sebagai sakelar di sirkuit daya. Dengan lapisan bahan tipe-P dan tipe-N yang berselang-seling, thyristor dirancang sebagai struktur empat lapis. Ini tersedia sebagai desain dua-lead dan tiga-lead. Desain tiga sadapan thyristor terdiri dari anoda, katoda, dan sadapan Gerbang. Thyristor biasanya mulai berjalan ketika ujung gerbang dipicu dengan arus dan setelah dihidupkan, thyristor terus berjalan hingga tegangan perangkat dibalik atau dilepas. Untuk waktu yang lama, ini adalah satu-satunya cara untuk mematikan thyristor, yang membuatnya sulit untuk diterapkan pada aplikasi arus searah. Kemudian desain yang lebih baru diperkenalkan yang menghilangkan kelemahan ini pada thyristor dengan menerapkan cara mudah untuk menghidupkan dan mematikan thyristor. Desain baru ini diberi nama “Gate Turnoff Thyristor”. Apa itu Gate Turnoff Thyristor? Gate Turnoff Thyristor juga populer disebut sebagai “GTO”. Ini adalah salah satu dari tiga desain utama Thyristor. Seperti namanya, GTO adalah desain thyristor yang ditingkatkan yang dapat dihidupkan dan dimatikan dengan penerapan pemicu arus ke rangkaian gerbang. Fitur Gate Turnoff Thyristor ini memungkinkan penerapan perangkat di mana DC digunakan, yang tidak terjadi pada thyristor sebelumnya. Dasar-dasar Thyristor Turnoff GerbangTercantum di bawah ini adalah beberapa dasar-dasar Thyristor Turnoff Gerbang:Thyristor Turnoff Gerbang adalah Thyristor semikonduktor daya tinggi.Ini adalah sakelar yang sepenuhnya dapat dikontrol yang dapat melakukan fungsi menghidupkan dan mematikan.Untuk mencegah kerusakan perangkat selama operasi , GTO memerlukan sirkuit eksternal tambahan untuk mengontrol arus ON dan OFF. Perangkat ini ditemukan di "General Electric".GTO adalah perangkat semikonduktor aktif.Simbol GTOKarena GTO adalah thyristor tiga-lead, berisi Anode-lead, Cathode -memimpin, dan gerbang-memimpin. Simbol Gerbang Turnoff Thyristor sangat mirip dengan SCR Thyristor, kecuali untuk terminal gerbang. Gerbang Turnoff Thyristor mampu menghidupkan dan mematikan perangkat. Saat fungsi ini ditampilkan di terminal gerbang, terminal gerbang diwakili dengan koneksi panah dua arah yang melambangkan fitur Thyristor ini. Gambar di bawah menunjukkan simbol Gerbang Turnoff Thyristor.Simbol Gerbang Turnoff Thyristor Struktur Gerbang Turnoff Thyristor Thyristor Gerbang Turnoff memiliki struktur PNP -P empat lapis. Daerah direpresentasikan sebagai P+, N-, P, N+. Anoda perangkat terhubung dengan lapisan P+ yang sangat didoping. Katoda perangkat terhubung ke lapisan N+ yang didoping berat. Gerbang juga terhubung ke wilayah P+ lain yang sangat didoping. Struktur GTO ditunjukkan di bawah ini.Struktur Thyristor Turnoff GerbangOperasi Untuk memahami pengoperasian Thyristor Turnoff Gerbang, kita harus melihat mekanisme turn ON dan turn OFF-nya. Mekanisme Turn ON Mirip dengan SCR, GTO dapat dihidupkan dengan menerapkan pulsa positif sehubungan dengan katoda, ke terminal gerbangnya. Tetapi proses Turn On GTO ini tidak dapat diandalkan seperti pada SCR. Mematikan Mekanisme Untuk mematikan Thyristor Turnoff Gerbang, pulsa gerbang negatif sehubungan dengan katoda diterapkan di terminal gerbang. Aplikasi pada pulsa negatif mengevakuasi pembawa muatan dari daerah anoda dan gerbang. Biasanya, GTO memiliki kapasitas untuk memblokir tegangan balik. Tetapi memiliki kapasitas pemblokiran yang lebih rendah. Jadi, GTO terhubung secara paralel untuk meningkatkan resistansi OFF-nya. GTO yang dapat memblokir tegangan balik dikenal sebagai Symmetrical GTO Thyristors, S-GTO. GTO yang tidak dapat memblokir tegangan balik dikenal sebagai Thyristor GTO Asimetris, A-GTO. S-GTO digunakan sebagai inverter sumber arus. A-GTO digunakan sebagai inverter sumber tegangan, DC traction chopper. VI KarakteristikKarakteristik VI dari GTO meliputi sebagai berikut. Karakteristik Bias Balik Dalam kondisi bias mundur, katoda positif terhadap anoda. Pada titik ini, sambungan N+layer, P-layer akan dibias mundur, begitu juga sambungan N-layer, P+ layer. Dengan demikian, dua sambungan bias terbalik ini tidak akan memungkinkan aliran arus dari katoda ke anoda. Akibatnya, arus yang sangat kecil mengalir di perangkat ketika dalam kondisi bias mundur. Ketika gangguan terjadi di wilayah ini, aliran arus yang lebih besar terjadi. Karakteristik Bias Maju Dalam kondisi bias maju, anoda positif terhadap katoda. Sekarang, baik persimpangan N+, P, dan N-,P+ keduanya dalam kondisi bias maju. Di sini, persimpangan pusat, P,-N mendapat bias mundur. Karena ini hanya sejumlah kecil arus yang mengalir sebelum pemutusan sambungan. Pada titik ini, jika pulsa positif diterapkan, kerusakan terjadi dan perangkat dihidupkan. Setelah kerusakan, jumlah arus yang lebih besar mengalir di sirkuit. Setelah perangkat dihidupkan, seseorang harus menerapkan pulsa gerbang negatif untuk mematikan GTO. Di sini, pulsa gerbang negatif yang diterapkan harus sepertiga hingga seperlima dari tegangan anoda .yaitu 1/3 * tegangan anoda. Peringkat gerbang ini juga harus diperhatikan saat membeli perangkat.Karakteristik GTOUntuk Thyristor GateTurnoff dengan peringkat VI 1600v, tegangan ON 350A adalah 3.4 volt. Waktu ON GTO adalah 2 mikrodetik yang jauh lebih cepat daripada SCR yang membutuhkan 8 mikrodetik untuk AKTIF. GTO sepuluh kali lebih cepat dari SCR. Waktu OFF untuk GTO adalah 15 mikrodetik. GTO dapat beroperasi pada frekuensi setinggi 1kHz. Arus Gerbang yang digunakan untuk menghidupkan GTO adalah 2 ampere dan untuk Mematikan tegangan gerbang yang dibutuhkan adalah 200 Ampere, yang terlalu tinggi. Oleh karena itu diperlukan desain rangkaian yang kompleks di terminal gerbang GTO. Ada versi GTO yang lebih baru yang diperkenalkan di pasar yang dikenal sebagai Integrated Gate Commutated Thyristors, IGCT, yang memiliki amplifier built-in di terminal gerbang, sehingga perangkat dapat beroperasi pada arus OFF yang lebih rendah. AplikasiAplikasi GTO meliputi yang berikut ini .GTO digunakan dalam driver AC, helikopter DC, pemutus sirkuit DC, dan sistem pemanas induksi. Ini juga diterapkan pada inverter daya tinggi dan penggerak motor berkecepatan variabel. Saat ini, Gate Turnoff Thyristor telah digantikan oleh Integrated Gate-Commuted Thyristors. Untuk membantu proses Turn OFF, Gate Turnoff Thyristor dibangun dengan menghubungkan sejumlah besar thyristor secara paralel. Bahkan setelah menyalakan perangkat, untuk keandalan yang lebih baik, setidaknya sejumlah kecil arus gerbang harus dipertahankan. Gate Turnoff Thyristor juga dilengkapi dengan rangkaian snubber untuk melindungi perangkat dari panas berlebih dan kerusakan saat proses turn ON. Untuk mematikan sebuah Gerbang Turnoff Thyristor yang saat ini diterapkan?

Tinggalkan pesan 

Daftar pesan