UNIVERSITAS SULTAN
AGENG TIRTAYASA
LAPORAN PRAKTIKUM
LABORATORIUM TENAGA
UNIT 1
KARAKTERISTIK THYRISTOR
ED-22
Nur Muhammad Jibriel
Adra Firdaus
Arief Ramadhiansyah
No
1
2
3
No
1
2
3
4
Penilaian Praktikum
Penilaian
Pemahaman
Keaktifan
Penyelesaian Masalah
Total Nilai
Penilaian Laporan
Penilaian
Pengambilan Data dan Hasil
Analisis Data
Tugas Modul
Kesesuaian Format
Total Nilai
3332230104
3332230009
3332230127
Bobot Nilai
/40
/40
/20
/100
Bobot Nilai
/25
/55
/10
/10
/100
Rabu, 5 November 2025
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
2025
1.
Pendahuluan
Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin maju, dunia industri telah mengalami peningkatan yang sangat
pesat. Dalam dunia industri, alat yang digunakan membutuhkan energi listrik untuk dapat beroperasi. Jenis listrik yang digunakan
untuk mengoperasikan peralatan adalah listrik jenis AC. Peningkatan yang pesat pada dunia industri membuat peralatan listrik yang
digunakan pada industri memerlukan sebuah piranti pengendali tegangan yang handal untuk menghasilkan kinerja peralatan yang
optimal dan efisien. Salah satu piranti yang dapat digunakan untuk mengendalikan tegangan pada arus AC adalah Thyristor. Thyristor
merupakan sebuah piranti yang terdiri dari empat lapisan semikonduktor dengan tiga terminal yang digunakan untuk mengendalikan
arus melalui sinyal pemicu melalui kaki gate yang dimiliki [1], [2].
Dalam sistem kendali tegangan AC, thyristor memiliki peranan penting karena kemampuan untuk mengatur besar tegangan
keluaran melalui pengaturan sudut penyalaan (trigger angle). Penyalaan thyristor dilakukan berdasarkan sinyal pemicu pada
terminal gate, karena variasi tegangan gate (UGT) akan memengaruhi kapan thyristor mulai menghantarkan arus. Ketika thyristor
mulai berada pada keadaan konduksi, tegangan antara anoda dan katoda mengalami penurunan yang dikenal sebagai tegangan jatuh
konduksi (UBO). UGT dan UBO merupakan dua nilai tegangan yang berkaitan dan menjadi salah satu karakteristik utama dalam
memahami perilaku thyristor. Saat sinyal pemicu pada gate semakin besar, maka peralihan thyristor ke kondisi konduksi semakin
cepat. Karakteristik yang dimiliki oleh thyristor ini penting untuk dianalisis karena menentukan efisiensi pengendalian daya dalam
rangkaian AC [3], [4].
2.
Pengambilan Data dan Hasil
Pada percobaan karakteristik thyristor yang telah dilakukan, diperoleh nilai U GT dan UAK melalui pengukuran pada
rangkaian yang telah dilakukan. Berikut merupakan data hasil pengukuran nilai UGT dan UAK pada rangkaian yang dibuat.
Tabel 1 Hasil Pengukuran UGT dan UAK
No.
UGT (Volt)
UAK (Volt)
1
0,004
13,6
2
1,143
10,28
3
1,22
9,20
4
1,24
8,40
Kemudian berikut merupakan bentuk karakteristik thyristor yang diperoleh pada osiloskop melalui percobaan yang telah dilakukan.
Tabel 2 Gambar Osiloskop
No.
Nilai UGT (Volt) & UAK (Volt)
Gambar Osiloskop
UAK = 13,6 (Volt)
1.
UGT = 0,004 (Volt)
Gambar 1 Grafik 1
UAK = 10,28 (Volt)
2.
UGT = 1,143 (Volt)
Gambar 2 Grafik 2
1
UAK = 9,20 (Volt)
3.
UGT = 1,22 (Volt)
Gambar 3 Grafik 3
UAK = 8,40 (Volt)
4.
UGT = 1,24 (Volt)
Gambar 4 Grafik 4
Kemudian berikut merupakan nilai – nilai yang diperoleh dari percobaan yang dilakukan.
Forward breakover voltage UBO
Forward volt-drop
Holding Current IH
Gate triggered voltage
= 13,6 (Volt)
= 2,8 (Volt)
= 0,0358 (Ampere)
= 1,143 (Volt)
Data pada percobaan karakteristik thyristor diperoleh melalui rangkaian berikut.
L1
12V
D1
1N4002
U2
R1
SCR
100
RV1
70%
R3
10
100k
+88.8
AC Volts
Gambar 5 Rangkaian Percobaan Karakteristik Thyristor
3.
Analisis Data
Pada percobaan karakteristik thyristor, telah dilakukan beberapa percobaan untuk menampilkan karakteristik thyristor pada
osiloskop dan menganalisis hubungan antar tegangan penyalaan pada kaki gate thyristor dengan tegangan jatuh konduksi. Thyristor
merupakan sebuah komponen pengendali tegangan dan arus berbahan semikonduktor yang terdiri dari empat lapisan pnpn dengan
tiga sambungan pn. Pada thyristor terdapat tiga terminal yaitu anoda, katoda, dan gate untuk proses pengendalian arus yang akan
dilakukan. Untuk membuat sebuah thyristor aktif, terminal gate perlu diberikan sebuah pemicu berupa sinyal listrik supaya anoda
dan katoda berada pada keadaan konduksi. Setelah thyristor aktif, arus pada thyristor tetap akan mengalir meskipun sinyal pemicu
pada terminal gate sudah dihilangkan dengan syarat nilai arus anoda-katoda masih melebihi arus penahan. Kemudian untuk
mematikan sebuah thyristor adalah dapat dilakukan dengan mengurangi nilai arus maju hingga nilai arus berada dibawah arus
penahan. Sebuah thyristor dapat pula dimodelkan melalui hubungan antara dua buah transistor PNP dan NPN. Saat terminal kolektor
2
transistor PNP dihubungkan dengan terminal basis pada transistor NPN dan terminal kolektor transistor NPN dihubungkan dengan
terminal basis transistor PNP, maka titik sambung antara basis kedua transistor tersebut adalah sebuah gate yang dapat menerima
sebuah sinyal pemicu. Saat terminal gate tidak menerima sinyal, maka arus pada basis transistor memiliki nilai yang rendah dan
membuat transistor belum berada pada kondisi aktif. Akan tetapi, ketika terminal gate diberikan sebuah sinyal pemicu, maka kedua
transistor akan masuk pada keadaan saturasi karena arus kolektor dari transistor NPN mulai mengalir dan masuk ke basis transistor
PNP yang kemudian membuat transistor PNP mengirim umpan balik pada transitor NPN akibat arus kolektor transistor PNP
memperkuat arus basis transistor NPN. Setelah kedua transistor mengalami kondisi jenuh, arus dari anoda menuju katoda mengalir
secara bebas dan membuat tegangan jatuh yang dimiliki bernilai rendah. Sehingga, pada kondisi ini thyristor memiliki perilaku
seperti sebuah dioda yang dibias maju.
Pada percobaan karakteristik thyristor menggunakan rangkaian pada Gambar 1, dapat diamati terdapat dua komponen
tambahan yang terhubung dengan thyristor yaitu variable resistor (potentiometer) dan dioda. Pada rangkaian digunakan sebuah
dioda yang memiliki peranan sebagai penyearah setengah gelombang. Hal ini karena pada percobaan yang dilakukan arus listrik
yang digunakan adalah arus AC yang mempunyai dua kutub yaitu positif dan negatif. Komponen thyristor memerlukan polaritas
arus yang lebih positif pada anoda dibanding katoda untuk dapat mengaliri arus. Dengan adanya dioda, kutub negatif pada arus AC
dapat ditahan dan membuat terminal anoda pada thyristor hanya polaritas positif sehingga arus dapat mengalir. Kemudian,
penggunaan variable resistor pada rangkaian yang digunakan adalah mengatur tegangan yang diberikan pada terminal gate. Prinsip
kerja yang dimiliki oleh variable resistor berdasarkan pada prinsip pembagi tegangan. Ketika resistansi yang diberikan semakin
tinggi, maka tegangan yang diberikan akan semakin besar. Sebaliknya, ketika resistansi yang diberikan semakin rendah maka
tegangan yang diberikan akan semakin kecil. Penggunaan variable resistor pada terminal gate dilakukan supaya kondisi kerja dari
thyristor dapat diketahui berdasarkan tegangan pemicu yang diberikan pada terminal gate.
Pada komponen elektronik berbahan semikonduktor seperti thyristor terdapat karakteristik yang menentukan kinerja yang
dihasilkan. Thyristor memiliki tiga karakteristik utama, yaitu forward blocking, reverse blocking, dan forward conducting. Forward
blocking merupakan kondisi ketika anoda diberi tegangan yang lebih positif dibandingkan katoda, tetapi tidak ada sinyal pemicu
pada kaki gate yang mengakibatkan hanya arus bocor dengan nilai yang rendah karena junction dari thyristor masih menahan arus.
Saat gate diberikan pemicu atau tegangan pada anoda diberikan mencapai nilai tegangan jatuh, maka thyristor akan berpindah pada
kondisi forward conducting. Pada kondisi ini, arus dari anoda ke katoda mengalir secara bebas dengan tegangan anoda-katoda
semakin kecil. Terakhir, pada thyristor terdapat kondisi reverse blocking. Reverse blocking pada thyristor merupakan suatu kondisi
dimana polaritas tegangan yang diberikan pada anoda lebih negatif dibanding katoda. Akibatnya, arus tidak mampu mengalir dari
anoda ke katoda dan thyristor hanya akan dialiri arus bocor hingga mencapai tegangan jatuh balik.
Pada percobaan karakteristik thyristor yang telah dilakukan, dapat diamati pada Tabel 1 hasil pengukuran tegangan
penyalaan yang diberikan pada kaki gate thyristor dan tegangan pada anoda-katoda thyristor. Kemudian, dapat diamati pada Tabel
2 bentuk kurva lissajous dari masing - masing hasil pengukuran tegangan yang telah dilakukan. Dapat diamati, pada saat tegangan
pemicu yang diberikan pada gate bernilai 0,004 Voltage, tegangan anoda-katoda memiliki nilai 13,8 Volt dan lampu yang digunakan
tidak menyala. Tegangan anoda-katoda yang sangat besar menunjukkan bahwa pada kaki gate thyristor arus pemicu yang diberi
belum cukup untuk memicu thyristor untuk aktif. Sehingga pada kondisi ini tegangan anoda-katoda memiliki nilai yang sangat besar
dan membuat thyristor masih dalam keadaan "off" dengan bentuk kurva lissajous pada Gambar 1 yang masih berupa sebuah lurus.
Kemudian, pada saat tegangan pemicu yang diberikan pada kaki gate thyristor adalah 1,143, lampu pada rangkaian mulai hidup
dengan tegangan pada anoda-katoda adalah 10,8 Volt. Hal ini menandakan bahwa pada tegangan 1,143 Volt merupakan tegangan
pemicu kaki gate untuk membuat thyristor menyala. Pada saat kaki gate berhasil dipicu oleh tegangan, tegangan anoda-katoda akan
mengalami penurunan karena junction pada thyristor terbuka yang mengakibatkan arus mengalir secara bebas antara anoda katoda
dan menghasilkan sebuah kurva lissajous dengan penurunan pada daerah konduksi yang dapat diamati pada Gambar 2. Selanjutnya,
variable resistor diatur dengan kondisi separuh dari dari nilai maksimunya dengan menghasilkan tegangan penyalaan gate adalah
1,22 Volt dan tegangan anoda-katoda 9,20 Volt. Terakhir, ketika variable resistor diatur mencapai nilai maksimum, tegangan
penyalaan gate yang dihasilkan adalah 1,24 Volt dan tegangan anoda-katoda adalah 8,40 Volt. Berdasarkan percobaan yang telah
dilakukan, dapat diketahui bahwa saat tegangan penyalaan gate yang diberikan semakin besar, maka tegangan anoda-katoda akan
semakin kecil.
Berdasarkan karakteristik yang dimiliki oleh thyristor dan hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa
thyristor mempunyai kinerja yang baik dalam mengendalikan beban listrik seperti lampu pada sumber arus AC. Komponen ini
berfungsi sebagai saklar elektronik yang dapat menyalakan dan mematikan beban berdasarkan sinyal pemicu yang diberikan pada
kaki gate. Dengan kemampuan switching yang sangat cepat dan efisien, thyristor banyak dimanfaatkan di dunia industri.
Pemanfaatan thyristor diantaranya adalah untuk mengatur kecepatan motor listrik, mengendalikan intensitas pencahayaan, mengatur
nilai daya pemanas, serta dapat digunakan dalam sistem pengendali daya dan konversi energi.
3
4.
Kesimpulan
Adapun kesimpulan pada percobaan karakteristik thyristor adalah sebagai berikut.
1. Pada percobaan, karakteristik thyristor telah berhasil ditampilkan pada osiloskop. Saat thyristor berada dalam keadaan
off karena berada pada kondisi forward blocking, kurva yang dihasilkan menampilkan sebuah garis lurus. Sedangkan,
pada saat thyristor berada pada keadaan on karena kondisi forward conducting, kurva menunjukkan penurunan pada
daerah konduksi.
2. Tegangan penyalaan gate (UGT) dan tegangan jatuh konduksi (UBO) memiliki hubungan yang berbanding terbalik pada
thyristor. Saat UGT yang diberikan memiliki nilai yang lebih besar, proses penyalaan thyristor menjadi lebih cepat dan
konduksinya semakin sempurna, sehingga UBO yang terjadi antara anoda dan katoda menjadi lebih kecil. Sebaliknya,
ketika nilai UGT terlalu kecil, thyristor sulit mencapai kondisi konduksi penuh, sehingga UBO cenderung lebih tinggi.
4
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
T. Tarmizi, “Jurnal Rekayasa Elektrika,” Jurnal Rekayasa Elektrika, vol. 9, no. 1, pp. 16–23, 2010.
A. Yusuf, T. Tohir, and Y. Santosa, “Simulasi Pengendali Sudut Fasa Pada Rangkaian Penyearah Terkendali Dengan Arduino
Berbasis Proteus,” in Prosiding The 13th Industrial Research Workshop and National Seminar, Jul. 2022, pp. 7–13.
R. Sutjipto, I. N. Syamsiana, and W. P. Suryaningsih, “Analisis Pengaruh Pengaturan Sudut Penyalaan Thyristor Pada
Tegangan Eksitasi Terhadap Keluaran Daya Reaktif Generator di PT.PJB PLTU Gresik Unit 3,” ELPOSYS: Jurnal Sistem
Kelistrikan, vol. 8, no. 3, 2021.
E. Agung Nugroho, N. Roni Wibowo, I. Setiawan, and Janizal, “SISTEM KONTROL KECEPATAN MOTOR UNIVERSAL
MENGGUNAKAN PID ARDUINO,” Jurnal RAMATEKNO, vol. 3, no. 1, pp. 22–29, 2023.
5
LAMPIRAN A TUGAS MODUL
1)
Jelaskan fungsi dari diode D1!
Jawab :
Pada rangkaian percobaan yang telah dibuat, dioda D1 memiliki fungsi sebagai penyearah setengah untuk membuat sinyal
AC hanya memiliki polaritas positif saja dengan memblok kutub negatif yang dimiliki oleh sinyal AC. Hal tersebut
dilakukan karena thyristor hanya dapat mengalirkan arus dari anoda ke katoda ketika tegangan yang diberikan pada gate
memiliki polaritas yang positif. Dengan adanya dioda D1, tegangan yang diberikan hanya mempunyai polaritas yang positf
sehingga arus dan anoda ke katoda dapat mengalir.
2)
Apa hubungan antara tegangan penyalaan gate (UGT) dengan tegangan jatuh konduksi (UBO)?
Jawab :
Tegangan penyalaan gate (UGT) dan tegangan jatuh konduksi (UBO) memiliki hubungan yang berbanding terbalik pada
thyristor. Saat UGT yang diberikan memiliki nilai yang lebih besar, proses penyalaan thyristor menjadi lebih cepat dan
konduksinya semakin sempurna, sehingga UBO yang terjadi antara anoda dan katoda menjadi lebih kecil. Sebaliknya, ketika
nilai UGT terlalu kecil, thyristor sulit mencapai kondisi konduksi penuh, sehingga UBO cenderung lebih tinggi.
A-1