DISKRIPSI MENGENAI KOMPONEN
INTEGRATED CIRCUIT (IC)
1. Dasar
Teori
Pengertian
IC (Integrated Circuit) dan Aplikasinya
Pengertian IC
(Integrated Circuit) dan Aplikasinya – Integrated Circuit atau disingkat dengan IC adalah Komponen
Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan, ribuan bahkan jutaan
Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang diintegrasikan menjadi suatu
Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bahan utama yang membentuk
sebuah Integrated Circuit (IC) adalah Bahan Semikonduktor. Silicon merupakan
bahan semikonduktor yang paling sering digunakan dalam Teknologi Fabrikasi
Integrated Circuit (IC). Dalam bahasa Indonesia, Integrated Circuit atau IC ini
sering diterjemahkan menjadi Sirkuit Terpadu.
Sejarah Singkat IC (Integrated
Circuit). Teknologi Integrated Circuit (IC)
atau Sirkuit Terpadu ini pertama kali diperkenalkan pada tahun 1958 oleh Jack
Kilby yang bekerja untuk Texas Instrument, setengah tahun kemudian Robert Noyce
berhasil melakukan fabrikasi IC dengan sistem interkoneksi pada sebuah Chip
Silikon. Integrated Circuit (IC) merupakan salah satu perkembangan Teknologi
yang paling signifikan pada abad ke 20.
Sebelum ditemukannya IC, peralatan Elektronik saat itu umumnya
memakai Tabung Vakum sebagai komponen utama yang kemudian digantikan oleh
Transistor yang memiliki ukuran yang lebih kecil. Tetapi untuk merangkai sebuah
rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks, memerlukan komponen Transistor
dalam jumlah yang banyak sehingga ukuran perangkat Elektronika yang
dihasilkannya pun berukuran besar dan kurang cocok untuk dapat dibawa
berpergian (portable).
Teknologi IC (Integrated Circuit) memungkinkan seorang perancang
Rangkaian Elektronika untuk membuat sebuah peralatan Elektronika yang lebih
kecil, lebih ringan dengan harga yang lebih terjangkau. Konsumsi daya listrik
sebuah IC juga lebih rendah dibanding dengan Transistor. Oleh karena itu, IC
(Integrated Circuit) telah menjadi komponen Utama pada hampir semua peralatan
Elektronika yang kita gunakan saat ini.
Tanpa adanya Teknologi IC (Integrated Circuit) mungkin saat ini
kita tidak dapat menikmati peralatan Elektronika Portable seperti Handphone,
Laptop, MP3 Player, Tablet PC, Konsol Game Portable, Kamera Digital dan
peralatan Elektronika yang bentuknya kecil dan dapat dibawa bepergian
kemana-mana.
Dibawah ini adalah gambar IC
(Integrated Circuit) dan Simbolnya
Aplikasi dan Fungsi IC (Integrated
Circuit). Berdasarkan Aplikasi dan
Fungsinya, IC (Integrated Circuit) dapat dibedakan menjadi IC Linear, IC
Digital dan juga gabungan dari keduanya.
A. IC Linear
IC
Linear atau disebut juga dengan IC Analog adalah IC yang pada umumnya berfungsi
sebagai :
§ Penguat Daya (Power Amplifier)
§ Penguat Sinyal (Signal Amplifier)
§ Penguat Operasional (Operational
Amplifier / Op Amp)
§ Penguat Sinyal Mikro (Microwave
Amplifier)
§ Penguat RF dan IF (RF and IF
Amplifier)
§ Voltage Comparator
§ Multiplier
§ Penerima Frekuensi Radio (Radio
Receiver)
§ Regulator Tegangan (Voltage
Regulator)
B. IC Digital
IC
Digital pada dasarnya adalah rangkaian switching yang tegangan Input dan
Outputnya hanya memiliki 2 (dua) level yaitu “Tinggi” dan “Rendah” atau dalam
kode binary dilambangkan dengan “1” dan “0”.
IC Digital pada umumnya berfungsi
sebagai :
§ Flip-flop
§ Gerbang Logika (Logic Gates)
§ Timer
§ Counter
§ Multiplexer
§ Calculator
§ Memory
§ Clock
§ Microprocessor (Mikroprosesor)
§ Microcontroller
Hal
yang perlu dingat bahwa IC (Integrated circuit) merupakan Komponen Elektronika
Aktif yang sensitif terhadap pengaruh Electrostatic Discharge (ESD). Jadi,
diperlukan penanganan khusus untuk mencegah terjadinya kerusakan pada IC
tersebut.
Kelebihan dan Keterbatasan IC (Integrated Circuit)
Integrated
Circuit (IC) atau Sirkuit Terpadu merupakan Komponen penting dalam setiap
Peralatan Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada
Zaman sekarang, peralatan Elektronika yang canggih seperti Handphone,
Komputer, Audio/Video Player, Televisi, Kamera Digital, Konsol Game dan Tablet
PC sudah tidak lepas dari penggunaan IC (Integrated Circuit) sebagai
Komponen Utamanya.
Meskipun
memiliki banyak kelebihan dan memegang peranan yang sangat penting dalam
perkembangan Teknologi dan industri Elektronika, Integrated Circuit atau
IC juga memiliki berbagai keterbatasan ataupun kelemahan yang tentunya
memerlukan Komponen Elektronika lainnya sebagai pendukung agar Rangkaian yang
dirancang tersebut memenuhi kebutuhan dan fungsi yang diinginkan.
Sebagai
salah satu contohnya, Integrated Circuit (IC) merupakan komponen
Elektronika yang hanya dapat beroperasi di tegangan yang rendah (misalnya
5V ataupun 12V). Oleh karena itu, jika sumber tegangannya lebih tinggi daripada
yang ditentukan, maka diperlukan Adaptor ataupun rangkaian khusus untuk
menurunkan tegangan dan arus listriknya.
Pada
umumnya, kita dapat menemukan Adaptor sebagai penurun tegangan pada Laptop
ataupun Handphone, Power supply yang mengkonversikan tegangan 220V agar dapat
menyediakan sumber tegangan 5V untuk Motherboard dan Processor Komputer.
Disamping itu, kita juga dapat menemukan banyak komponen Elektronika pendukung
lainnya disekitar Komponen IC (Integrated Circuit) yang salah satu fungsinya
adalah untuk memberikan sumber tegangan dan arus yang cocok untuk
mengoperasikan IC.
Berikut ini adalah beberapa
Kelebihan dan keterbatasan Integrated Circuit atau IC :
Keunggulan
/ kelebihan IC (Integrated Circuit)
1.
Berukuran Kecil.
2.
Lebih Ringan.
3.
Harga lebih murah karena dapat diproduksi dalam jumlah yang
banyak dan serentak dalam 1 (satu) wafer.
4. Lebih handal karena tidak memerlukan hubungan solder dan interkoneksi
yang sangat sedikit di dalam Internal komponen IC.
5. Mengkonsumsi daya listrik yang lebih kecil, hal ini dikarenakan
ukuran IC yang kecil sehingga pemakaian daya listrik pun lebih kecil.
6. Lebih mudah diganti dan troubleshooting (perbaikan) jika terjadi
kerusakan pada rangkaian Elektronika.
7. Cocok untuk operasi sinyal rendah.
8. Dapat melakukan fungsi yang lebih kompleks dan rumit.
Kelemahan / Keterbatasan IC
(Integrated Circuit)
1. Tidak dapat menghasilkan daya yang tinggi.
2. Hanya dapat beroperasi di tegangan rendah.
3. Memerlukan penanganan yang lebih hati-hati, IC tidak tahan
terhadap penanganan yang kasar serta sangat sensitif dengan Electrostatic
Discharge (ESD).
4. Tidak tahan terhadap Suhu yang tinggi. Oleh karena itu, memerlukan
ventilasiataupun kipas dan Heatsink untuk membantu menurunkan suhu di sekitar
IC.
5.
Tidak tahan terhadap tegangan tinggi yang berlebihan (Toleransi
Tegangan sangat kecil dan terbatas) karena dapat merusak komponen internal IC.
Untuk mengetahui Karakteristik ataupun tegangan IC yang cocok, diperlukan
Datasheet dari Produsen IC dalam merancang (design) Rangkaian Elektronika.
6. Memerlukan koneksi luar ke komponen Induktor dan
Transformator (Trafo) untuk melakukan fungsi-fungsi yang berkaitan dengan
Induksi dan Elektromagnetik. Hal ini dikarenakan Teknologi IC saat ini belum
memungkinkan untuk meng-integrasi-kan Induktor dan Transformator ke dalam
Internal IC.
7.
Memerlukan koneksi luar ke komponen Kapasitor untuk
nilai kapasitansi yang lebih dari 30pF.
Jenis-jenis Pengelompokan IC
(Integrated Circuit)
Jenis-jenis
Pengelompokan IC (Integrated Circuit)– Integrated
Circuit atau sering disingkat dengan IC adalah komponen yang sering dijumpai
dalam rangkaian elektronika modern dan canggih. Hampir semua perangkat
Elektronik yang kita pergunakan saat ini memakainya. Kepopuleran IC ini
dikarenakan kemampuannya yang dapat meng-integrasikan ratusan bahkan jutaan
Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor ke dalam suatu kemasan yang cukup
kecil. Dalam bahasa Indonesia, Integrated Circuit atau IC ini sering disebut
dengan Sirkuit Terpadu.
Jenis-jenis Pengelompokan IC
Pada
dasarnya, ada banyak jenis pengklasifikasian pada IC. Ada yang
mengelompokan IC berdasarkan aplikasinya, ada yang mengelompokannya berdasarkan
jumlah komponen yang digunakan, ada yang mengelompokannya berdasarkan bentuk
kemasannya, ada yang mengelompokannya berdasarkan fungsinya dan juga ada yang
mengelompokkannya berdasarkan Teknik Pembuatannya.
Berikut ini adalah Jenis-jenis IC
(Integrated Circuit) yang dikelompokkan berdasarkan kriteria-kriteria yang
disebut diatas.
A.
Pengelompokan IC berdasarkan Aplikasinya
Berdasarkan Aplikasinya, IC dapat
dibagikan menjadi 3 jenis, yaitu IC Analog, IC Digital dan IC Campuran (Mixed
Integrated Circuit).
þ IC Analog
IC
Analog adalah IC yang beroperasi pada sinyal yang berbentuk gelombang kontinyu.
Contoh IC jenis Analog ini seperti IC Penguat daya, IC Penguat sinyal, IC
Regulator Tegangan, IC Multiplier dan IC Op-Amp.
þ IC Digital
IC
Digital adalah IC yang beroperasi pada sinyal digital yaitu sinyal yang hanya
memiliki 2 level yakni “Tinggi” dan “Rendah” atau dilambangkan dengan kode
Binary “1” dan “0”. Contoh IC Digital seperti IC Mikroprosesor, IC Flip-flip,
IC Counter, IC Memory, IC Multiplexer dan IC Mikrocontroller.
þ IC Campuran (Mixed IC)
Yang
dimaksud dengan IC Campuran atau Mixed IC adalah IC yang mengkombinasikan
fungsi IC Analog dan IC Digital ke dalam kemasan satu IC. Pada umumnya, IC
jenis Kombinasi Digital dan Analog ini digunakan sebagai IC yang
mengkonversikan sinyal Digital menjadi Analog (D/A Converter) ataupun sinyal
Analog menjadi sinyal Digital (A/D Converter). Seiring dengan perkembangan
Teknologi IC, IC jenis Campuran ini memungkinkan untuk mengintegrasikan Sinyal
Digital dengan fungsi RF kedalam satu kemasan IC.
B.
Pengelompokan IC berdasarkan Jumlah Komponennya
Dibawah ini adalah pengelompokan
jenis-jenis IC berdasarkan jumlah komponennya terutama pada jumlah Komponen
Transistor yang terdapat dalam satu kemasan IC.
þ Small-scale integration (SSI)
Small-scale integration atau IC SSI
adalah IC yang berskala kecil yaitu hanya terdiri dari beberapa Transistor
didalamnya.
þ Medium-scale integration (MSI)
Medium-scale integration (MSI) ini
terdiri dari ratusan Transistor dalam sebuah kemasan IC. IC yang berskala
Menengah ini dikembangkan pada tahun 1960-an dan lebih ekonomis jika dibanding
dengan IC Small-scale integration (SSI).
þ Large-scale integration (LSI)
Large-scale integration atau LSI
adalah IC yang terdiri dari ribuan Transistor didalamnya. IC Mikroprosesor
pertama yang dikembangkan untuk Kalkulator dikembangkan pada tahun 1970-an
memiliki kurang dari 4000 buah Transistor.
þ Very large-scale integration (VLSI)
Very large-scale integration atau
disingkat dengan IC VLSI adalah IC yang terdiri dari puluhan ribu hingga
ratusan ribu transistor didalam kemasannya. IC yang berskala sangat besar ini
dikembangkan mulai tahun 1980-an.
þ Ultra large-scale integration (ULSI)
Ultra large-scale integration
(ULSI) adalah IC yang terdiri dari lebih dari 1 juta Transistor didalammnya.
C.
Pengelompokan IC berdasarkan Teknik Pembuatannya
Berdasarkan Teknik Pembuatannya
atau cara Manufakturingnya, IC dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu IC Thin and
Thick Film, IC Monolitik dan IC Hybrid atau IC Multichip
þ IC Monolitik (Monolithic IC)
IC Monolitik merupakan IC yang
mengintegrasikan Komponen Pasif dan Komponen Aktif pada satu chip tunggal
Silikon sebagai bahan semikonduktornya. Konsep Manufaktur IC Monolitik ini
dapat menghasilkan IC yang memiliki keandalan yang tinggi dengan biaya produksi
yang rendah. IC jenis ini banyak ditemui di rangkaian Televisi, Amplifier,
Regulator Tegangan dan Penerima AM/FM.
þ Thin and Thick Film IC
Thin Film IC dan Thick Film IC
relatif lebih besar dari IC Monolitik. Hal ini dikarenakan hanya komponen pasif
(resistor dan kapasitor) yang dapat diintegrasikan pada wafer IC sedangkan
komponen aktif seperti Transistor dan Dioda tidak dapat diintegrasikan dan
harus dihubungkan secara terpisah yang membentuk rangkaian tersendiri di dalam
kemasan IC.
Thin Film IC dan Thick Film IC
memiliki karakteristik dan bentuk yang hampir sama, perbedaannya hanya terletak
pada proses pembentukan komponen pasifnya. Thin Film IC menggunakan teknik
penguapan atau teknik katoda-sputtering sedangkan Thick Film IC menggunak
teknik Sablon.
þ IC Hybrid atau IC Multi-chip
Seperti namanya, IC Hybrid atau IC
Multi-chip ini terbuat dari sejumlah chip yang dihubungkan menjadi satu sirkuit
terintegrasi. IC jenis ini biasanya digunakan dalam rangkaian Penguat
(Amplifier) yang berdaya tinggi mulai 5W hingga lebih dari 50W. Kinerja IC
Hybrid ini lebih baik dibanding dengan IC Monolitik.
D.
Pengelompokan IC berdasarkan Kemasan (Package)
Berdasarkan
Kemasannya, IC dapat dibedakan menjadi :
§ SIP (Single In-line Packages)
§ DIP (Dual In-line Packages)
§ SOP (Small Outline Packages)
§ QFP (Quad Flat Packages)
§ BGA (Ball Grid Arrays)
E. Pengelompokan IC berdasarkan Fungsi umumnya
Selain pengelompokan-pengelompokan
diatas, ada yang mengelompokkan IC berdasarkan Fungsi umumnya, yaitu :
§ IC Logic Gates, yaitu IC yang
berfungsi sebagai Gerbang Logika.
§ IC Comparator, yaitu IC yang
berfungsi sebagai Komparator (Pembanding)
§ IC Timer, yaitu IC yang berfungsi
sebagai penghitung waktu (timer)
§ IC Switching, yaitu IC yang
berfungsi sebagai Switch (sakelar)
§ IC Audio Amplifier, yaitu IC yang
berfungsi sebagai penguat Audio.
2. Identifikasi komponen / Membaca Nilai
3. Cara
Melakukan Pengukuran
Mengenal IC 555 (IC Timer) dan Konfigurasi kakinya
Mengenal IC 555 (IC Timer) dan Konfigurasi kakinya – IC Timer atau
IC Pewaktu adalah jenis IC yang digunakan untuk berbagai Rangkaian Elektronika
yang memerlukan fungsi Pewaktu dan multivibrator didalamnya. Beberapa rangkaian
yang memerlukan IC Timer diantaranya seperti Waveform Generator, Frequency
Meter, Jam Digital, Counter dan lain sebagainya. IC Timer atau IC Pewaktu yang
paling populer saat ini adalah IC 555 yang dikembangkan oleh Hans R. Camenzind
yang bekerja untuk Signetic Corporation pada tahun 1970-an. Pada dasarnya, IC
Timer 555 merupakan IC Monolitik pewaktu yang menghasilkan Osilasi (Oscilation)
dan Waktu Penundaan (Delay Time) dengan keakuratan dan kestabilan tinggi.
IC Timer 555 yang umum digunakan adalah IC Timer 555 yang berbentuk DIP
(Dual Inline Package) dengan 8 kaki terminalnya. Namun seiring dengan
perkembangannya, saat ini kita dapat menemui beberapa versi IC 555, diantaranya
seperti IC 556 yang menggabungkan 2 buah IC 555 dalam satu kemasan (14 kaki),
IC 558 yang menggabungkan 4 buah IC555 dalam satu kemasan (16 kaki) serta IC555
yang mengkonsumsi daya rendah seperti 7555 dan TLC555. Harga sebuah IC 555 yang
berbentuk DIP 8 kaki cukup murah, yaitu sekitar Rp. 2.000 hingga Rp. 5.000
tergantung merek dan tipenya.
Nama IC 555 diambil dari 3 buah resistor yang terdapat dalam kemasan IC
dengan nilai masing-masingnya 5kΩ.
Berikut ini adalah susunan dan konfigurasi
Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.
1.
Kaki 1 (GND) : Terminal Ground
atau Terminal Negatif sumber tegangan DC.
2. Kaki 2 (TRIG) : Terminal Trigger
(Pemicu), digunakan untuk memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan
terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju
ke <1 1="" cc="" dari="" ebih="" kecil="" o:p="">
3. Kaki 3 (OUT) : Terminal Output
(Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.
4. Kaki 4 (RESET) : Terminal Reset.
Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan
perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi
ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”.
5. Kaki 5 (CONT) : Terminal Control
Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan
internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.
6.
Kaki 6 (THRES) : Terminal
Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada
Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low
menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).
7. Kaki 7 (DISCH) : Terminal
Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan
pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah “High”. Kaki Discharge ini
biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval
pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi
pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan
dari IC555.
8.
Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif
sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).
Referensi :
1. Buku pedoman bahan pengajaran "MENERAPKAN KONSEP ELEKTRO DIGITAL
DAN PEKERJAAN DASAR ELEKTROMEKANIK" Penyusun oleh ROBIANSYAH edisi
tahun 2017.
2. Buku pedoman bahan pengajaran "PEMBUATAN DAN PEMELIHARAAN PERALATAN
ELEKTRONIKA (P3E)" Penyusun oleh ROBIANSYAH edisi tahun 2017.
3. Desain Astable Multivibrator menggunakan Electonic Workbench oleh Robiansyah
kebutuhan praktek Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jurusan Program study
Elektro Industri tahun 2001.
4. www.teknikelektronika.com.
5. www.ilmupengetahuanumum.com.
