Uploaded by Regina Christanty Beatrix

Sejarah dan Perkembangan IC

advertisement
MAKALAH
PERKEMBANGAN IC
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2012
1.
DEFENISI DAN KARATERISTIK IC
Integrated Circuit (IC) sebenarnya adalah suatu media yang berisi berbagai macam
komponen elektronika yang terintegrasi dan terhubung satu dengan lainnya sedemikian rupa
untuk melaksanakan suatu fungsi tertentu. IC umumnya berwarna hitam dengan kaki-kaki yang
banyak sehingga kadang disebut dengan komponen “kaki seribu”. Bila Anda pernah membuka
casing komputer atau peralatan elektronik lainnya dan melongok ke dalamnya, Anda akan
melihat banyak sekali benda segi panjang atau bujur sangkar berwarna hitam atau kadang abuabu dengan tulisan kode-kode tertentu di punggungnya, itulah yang dinamakan dengan IC.
IC (integrated Circuit) ini mempunyai fungsi dari beberapa komponen-komponen
elektronika lainnya, seperti : transistor, dioda dan LED, resistor, dan kondensator yang digabung
menjadi satu alat yang memilik banyak fungsi. Dengan adanya IC ini, maka alat-alat elektronika
itu semakin hari akan semakin kecil dan lebih simpel dalam pemakaiannya. Satu IC dapat berisi
ribuan bahkan jutaan komponen elektronika seperti resistor, capacitor dan transistor. Prosesor
Pentium IV berisi lebih dari 10 juta transistor di dalam IC-nya. Betapa kecilnya komponenkomponen elektronika tersebut hingga mampu berdesakdesakan dalam jumlah yang sangat
banyak di dalam sebuah IC yang ukurannya tidak lebih dari 25 cm2. Itulah kehebatan teknologi
elektronika. IC sendiri dipergunakan untuk bermacam-macam piranti, termasuk televisi, telepon
seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai perlengkapan audio dan video.
Umumnya, bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembuatan IC, adalah silikon.
Beberapa bahan lain pun juga memungkinkan untuk digunakan. Proses pembuatan IC sendiri
terdiri dari ratusan step. Meskipun proses pembutan hingga siap untuk digunakan sangatlah
rumit, namun keuntungan yang didapat dari fleksibilitas sebuah IC dibandingkan dengan jika
tidak menggunakan IC.
Gambar 1. Bentuk seperti Transistor
Bentuk IC bisa bermacam-macam, ada yang berkaki 3 misalnya LM7805, ada yang seperti
transistor dengan kaki banyak misalnya LM741.
Gambar 2. IC Single In Line
Bentuk IC ada juga yang menyerupai sisir (single in line), bentuk lain adalah segi empat
dengan kaki-kaki berada pada ke-empat sisinya, akan tetapi kebanyakan IC berbentuk dual in
line (DIL).
Gambar 3. Dual In Line (DIL)
IC yang berbentuk bulat dan dual in line, kaki-kakinya diberi bernomor urut dengan urutan
sesuai arah jarum jam, kaki nomor SATU diberikan bertanda titik atau takikan. Setiap IC
ditandai dengan nomor type, nomor ini biasanya menunjukkan jenis IC, jadi bila nomornya sama
maka IC tersebut sama fungsinya. Kode lain menunjukkan pabrik pembuatnya, misalnya
operational amplifier type 741 dapat muncul dengan tanda uA-741, LM-741, MC-741, RM-741
SN72-741 dan sebagainya.
Suatu kelompok IC disebut IC linear, antara lain IC regulator, Operational Amplfier, audio
amplifier dan sebagainya. Sedangkan kelompok IC lain disebut IC digital misalnya NAND,
NOR, OR, AND EXOR, BCD to seven segment decoder dan sebagainya.
Jenis IC yang sekarang berkembang dan banyak digunakan adalah Transistor-Transistor
Logic (TTL) dan Complimentary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). Jenis CMOS banyak
terdapat di pasaran ialah keluarga 4000, misalnya 4049, 4050 dan sebagainya. Jenis TTL ditandai
dengan nomor awal 54 atau 74. Prefix 54 menandakan persyaratan militer ialah mampu bekerja
dari suhu -54 sampai 125o C. Sedangkan prefix 74 menandakan persyaratan komersial ialah
mampu bekerja pada suhu 0 sampai 70o C.
Penomoran TTL dilakukan dengan 2, 3 atau 4 digit angka mengikuti prefix-nya, misalnya
7400, 74192 dan sebagainya. Huruf yang berada diantara prefix dan suffix menandakan
subfamily-nya. Misalnya AS (Advance Schottkey), ALS (Advance Low Power Schottkey), H
(High Speed), L (Low Speed), LS (Low Power Schottkey) dan S (Schottkey).
Apabila dibandingkan rangkaian dengan menggunakan transistor dengan rangkaian
menggunakan IC, cenderung penggunaan IC lebih praktis dan biayanya relatif ebih ringan.
Pada saat ini sudah berkembang banyak sekali jenis IC, jenisnya sampai ratusan sehingga
tidak mungkin dibicarakan secara umum. Untuk menggunakan IC kita harus mempunyai
vademicum IC yang diterbitkan oleh pabrik-pabrik pembuatnya. Setiap jenis IC mempunyai
penjelasan sendiri-sendiri mengenai sifatnya dan cara penggunaannya.
Fabrikasi IC berdasarkan atas bahan-bahan, proses-proses, dan prinsip-prinsip perancangan
yang digunakan, yang menimbulkan teknologi semikonduktor (teknologi silikon) atau teknologi
rangkaian terintegrasi atau teknologi mikroelektronika yang sedang berkembang dengan cepat.
Struktur dasar sebuah IC sederhana seperti gambar di bawah ini, yaitu struktur IC gerbangDioda
Transistor Logic Inverter (DTL Inverter) dengan satu input, yang terdiri empat lapisan bahan
yang berlainan.
Lapisan terbawah (1) adalah silikon jenis-p (tebal 6 mil) sebagai substrat, yang di atasnya akan
dibentuk IC-nya.
Lapisan kedua (2) adalah lapisan jenis-n yang tipis (biasanya 25 mikrometer = 1 mil) yang
ditumbuhkan sebagai kelanjutan lapisan substrat kristal tunggal. Semua komponen baik yang
aktip maupun yang pasip dibentuk di dalam lapisan kedua (jenis-n) yang tipis ini dengan
menggunakan seranngkaian proses difusi. Komponen-komponen itu adalah transistor, dioda,
kapasitor, dan resistor, yang dibuat dengan jalan mendifusikan impuriti jenis-p dan impuriti
jenis-n.
Komponen yang paling rumit difabrikasi adalah transistor, sedangkan komponenkomponen yang lain diproses melalui salah satu atau lebih cara proses untuk membuat
transistorn itu.
Dalam fabrikasi semua komponen di atas tadi diperlukan untuk mendistribusikan impuriti
pada bagian-bagian tertentu secara tepat ke dalam lapisan (2) adalah jenis-n
Difusi impuriti itu dilakukan secara selektip dengan menggunakan lapisan pelindung
silikon dioksida (SiO2) untuk melindungi bagian wafer yang lain terhadap perembesan impuriti.
Jadi, lapisan (3) adalah silikon dioksida (SiO2), dan silikon dioksida itu juga sebagai pelindung
permukaan wafer dari kontaminasi.
Pada bagian-bagian yang akan dilaksanakan difusi, lapisan silikon oksidanya dikikis (dietching) habis, bagian silikon sisanya tetap terlindungi dari proses difusi. Untuk pengikisan
silikon dioksida secara selektip dikerjakan dengan proses fotolitografi pada lapisan silikon
dioksida.
Terakhir, untuk membuat interkoneksi antar komponen, di atas permukaan wafer di lapisi
dengan lapisan metalik (aluminum) sebagai lapisan keempat (4). Kemudian dengan proses
fotolitografi dan proses etching di atas lapisan (4) dibuat pola interkoneksinya.
2. SEJARAH IC (INTEGRATED CIRCUIT)
Evolusi teknologi elektronika diawali dari keinginan manusia untuk melakukan
otomatisasi pekerjaannya baik di kantor maupun di rumah. Pada awalnya semua pekerjaan itu
dilakukan secara manual dengan bantuan hewan atau alat-alat lainnya. Revolusi industri dunia
yang dipelopori oleh negara Inggris telah mengubah wajah industri dari tenaga kasar ke tenaga
mesin. Secara perlahan tetapi pasti tenaga mesin konvensional mulai ditinggalkan dengan
ditemukannya komponen-komponen elektronika yang digunakan untuk membuat mesin yang
lebih baik.
Salah satu penemuan besar manusia adalah peralatan elektronika “pintar” yang
dinamakan dengan komputer. Komputer generasi pertama menggunakan komponen elektronika
dalam bentuk tabung sehingga bentuknya sangat besar, memakan tempat dan tidak portable.
Perkembangan teknologi elektronika yang sangat pesat seiring dengan kebutuhan manusia akan
peralatan yang kompak dan dapat dibawa ke mana-mana memunculkan ide untuk memperkecil
ukuran komponenkomponen elektronika tersebut. Ide ini akhirnya dapat direalisasikan setelah
ditemukannya teknologi yang memungkinkan mereka mengimplementasikan hal ini yakni
teknologi Integrated Circuit (IC).
IC ditemulan pada tahun 1958 oleh seorang insinyur bernama Jack Kilby yang bekerja
pada Texas Intruments mencoba memecahkan masalah dengan memikirkan sebuah konsep
menggabungkan seluruh komponen elektronika dalam satu blok yang dibuat dari bahan
semikonduktor. Penemuan itu kemudian dinamakan IC (Integrated Circuit) atau yang kemudian
lazim disebut chip. Beberapa saat setelah itu, Robert Noyce, yang bekerja pada Fairchild
Semiconductor Corporation, menemukan hal serupa, meskipun mereka bekerja pada dua tempat
yang berbeda.
Semenjak itu banyak riset yang dilakukan untuk mengembangkan IC (integrated circuit)
atau Chip hingga saat ini. Seorang pendiri Intel, Gorden Moore, pada tahun 1965 memperkirakan
bahwa jumlah transistor yang terdapat dalam sebuah IC akan bertambah 2 kali setiap 18 bulan
sekali. Kecenderungan peningkatan jumlah transistor ini telah terbukti setelah sekian lama dan
diperkirakan akan terus berlanjut.
Hal ini dapat dilihat pada perkembangan IC, sebuah 64-Mbit DRAM yang pertama kali di
pasaran pada tahun 1994, terdiri dari 3 juta transistor. Dan microprocessor Intel Pentium 4 terdiri
lebih dari 42 juta transistor dan kira-kira terdapat 281 IC didalamnya.
Pada awalnya jumlah komponen yang dapat dimasukkan ke dalam sebuah IC sangat
terbatas. Perkembangan teknologi IC mampu mengatasi hal ini sehingga kita mengenal istilah
LSI, VLSI dan ULSI. LSI adalah singkatan dari Large Scale Integration sedangkan VLSI adalah
singkatan dari Very LSI dan ULSI dari Ultra LSI. ULSI mengandung jumlah transistor lebih
banyak dibandingkan VLSI dan seterusnya. Pada tahun 1965, pendiri Intel Gordon Moore
mengatakan bahwa jumlah transistor per inci persegi di dalam sebuah IC akan meningkat dua
kali lipat setiap tahun dan ini menjadi kenyataan. Lalu bagaimana caranya memasukkan berjutajuta transistor ke dalam sebuah IC seperti prosesor Pentium IV ? Hal ini dapat dilaksanakan
dengan ditemukannya teknologi Nano yang memungkinkan untuk membuat transistor dengan
ukuran 0,18 micron atau 0,18 x 10-6 m, betapa kecilnya.
Proses pembuatan IC diawali dari merancang rangkaian elektronika sesuai dengan fungsi
yang diharapkan. Rancangan ini kemudian dituangkan ke bentuk IC melalui proses yang cukup
panjang dan hati-hati. Wadah yang digunakan untuk mengimplementasikan rangkaian
elektronika ini dinamakan dengan wafer. Satu lembar wafer dapat berharga berjuta-juta rupiah
sehingga agar break event point atau kembali modal plus keuntungan, pabrik pembuat IC akan
memproduksinya dalam jumlah besar. Pengerjaan IC ini harus dilakukan dalam ruangan dengan
suhu di bawah 18o C dengan konsentrasi debu satu pro mil atau 1/1000 dan pekerjanya harus
menggunakan pakaian khusus seperti dokter bedah. Mengapa demikian ? Aturan ini
diberlakukan untuk mencegah debu yang menempel di baju, di tangan atau yang melayang di
udara menempel pada rancangan rangkaian elektronika di wafer. Pada kadar tertentu, debu yang
menempel dapat mempengaruhi karakteristik IC yang dibuat dan dapat menggagalkan produksi.
Kegiatan pembuatan IC seperti di atas tidak sulit untuk rangkaian-rangkaian sederhana
dengan
jumlah
komponen
yang
minim.
Namun
pada
saat
rangkaian
yang
akan
diimplementasikan sangat kompleks dengan komponen yang ribuan jumlahnya diperlukan cara
lain agar perancangannya lebih cepat dan meminimisasi kemungkinan kesalahan yang dapat
berakibat fatal. Dengan tujuan agar IC yang dibuat telah benar-benar memenuhi persyaratan
yang diberikan, dirancanglah suatu perangkat lunak (software) untuk tugas-tugas peracangan IC
yang dinamakan dengan Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description
Language (VHSIC HDL) yang lebih dikenal dengan VHDL.
VHDL adalah software yang digunakan untuk menerangkan tingkah laku dan struktur
rancangan perangkat keras (hardware) sistem digital elektronika baik rangkaian digital
konvensional maupun Applied Specific Integrated Circuit (ASIC) dan Field Programmable
Gate Array (FPGA). Pada dasarnya VHDL dirancang untuk mengisi sejumlah kebutuhan dalam
proses perancangan sistem digital elektronika. Pertama, ia mengijinkan penjelasan struktur suatu
rancangan yakni bagaimana rancangan itu didekomposisi ke dalam sub-sub rancangan dan
bagaimana sub-sub rancangan tersebut berhubungan. Kedua, ia mengijinkan penspesifikasian
fungsi suatu rancangan menggunakan bentuk-bentuk bahasa pemrograman yang sudah dikenal.
Ketiga, sebagai hasil akhir, ia mengijinkan suatu rancangan disimulasikan sebelum diproduksi
sehingga para perancangnya dapat dengan cepat membandingkan alternatif-alternatif dan
menguji ketepatan fungsinya tanpa penundaan dan penambahan biaya untuk mem-prototype
hardware lagi.
Pengembangan VHDL diawali tahun 1980 oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat
(USDoD) untuk mengatasi krisis life cycle hardware. Alasan mendasar perlunya pemerintah AS
melaksanakan program ini adalah tidak seragamnya perangkat simulasi yang digunakan untuk
membuat IC karena setiap pabrik (manufacturer) mempunyai perangkat simulasi yang berbeda
karakteristiknya. Oleh karena diperlukan satu bahasa standar yang menjelaskan struktur dan
fungsi IC, maka dibangunlah VHDL. Tak berapa lama VHDL diadopsi sebagai standar oleh
Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE) di Amerika Serikat.
Proses standardisasi VHDL cukup unik dalam hal partisipasi dan umpan balik dari industry
pada awal pengembangannya. Bahasa awal (versi 7.2) dipublikasikan dua tahun sebelum versi
standar. DoD Military Standard (Mil Std) 454 memandatkan agar ASIC yang dikirim ke DoD
disuplai dengan penjelasan VHDL-nya. Maka cara terbaik untuk menyediakan level penjelasan
yang tepat adalah menggunakan VHDL dalam proses perancangan IC. Sebagai standar IEEE,
VHDL harus melaksanakan proses review setiap 5 tahun sekali untuk meyakinkan
kesinambungan relevansinya dengan industri. Revisi pertama dilakukan pada bula September
1993 dan saat ini yang dipakai adalah VHDL IEEE 1076-1993.
3. JENIS-JENIS IC
Pengelompokan IC
IC dibedakan jenisnya menurut bentuk fisik dan fungsinya
A. IC Power Amplifier
Mempunyai bentuk pipih dan fisiknya lebih besar dari yang lain. Digunakan pada
rangkaian penguat suara (audio amplifier). Daya output IC ini cukup besar, berkisar antara 15
watt sampai 100 Watt atau bahkan lebih. Contoh tipe IC-nya adalah STK015, STK 070, STK
105, LA 4440 dan sebagainya.
B. IC Power Adaptor (Regulator)
Digunakan sebagai komponen utama pada rangkaian power adaptor pada sub rangkaian
regulator yang berfungsi sebagai penstabil tegangan atau voltase. Contoh tipe IC-nya adalah LM
317H, 78xx (xx = 05, 06, 07, 08, 09, 12), L200, S 042 P, LM 723 dan sebagainya.
C. IC Op Amp
Digunakan pada rangkaian digital yang berfungsi sebagai op amp atau untuk keperluan
lain. Misalnya op amp audio amplifier, op amp mic, op amp head tape recorder, termometer
digital dan lain-lain. Contoh tipe IC-nya adalah LM 709, LM 741, LM 386, TL 074, TL 083, TL
084 dan sebagainya.
D. IC Silinder
IC ini mempunyai bentuk silinder dan banyak digunakan pada rangkaian penguat
pesawat CB(Citizen Band) atau HT (Held Transceived). IC jenis ini mempunyai tingkat
ketahanan dan keawetan lebih lama dari jenis IC penguat yang lain.
Contoh tipe IC-nya adalah μL 914, μA703, μA714 dan sebagainya.
E. IC Flip-Flap (FF) atau Timer (CLK,Clock)
IC ini banyak digunakan pada rangkaian pembangkit (multivibrator) untuk memberi
umpan atau sumber detak (oscilator) pada IC digital atau untuk keperluan lain. Misalnya NE 555
(IC terpopuler dikalangan pelajar) untuk alarm multiguna, signal injektor, penguji hubungan,
saklar sentuh, timer lampu FF, frekuensi meter, pengacau frekuensi, otak rangkaian power
amplifier, regulator pada power adaptor (dapat berfungsi seperti IC Power Amplifier dan Power
Adaptor), pengusir serangga, organ elektronik dan lain-lain. Contoh tipe IC-nya NE 555, NE 556
(dua NE 555), M7555 dan sebagainya.
(Single Timer)
CA555, CA555C, LM555, LM555C
SA555, SE555, SE555C
NE555
(Dual Timer)
SA556, SE556
NE556
(Quad Timer)
NE558
F. IC Digital
Dalam IC digital, suatu titik elektronis yang berupa seutas kabel atau kaki IC, akan
mewujudkan salah satu dari dua keadaan logika, yaitu logika '0' (nol, rendah) atau logika '1'
(satu, tinggi). Suatu titik elektronis mewakili satu 'binary digit' atau biasa disingkat dengan
sebutan 'bit'. Binary berarti sistem bilangan 'dua-an', yakni bilangan yang hanya mengenal dua
angka, 0 dan 1. IC digital dibedakan menjadi dua yaitu :
1. IC TTL (Transistor-Transistor Logic)
Pada suatu lingkungan IC TTL logika '0' direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai 0,7
Volt arus searah (DC, Direct Current), sedangkan logika '1' diwakili oleh tegangan DC setinggi
3,5 sampai 5 Volt.
1.1 Microprocessor
Microprocessor adalah alat pemroses data yang merupakan pengembangan dari teknologi
pembuatan Integrated Circuit (IC), Ada beberapa peristilahan yang dipakai untuk menunjukan
tingkat kepadatan (density) dari suatu chip IC, yaitu Small Scale Integration (SSImengemas
beberapa puluh transistor), Medium Scale Integration (MSI-mengemas sampai beberapa ratus
transistor), dan sekarang yang sedang berkembang adalah Very Large Scale Integration
(VLSImengemas puluhan ribu sampai jutaan transistor).
Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan.
Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang
berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal
tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel 4004
yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh
komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output)
dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas
tertentu yang spesifik.
Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk
memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah
tangga seperti microwave oven, televisi, dan mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi
dengan mikroprosesor. Contoh tentang teknologi ULSI, misalnya microprocessor jenis 8086
mengandung 40.000 buah transistor, 80286 terdiri dari 150.000 transistor, 80386 memuat
250.000 transistor, 80486 mempunyai 1,2 juta transistor, 80586 (Pentium) 3 juta buah transistor
lebih sedangkan Intel Core 2 Duo mempunyai 271 juta transistor dan Intel Quad Core 2 Extreme
yang terdiri dari empat inti prosesor. Pengembangan lebih lanjut microprocessor 80 inti. Silahkan
hitung sendiri kandungan transistornya dan itu akan berkembang secara terus menerus.
1.2 Permasalahan Pada IC TTL
Apabila terjadi permasalahan pada IC jenis TTL maka sebaiknya dilakukan hal-hal
sebagai berikut :
- IC logika biasanya dikendalikan oleh suatu detak (Clock) dari sumber detak (Oscilator). Periksa
bagian-bagian pembangkit detak, misalnya IC NE 555. Untuk memeriksa keluaran detak dari NE
555, periksa pin 3 dari IC NE 555, sudah menghasailkan detak berupa pulsa atau belum.
- Periksa jangan sampai ada kaki (pin) yang dalam keadaan mengambang. Kaki masukan yang
tidak terhubung kemana-mana akan dianggap berlogika '1' oleh chip IC TTL.
2. IC CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor)
Mempunyai salah satu ciri dengan tegangan input lebih fleksibel yaitu antara 3,5 Volt
sampai 15 Volt akan tetapi, tegangan input yang melebihi 12 Volt akan memboroskan daya. Ada
beberapa hal yang perlu dilakukan untuk menghindari kerusakan pada IC CMOS sebelum
dipasangkan kedalam rangkaian. Hal ini perlu dilakukan karena walaupun dari pabrik telah
diberi proteksi berupa dioda dan resistor dijalan masuknya namun usaha ini belum menjamin
seratus prosen. Tindakan tindakan untuk menyelamatkan IC jenis CMOS:
a. IC CMOS harus selalu disediakan dengan kaki-kakinya ditanam dalam foil
plastik menghantar, bukan pada busa ataupolistrin yang dikembangkan atau
dalam bahan pembawa dari aluminium. IC CMOS tidak boleh dikeluarkan dari
dalam kemasannya sampai ia sudah siap untuk dipasangkan pada rangkaian.
b. Berhati-hati untuk tidak menyentuh pin-pin (kaki) IC CMOS sebelum
dipasangkan pada rangkaian karena elektrostatik dari tangan manusia dapat
merubah dan menambah muatan oksidasi.
c. IC CMOS harus merupakan komponen terakhir yang dipasangkan pada papan
rangkaian. Jangan dimasukan atau ditanggalkan sementara tegangan catu daya
disambungkan.
d.
Gunakan pemegang atau soket IC yang vsesuai untuk menjaga kestabilan
oksidasi dan muatan dalam IC CMOS.
e. Kalau IC CMOS perlu dipasangkan pada papan rangkaian dengan langsung
disolder maka pakailah besi solder yang sangat kecil bocorannya serta solder
harus dibumikan. Meskipun IC CMOS tidak memiliki kekebalan sebagaimana
IC jenis lainnya. Masa genting dan mengkhawatirkan hanyalah ketika melepas
IC CMOS dari busa foil plastik pelindungnya dan ketika memasangkannya ke
dalam rangkaian. Setelah kedua pekerjaan itu terlampaui semua akan berjalan
biasa-biasa saja.
f. Pada papan rangkaian IC CMOS kaki-kaki yang tidak dipergunakan harus tetap
diberi kondisi tertentu, seperti '0' atau '1', tetapi tidak boleh dibiarkan tidak
terhubung. Apabila dibiarkan tidak terhubung, biasanya IC CMOS akan cepat
rusak. IC merupakan salah satu komponen elektronik yang mudah rusak karena
panas, baik panas pada saat disolder maupun pada saat IC bekerja. Untuk
menghindari kerusakan IC karena panas pada saat disolder maka perlu dipasang
soket IC, sehingga yang terkena panas kaki soketnya. Sedangkan untuk
menghindari kerusakan IC karena panas pada saat IC bekerja, maka pada IC
perlu dipasang (ditempelkan) plat pendingin dari aluminium atau tembaga yang
biasanya disebut heatsink.
IC merupakan salah satu komponen elektronik yang mudah rusak karena panas, baik panas
pada saat disolder maupun pada saat IC bekerja. Untuk menghindari kerusakan IC karena panas
pada saat disolder maka perlu dipasang soket IC, sehingga yang terkena panas kaki soketnya.
Sedangkan untuk menghindari kerusakan IC karena panas pada saat IC bekerja, maka pada IC
perlu dipasang (ditempelkan) plat pendingin dari aluminium atau tembaga yang biasanya disebut
heatsink.
Ditinjau dari jumlah transistor yang dikandungnya:
1. SSI (small-scale integration) : chip dengan maksimum 100 komponen elektronik.
2. MSI (medium-scale integration):chip dengan 100 sampai 3.000 komponen elektronik.
3. LSI (large-scale integration) : chip dengan 3.000 sampai 100.000 komponen elektronik.
4. VLSI (very large-scale integration) : chip dengan 100.000 sampai 1.000.000 komponen
elektronik.
5. ULSI (ultra large-scale integration) : chip dengan lebih dari 1 juta komponen elektronik.
Ditinjau dari teknik pembuatan dan bahan baku yang digunakan
Ditinjau dari teknik pembuatan dan bahan baku yang digunakan terdapat4 (empat) jenis IC,
yaitu : Jenis Monolithic, Thin film, dan Hybrid. Khusus untuk jenis hybrid, yang merupakan
gabungan dari thin-film, monolithic dan thick-film.
Terlepas dari teknik pembuatan dan bahan yang digunakan, keempat jenis IC tersebut
dibalut dalam kemasan(packages) tertentu agar dapat terlindungi dari gangguan luar ,seperti
terhadap kelembaban, debu, dan kontaminasi zat lainnya.
Kemasan IC dibuat dari bahan ceramic dan plastik, serta didesain untuk mudah dalam
pemasangan dan penyambungannya. Ada berbagai jenis kemasan IC dan yang paling populer
dan umum digunakan, antara lain :
-DIP(Duel in- line Packages)
1. SIP(Single in-line Packages)
2. QIP(Quad in-line Packages)
3. SOP(Small Outline Packages)
4. Flat Packs
5. TO-5
6. TO-72
7. TO-202
8. TO-220 style Packages
Macam-macam IC
1. IC NE 555
Tepatnya IC 555 pertama kali dibuat oleh Signetics Corporation pada tahun 1971. IC timer
555 memberi solusi praktis dan relatif murah untuk berbagai aplikasi elektronik yang berkenaan
dengan pewaktuan (timing). Terutama dua aplikasinya yang paling populer adalah rangkaian
pewaktu monostable dan osilator astable. Jeroan utama komponen ini terdiri dari komparator dan
flip-flop yang direalisasikan dengan banyak transistor.
Dari dulu hingga sekarang, prinsip kerja komponen jenis ini tidak berubah namun masingmasing pabrikan membuatnya dengan desain IC dan teknologi yang berbeda-beda. Hampir
semua pabrikan membuat komponen jenis ini, walaupun dengan nama yang berbeda-beda.
Misalnya National Semiconductor menyebutnya dengan LM555, Philips dan Texas Instrument
menamakannya SE/NE555. Motorola / ON-Semi mendesainnya dengan transistor CMOS
sehingga komsusi powernya cukup kecil dan menamakannya MC1455. Philips dan Maxim
membuat versi CMOS-nya dengan nama ICM7555. Walaupun namanya berbeda-beda, tetapi
fungsi dan pin diagramnya saling kompatibel satu dengan yang lainnya (functional and pin-topin compatible). Hanya saja ada beberapa karakteristik spesifik yang berbeda misalnya konsumsi
daya, frekuensi maksimum dan sebagainya. Spesifikasi lebih detail biasanya dicantumkan pada
datasheet masing-masing pabrikan. Dulu pertama kali casing dibuat dengan 8 pin T-package
(tabular dari kaleng mirip transistor), namun sekarang lebih umum dengan kemasan IC DIP 8
pin.
IC pewaktu 555 adalah sebuah sirkuit terpadu yang digunakan untuk berbagai pewaktu dan
multivibrator. IC ini didesain dan diciptakan oleh Hans R. Camenzind pada tahun 1970 dan
diperkenalkan pada tahun 1971 oleh Signetics. Nama aslinya adalah SE555/NE555 dan dijuluki
sebagai "The IC Time Machine". 555 mendapatkan namanya dari tiga resistor 5 kΩ yang
digunakan pada sirkuit awal. IC ini sekarang masih digunakan secara luas dikarenakan
kemudahannya, kemurahannya dan stabilitasnya yang baik. Sampai pada tahun 2008,
diperkirakan sejuta unit diproduksi setiap tahun. Bergantung pada produsen, IC ini biasanya
menggunakan lebih dari 20 transistor , 2 dioda dan 15 resistor dalam sekeping semikonduktor
silikon yang dipasang pada kemasan DIP 8 pin. Spesifikasi ini merupakan tipe NE555. Pewaktu
555 lainnya mungkin memiliki spesifikasi yang berbeda, tergantung tingkat penggunaannya
(militer, medis, penerbangan, dll.).
Tegangan catu (VCC) : 4.5 hingga 15 V
Arus catu (VCC = +5 V) : 3 hingga 6 mA
Arus catu (VCC = +15 V) : 10 hingga 15 mA
Arus keluaran maksimum : 200 mA
Borosan daya maksimum : 600 mW
Suhu kerja : 0 to 70 °C
2. IC NE 556
IC 556 adalah peranti DIP 14 pin yang menggabungkan dua 555 dalam satu kemasan,
susunan kakinya mirip 555 kecuali dua saluran catu yang digabungkan.
1. IC M 7555
Pada dasarnya, 7555 versi daya-ultra-rendah dari 555, dan TLC555. 7555 membutuhkan
pengawatan yang sedikit berbeda, menggunakan lebih sedikit komponen eksternal.
IC M 7555
IC GERBANG DASAR
Gerbang (gate) dalam rangkaian logika merupakan fungsi yang menggambarkan hubungan
antara masukan dan keluaran. Untuk menyatakan gerbang-gerbang tersebut biasanya digunakan
simbol-simbol tertentu. Ada beberapa standar penggambaran simbol. Salah satu standar simbol
yang populer adalah MIL-STD-806B yang dikeluarkan oleh Departemen Pertahanan Amerika
Serikat untuk keperluan umum pada bulan Februari 1962.Untuk menunjukkan prinsip kerja tiap
gerbang (atau rangkaian logika yang lebih kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang
umum dipakai antara lain adalah tabel kebenaran (truth table) dan diagram waktu (timing
diagram). Karena merupakan rangkaian digital, tentu saja level kondisi yang ada dalam tabel
atau diagram waktu hanya dua macam, yaitu logika 0 (low, atau false) dan logika 1 (atau high,
atau true).
1. IC 7404
Dengan menggunakan IC tipe 7404, berbeda dengan gerbang sebelumnya (AND & OR),
gerbang NOT hanya mempunyai 1 input dan 1 output. Sehingga dalam IC terdapat 6 gerbang
NOT, dengan 6 input dan 6 output. Operasi gerbang : Gerbang ini merupakan fungsi inverter dari
input. Jadi jika input berharga 0 maka outputnya akan berharga 1 dan begitu pula sebaliknya,
sehingga didapat persamaan :
Y = Ā.
2. IC 7408
Gerbang-gerbang dasar sudah terkemas dalam sebuah IC (Integrated Circuit), untuk
gerbang AND digunakan IC tipe 7408. Karena dalam hal ini akan digunakan masukan / input
sebanyak 3 buah maka dengan menggabungkan 2 gerbang dapat diperoleh 3 input yang
dimaksud (dengan cara menghubungkan output kaki 3 ke input kaki 4 atau lima seperti terlihat
pada gambar di bawah. Gerbang dasar hanya mempunyai 2 harga yaitu 0 dan 1. Berharga 0 jika
tegangan bernilai 0 - 0,8 Volt dan berharga 1 jika tegangan bernilai 2 - 5 Volt. Operasi gerbang :
Jika semua input terhubung dengan ground atau semuanya terlepas maka outputnya akan
berharga 0, sehingga lampu indicator tidak menyala. Begitu pula jika hanya salah satu terlepas
dan input lainnya diberi tegangan input sebesar Vcc, lampu tetap tidak akan menyala. Lampu
akan menyala jika semua input diberi tegangan sebesar Vcc, sehingga berharga 1.Dengan
melihat tabel pada data percobaan, akan didapat persamaan pada output, yaitu :Y = A • B • C
Y = (AB) C
3. IC 7400
Dengan menggunakan IC tipe 7400, gerbang NAND mempunyai 2 input dan 1 output.
Operasi gerbang :
Gerbang NAND menghendaki semua inputnya bernilai 0 (terhubung dengan ground) atau
salah satunya bernilai 1 agar menghasilkan output yang berharga 1. Sebaliknya jika Y = A • B
semua input diberi harga 1 (masukan dari Vcc) maka outputnya akan berharga 0. Ini merupakan
kebalikan dari operasi gerbang AND, sehingga didapat persamaan
4. IC 7402
Gerbang ini menggunakan IC tipe 7402, yang memuat 4 gerbang NOR Operasi gerbang :
Gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR. Jadi output gerbang ini akan berharga 1
jika semua input berharga 0 (terhubung dengan ground). Persamaan yang didapat :Y = A + B
,Sesuai dengan Teori De Morgan maka persamaan ini bisa diubah menjadi persamaan : Y = A •
B
5. IC 7432
Gerbang ini sudah terkemas dalam IC tipe 7432. Sama dengan gerbang AND, gerbang OR
hanya memiliki 2 buah input dan 1 output, sehingga dibutuhkan 2 gerbang untuk menjadikan 3
input dan 1 output. Operasi gerbang :
Pada output akan berharga 1 (indicator menyala) jika salah satu atau semua dari inputnya
diberi masukan sebesar Vcc. Sebaliknya jika semua input diberi masukan dari ground atau
terlepas, maka output akan berharga 0 (indicator tidak menyala). Dengan melihat tabel pada data
percobaan, akan didapat persamaan pada output, yaitu :
Y=A+B+C
6. IC 7486
Gerbang ini menggunakan IC tipe 7486. Operasi gerbang : Gerbang EXOR berbeda
dengan gerbang-gerbang OR. Output akan berharga 0 jika inputnya sama-sama 1 atau samasama 0. Dan akan berharga 1 jika salah satu input maupun output berharga 0 atau 1. Sehingga
didapat persamaan sebagai berikut : Y = AB + AB
IC 7486
Berikut table jenis IC berdasarkan gerbang logikanya:
DAFTAR PUSTAKA
http://isktutorialtrt.blogspot.com/2010/04/fabrikasi-rangkaian-terintegrasi-2-03.html
http://tawinzblog.blogspot.com/2012/05/fungsi-ic.html
http://cholizone.blogspot.com/2012/04/ic-intregated-circuit.html#ixzz29z1T2gb8
http://nie-ic.blogspot.com/2011/11/pengertian-ic-integrated-circuit.html
http://yb1zdx.arc.itb.ac.id/data/orari-diklat/pemula/teknik/komponen-elektronik.pdf
http://modul.tedcbandung.com/elektro/teknik_listrik_pemanfaatan_energi/elektronika_digital_da
sar.pdf.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/Electronic/nand.html
Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Create flashcards