Integrated Circuit

Apa itu IC ?

          Integrated Circuit yang biasa disingkat menjadi IC adalah nama lain dari "chip". IC adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang diintegrasikan dan menjadi suatu Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Dengan bahan pembuatannya adalah bahan semikonduktor. Dalam bahasa Indonesia, Integrated Circuit atau IC ini sering diterjemahkan menjadi Sirkuit Terpadu.

IC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1958 oleh Jack Kilby yang bekerja untuk Texas Instrument, yang kemudian berhasil di frabrikasikan oleh Robert Noyce setengah tahun kemudian. Sejak saat itu banyak riset yang dilakukan untuk pengembangan IC. Perkembangannya sangat signifikan ketika menginjak 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 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 telah menjadi komponen utama pada hampir semua peralatan elektronika yang kita gunakan saat ini.

 Apa saja fungsi IC itu?

Fungsi dari komponen IC sangatlah bermacam-macam tergantung komponen penyusunnya. Namun jika dilihat dari fungsinya, IC dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yakni IC linier/analog dan IC digital. Berikut adalah beberapa fungsi dari IC linier dan IC digital.

1.        Fungsi IC Linier

• ·           Penguat Daya (Amplifier)
• ·           Penguat Operasional (Op Amp)
• ·           Penguat Sinyal (Signal Amplifier)
• ·           Penguat Sinyal Mikro (Microwave Amplifier)
• ·           Penguat RF dan IF
• ·           Multiplier
• ·           Voltage Comparator
• ·           Regulator Tegangan (Voltage Regulator)
• ·           Penerima Frekuensi Radio

2.        Fungsi IC Digital

• ·           Gerbang Logika
• ·           Flip Flop
• ·           Timer
• ·           Counter
• ·           Clock
• ·           Multiplexer
• ·           Memory
• ·           Calculator
• ·           Mikrokontrol
• ·           Mikroprosesor

Bagaimanakah cara kerja IC itu?

         Berdasarkan klasifikasi di atas, cara kerja IC adalah sebagai berikut :

A. IC Linear

IC Linear bias juga disebut dengan IC Analog, IC linear pada umumnya menggunakan sinyal sinusoida dan berfungsi sebagai amplifier(penguat). IC linear tidak melakukan fungsi logic seperti halnya IC-TTL maupun C-MOS dan yang paling populer IC linier didesain untuik dikerjakan sebagai penguat tegangan. Dalam kemasan IC linier terdapat rangkaian linier, diman kerja rangkaiannya akan bersifat proporsional atau akan mengeluarkan output yang sebanding dengan inputnya. Berikut ini beberapa jenis IC yang masuk kedalam kategori IC Linear:

1) IC Op-Amp

Disebut amplifier operasional atau op-amp merupakan salah satu jenis IC analog yang berfungsi sebagai rangkaian penguat. mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional (Op-Amp) dikemas dalam suatu rangkaian terpadu (integrated circuit-IC). Salah satu tipe operasional amplifier (Op-Amp) yang populer adalah LM741. IC Op-Amp terdapat batasan-batasan penting yang perlu diperhatikan.

• Pertama, tegangan maksimum power supply tidak boleh melebihi rating maksimum, karena akan merusak IC.
• Kedua, tegangan output dari IC op amp biasanya satu atau dua volt lebih kecil dari tegangan power supply. Sebagai contoh, tegangan swing output dari suatu op amp dengan tegangan supply 15 V adalah ±13V.
• Ketiga, arus output dari sebagian besar op amp memiliki batas pada 30mA, yang berarti bahwa resistansi beban yang ditambahkan pada output op amp harus cukup besar sehingga pada tegangan output maksimum, arus output yang mengalir tidak melebihi batas arus maksimum.

Untuk menghindari keluaran yang berosilasi, maka frekuensi harus dibatasi, unity gain frequency memberi gambaran dari data tanggapan frekuensi. hal ini hanya berlaku untuk isyarat yang kecil saja karena untuk isyarat yang besar penguat mempunyai keterbatasan sehingga output maksimum hanya dihasilkan pada frekuensi yang relative rendah.

2) IC power adaptor (regulator)

IC Power merupakan jenis IC yang beroperasi pada catu daya . Umumnya , IC power digunakan pada rangkaian regulator, adaptor dan power supply. Pada umumnya catu daya selalu dilengkapi dengan regulator tegangan. Tujuan pemasangan regulator tegangan pada catu daya adalah untuk menstabilkan tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada catu daya. Fungsi lain dari regulator tegangan adalah untuk perlindungan dari terjadinya hubung singkat pada beban.

3) IC silinder

Bentuk IC jenis ini adalah silinder dan banyak digunakan pada rangkaian penguat pesawat CB (Citizen Band) atau HT (Held Tranceived). IC jenis ini mempunyai tingkat ketahanan dan keawetan lebih lama dari pada jenis IC penguat yang lain.

4) IC Timer 555

IC timer 555 merupakan IC linier yang berfungsi sebagai rangkaian pewaktu monostable dan osilator estable. IC 555 merupakan jenis IC yang terkenal didalam dunia elektronika analog/linier. Pada penggunaannya. Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai timer (Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse Generator (Pembangkit Pulsa) dengan operasi rangkaian astable. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai Time Delay Generator dan Sequential Timing. Praktisnya, fungsi dan aplikasi IC NE555 ini banyak sekali digunakan diantaranya sebagai pengatur alarm, sebagai penggerak motor DC, bisa digabungkan dengan IC TTL (Transistor-transistor Logic) dan sebagai input jam digital, bisa juga dimanfaatkan dalam rangkaian saklar sentuh, dan jika digabungkan dengan infra merah ataupun ultrasonic, NE555 ini bisa dijadikan sebagai pemancar atau remote control.

B. IC Digital

Perbedaan utama dari IC Linear dengan Digital ialah fungsinya, dimana IC digital beroperasi dengan menggunakan sinyal kotak (square) yang hanya ada dua kondisi yaitu 0 atau 1 dan berfungsi sebagai switch/saklar, sedangkan IC linear pada umumnya menggunakan sinyal sinusoida dan berfungsi sebagai amplifier(penguat). IC linear tidak melakukan fungsi logic seperti halnya IC-TTL maupun C-MOS dan yang paling populer IC linier didesain untuik dikerjakan sebagai penguat tegangan. 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.

Ada Beberapa Jenis IC yang termasuk Kedalam kategori IC Digital, yaitu sebagai Berikut :

1)  TTL (Transistor transistor Logic)

IC yang paling banyak digunakan secara luas saat ini adalah IC digital yang dipergunakan untuk peralatan komputer, kalkulator dan system kontrol elektronik. IC digital bekerja dengan dasar pengoperasian bilangan Biner Logic(bilangan dasar 2) yaitu hanya mengenal dua kondisi saja 1(on) dan 0(off). Jenis IC digital terdapat 2(dua) jenis yaitu TTL dan CMOS. Jenis IC-TTL dibangun dengan menggunakan transistor sebagai komponen utamanya dan fungsinya dipergunakan untuk berbagai variasi Logic, sehingga dinamakan Transistor. Berikut jenis TTL :

• 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.

2) C-MOS (Complementary with MOSFET)

Selain TTL, jenis IC digital lainnya adalah C-MOS (Complementary with MOSFET) yang berisi rangkaian yang merupakan gabungan dari beberapa komponen MOSFET untuk membentuk gate-gate dengan fungsi logic seperti halnya IC-TTL. Dalam satu kemasan IC C-MOS dapat berisi beberapa macam gate(gerbang) yang dapat melakukan berbagai macam fungsi logic seperti AND,NAND,OR,NOR,XOR serta beberapa fungsi logic lainnya seperti Decoders, Encoders, Multiflexer dan Memory. 

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 persen.