Taufiqurrahman Gallery

Sirkuit Terintegrasi (Integrated Circuit / IC)

Sirkuit terintegrasi atau yang biasa juga disebut sebagai IC merupakan komponen elektronika yang terbuat dari kumpulan puluhan, ratusan, hingga ribuan transistor, resistor, diode dan komponen elektronika lainnya. Kumpulan komponen-komponen tersebut dikemas dengan kompak sedemikian rupa hingga ukurannya tidak terlalu besar.

IC dibuat untuk memiliki fungsi tertentu, misalnya seperti penguat audio (audio amplifier), regulator tegangan, penerima gelombang radio/Elektromagnetik, dan lain sebagainya.

Awal Penemuannya

Penemuan awal sirkuit terpadu dimulai sejak tahun 1949, ketika engineer Jerman Werner Jacobi (Siemens AG) mengajukan hak paten untuk amplifying device semikonduktor dengan struktur mirip dengan struktur sirkuit terpadu yang memggunakan lima transistor yang dimuat pada sebuah substrat dalam susunan amplifier 2-tahap. Jacobi mengemukakan alat bantu pendengaran sebagai contoh tipikal aplikasi industri dari hak paten tersebut. Tetapi, tidak ada kabar mengenai pemakaian hak paten ini secara komersial.

Ide sirkuit terpadu dipikirkan oleh seorang ilmuwan radar yang bekerja untuk Royal Radar Establishment di Ministry of Defence, Geoffrey W.A. Dummer (1909–2002). Dummer mencetuskan idenya di depan publik pada the Symposium on Progress in Quality Electronic Components di Washington,D.C. pada 7 May 1952. Ia mencetuskan idenya di beberapa simposium lainnya, dan berusaha untuk membuat sirkuit seperti itu pada 1956, tetapi tanpa keberhasilan.

Ide pendahulu dari sirkuit terpadu yaitu membuat kotak persegi kecil dari keramik (wafers), dan setiap persegi memuat satu miniatur komponen. Komponen tersebut kemudian disatukan dan dihubungkan dengan kabel untuk membentuk kisi 2 atau 3 dimensi. Ide ini terlihat meyakinkan, dan pada tahun 1957 diajukan kepada US Army oleh Jack Kilby, yang menghasilkan proyek Micromodule Program (sama dengan 1951's Project Tinkertoy) yang berumur pendek. Tetapi, seiring berjalannya proyek ini, Kilby memikirkan sebuah ide lain yang sekarang dikenal sebagai sirkut terpadu.

Robert Noyce mengakui peranan Kurt Lehovec yang bekerja di Sprague Electric, dalam artikel "Microelectronics" yang ditulisnya pada Scientific American, September 1977, Volume 23, Number 3, pp. 63–9, untuk prinsip isolasi sambungan p-n, yang disebabkan oleh sambungan p-n yang di-bias (dioda), sebagai komponen dasar sirkuit terpadu.

Kilby yang baru dipekerjakan oleh Texas Instruments menuliskan idenya tentang sirkuit terpadu pada Juli 1958, dan kemudian sukses membuat sebuah sirkuit terpadu yang dapat bekerja pada 12 September 1958. In his patent application of 6 February 1959, Kilby described his new device as “a body of semiconductor material ... wherein all the components of the electronic circuit are completely integrated.” Penemuan baru ini pertama kali digunakan oleh US Air Force.

Kilby dihargai Nobel Prize di tahun 2000 di bidang Fisika untuk peranannya dalam penemuan sirkuit terpadu. Kilby's work was named an IEEE Milestone in 2009.

Noyce juga memikirkan ide mengenai sirkuit terpadu setengah tahun lambat setelah Kilby. Chip yang dibuatnya dapat menangani beberapa masalah praktikal yang tidak dapat ditangani oleh chip oleh Kilby. Chip oleh Noyce dibuat di Fairchild Semiconductor, menggunakan material silikon, sedangkan chip oleh Kilby menggunakan material germanium.

Fairchild Semiconductor juga adalah asal teknologi sirkuit terpadu menggunakan silikon dengan self-aligned gate, yang merupakan dasar dari teknologi CMOS yang digunakan di hampir semua chip komputer saat ini. Tekhnologi self-aligned gate ini dikembangkan oleh fisikawan Italia Federico Faggin pada tahun 1968. Ia kemudian pindah ke Intel untuk mengembangkan Central Processing Unit (CPU) pertama dalam sebuah chip (Intel 4004), yang kemudian membawanya pada penghargaan National Medal of Technology and Innovation pada tahun 2010.

 

Jenis Sirkuit Terintegrasi

Menurut bagaimana sirkuit terintegrasi tersebut dibuat, sirkuit terintegrasi terbagi ke dalam dua kategori yaitu Hybrid dan Monolithic.

Sirkuit terintegrasi hybrid bisa juga disebut sebagai rangkaian miniatur elektronika, dimana didalamnya terdapat transistor, dioda, kapasitor, resistor, atau bahkan koil yang dirangkai secara kompak pada PCB (Printed Circuit Board / Papan Sirkuit Tercetak). Yang kemudian di enkapsulisasi menggunakan bahan epoxy. Contohnya adalah pada sirkuit terintegrasi penguat audio (audio amplifier) “STK”.

Sekarang sirkuit terintegrasi hybrid sudah jarang ditemui karena ukurannya yang masih dianggap terlalu besar untuk perangkat elektronik yang ada sekarang, kemudian sirkuit terintegrasi monolithic mulai menggeser keberadaan sirkuit terintegrasi hybrid dengan ukuran yang lebih kecil. Pada sirkuit terintegrasi monolithic semua komponen (transistor, dioda, resistor dan sebagainya) ditempatkan pada pelat silikon yang sangat kecil dan kemudian di-enkapsulisasi menggunakan plastik, atau keramik.

Perbedaan antara hybrid dan monolithic adalah; pada sirkuit terintegrasi monolithic komponen seperti kapasitor dan koil tidak dapat di masukan ke dalamnya, jadi untuk menambahkan komponen tersebut di tambahkanlah kaki-kaki diluar enkapsulisasi untuk menghubungkan komponen tersebut dengan komponen yang ada didalam sirkuit terintegrasi.

 

Identifikasi Kaki–Kaki Sirkuit Terintegrasi

Sirkuit terintegrasi pada umumnya memiliki jumlah kaki lebih dari tiga buah. Lalu bagaimana mengidentifikasi kaki pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya pada sebuah sirkuit terintegrasi / IC. Caranya adalah dengan melihat tanda–tanda khusus yang diberikan pada sebuah IC, tanda khusus ini bisa berupa titik, logo perusahaan, lengkungan, dan lain sebagainya. Sebagai contoh perhatikan contoh berikut.

Pada contoh gambar a. kaki pertama terletak pada kaki paling sebelah kiri dengan IC menghadap kedepan, dan biasanya jika IC dikemas (packaging) seperti pada gambar a. maka kaki pertama selalu pada paling sebelah kiri, kaki kedua dan seterusnya berada pada samping kanannya.

Pada gambar b. kaki pertama selalu ada pada sebelah kiri dan kaki terakhir berada pada sebelah kanan tanda setengah lingkaran, untuk kaki kedua, ketiga, dan seterusnya berada di bawahnya seperti terilustrasi pada gambar.

Sedangkan pada gambar c. kaki pertama berada pada tepat dimana tanda lingkaran berada yakni pada pojok kiri atas dengan posisi IC menghadap keatas.

 

Klasifikasi Sirkuit Terintegrasi

Klasifikasi sirkuit terintegrasi terbagi dalam tiga jenis yaitu; analog, digital, dan campuran (analog dan digital dalam satu IC). Pada IC analog aplikasinya lebih ditujukan pada pengolahan sinyal-sinyal analog contohnya seperti operational amplifier (Op-Amp), penguat audio, regulator tegangan, dan sebagainya.

Courtesy : SGS-Thomson Microelectronics

IC TL084 dari SGS-Thomson Mikcroeletronics merupakan Op-Amp yang biasa digunakan pada rangkaian audio. Di dalam sirkuit terintegrasi tersebut terdapat empat buah simbol Op-Amp (yang berbentuk segitiga) yang masing–masing masukan dan keluaran-nya terhubung pada satu kaki IC.

Courtesy : SGS-Thomson Microelectronics

Di dalam satu sirkuit terintegrasi TL084 terdapat empat buah rangkaian Op-Amp seperti diatas.

Jika IC analog diaplikasikan sebagai pengolah sinyal–sinyal analog maka pada IC digital diperuntukkan untuk mengolah sinyal–sinyal digital dimana didalamnya terdapat berbagai macam gerbang logika, flip-flop, multiplexer, dan lain sebagainya.

Courtesy : National Semiconductor

IC digital DM74LS04 berasal dari National Semiconductor yang di dalamnya terdapat enam gerbang inverter, yang setiap masukan dan keluaran-nya terhubung pada setiap kaki IC.

Sedangkan klasifikasi terakhir yaitu sirkuit terintegrasi campuran, merupakan gabungan rangkaian analog dan digital sehingga IC ini mampu mengolah kedua sinyal tersebut di dalamnya. Contoh dari jenis sirkuit terintegrasi ini adalah Analog to Digital Converter (ADC) yang merupakan penerjemah sinyal analog ke bentuk sinyal digital, dan Digital to Analog Converter (DAC), kebalikan dari ADC yang menerjemahkan sinyal digital ke bentuk analog.

Contoh Simbol IC :

 

 

Bentuk Fisik IC :

 

Contoh Skema Rangkaian yang menggunakan  IC 

 

Contoh Rangkaian menggunakan IC

Contoh IC :

1. Op-Amp = LM741, LM324, TL084, LF356
2. Microcontroller = AT89C51, AT89C2051
3. Power Amp = STK4132, STK4192, STK050, TDA2030, TDA2050
4. TV = TA8569, TDA8841, TDA8361, TA8718
5. Radio = LA1260, LA3361, TA2003, TEA5711
6. Audio = LA3600, LA3220, LM1894

Mengetahui Pabrik IC melalui Nama IC :

1. LM adalah IC buatan NATIONAL PANASONIC
   Contoh : LM324
2. LA, LB, LC adalah IC buatan SANYO
   Contoh : LA1260, LB1403, LC7213
3. CXA, CXD adalah IC buatan SONY
   Contoh : CXA1213, CXD1051
4. TDA, TBA, TEA adalah IC buatan PHILIPS dan SGS THOMPSON
   Contoh :TDA8361, TBA120, TEA5711
5. TA, TB, TC adalah IC buatan TOSHIBA
   Contoh : TA8210, TB1229, TC1209
6. KA, KB adalah IC buatan SAMSUNG
   Contoh : KA431
7. STK adalah IC Power buatan SANYO
   Contoh : STK050
     
   Content Source:http://abisabrina.wordpress.com/2010/07
   /16/komponen-dasar-elektronika-ic/
   https://id.wikipedia.org/wiki/Sirkuit_terpadu
   http://iketutsuastika.wordpress.com/2010/10/25/artikel-sirkuit-terintegrasi-integrated-circuit-ic/
   Image Source: Google