88268990 Integrated Circuit
Transcript of 88268990 Integrated Circuit
Integrated
Circuit
Disusun oleh :
1. Adhirajasa Raitsany
2. Annisa Silvia Tamara
3. Ilham Fuji Utomo
4. Lusita
5. Yudistira Agung Prayuda
Kelas :
X – 5
Integrated Circuit (IC)
A. Sejarah Integrated Circuit
IC (Integrated Circuit) adalah nama lain chip. IC adalah piranti elektronis yang
dibuat dari material semikonduktor. IC atau chip merupakan cikal bakal dari
sebuah komputer dan segala jenis device yang memakai teknologi micro-
controller lainnya.
IC ditemukan 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. Bahkan berdasar pada International Technology
Roadmap for Semiconductor (ITRS), diharapkan akan tersedia sebuah chip yang
terdiri dari 3 milyar transistor pada tahun 2008.
IC sendiri dipergunakan untuk bermacam-macam piranti, termasuk televisi,
telepon seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai perlengkapan
audio dan video.
B. Definisi Integrated Circuit
Integrated Circuit (IC) merupakan suatu rangkaian elektronik yang dikemas
menjadi satu kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat
diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC
yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen.
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.
Apabila kita membuka lembaran vademicum IC, kita akan melihat berbagai
symbol seperti terlihat pada gambar 16. Arti symbol-symbol ini akan kita pelajari
bila sudah mulai eksperimen dengan IC digital.
C. Fungsi Integrated Circuit
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 untuk “keperluan
yang diinginkan” (kalau hanya untuk jam digital biasa, sudah banyak IC yang bisa
langsung digunakan), bisa juga dimanfaatkan dalam rangkaian sakelar sentuh,
dan jika digabungkan dengan infra merah ataupun ultrasonic, NE555 ini bisa
dijadikan sebagai pemancar atau remote control.
Apalagi jika digabungkan dengan teknik modulasi dan beberapa komponen
elektronika yang mendukung, bisa dihasilkan remote control multi channel yang
bisa mengontrol beberapa perangkat elektronik lain dalam satu remote (memang
jangkauan jaraknya tidak terlalu jauh, paling sekitar 10m – 20m. Beda dengan
yang menggunakan frekuensi radio). Dan masih sangat banyak lagi.
D. Jenis Integrated Circuit
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.
IC TTL
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.
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.
IC sering dikelompokkan berdasar jumlah transistor yang dikandungnya:
1. SSI (Small Scale Integration) adalah chip dengan maksimum 100 komponen
elektronik.
2. MSI (Medium Scale Integration) adalah chip dengan 100 sampai 3.000
komponen elektronik.
3. LSI (Large Scale Integration) adalah chip dengan 3.000 sampai 100.000
komponen elektronik.
4. VLSI (Very Large Scale Integration) adalah chip dengan 100.000 sampai
1.000.000 komponen elektronik.
5. ULSI (Ultra Large Scale Integration) adalah chip dengan lebih dari 1 juta
komponen elektronik.
E. Perawatan Integrated Circuit jenis CMOS
Tindakan-tindakan untuk menyelamatkan IC jenis CMOS adalah:
1. 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.
2. 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.
3. IC CMOS harus merupakan komponen terakhir yang dipasangkan pada papan
rangkaian. Jangan dimasukan atau ditanggalkan sementara tegangan catu
daya disambungkan.
4. Gunakan pemegang atau soket IC yang vsesuai untuk menjaga kestabilan
oksidasi dan muatan dalam IC CMOS.
5. 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.
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.
F. Membuat Simbol IC (Integrated Circuit) Logika
Menggunakan DSCH2
Perangkat lunak DSCH2 merupakan editor sekaligus simulator rangkaian logika
yang sangat mudah pengoperasiannya. Dalam editor ini telah termuat simbol-
simbol elemen logika yang dapat diambil melalui drag and drop dari symbol
library seperti pada gambar berikut ini.
DSCH2 menyediakan 2 halaman symbol library, yakni halaman untuk basic
symbol dan halaman advanced symbol. Untuk perancangan rangkaian logika
sederhana dengan hanya melibatkan elemen-elemen dasar dengan jumlah input
elemen yang terbatas, symbol library tersebut masih dapat melayani
penggunanya seperti pada rancangan berikut ini.
Namun, untuk rancangan rangkaian dengan melibatkan simbol elemen yang
lebih kompleks, user perlu mendisain terlebih dahulu simbol elemen tersebut.
DSCH2 menyediakan fitur untuk membangun sendiri simbol-simbol elemen
logika sesuai keinginan pengguna yakni schema to new symbol. Selain simbol
yang kompleks, dengan fitur ini juga dapat dibangun simbol IC logika.
1. Membuat Simbol Elemen Logika Baru
Misalnya kita akan membuat simbol rangkaian komparator jenis non-equality
comparator, maka langkah langkah untuk membangun simbol rangkaian ini
adalah:
Jalankan DSCH2, gambarkan rangkaian non-equality comparator seperti gambar
berikut ini. Pastikan rangkaian telah dirancang secara benar dengan mengecek
truth table nya sehingga menghasilkan (A=0, B=0, Y=0), (A=0, B=1, Y=1), (A=1,
B=0, Y=1) dan (A=1, B=1, Y=0). Tahap ini saya sebut sebagai perancangan pada
level inside symbol.
Klik File>Schema to new symbol seperti berikut:
Lakukan pengaturan posisi pin (terminal) dan symbol properties melalui kotak
dialog Schema to Symbol seperti berikut ini.
Kolom pin name menunjukkan nama-nama pin simbol yang telah kita definisikan
saat melakukan perancangan. Perubahan nama pin hanya dapat dilakukan
melalui layar editor, dalam kotak dialog ini anda tidak bisa mengubahnya.
Position menunjukkan posisi pin, dalam hal ini position 1 berada pada posisi
paling atas, position 2 di bawah position 1 dan seterusnya. Side L (left)
menunjukkan posisi pin pada sisi kiri kotak simbol dan R (right) pada posisi
kanan. Jadi, untuk pin B posisinya adalah paling atas sebelah kiri, pin A posisinya
di bawah pin B pada sisi kiri dan pin Y berada paling atas pada sisi kanan.
Melalui kotak dialog ini anda bisa mengubah posisi pin dari simbol yang akan
dibuat. Pada symbol properties, name menunjukkan nama file symbol ketika
disimpan,dan Title menunjukkan nama yang tercantum pada kotak simbol. Anda
dapat melakukan perubahan keduanya. Untuk menentukan letak media
penyimpanan, lakukan pengaturan pada baris Save in.
Selanjutnya lakukan klik OK, maka anda akan memperoleh file pada directory D
dengan nama XOR.SYM. Untuk menguji apakah simbol yang kita buat sudah
benar atau belum, load file tersebut ke dalam DSCH2. Ingat! File yang akan
dimuat ke dalam DSCH2 adalah file simbol (dengan ekstensi .SYM) sehingga
perlu dilakukan pengaturan berikut ini, selanjutnya klik Open.
Anda sekarang telah memperoleh simbol non-equality comparator, lakukan
pengujian seperti saat anda merancang rangkaian ini pada level inside symbol di
atas.
Jika pengujian menghasilkan truth table sama dengan pengujian pada level
inside symbol seperti di atas yakni (A=0, B=0, Y=0), (A=0, B=1, Y=1), (A=1, B=0,
Y=1) dan (A=1, B=1, Y=0), maka anda telah memperoleh simbol baru yang
valid/benar.
2. Membuat Simbol IC Gerbang OR
Salah satu IC yang menyediakan gerbang logika dasar OR adalah seri 7432 yang
di dalamnya terkandung 4 buah gerbang OR masing-masing denga2-input.
Untuk membangun simbol IC 7432 ini, terlebih dahulu harus dibangun rangkaian
gerbang OR pada level inside symbol. Berdasarkan datasheet nya, rangkaian
inside dari IC 7432 dapat digambarkan sebagai berikut:
Simbol IC 7432 dapat dibangun dengan cara sebagai berikut:
Susun rangkaian inside dari gerbang OR seperti gambar berikut ini
Lakukan pengecekan rangkaian, berikan catu daya terlebih dahulu dengan
memasang tegangan+5V (tinggi) pada kaki 14 dan 0V (rendah) pada kaki 7.
Selanjutnya berikan sinyal tinggi dan rendah ke input gerbang-gerbang OR itu
dan amati outputnya. Jika semua gerbang telah menunjukkan fungsi OR secara
benar maka kita telah memperoleh rangkaian inside OR yang valid.
Ubah rangkaian tersebut menjadi simbol dengan klik File>Schema to new
symbol dan lakukan pengaturan:
Agar simbol yang dibangun menyerupai bentuk IC 7432 yang sesungguhnya,
pengaturan posisi pin diatur berturut-turut dengan format pin (position, side)
sebagai berikut: 1(1,L), 2(2,L), 3(3,L), 4(4,L), 5(5,L), 6(6,L), 7(7,L), 14(1,R), 13(2,R),
12(3,R), 11(4,R), 10(5,R), 9(6,R), dan 8(7,R).
Klik tombol Refresh untuk melihat tampilan sementara (preview). Jika pengaturan
posisi pin selesai dilakukan, tulis nama, title dan drive/directory/folder tujuan
penyimpanan file simbol.
Klik OK untuk menyimpan simbol.
Load file 7432.SYM ke layar edior DSCH2 dan lakukan pengecekan IC 7432
apakah gerbang-gerbangnya sudah sesuai dengan fungsi OR. Rangkaian
pengecekan disusun sebagai berikut.
Jika hasil pengecekan menunjukkan bahwa semua gerbang OR yang ada
berfungsi dengan baik, maka anda telah memperoleh simbol IC 7432 yang valid.
Setelah anda mahir membuat IC 7432, saya sarankan anda mencoba membuat IC
yang lain, gunakan datasheet yang dikeluarkan oleh pabriknya untuk
memperoleh informasi tentang rangkaian inside dari setiap IC yang akan anda
rancang simbolnya.
G. Membuat Adaptor Sederhana Menggunakan IC
LM723
Adaptor ini hanya memakai trafo CT 10V (bekas speaker aktif, jadi penyearahnya
menggunakan penyearah sistem jembatan/bridge supaya di dapat tegangan
sekitar 20v).
Setelah diserahkan, tegangan trafo tadi dimasukkan ke rangkaian regulator
LM723.
Skema regulator LM723:
Trafo dan rangkaian regulator LM723 kemudian ditempatkan di boks bekas
stavolt.
Untuk mengetahui tegangan keluaran adaptor, maka saya pasangkan vu meter
punya bekas stavolt juga yang skalanya saya ubah.
Untuk menambah rasa aman, sebuah kipas DC saya pasangkan di panel
belakang box stavolt
Jadilah stavolt rasa adaptor
H. Skema Rangkaian Amplifier Sederhana Mini 10W
Rangkaian Amplifier berfungsi untuk menguatkan sinyal audio hingga bisa
terdengar oleh telinga manusia. Rangkaian Amplifier yang akan kita bahas kali ini
termasuk rangkaian amplifier sederhana dengan output keluaran sebesar 10W
dan menggunakan komponen yang banyak ditemukan dipasaran.
Rangkaian Amplifier ini dimotori oleh 2 transistor PNP, 2 transistor NPN dan satu
buah integrated circuit (IC). Walaupun tersusun dari komponen-komponen
sederhana, output yang dihasilkan oleh amplifier ini cukup untuk menghasilkan
dentuman suara yang cukup nyaman ditelinga.
Daftar komponen yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian amplifier seperti
gambar diatas adalah sebagai berikut:
P1 : 22K Log Potemsiometer (Dual
gang for stereo) C3, 4 : 470uF/25V
P2 : 100K Log Potemsiometer (Dual
gang for stereo) C6
: 47pF 63V ceramic ar polyester
capasitor
R2, 4,
8 : 820R 1/4W C7 : 10nF 63V polyester capasitor
R1 : 4K7 1/4W C9 : 100nF 63V polyester capasitor
R3 : 500R 1/2W D1 : 1N4148 75V 150mA Diode
R5 : 82K 1/4W IC 1 : NE5532 Low noise Dual Op-
amp
R6, 7 : 47K 1/4W Q1 : BC547B 45V 100mA NPN
Transitor
R9 : 10R 1/2W Q2 : BC557B 45V 100mA PNP
Transitor
R10 : 0,22 4W(wirewound) Q3 : TIP42A 60V 6A PNP Transistor
C1, 8 : 470nF 63V polyester capasitor Q4 : TIP41A 60V 6A NPN Transistor
C2, 5 : 100uF/25V J1 : RCA audio input socket
Sedangkan komponen untuk menyusun power suply dalam rangkaian amplifier
ini adalah sebagai berikut:
R1 : 1K5 1/4W
Elco : 4700uF/25v
D : 100V 4A Diode bridge
Led merah
T : Centertap tranformer 2A 20V