Akhmad Farikh Izzaulhaq (5301409022)

5/13/2018 Akhmad Farikh Izzaulhaq (5301409022) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/akhmad-farikh-izzaulhaq-5301409022 1/15

1

ELEKTRONIKA DIGITAL

IC DIGITAL TEKNOLOGI BIPOLAR

Nama : Akhmad Farikh Izzaulhaq

NIM : 5301409022

Prodi : Pendidikan Teknik Elektro, S1

Rombel : 02

Dosen : R. Kartono

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO S1

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2012



2

IC Digital Menggunakan Teknologi Bipolar

Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi

conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor,

Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC

digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai

menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil.

Teknologi dasar dalam industri IC digital ada dua, yaitu teknologi bipolar dan MOS

( Metal Oxide Semiconductor ). Teknologi bipolar menghasilkan transistor-transistor bipolar pada

satu serpih dan teknologi MOS menghasilkan MOSFET. Teknologi bipolar lebih sesuai untuk

produksi jenis SSI dan MSI yang lebih cepat operasinya dan teknologi MOS sesuai dengan jenis

LSI sebab dengan teknologi ini jumlah MOSFET yang lebih besar dapat dikemas dalam ukuran

serpih yang sama.

Suatu keluarga digital merupakan sekelompok piranti yang kompatibel dengan tingkat

logika dan catu tegangan yang sama. Dimana kompatibel dapat diartikan sebagai kemampuan

penyambungan secara langsung dengan piranti yang lain. Kompatibilitas ini memungkinkan

berbagai kombinasi yang berbeda dalam jumlah besar.

Macam ± macam IC bipolar terdiri dari:

a) RTL ( Resistor Transistor Logic) Logika resisto-transistor

b) DTL ( Diode-transistor logic) Logika diode-transistor,

c) TTL (Transistor-transistor logic) Logika transistor-transistor, dan

d) ECL ( E mitter-coupled logic) Logika emiter tergandeng.

Karakteristik Transistor Bipolar



3

Bipolar transistor memiliki dua tipe, yaitu npn atau pnp. Keduanya dibuat dari material

yang sama, germanium atau silicon. IC transistor biasanya dibuat dengan silicon dan dengan tipe

npn.

Contoh di atas adalah transistor npn yang menggunakan rangkaian common emitter.

Rangkaian menggunakan dua resistor dan satu transistor. Arus IC mengalir melalui R C pada

colector dan IB melalui R B pada basis. Emitter koneksi dengan ground dan IE = IC + IB. Supply

voltase pada VCC dan ground. Input antara Vi dan ground, sedangkan output antara Vo dan

ground.

Bila pada basis mengalir arus IB dan VBE positif, maka junction forward bias. Bila VBE

negatif, maka junction reverse biased. Pada gambar diperlihatkan grafik VBE versus IB. Jika

voltase basis-emitter kurang dari 0,6 V, transistor disebut dalam kondisi cut-off dan tidak adaarus basis yang mengalir. Saat base-emitter junction forward bias dengan voltase lebih besar dari

0,6 V, transistor conduct dan IB naik dengan cepat sedangkan VBE mengecil. Voltase VBE jarang

melampaui 0,8 V.



4

Arus yang kecil pada basis akan mengakibatkan arus yang lebih besar mengalir dari

colector ke emitter. Ringkasan parameter transistor npn silicon dapat dilihat di tabel.

a) RTL ( Resistor Transistor Logic) Logika resisto-transistor

Logika resistor±transistor atau sering disebut dengan RTL adalah sebuah keluarga sirkuit

digital yang dibuat dari resistor sebagai jaringan masukan dan transistor dwikutub (BJT) sebagai

peranti sakelar. RTL adalah keluarga logika digital bertransistor yang pertama, keluarga yang

lain adalah logika dioda±transistor (DTL) dan logika transistor±transistor (TTL).

Gambar 1.1 Suatu masukan gerbang RTL

Suatu gerbang RTL terdiri dari N transistor yang emitternya dihubungkan ke ground dan

collectornya terhubung melelui tahanan collector yang sama kecatu daya. Tegangan input V i ( i

=1,2,N) menggambarkan level logika yang diberikan pada bese melalui tahanan R b. Bila kita

mangambil logika positif, gerbang memperlihatkan logika NOR.



5

V1 V2 V0 V1 V2 V0

L

L

H

H

L

H

L

H

H

L

L

L

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

Tabel 1.1 Logika NO R

Pada logika positif, ³false´ = 0 pada masukkan agar membuat transistor cut-off. VH

adalah tegangan yang diberikan pada masukkan untuk membuat transistor saturasi. VL disini

harus kurang dari tegangan tertentu dan VH harus lebih besar dari tegangan tertentu. Dalam hal

ini VL < VH, tegangan cut-in dan VH > tegangan yang diberikan pada R b yang membawa

transistor pada keadaan saturasi.

Setiap input diimplementasikan dengan satu resistor dan satu transistor. Kolektor-

kolektor dari masing-masing transistor dihubungkan menjadi satu pada output. Besar tegangan

untuk rangkaian adalah 0,2 V untuk level low dan mulai 1 sampai 3,6 V untuk level high.

Analisis dari gerbang RTL sangat sederhana. Jika ada satu input gerbang RTL yang high,

maka transistor yang bersangkutan akan menuju ke keadaan saturasi. Hal ini menyebabkan

output akan low, tanpa perlu melihat keadaan transistor lain. Jika semua input low yaitu sekitar

0,2 V, maka semua transistor akan dalam keadaan cut off karena VBE < 0,6 V. Hal ini akan

menyebabkan output dari rangkaian akan high, dengan besar tegangan mengacu pada tegangan

VCC.

Kelebihan utama dari RTL adalah jumlah transistor yang sedikit, dimana ini merupakan

hal penting sebelum adanya teknologi sirkuit terintegrasi, dimana gerbang logika dibangun dari

komponen tersendiri karena transistor merupakan komponen yang relatif mahal. IC logika awal

juga menggunakan sirkuit ini, tetapi dengan cepat digantikan dengan sirkuit yang lebih baik,



6

seperti logika dioda±transistor dan kemudian logika transistor±transistor , dikarenakan dioda dan

transistor tidak lebih mahal dari resistor dalam IC.

Kekurangan paling jelas dari RTL adalah borosan dayanya yang tinggi ketika transistor

menghantar untuk mengambil alih resistor panjar keluaran. Ini membutuhkan lobih banyak arus

yang harus dicatu ke RTL dan lebih banyak bahang yang hapus dibuang dari RTL.

Kebalikannya, sirkuit TTL meminimalkan kebutuhan tersebut. Pembatasan lain dari RTL adalah

sebaran masuk (fan-in) yang terbatas, tiga masukan menjadi batas untuk banyak desain sirkuit

untuk operasi normal sebelum kehilangan kekebalan akan desah. Rangkaian terintegrasi NOR

RTL standar dapat menggerakan hingga tiga gerbang serupa. Sebagai alternatif, ini cukup untuk

menggerakan dua penyangga yang bisa menggerakan 25 keluaran lainnya.

Berbagai produsen menggunakan metode berikut untuk mempercepat RTL.

Menempatkan kondensator berjajar dengan setiap resistor masukan dapat mengurangi takut yang

dibutuhkan tingkat penggerak untuk memanjar balik pertemuan basis-emitor tingkat digerakkan.

RTL yang menggunakan teknik ini disebut dengan RCTL (resistor capacitor transistor

logic).Menggunakan tegangan catu kolektor yang tinggi dan dioda pemangkas mengurangi

waktu pengisian kapasitas liar. Susunan ini mensyaratkan dioda memangkas kolektor ke level

logika yang telah didesain. Susunan ini juga digunakan pada DTL (logika dioda±transistor ).

b) DTL ( Diode-transistor logic) Logika diode-transistor

Logika dioda±transistor atau sering disebut (DTL) adalah sebuah keluarga gerbang logika

yang terdiri dari transistor dwikutub (BJT), dioda dan resistor , ini adalah pendahulu dari logika

transistor±transistor . Ini disebut logika dioda±transistor karena fungsi penggerbangan dilakukan

oleh jaringan dioda dan fungsi penguatan dilakukan oleh transistor.

Dengan menghilangkan R b pada rangkaian RTL maka terjadi Direct Coupled Transistor

Logic (DCTL). Disebut DCTL karena masukkan dibuat langsung pada base. Seperti pada RTL

diatas, DCTL ini merupakan logika NOR DTCL yang tidak banyak dipergunakan. Logika NOR

mempunyai fungsi yang lengkap sehingga bermacam-macam logika dapat dibuat dengan

memakai gerbang logika NOR. Di dalam system switching maka suatu input dari gerbang NOR

dapat digerakan oleh keluaran dari gerbang NOR yang sama. Sebaliknya suatu gerbang NOR



7

dapat dipakai untuk menggerakan masukkan gerbang Nor lainnya. Dalam hal ini contohnya

adalah G11 pada gambar 1.2.

G11 menerima masukkan dari G0yang juga memberi sinyal pada salah satu masukkan

dari gerbang (N-1) lainnya, yakni gerbang G12 sampai G IN. G11 ini juga memberikan sinyal

pada salah satu dari gerbang N lainya, yakni G 21 sampai G 2N. gerbang-gerbang lainnya

mendapat masukkan dari sumber lain yang tidak digambarkan pada gambar. Bila gerbang ini

mempunyai kelebihan masukkan yang tidak dipergunakan, maka masukkan yang tidak

dipergunakan harus digroundkan sehingga transistor yang bersangkutan akan berada pada cut-off

dan tidak mempunyai pengaruh pada operasi gerbang.

Gambar 1.2 Gerbang DCTL NOR dengan N Fan-Out

Rangkaian dasar dalam keluarga logika digital DTL adalah gerbang NAND. Tiap input

diasosiasikan dengan sebuah dioda. Dioda dan resistor 5 k membentuk sebuah gerbang AND.

Transistor berperan sebagai penguat arus sambil meng-invert sinyal digital. Untuk logika low

adalah sekitar 0,2 V dan untuk logika high adalah sekitar 4 sampai 5 V.



8

Jika salah satu input berlogika low atau sekitar 0,2 V, maka dioda input yang

bersangkutan akan mengalirkan arus dari VCC dan melewati resistor 5 k menuju input.

Tegangan pada titik P adalah sama dengan tegangan input 0,2 V ditambah tegangan jatuh dioda

0,7 V, sehingga totalnya adalah 0,9 V. Agar transistor mulai aktif, tegangan pada titik P harus

sekitar tegangan VBE ditambah tegangan jatuh dioda D1 dan D2 atau 3 X 0,6 V = 1,8 V. Karena

tegangan pada titik P adalah sekitar 0,9 V, maka transistor dalam keadaan cut off dan output

berlogika high atau sekitar 5 V.

Jika semua input dari gerbang adalah high, maka transistor akan menuju keadaan saturasi

karena tegangan P sekarang sama dengan VBE ditambah tegangan jatuh D1 dan D2 atau 0,7 V X

3 = 2,1 V. Semua input dioda dalam keadaan reverse bias dan mati. Arus basis cukup besar untuk

membuat transistor menuju ke keadaan saturasi, meskipun arus basis berkurang karena resistor 5

k. Dengan keadaan transistor saturasi maka tegangan output akan jatuh menjadi sekitar VCE

atau 0,2 V yang berarti logika low.

Keuntungan utama DTL terhadap pendahulunya, logika resistor±transistor adalah

penambahan sebaran masuk (fan-in). Tetapi tundaan penyebaran masih relatif tinggi. Ketika

transistor jenuh ketika semua masukan tinggi, muatan disimpan di daerah basis. Ketika keluar

dari daerah jenuh (salah satu masukan rendah), muatan ini harus dihilangkan terlebih dahulu,yang membutuhkan beberapa saat. Salah satu cara untuk mempercepat adalah dengan

menghubungkan resistor dari basis transistor ke catu negatif yang akan membantu mengikangkan

pembawa minoritas pada basis. Masalah diatas telah diatasi TTL dengan mengganti dioda pada

sirkuit DTL dengan transistor multi-emitor, yang juga mengurangi area yang dibutuhkan tiap

gerbang pada implementasi sirkuit terintegrasi.



9

c) TTL (Transistor-transistor logic) Logika transistor-transistor

Logika transistor±transistor (TTL) adalah salah satu jenis sirkuit digital yang dibuat dari

transistor dwikutub (BJT) dan resistor . Ini disebut logika transistor-transistor karena baik fungsi

penggerbangan logika maupun fungsi penguatan dilakukan oleh transistor (berbeda dengan RTL

dan DTL). TTL menjadi IC yang banyak digunakan dalam berbagai penggunaan, seperti

komputer, kontrol industri, peralatan dan instrumentasi tes, dan lain-lain. Gelar TTL kadang-

kadang digunakan untuk menyebut taraf logika yang mirip dengan TTL, bahkan yang tidak

berhubungan dengan TTL, sebagai contohnya adalah sebagai etiket pada masukan dan keluaran

peranti elektronik.

Rangkaian ini merupakan pengembangan dari logika DTL, dengan transistor multiple

emitter ekivalen dengan logika diode. Logika ini yang paling banyak dipakai dalam keluarga

Bipolar.

Sekali lagi, skema paling dasar di atas juga untuk logika NAND. Ketika salah satu input

bernilai 0, maka transistor Q1 akan OFF, demikian pula Dioda D1 dan transistor Q0. Vout akan

sama dengan Vcc, output bernilai 1. Sebaliknya ketika seluruh input bernilai 1, maka D1 akan

ON demikian pula dengan transistor Q0. Arus akan mengalir dari Vcc ke ground, output bernilai

0. Pada beberapa rangkaian, terkadang dioda D1 digantikan dengan sebuah transistor.

TTL ditemukan oleh James L. Buie dari TRW, "particularly suited to the newly

developing integrated circuit design technology." IC TTL komersial pertama dibuat oleh



10

Sylvania pada 1963, dinamai Sylvania Universal High-Level Logic family (SUHL). Peranti dari

Sylvania ini digunakan dalam misil Phoenix.

TTL menjadi terkenal pada pendesain sistem elektronik setelah Texas Instruments

memperkenalkan seri 5400, dengan daerah suhu untuk militer, pada 1964 dan pada akhirnya seri

7400 pada 1966 dengan daerah suhu yang lebih rendah. Keluarga 7400 dari Texas Instrument

menjadi standar industri. Peranti yang cocok dibuat oleh Motorola, AMD, Fairchild, Intel,

Intersil, Signetics, Mullard, Siemens, SGS-Thomson/ST microelectronic dan National

Semiconductor , dan banyak perusahaan lainnya, bahkan di bekas Uni Soviet. Tidak hanya

membuat peranti TTL yang kompatibel, tetapi peranti kompatibel juga dibuat dengan

menggunakan teknologi sirkuit lainnya. Istilah TTL digunakan pada banyak logika

penyempurnaan yang menggunakan transistor dwikutub, dengan beberapa penyempurnaan dikecepatan dan kebutuhan daya selama lebih dari dua dekade.

Keluarga populer yang terakhir adalah 74AS/ALS Advanced Schottky, dikenalkan pada

1985. Hingga 2009, Texas Instruments tetap memproduksi IC kegunaan umum dalam banyak

keluarga teknologi usang, walaupun dengan harga yang semakin mahal. Biasanya, chip TTL

memadukan tidak lebih dari beberapa ratus transistor. Fungsi yang dipunyai sebuah kemasan

tunggal bervariasi dari beberapa gerbang logika hingga mikroprosesor.

TTL juga menjadi penting karena harganya yang muram membuat teknik digital cukup

ekonomis untuk menggantikan pekerjaan yang sebelumnya dilakukan oleh teknik analog.

Kenbak-1, salah satu komputer pribadi pertama, menggunakan TTL untuk CPU daripada

menggunakan mikroprosesor yang belum tersedia pada tahun 1971. 1973 Xerox Alto dan 1981

Star , yang mengenalkan GUI, menggunakan sirkuit TTL pada taraf ALU. Banyak komputer

yang menggunakan logika kompatibel-TTL hingga tahun 1990-an. Hingga penemuan logika

dapat diprogramkan, logika dwikutub tersendiri digunakan untuk percobaan dan pengembangan

sirkuit digital terpadu lainnya.

TTL berbeda dengan pendahulunya, generasi logika resistor±transistor (RTL) dan logika

dioda±transistor (DTL) dengan menggunakan transistor tidak hanya untuk penguatan keluaran

tetapi juga untuk mengisolasi masukan. Pertemuan p-n dari dioda mempunyai kapasitansi yang



11

cukup besar, jadi mengubah taraf logika pada masukan DTL memerlukan waktu dan energi yang

tidak sedikit.

Konsep dasar dari TTL adalah mengisolasi masukan dengan menggunakan sambungan

basis-bersama, dan menguatkan fungsi dengan sambungan emitor-bersama. Perhatikan bahwa

basis dari transistor keluaran digerakan tinggi hanya oleh pertemuan basis-kolektor dari

transistor masukan yang dipanjar maju. Skema kedua menambahkan keluaran tiang totem.

Ketika Q2 mati (logika 1), resistor membuat Q3 hidup dan Q4 mati, menghasilkan logika 1 yang

lebih kuat di keluaran. Ketika Q2 hidup, ini mengaktifkan Q4, menggerakan logika 0 ke keluaran.

Dioda memaksa emitor dari Q3 ke ~0.7 V, sedangkan R 2, R 4 dipilih untuk menarik basis ke

tegangan yang lebih rendah, membuatnya mati. Dengan menghilangkan resistor pull-up dan

resistor pull-down pada tingkat keluaran, memungkinkan kekuatan gerbang ditingkatkan tanpamemengaruhi konsumsi daya secara signifikan.

TTL sangat sesuai dibuat sebagai sirkuit terpadu karena masukan sebuah gerbang dapat

disatukan kedalam sebuah daerah dasar untuk membentuk transistor multi emitor . Karena peranti

yang rumit mungkin menambah biaya sirkuit jika dibuat dari transistor terpisah, tetapi dengan

mengkombinasikan beberapa sirkuit kecil menjadi peranti yang lebih rumit, sebaliknya ini

mengurangi biaya implementasi pada IC. Seperti logika yang menggunakan transistor dwikutub

lainnya, arus kecil harus diambil dari masukan untuk memastikan taraf logika yang benar. Arus

yang diambil harus dalam kapasitas tingkat sebelumnya, sehingga membatasi gerbang yang

dapat disambungkan (fanout).

Semua TTL standar bekerja pada pencatu daya 5 volt. Isyarat masukan TTL dikatakan

rendah jika berada di antara A TTL 0 V dan 0.8 V dimana mewakili titik ground, dan tinggi

ketika berada di antara 2.2 V dan 5 V, mewakili titik catu (taraf logika presisi mungkin sedikit

bervariasi di antara subtipe). Keluaran TTL biasanya terbatas pada batas yang lebih sempit di

antara 0 V dan 0.4 V untuk logika rendah dan di antara 2.6 V dan 5 V untuk logika tinggi,

memberikan ketahanan desah 0,4V.

Standarisasi taraf logika TTL sangat penting karena papan sirkuit yang rumit sering

menggunakan IC TTL yang diproduksi oleh berbagai pabrik dan dipilih berdasarkan kesiapan



12

dan harga, kecocokan harus meyakinkan, dua papan sirkuit dari jalur perakitan yang pada

mungkin memiliki campuran merk yang berbeda untuk posisi yang sama dalam papan. Dalam

batas dapat digunakan yang cukup luas, gerbang logika dapat dianggap sebagai peranti Boolean

ideal tanpa kekhawatiran akan batasan elektronik.

Generasi penerus dari teknologi memproduksi peranti kompatibel dengan penambahan

kecepatan atau efisiensi atau keduanya. Walaupun produsen secara resmi memasarkan produk

tersebut sebagai keluarga TTL dengan dioda Schottky, beberapa sirkuit yang digunakan pada

keluarga LS sebenarnya adalah DTL. TTL dasar biasanya mempunyai tundaan penyebaran 10ns

dan borosan daya 10mW tiap gerbang. Variasi dan penerusnya antara lain:

y TTL daya rendah (L), mengorbankan kecepatan untuk pengurangan borosan (33ns,

1mW). Sekarang telah digantikan oleh logika CMOS.

y TTL kecepatan tinggi (H), lebih cepat daripada TTL standar, tapi borosan juga jauh lebih

tinggi, (6ns, 22mW)

y TTL Schottky (S), dikenalkan pada tahun 1969, menggunakan penggenggam dioda

Schottky pada masukan untuk mencegah penyimpanan muatan dan memperbaiki

kecepatan pensakelaran. (3ns, 19mW)

y TTL Schottky daya rendah (LS), menggunakan TTL daya rendah dan dioda Schottky

untuk mendapatkan kombinasi antara kecepatan dan efisiensi. Ini mungkin adalah tipe

TTL paling umum, digunakan sebagai logika perekat pada mikrokomputer,

menggantikan sub-keluarga H, L dan S. (9.5ns, 2mW).

y Varian cepat (F) dari Fairchild dan Schottky maju (AS) TI merupakan penyempurnaan

dari LS, dikenalkan pada tahun 1985, dengan sirkuit "Miller-killer" untuk mempercepat

transisi dari rendah ke tinggi.

y Sebagian besar produsen menawarkan daerah suhu komersial dan keperluan khusus,

sebagai contoh peranti seri 7400 dari TI dispesifikasikan dari 0 hingga 70 °C, dan perantiseri 5400 dalam spesifikasi militer dengan daerah suhu dari í55 hingga +125 °C.

y Peranti tahan radiasi ditawarkan untuk penggunaan luar angkasa dan nuklir.

y Peranti kualitas tinggi dan reabilitas tinggi tersedia untuk penggunaan penerbangan dan

militer.

y TTL tegangan rendah (LVTTL) untuk pencatu daya 3.3 pada antarmuka memori.



13

Peranti TTL mengonsumsi lebih banyak daya daripada peranti CMOS yang ekivalen saat

siaga, tetapi konsumsi daya tidak meningkat bersamaan dengan peningkatan kecepatan clock

secepat peranti CMOS. Dibandingkan dengan sirkuit ECL, TTL menggunakan lebih sedikit daya

dan mempunyai aturan desain yang lebih sederhana, tetapi juga lebih lambat. Pendesain dapat

mengkombinasikan ECL dan TTL dalam sistem yang sama untuk mendapatkan performansi dan

penghematan yang lebih baik, tetapi peranti penggeser-taraf dibutuhkan di antara dua keluarga

logika.

TTL kurang sensitif terhadap kerusakan karena pembuangan elektrostatik daripada

peranti CMOS awal. Karena struktur keluaran dari peranti TTL yang taksimetrik, impedansi

keluaran antara keadaan tinggi dan rendah tidak simetris, membuatnya tidak cocok untuk

menggerakan kawat transmisi. Kekurangan ini biasanya dapat diatasi dengan menyanggakeluaran dengan peranti penggerak-saluran khusus untuk isyarat yang harus dikirim melalui

kabel panjang. ECL, karena struktur keluarannya simetris pada impedansi rendah, ECL tidak

mengalami kekurangan ini. Keluaran struktur tiang totem TTL memiliki waktu tumpang tindih

sebentar saat semua transistor menghantar, menghasilkan pulsa arus yang besar diambil dari

catu. Pulsa tersebut dapat digandengkan dengan cara yang tidak diinginkan pada sepanjang

kemasan multi sirkuit terpadu, menghasilan batas desah yang dikurangi dan performa yang lebih

lambat. Sistem TTL biasanya memiliki kondensator untuk setiap satu atau dua kemasan, jadi

pulsa arus yang disebabkan oleh dalah satu tidak mengakibatkan perubahan tegangan catu.

Beberapa produsen sekarang menyuplai logika CMOS ekivalen dengan taraf masukan dan

keluaran yang kompatibel, biasanya nomor peranti mirip dengan komponen sejenis.

Seperti kebanyakan sirkuit terpadu abad ke-19 lainnya, peranti TTL biasanya dikemas

pada kemasan DIL dengan kaki antara 14 hingga 24. Biasanya dibuat dari plastik epoksi (PDIP)

atau keramik (CDIP). Kemasan DIL standar mempunyai kaki yang berjarak 0,1 in, dan hampir

semua peranti TTL menggunakan penjarakan ini (walaupun beberapa IC ASIC dikemas dengan penjarakan kaki yang lebih rapat), kemasan DIL 14 dan 16 kaki dengan dua baris kaki

dipisahkan 0,3 in adalah yang paling umum untuk IC TTL. IC berkas-tembaga tanpa kemasan

dibuat untuk perakitan pada larikan yang lebih besar sebagai sirkuit terpadu campuran. Peranti

untuk penggunaan militer dan luar angkasa dikemas dalam kemasan datar, sebuah bentuk dari

kemasan pemasangan permukaan, dengan tembaga yang cocok untuk pengelasan atau



14

penyolderan ke papan rangkaian cetak. Sekarang, banyak peranti kompatibel-TTL tersedia dalam

kemasan pemasangan permukaan, yang tersedia dalam jenis yang lebih banyak daripada

kemasan lewat-lubang.

Walaupun didesain untuk penggunaan taraf logika sinyal digital, sebuah TTL dapat

dipanjar untuk digunakan sebagai penguat analog. Penguat seperti ini mungkin sangat berguna

pada peranti yang harus mengubah sinyal analog km sinyal digital, tetapi biasanya tidak

digunakan ketika penguatan analog menjadi kegunaan utama peranti.

Pembalik TTL dapat juga

digunakan pada osilator kristal karena kemampuan penguatan analognya sangat berarti dalam

analisis performansi osilator.

Sebelum penemuan peranti integrasi skala sangat besar (VLSI), TTL merupakan standar metode

konstruksi untuk prosesor dasar, seperti DEC VAX dan Data General Eclipse. Karena mikroprosesor

menjadi lebih berguna, peranti TTL menjadi penting untuk digunakan sebagai logika penempel , seperti

penggerak bus cepat pada motherboard, yang menyambungkan blok-blok fungsi sehingga menjadi elemen

VLSI.

d) ECL ( Emitter-coupled logic) Logika emiter tergandeng

ECL adalah keluarga logika digital yang nonsaturasi. Bila transistor tidak saturasi,

dimungkinkan propagation delay yang rendah sebesar 1-2 ns. Keluarga logika ini memiliki

propagation delay yang paling rendah dari keluarga digital lainnya, sehingga sering digunakan

untuk sistem yang membutuhkan kecepatan tinggi. Namun ketahanan terhadap noise dan power

dissipation merupakan yang terburuk daripada keluarga digital lainnya.



15

ECL ditemukan oleh Hannon S. Yourke pada tahun 1956. Aslinya disebut logika

pengendali arus. Ini digunakan pada komputer Stretch, IBM 7090, dan IBM 7094. Dalam

elektronika, logika tergandeng±emitor atau sering disebut ECL adakan keluarga logika yang

menggunakan transistor dwikutub dalam noda pengendalian arus untuk membuat fungsi logika.

ECL kadang-kadang disebut logika moda-arus[2]

atau logika sakelar-arus pengikut-emitor

(CSEF).[3][4]

Karakteristik utama dari ECL adalah kenyataan bahwa transistor tidak pernah

sepada pada keadaan jenuh, sehingga dapat berganti keadaan dengan sangat cepat. Kerugian

utamanya adalah kebutuhan arusnya yang malar, berarti ini membutuhkan banyak daya.

Rangkaian dasar ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Output menyediakan operasi

NOR dan OR sekaligus. Setiap input dihubungkan pada basis dari transistor. Untuk logika high

tegangannya sekitar -0,8 V dan untuk logika low sekitar -1,8 V. Rangkaian terdiri daridifferential amplifier, sebuah temperatur dan voltage-compensated bias network, dan emitter-

follower output. Output emiter membutuhkan resistor pull-down agar arus dapat mengalir. Hal

ini didapat dari resistor input RP dari gerbang lain yang mirip atau dari resistor eksternal yang

dihubungkan dengan tegangan supply negatif. Jika salah satu input dari ECL high, maka

transistor yang bersangkutan akan nyala dan Q5 akan mati. Sebuah input -0,8 V menyebabkan

transistor berkonduksi dan menempatkan -1,6 V pada emiter di semua transistor. ( tegangan jatuh

VBE pada transistor ECL adalah 0,8 V ). Bila VBB = -1,3 V, tegangan basis dari Q5 hanya 0,3 V

lebih positif dari emiternya. Q5 dalam keadaan cut off karena tegangan VBE membutuhkan

minimal 0,6 V untuk berkonduksi. Arus pada resistor R C2 mengalir ke basis Q8. Arus tersebut

sangat kecil sehingga tegangannya dapat diabaikan pada R C2. Output OR dari RC1 dan transistor

yang berkonduksi menyebabkan tegangan jatuh sebesar 1 V dibawah ground atau sekitar -0,8 V.

Output NOR adalah satu VBE dibawah level ini atau sekitar -1,8 V yang berarti logika low.

Jika semua input berlogika low, maka semua transistor akan mati dan Q5 akan

berkonduksi. Tagangan pada simpul common-emiter adalah satu VBE dibawah VBB atau sekitar -2,1 V. jika basis setiap input berlogika low atau -1,8 V, setiap pasangan basis-emiter bertegangan

0,3 V dan semua input transistor dalam keadaan cut off. RC2 melewatkan arus melewati Q5

yang menghasilkan tegangan jatuh sekitar 1 V, membuat output OR satu VBE dibawah ini, pada -

1,8 V atau level high. Hal ini menggambarkan operasi OR dan NOR pada rangkaian.

Akhmad Farikh Izzaulhaq (5301409022)

Documents

Transcript of Akhmad Farikh Izzaulhaq (5301409022)