Teknologi IC

11
 Teknologi IC Nama Muh Fathnan Syafi’i NIM 2202081021 Prog.Studi Teknik Elektro D3 Ekstensi Semester Genap 1. Perkembangan Integrated circuit (IC) saat ini telah sampai pada teknologi ULSI (Ultra La rge Scale Integration) dimana di dalamnya terdapat lebih dari satu juta transistor.contohnya Pentium 4 misalnya terdiri dari 42 juta transistor. Perkembanagan teknologi ic ini mendorong perkembangan yang pesat dalam dunia computer generasi ke 5 (masa depan). . Dimana teknologi sebelumnya adalah : 1960's: Small Scale Integration (SSI), termuat sampai 20 gates per chip.  1960 Transistor Metal-Oxide-Silicon (MOS) transistor ditemukan.  1962 Logik Transistor-transistor (TTL) dikem-bangkan  1963 Complementar y Metal Oxide Silicon (CMOS) ditemukan.  Akhir 1960-an: Medium Scale Integration (MSI), 20-200 gates per chip.  1968 MOS memory circuits diperkenalkan. 1970-an: Large Scale Integration (LSI), 200-5000 gates per chip.  1970 8-bit MOS calculator chips diperkenalkan (7 micrometer chip geometries).  1971 16-bit Microprocessors diperkenalkan. 1980's: Very Large Scale Integration (VLSI), > 5000 gates per chip.  1981 Very High Speed Integration (VHSIC), tens's of thousands of gates per chip (1.5 micrometer chip geometries).  1984 0.5 micrometer chip geometries. Contohnya : Intel 8080 dan Motorola 68000

Transcript of Teknologi IC

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 1/11

 

Teknologi IC

Nama Muh Fathnan Syafi’i

NIM 2202081021

Prog.Studi Teknik Elektro D3 Ekstensi

Semester Genap

1.  Perkembangan Integrated circuit (IC) saat ini telah sampai pada teknologi ULSI (Ultra Large

Scale Integration) dimana di dalamnya terdapat lebih dari satu juta transistor.contohnya Pentium 

4 misalnya terdiri dari 42 juta transistor. Perkembanagan teknologi ic ini mendorongperkembangan yang pesat dalam dunia computer generasi ke 5 (masa depan).

. Dimana teknologi sebelumnya adalah :

1960's: Small Scale Integration (SSI), termuat sampai 20 gates per chip.

•  1960 Transistor Metal-Oxide-Silicon (MOS) transistor ditemukan.

•  1962 Logik Transistor-transistor (TTL) dikem-bangkan

•  1963 Complementary Metal Oxide Silicon (CMOS) ditemukan. 

Akhir 1960-an: Medium Scale Integration (MSI), 20-200 gates per chip.

•  1968 MOS memory circuits diperkenalkan.

1970-an: Large Scale Integration (LSI), 200-5000 gates per chip.

•  1970 8-bit MOS calculator chips diperkenalkan (7 micrometer chip geometries).

•  1971 16-bit Microprocessors diperkenalkan.

1980's: Very Large Scale Integration (VLSI), > 5000 gates per chip.

•  1981 Very High Speed Integration (VHSIC), tens's of thousands of gates per chip (1.5

micrometer chip geometries).

•  1984 0.5 micrometer chip geometries.

Contohnya : Intel 8080 dan Motorola 68000

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 2/11

 

2.  Tujuan pengembangan teknilogi IC adalah mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen-komponen

elektronika. Misalnya Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam

sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan

komponen dalam sebuah chip tunggal. Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan

 jumlah tersebut menjadi juta.

Perkembangan yang demikian pesat mendorong pengembangan alat IT yang lebih canggih,

seperti prosesor computer. Jadi Secara menejemen industri perkembangan IC akan mendorong

berkembangnya industri yang lain .

3. keunggulan IC antara lain :

1. Ringkas

IC adalah lebih ringkas (dalam hal ukuran yang sangat ekonomis), jika dibandingkan dengan

rangkaian ekivalennya jika dirangkaikan satu persatu. Dengan kelebihan seperti ini maka struktur

IC akan sangat memungkinkan untuk diterapkan pada rangkaian yang lebih rumit contohnya

adalah untuk aplikasi komputer laptop dll

2. Kecepatan tinggi

struktur yang ringkas, maka akan membuat persambungan antar komponen menjadi lebih efisien,

sehingga kecepatan pemrosesan sinyal menjadi lebih tinggi.

3.Daya yang rendah

Struktur IC memiliki disipasi daya yang lebih kecil jika dibandingkan dengan rangkaian ekivalen

yang disusun oleh komponen diskritnya. Dengan disipasi daya yang lebih kecil membuat IC akan

mengkonsumsi daya listrik yang lebih kecil juga.

4. Handal

Kerusakan komponen penyusun IC adalah lebih kecil jika dibandingkan dengan rangkaian

ekivalen yang disusun oleh komponen diskritnya. Hal ini dikarenakan sambungan dalam IC adalah

terjaga oleh wadah yang kokoh terhadap adanya korosi dan pengotoran debu

5.Mudah dalam perawatan

Dengan IC, biaya perawatan akan menjadi lebih murah karena prosedur perawatan menjadi

dipermudah ketika terjadi kerusakan. Dengan adanya soket IC, maka penggantian atau

pengecekan kerusakan IC akan menjadi lebih mudah lag.

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 3/11

 

6. Konstruksi modular

Dalam perkembangan lebih lanjut, IC dirancang dengan fungsi yang khusus, sehingga dalam

rangkaian papan tercetak, tiap IC memiliki blok-blok yang khusus.

Kelemahan IC antara lain adalah keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik yang

besar, dimana arus listrik berlebihan dapat menimbulkan panas di dalam komponen, sehingga komponen

yang kecil seperti IC akan mudah rusak jika timbul panas yang berlebihan.

Demikian pula keterbatasan IC dalam menghadapi tegangan yang besar, dimana tegangan yang besar

dapat merusak lapisan isolator antar komponen di dalam IC

Contoh kerusakan misalnya, terjadi hubungan singkat antara komponen satu dengan lainnya di dalam

IC, bila hal ini terjadi, maka IC dapat rusak dan menjadi tidak berguna.

4. Rangkaian terintegrasi termasuk kelompok “monolitik” jika semua komponen

atau elemen (diode, transistor, resistor, kapasitor dan seterusnya) terbuat dan terdifinisi

dalam satu permukaan keping semikonduktor yang disebut sebagai “chip”. Pada IC

monolitik semua komponen tersebut dibuat dalam waktu yang bersamaan termasuk 

interkoneksi antar komponen. Contohnya IC Op Amp 741

Bentuk lain adalah IC hybrid dimana komponen-komponen dibuat di atas

substrat keramik, dihubungkan satu-dengan lainnya dengan kawat halus membentuk rangkaian.

Contohnya adalah pada sirkuit terintegrasi penguat audio (audio amplifier ) “STK050”.

5. Konsep rancangan IC Monolitik:

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 4/11

 

  Rangkaian terintegrasi termasuk kelompok “monolitik” jika semua komponen atau elemen

(diode, transistor, resistor, kapasitor dan seterusnya) terbuat dan terdifinisi dalam satu permukaan

keping semikonduktor yang disebut sebagai “chip”.

  Pada IC monolitik semua komponen tersebut dibuat dalam waktu yang bersamaan termasuk 

interkoneksi antar komponen

  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.

  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.

.

Konsep rancangan IC Hybrid :

  komponen-2 (spt transistor) dibuat diatas substrat keramik yg terhubung satu sama lain

membentuk rangkaian dgn jalur kawat logam dsb. Bentuk lain adalah IC hybrid dimana

komponen-komponen dibuat di atas substrat keramik, dihubungkan satu-dengan lainnya dengan

kawat halus membentuk rangkaian.

 Sirkuit terintegrasi hybrid bisa juga disebut sebagai rangkaian miniatur elektronika, dimanadidalamnya 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.

6. teknik unntuk mengimplementasikan resistor pada rancangan IC :

Ressistor dalam bentuk IC monolitik sering diperoleh dengan menggunakan bulk resistivity dari salah

satu daerah yang didifusikan. Difusi base jenis-p paling sering digunakan, meskipun difusi emitter jenis-

n juga digunakan. Karena lapisan difusi ini sangat tipis, adalah mudah didefinisikan besaran yang

disebut sheet resistance (Rs)Resistance Value

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 5/11

 

 

Kapasitor dalam IC bisa dperoleh dengan menggunakan kapasitansi transisi dari pn-junction yang

reversed bias atau dengan menggunakan teknik thin film.

7. Perancangan resistor pada IC menggunakan satuan konduktansi karena dalam elektronik mikro

merupakan lapisan tipis semikonduktor yang dikelilingi oleh semikonduktor tipe lain.

Sheet Resistance

Junction CapasitorThin Film Ca asitor

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 6/11

 

untuk membuat resistor dalam sistem elektronika-mikro, pada prakteknya kita dapat membuat “jendela”

pada lapisan silikon dioksida yang ditumbuhkan pada substrat silikon dan kemudian impuritas dengan

tipe konduktivitas yang berbeda dengan wafer ditanamkan dengan proses difusi.

Untuk bentuk batang, diferensial konduktansi dari lapisan tipis material dG dari lapisan tipis material

tipe-p ketebalan dx paralel dengan permukaan pada kedalaman x (pada irisan melintagB-B) adalah:

dimana W adalah lebar batang dan L adalah panjang batang, Total konduktansi keseluruhan batang

adalah :

dimana Xj adalah kedalaman sambungan. Jika harga µ (dimana ini merupakan fungsi

konsentrasi lubang) dan distribusi p(x) diketahui, konduktansi total dapat dievaluasi

dari persamaan diatas :

Dimana adalah konduktansi resistor segi empat, yaitu G = g saat L =W,

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 7/11

 

Dengan demikian resistansi diberikan oleh :

dimana 1/g biasanya disimbulkan sebagai Rs dan disebut sebagai resistansi lembaran

(sheet resistance).

8. Ada berbagai jenis kemasan IC dan yang paling populer dan umum digunakan, antara lain :

1.  DIP (Dual in- line Packages) = Mempunyai dua layer posisi kaki IC yaitu sebelah kanan dan kiri,

yang menunjukkan nomor 1 adalah kaki pertama dibawah tanda lengkung pada badan IC pada

garis sebelah kiri.

 jarak antar kaki (pins) 2.54 mm, dan jarak row /baris : 7.62mm, 15.24mm, dan

22.86mm

2.  SIP(Single in-line Packages) = IC jenis ini hanya mempunyai 1 layer posisi kaki yang terletak 

dibawah badan IC itu sendiri, yang menunjukkan kaki nomor 1 adalah kaki pertama dibawah

tanda lengkung pada badan IC.

3.  QIP(Quad in-line Packages) = IC jenis ini hanya mempunyai 4 layer posisi kaki

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 8/11

 

 

4.  SOP(Small Outline Packages) = Pada dasarnya sama dengan tipe DIP hanya saja lebih ramping

dan tipis, biasanya terpasang pada sisi layer bottom pada PCB.

5.  TO-5, TO-72,TO-202 dan TO-220 style Packages= Pada Jenis ini bentuknya seperti bentuk 

Transistor.

6.Flat packs yaitu bentuk kemasan datar.

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 9/11

 

9. 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, IC digita ada dua macam : TTL dan CMOS ,. IC TTL dibentuk dengan menggunakan

komponen utama Transistor sedang CMOS merupakan gabungan beberapa mosfet yang membentuk 

gate-gate. IC TLL bekerja dengantegangan 5vdc, sedangkan CMOS mampu sampai tegangan 12 vdc.

Contoh tipe IC -nya NE 555, NE 556 (dua NE 555), M7555

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 kemasan IC linier terdapat rangkaian linier, diman kerja rangkaiannya akan bersifat proporsional

atau akan mengeluarkan output yang sebanding dengan inputnya. Salah satu contoh IC linear adalah

 jenis Op-Amp. Misalnya LM380 dan LM 741

10. Jenis IC berdasarkan 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.

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 10/11

 

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 lamadari jenis IC penguat yang lain. Contoh tipe IC-nya adalah CL 914, CA703, CA714 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 dikalanganpelajar) 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.

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 dibedakanmenjadi dua.

1. IC TTL (Transistor-Transistor Logic)

Pada suatu lingkungan IC TTL logika '0' direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai 0,7 Volt arussearah (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 pembuatanIntegrated Circuit (IC), Ada beberapa peristilahan yang dipakai untuk menunjukan tingkat kepadatan(density) dari suatu chip IC, yaitu Small Scale Integration (SSI-mengemas beberapa puluh transistor),

Medium Scale Integration (MSI-mengemas sampai beberapa ratus transistor), dan sekarang yang sedang

berkembang adalah Very Large Scale Integration (VLSI-mengemas puluhan ribu sampai jutaantransistor). 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.

5/11/2018 Teknologi IC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/teknologi-ic-55a23253aebe7 11/11