Teknologi IC
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.