ic kelompok 9

32
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan sebuah IC (integrated circuit). Disebut semi atau setengah konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. Bahan-bahan logam seperti tembaga, besi, timah disebut sebagai konduktor yang baik sebab logam memiliki susunan atom yang sedemikian rupa, sehingga elektronnya dapat bergerak bebas. Tahun 1906 ,Pickard merancang suatu diode detector dari Kristal slikon yang disebut dengan nama Cat’s Wishker, dimana alat yang di buatnya ini terdiri atas suatu kawat yang disambungkan dengan Kristal silikon. Alat inilah yang dikenal sebagai dioada semikonduktor yang pertama dalam bidang industri. Didalam komputer tentunya demikian. Otak komputer yang kita kenal selama ini adalah terbentuk dari Integrated Circuit. Yang mana kita ketahui, bahwa processor di komputer memiliki ruang simpan untuk bisa menjadi pusat pengendali setiap perintah yang kita SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 1

Upload: eddydruffy

Post on 28-Dec-2015

132 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: IC Kelompok 9

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti

dioda, transistor dan sebuah IC (integrated circuit). Disebut semi atau setengah

konduktor, karena bahan ini memang bukan konduktor murni. Bahan-bahan logam

seperti tembaga, besi, timah disebut sebagai konduktor yang baik sebab logam

memiliki susunan atom yang sedemikian rupa, sehingga elektronnya dapat bergerak

bebas. Tahun 1906 ,Pickard merancang suatu diode detector dari Kristal slikon yang

disebut dengan nama Cat’s Wishker, dimana alat yang di buatnya ini terdiri atas suatu

kawat yang disambungkan dengan Kristal silikon. Alat inilah yang dikenal sebagai

dioada semikonduktor yang pertama dalam bidang industri.

Didalam komputer tentunya demikian. Otak komputer yang kita kenal selama

ini adalah terbentuk dari Integrated Circuit. Yang mana kita ketahui, bahwa processor

di komputer memiliki ruang simpan untuk bisa menjadi pusat pengendali setiap

perintah yang kita berikan ke padanya. Pemakaian IC ini juga termasuk hemat dan

tidak memerlukan daya yang besar. Demikian halnya juga dengan kebutuhan

tegangan dan arusnya.

IC ini merupakan bahan semikonduktor yang sangat sensitif. Jika pada perancangan

elektronika kita tidak melihat spesifikasi atau datasheet dari IC ini, maka kita bisa

saja merusak Integrated Circuit itu.

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 1

Page 2: IC Kelompok 9

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara pembuatan Integrated Circuit (IC) ?

2. Bagaimana pengaplikasian pada Integrated Circuit (IC) ?

1.3 Batasan Masalah

Mengingat begitu luasnya ruang lingkup dalam peninjauan masalah ini, maka

penulis memandang perlu memberi batasan masalah secara jelas dan terfokus.

Penulis membatasi permasalahan tersebut pada perkembangan semikonduktor piranti

kecil yang berkemampuan besar, cara membuat Integrated Circuit (IC), dan

pengaplikasian pada Integrated Circuit (IC).

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 2

Page 3: IC Kelompok 9

BAB II

TINJAUN PUSTAKA

Jack Kilby, seorang insinyur di TI (Texas Instrument), mengembangkan

sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga

komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir

kuarsa. Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-

komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor.

3.1 Perkembangan semikonduktor piranti kecil yang berkemampuan besar

Era Pra Teknologi IC

Evolusi teknologi elektronika diawali dari keinginan manusia untuk

melakukan otomatisasi pekerjaannya baik di kantor maupun di rumah. Pada awalnya

semua pekerjaan itu dilakukan secara manual dengan bantuan hewan atau alat-alat

lainnya. Revolusi industri dunia yang dipelopori oleh negara Inggris telah mengubah

wajah industri dari tenaga kasar ke tenaga mesin. Secara perlahan tetapi pasti tenaga

mesin konvensional mulai ditinggalkan dengan ditemukannya komponen-komponen

elektronika yang digunakan untuk membuat mesin yang lebih baik.

Salah satu penemuan besar manusia adalah peralatan elektronika “pintar” yang

dinamakan dengan komputer. Komputer generasi pertama menggunakan komponen

elektronika dalam bentuk tabung sehingga bentuknya sangat besar, memakan tempat

dan tidak portable . Perkembangan teknologi elektronika yang sangat pesat seiring

dengan kebutuhan manusia akan peralatan yang kompak dan dapat dibawa ke mana-

mana memunculkan ide untuk memperkecil ukuran komponen- komponen

elektronika tersebut. Ide ini akhirnya dapat direalisasikan setelah ditemukannya

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 3

Page 4: IC Kelompok 9

teknologi yang memungkinkan mereka mengimplementasikan hal ini yakni teknologi

Integrated Circuit (IC).

Perkembangan IC

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 ditemulan 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

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 4

Page 5: IC Kelompok 9

Roadmap for Semiconductor (ITRS), diharapkan akan tersedia sebuah chip yang

terdiri dari 3 milyar transistor pada tahun 2008.

Umumnya, bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembuatan IC,

adalah silikon. Beberapa bahan lain pun juga memungkinkan untuk digunakan.

Proses pembuatan IC sendiri terdiri dari ratusan step. Meskipun proses pembutan

hingga siap untuk digunakan sangatlah rumit, namun keuntungan yang didapat dari

fleksibilitas sebuah IC dibandingkan dengan jika tidak menggunakan IC.

Jika ditilik dari sejak penemuan sebuah IC, teknologi IC boleh dibilang masih

sangat muda. Belum genap setengah abad dari pertama kali diproduksi, IC telah

berperan penting dalam peradaban manusia. Seperti komputer misalnya, yang proses

utamanya dikontrol oleh ratusan IC. Komputer merupakan hal penting dalam

mendukung perkembangan teknologi lainnya.

IC sendiri dipergunakan untuk bermacam-macam piranti, termasuk televisi,

telepon seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai perlengkapan audio

dan video.

IC sering dikelompokkan berdasar jumlah transistor yang dikandungnya:

-SSI (small-scale integration) : chip dengan maksimum 100 komponen elektronik.

- MSI (medium-scale integration):chip dengan 100 sampai 3.000 komponen

elektronik

- LSI (large-scale integration) : chip dengan 3.000 sampai 100.000 komponen

elektronik.

- VLSI (very large-scale integration) : chip dengan 100.000 sampai 1.000.000

komponen elektronik.

- ULSI (ultra large-scale integration) : chip dengan lebih dari 1 juta komponen

elektronik.

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 5

Page 6: IC Kelompok 9

Integrated Circuit (IC) merupakan komponen semikonduktor yang di

dalamnya dapat memuat puluhan, ratusan atau ribuan atau bahkan lebih komponen

dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, dioda dan

komponen semikonduktor yang lain. Komponen-komponen yang ada di dalam IC

membentuk suatu subsistem terintegrasi (rangkaian terpadu) yang bekerja untuk suatu

keperluan tertentu, namun tidak tertutup kemungkinan dipergunakan untuk tujuan

yang lain. Setiap jenis IC didesain untuk keperluan khusus sehingga setiap IC akan

memiliki rangkaian internal yang beragam.

Integrated Circuit diproduksi dengan berbagai kemasan dengan jumlah pin

(kaki) yang bervariasi sesuai dengan fungsinya. Beberapa contoh kemasan IC yaitu

DIP, CERDIP, SOIC, Metal Can, DIL (dual in line) yang umum digunakan adalah

DIP/DIl. Kemasan IC terbuat dari bahan epoxy atau silikon dan dari bentuk ini

muncul pinpin atau kaki-kaki dengan jarak kaki yang satu dengan yang lainnya teatur

rapi. Sebuah IC mempunyai urutan kaki nomor 1 sampai dengan sejumlah kaki yang

ada. Urutan kaki IC tidak dicantumkan pada badan IC akan tetapi yang pasti bahwa

kaki nomor 1 berdekatan dengan kaki nomor 2, kaki nomor 2 berdekatan dengan kaki

nomor 3 dan seterusnya.

* Cara menentukan kaki IC adalah sebagai berikut :

- Untuk IC yang dikemas dalam kemasan DIL atau dua garis maka kaki nomor 1

adalah kaki yang dekat titik (bulatan) dan tanda itu berdekatan dengan lekukan

(cekungan) yang ada pada badan IC. Selanjutnya kaki nomor 2, nomor 3 dan

seterusnya dapat kita peroleh dengan cara memutar dengan arah berlawanan dengan

arah jarum jam.

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 6

Page 7: IC Kelompok 9

- Untuk IC yang dikemas dalam kemasan satu baris maka kaki nomor 1 adalah kaki

yang paling tepi dan berdekatan dengan tanda titik, cekungan atau tanda yang lain.

* IC dibedakan jenisnya menurut 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.

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 lama dari jenis IC penguat yang lain. Contoh

tipe IC-nya adalah μL 914, μA703, μA714 dan sebagainya.

E. IC Flip-Flap (FF) atau Timer (CLK,Clock)

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 7

Page 8: IC Kelompok 9

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 dikalangan pelajar) 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 dibedakan menjadi dua

yaitu :

1. IC TTL (Transistor-Transistor Logic)

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.

1.1 Microprocessor

Microprocessor adalah alat pemroses data yang merupakan pengembangan

dari teknologi pembuatan Integrated Circuit (IC), Ada beberapa peristilahan yang

dipakai untuk menunjukan tingkat kepadatan (density) dari suatu chip IC, yaitu

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 8

Page 9: IC Kelompok 9

Small Scale Integration (SSImengemas beberapa puluh transistor), Medium Scale

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

sedang berkembang adalah Very Large Scale Integration (VLSImengemas puluhan

ribu sampai jutaan transistor).

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. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan

keterandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa

kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer

(central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang

sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang

spesifik.

Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram

untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap

perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dan mobil dengan

electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor. Contoh tentang teknologi

ULSI, misalnya microprocessor jenis 8086 mengandung 40.000 buah transistor,

80286 terdiri dari 150.000 transistor, 80386 memuat 250.000 transistor, 80486

mempunyai 1,2 juta transistor, 80586 (Pentium) 3 juta buah transistor lebih

sedangkan Intel Core 2 Duo mempunyai 271 juta transistor dan Intel Quad Core 2

Extreme yang terdiri dari empat inti prosesor. Pengembangan lebih lanjut

microprocessor 80 inti. Silahkan hitung sendiri kandungan transistornya dan itu akan

berkembang secara terus menerus.

1.2 Permasalahan Pada IC TTL

Apabila terjadi permasalahan pada IC jenis TTL maka sebaiknya dilakukan

hal-hal sebagai berikut :

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 9

Page 10: IC Kelompok 9

- IC logika biasanya dikendalikan oleh suatu detak (Clock) dari sumber detak

(Oscilator). Periksa bagian-bagian pembangkit detak, misalnya IC NE 555. Untuk

memeriksa keluaran detak dari NE 555, periksa pin 3 dari IC NE 555, sudah

menghasailkan detak berupa pulsa atau belum.

- Periksa jangan sampai ada kaki (pin) yang dalam keadaan mengambang. Kaki

masukan yang tidak terhubung kemana-mana akan dianggap berlogika '1' oleh chip

IC TTL.

2. 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.

Tindakantindakan untuk menyelamatkan IC jenis CMOS.

- IC CMOS harus selalu disediakan dengan kaki-kakinya ditanam dalam foil plastik

menghantar, bukan pada busa atau polistrin yang dikembangkan atau dalam bahan

pembawa dari aluminium. IC CMOS tidak boleh dikeluarkan dari dalam kemasannya

sampai ia sudah siap untuk dipasangkan pada rangkaian.

- 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.

- IC CMOS harus merupakan komponen terakhir yang dipasangkan pada papan

rangkaian. Jangan dimasukan atau ditanggalkan sementara tegangan catu daya

disambungkan.

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 10

Page 11: IC Kelompok 9

- Gunakan pemegang atau soket IC yang vsesuai untuk menjaga kestabilan oksidasi

dan muatan dalam IC CMOS.

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.

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 11

Page 12: IC Kelompok 9

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Cara Pembuatan Integrated Circuit (IC) dengan Teknik Fabrikasi

Fabrikasi perangkat semikonduktor adalah proses yang digunakan untuk

membuat sirkuit terpadu (chip silikon) yang hadir dalam sehari-hari listrik dan

elektronik perangkat. Ini adalah langkah urutan beberapa fotografi dan pemrosesan

kimia langkah-langkah yang selama sirkuit elektronik diciptakan secara bertahap di

atas wafer yang terbuat dari murni semikonduktor material. Proses produksi

keseluruhan, dari mulai chip dikemas siap dikapalkan, memakan waktu enam sampai

delapan minggu dan dilakukan dalam fasilitas yang sangat khusus disebut

sebagai fab .

Silikon adalah bahan yang umum digunakan untuk membuat semikonduktor

yang paling baik saat ini. IC terbentuk dari bahan semikonduktor. Dalam dunia

assembly IC, semikonduktor tersebut dibentuk dalam suatu piringan yang besar.

Pringan tersebut disebut wafer. Wafer ini berisi ratusan otak dari IC. Silikon wafer

tersedia dalam berbagai ukuran dari 25,4 mm (1 inci) hingga 300 mm (11,8 inci).

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 12

Page 13: IC Kelompok 9

Tahapan Pengujian Wafer

Proses pertama dalam pembuatan IC adalah wafer tersebut akan dipotong-

potong menjadi bagian-bagian yang kecil. Sebelum dilakukan proses pemotongan,

wafer tersebut akan ditempatkan pada blue tape sehingga ketika dipotong,

potongannya tidak akan tercecer. Potongan-potongan wafer ini diberi nama chip.

Proses kedua adalah meletakan die ke leadframe. Leadframe adalah sebuah

komponen yang terbuat dari tembaga yang berfungsi sebagai kaki-kaki pada IC. Die

direkatkan ke leadframe menggunakan epoxy(lem khusus chip

semikonduktor). Setelah direkatkan kemudian leadframe dipanaskan agar epoxy

mengeras dan die tidak lepas dari leadframe.

Proses ketiga adalah wirebond , yaitu proses dimana kaki-kaki leadframe

dihubungkan ke die menggunakan benang emas (gold wire). Diameter benang emas

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 13

Page 14: IC Kelompok 9

bergantung kepada spesifikasi dari IC itu sendiri. Panjang benang emas yang

digunakan juga bergantung dari jumlah kaki IC tersebut. Semakin banyak kakinya

akan semakin panjang benang yang diperlukan.

Setelah wirebond, proses selanjutnya adalah molding(penutupan). Pada proses

ini, leadframe yang sudah disambungkan menggunakan benang emas akan ditutup

menggunakan compound, sehingga die dan benang emas yang semula terbuka akan

tertutup oleh compound tersebut. Umumnya compound berwarna hitam. Pada proses

ini leadframe sudah berbentuk seperti IC yang umum kita lihat.

Proses selanjutnya adalah solder platting, dalam proses ini, IC dibersihkan

kemudian kaki-kaki IC yang terbuat dari tembaga disepuh dengan timah sehingga

berwarna perak.

Proses berikutnya adalah marking, pada proses ini IC diberi label tipe IC,

nama perusahaan dsb. Kebanyakan sirkuit terpadu yang cukup besar untuk

memasukkan informasi identitas mencakup empat bagian yang sama: nama produsen

atau logo, nomor bagian, nomor bagian produksi batch dan / atau nomor seri, dan

kode empat digit yang smengidentifikasi ketika chip dibuat. Tanggal manufaktur

biasanya direpresentasikan sebagai tahun dua digit diikuti dengan kode minggu dua

digit, seperti bagian sebuah bantalan kode 8341 dibuat di minggu 41 tahun 1983, atau

sekitar bulan Oktober 1983. Sampai disini proses pembuatan IC sudah selesai.

Selanjutnya IC akan dites menggunakan suatu alat yang dinamakan tester.

Tiap IC memiliki tester masing-masing sesuai dengan karakteristik IC tersebut. Untuk

IC yang sudah lulus uji, sudah dapat dikemas untuk siap digunakan dalam berbagai

alat – alat elektronika.

3.3 Pengaplikasian Integrated Circuit (IC)

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 14

Page 15: IC Kelompok 9

Aplikasi IC LM339

Dalam kehidupan sehari-hari banyak sekali contoh pengaplikasian dari IC

LM339, dilihat dari fungsinya sebagai komparator atau pembanding. Terutama dalam

bidang robotika dan bidang industri. Kali ini kami akan membahas salah satu bentuk

pengaplikasiaanya yaitu Rangkaian Alarm Kebakaran dengan Sensor Suhu.

Kebakaran dapat terjadi karena beberapa hal, misalnya lupa mematikan alat

yang bisa menimbulkan seperti setrika, rangkaian alarm kebakaran dengan sensor

suhu ini mungkin bisa menjadi salah satu pilihan dalam usaha untuk mengamankan

rumah kita dari bahaya kebakaran.

Rangkaian alarm kebakaran ini memanfaatkan IC LM35 sebagai sensor

suhunya. Dimana bila settingan suhu pada suatu ruangan sudah tercapai maka akan

bisa mentrigger rangkaian untuk membunyikan alarm. Satu yang saya sukai dari

sensor LM35 ini adalah kepekaannya terhadap suhu sehinggga cocok digunakan

untuk sensor suhu, selain itu juga mudah didapat.

Output pada LM35 diumpankan ke IC LM339 pin negatif yang merupakan IC

komparator dengan settingan positif input melalui VR1 dengan nilai 10K. VR inilah

yang nantinya merupakan settingan kepekaan sensor suhu yang digunakan.

Sedangkan LM 339 ini merupakan IC yang memiliki 4 komparator di dalamnya.

Output pada IC komparator LM339 diumpankan ke transistor T1 yaitu

BC547, cara kerjanya ketika output low / rendah, T1 dalam keadaan cut off sehingga

berfungsi seperti saklar terbuka, sehingga T2 akan bekerja seperti saklar tertutup dan

mengakibatkan pin 4 (reset) pada IC 555 menjadi rendah. Dan karena input reset 555

rendah maka alarm tidak bekerja. dan seterusnya bila terjadi trigger pada IC LM35

yang disebabkan temperatur suhu yang disetting sudah tercapai.

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 15

Page 16: IC Kelompok 9

Sebelum membahas dan membuat rangkaian yang dapat dibuat dengan

menggunakan IC (Integrated Circuit) NE555 yang sangat bermanfaat ini, alangkah

baiknya mengetahui dulu struktur, fungsi, aplikasi dan bagaimana cara kerja yang

paling dasar dari IC NE555 itu sendiri.

IC NE555 yang mempunyai 8 pin (kaki) ini merupakan salah satu komponen

elektronika yang cukup terkenal, sederhana, dan serba guna dengan ukurannya yang

kurang dari 1/2 cm3 (sentimeter kubik) dan harganya di pasaran sangat murah sekitar

Rp. 2.000 s/d Rp. 5.000.

Pada dasarnya aplikasi utama IC NE555 ini digunakan sebagai Timer

(Pewaktu) dengan operasi rangkaian monostable dan Pulse Generator (Pembangkit

Pulsa) dengan operasi rangkaian astable. Selain itu, dapat juga digunakan sebagai

Time Delay Generator dan Sequential Timing.

Dilihat dari perusahaan pembuatnya, IC NE555 merupakan pabrikan dari

Philips dan Texas Instrument. Sebenarnya banyak perusahaan yang membuat IC yang

serupa dengan NE555 ini. Masing-masing perusahaan mengeluarkan dengan desain

dan teknologi yang berbeda-beda. Misalnya, National Semiconductor membuat dan

menyebutnya dengan nama LM555, Motorola / ON-Semi mendesainnya dengan

transistor CMOS sehingga komsusi powernya cukup kecil dan menamakannya

MC1455. Maxim membuat versi CMOS-nya dengan nama M7555. Walaupun

namanya berbeda-beda, tetapi fungsi dan diagramnya saling kompatibel (fungsi dan

posisi pinnya) antara yang satu dengan yang lainnya.

Walaupun kompatibel satu sama lain, tetap saja ada beberapa karakteristik spesifik

yang berbeda seperti konsumsi daya, frekuensi maksimum dan lain sebagainya.

Kesemuanya itu, lebih jelasnya di sajikan pada datasheet masing-masing pabrikan.

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

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 16

Page 17: IC Kelompok 9

“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.

Untuk keperluan praktis dalam membuat sebuah rangkaian dengan IC ini,

yang perlu diketahui adalah posisi dan fungsi masing-masing kakinya saja, yang

dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 1: 8 PIN IC NE555

Fungsi Masing-masing PIN (Kaki) IC NE555

PIN

ke:KETERANGAN

1 Ground (0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negative

2 Trigger, input negative dari lower komparator (komparator B) yang menjaga

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 17

Page 18: IC Kelompok 9

osilasi tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop

3 Output, pin keluaran dari IC 555.

4 Reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan

berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate

(gerbang) transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi logika low.

Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi reset

5 Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi

input negative (komparator A). pin ini bisa dibiarkan tergantung (diabaikan),

tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya

dihubungkan dengan kapasitor berorde sekitar 10 nF ke pin ground

6 Threshold, pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan me-reset

RS flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc

7 Discharge, pin ini terhubung ke open collector transistor internal (Tr) yang

emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-

clamp node yang sesuai ke ground pada timing tertentu

8 Vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja optimal

jika diberi 5V s/d 15V. Supply arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar

10mA s/d 15mA.

Berikut adalah wujud dari sebuah IC :

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 18

Page 20: IC Kelompok 9

Integrated Circuit (IC) sebenarnya adalah 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.

Ø Dalam pembuaatan IC, komponen utamanya adalah wafer dari bahan

semikonduktor yang melalui beberapa tahap pengujian sebelum dipotong dan diolah.

Ø Wafer berisi ratusan otak dari IC, yang terdiri dari komponen seperti transistor,

resistor, dioda, dan komponen lainnya.

Ø Tahapan pembuatan IC adalah, meletakan die ke leadframe dengan perekat khusus

yang disebut epoxy.

Ø Proses selanjutnya adalah wirebond , yaitu proses dimana kaki-kaki leadframe

dihubungkan ke die menggunakan benang emas (gold wire).

Ø Selanjutnya adalah proses molding atau penutupan leadframe dengan compound.

Ø Kemudian solder platting, pembersihan IC dan penyepuhan kaki IC dengan timah

Ø Setelah semua proses dilalui, IC lalu diuji dan siap untuk digunakan

4.2 Saran

Untuk mengetahui rangkaian internal, lingkungan kerja dan tegangan voltase

operasi IC maka perlu dibaca datasheet yang diterbitkan oleh masing-masing

produsennya (AMD, Cypress, Dallas Semiconductor, Fairchild Semiconductor,

Maxim, Microchip, Teccor, Toshiba, Philips, ST, Motorola, Sharp, Beckman, Cirrus

Logic, Texas Instrument, Zetex, Zilog, dll) baik dalam bentuk media cetak seperti

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 20

Page 21: IC Kelompok 9

buku (Biasanya ada di ElexMedia Komputindo) ataupun elektronik (E-Book PDF).

Datasheet sangat diperlukan apabila kita akan mendesain sebuah rangkaian

elektronik.

Referensi :

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 21

Page 22: IC Kelompok 9

www.wikipedia.org

http://arwin91.tripod.com/publikasi/teknologi-ic.pdf

Fisika dan Teknologi Semikonduktor (Ir. S. Reka Rio dan Dr. Masamori Iida)

Daftar Pustaka :

http://arwin91.tripod.com/publikasi/teknologi-ic.pdf (diakses, tanggal 11 Oktober

2013)

http://www.sharemyeyes.com/2013/07/pembuatan-sirkuit-terpadu-ic.html (diakses,

tanggal 14 Oktober 2013)

http://www.sharemyeyes.com/2013/07/pembuatan-sirkuit-terpadu-

ic.html#ixzz2gvmLK0Mf (diakses, tanggal 15 Oktober 2013)

SEMIKONDUKTOR INTEGRATED CIRCUIT (IC) Page 22