FUNGSI IC

IC (INTEGRATED CIRCUIT)

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.

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.

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 buku (Biasanya ada di ElexMedia Komputindo) ataupun elektronik (E-Book PDF). Datasheet sangat diperlukan apabila kita akan mendesain sebuah rangkaian elektronik.

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.

- 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)

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.

(Single Timer)
CA555, CA555C, LM555, LM555C
SA555, SE555, SE555C
NE555

(Dual Timer)
SA556, SE556
NE556

(Quad Timer)
NE558

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 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 :

- 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.

- 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.

Fungsi Pin / kaki IC

Fungsi dari IC555 dapat menghasilkan sinyal pendetak/sinyal kotak. bagaimana kreativitas kita untuk merangkainya, fungsi IC 555 bisa digunakan untuk beberapa fungsi diantaranya adalah sebagai clock untuk jam digital, hiasan menggunakan lampu LED, menyalakan 7-segment dengan rangkaian astable, metronome dalam industry music, timer counter, atau dengan lebih dalam mengutak-atik lagi dapat memberikan PWM (pulse width modulation) yang mengatur frekuensi sinyal logika high untuk mengatur duty cycle yang diinginkan.

 

 

Tentunya dalam melakukan/membuat sebuah rangkaian agar dapat berfungsi sebagaimana mestinya alangkah baiknya kita memahami fungsi dari masing-masing kaki IC 555 tersebut. Fungsi kaki IC 555 tersebut antara lain sebagai berikut :

1. Pin 1(Ground). Adalah titik referensi untuk seluruh sinyal dan tegangan pada rangkaian 555, baik rangkaian intenal maupun rangkaian eksternalnya.

2. Pin 2(Trigger). Untuk membuat output high, ini terjadi pada saat level tegangan pin trigger dari High menuju < 1/3 Vcc 

3. Pin 3(Output). Output mempunyai 2 keadaan, High dan Low 

4. Pin 4(Reset). Saat low, pin 4 akan reset. Pada saat reset, output akan Low. Supaya bisa bekerja, pin 4 harus diberi High. 

5. Pin 5(Voltage Control). Jika diberi tegangan, maka level tegangan threshold akan berubah dari 2/3 Vcc menjadi V5. Level tegangan trigger akan berubah dari 2/3 Vcc menjadi V5 

6. Pin 6(Threshold). Untuk membuat output Low, terjadi pada saat tegangan pin 6 dari Low menuju > 1/3 Vcc

7. Pin 7(Discharge). Output Low, pin 7 akan Low Impedance. Output High, pin 8 akan High Impedance.

8. Pin 8 (Vcc). Pin ini untuk menerima supply DC voltage yang diberikan. Biasanya akan bekerja jika diberi tegangan 5 –12V(maksimum 18 V).