Pengertian IC adalah: Fungsi, Jenis dan Sejarahnya Lengkap

Bengkeltv.id – Pengertian IC adalah: Fungsi, Jenis dan Sejarahnya Lengkap. Inovasi dan perkembangan di bidang elektronika melaju dengan sangat cepat setelah transistor elektronik ditemukan. Transistor pertama yang ditemukan adalah transistor bipolar, yang kemudian diikuti oleh transistor efek medan. Keberadaan transistor ini menjadi tonggak penting dalam pertumbuhan dan perkembangan dunia elektronika. Salah satu contoh nyatanya adalah pengembangan Integrated Circuit (IC) yang dibuat dengan menggunakan susunan transistor yang sangat padat sehingga membentuk rangkaian terpadu.

Integrated Circuit, atau yang sering disingkat sebagai IC, adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari gabungan ratusan, ribuan, atau bahkan jutaan transistor, resistor, kapasitor, dan dioda berukuran mikro yang disusun dengan cermat dalam sebuah kemasan kecil. IC terbuat dari bahan semikonduktor, dengan silikon sebagai bahan semikonduktor utama yang banyak digunakan dalam teknologi fabrikasi Integrated Circuit (IC). Banyak orang juga mengenal Integrated Circuit dengan sebutan “chip.”

IC memiliki bentuk berupa chip silikon padat yang biasanya berwarna hitam dan memiliki banyak kaki (pin), sehingga mirip dengan sisir. Peran utama IC adalah sebagai gerbang logika yang mengendalikan berbagai macam rangkaian elektronik. Dengan menggunakan sirkuit terpadu, perangkat elektronik dapat dibuat lebih kecil dan portabel. Inilah mengapa IC memiliki tampilan yang lebih kompak, praktis, dan modern.

Sejarah IC

Sebelum adanya Integrated Circuit (IC), perangkat elektronik pada masa lalu memiliki ukuran yang sangat besar. Ini disebabkan oleh penggunaan tabung vakum berukuran besar sebagai komponen dasarnya.

Integrated Circuit (IC) pertama kali ditemukan pada tahun 1958 oleh Jack Kilby, seorang pekerja dari Texas. Penemuan ini memicu minat banyak orang dalam melakukan penelitian dan pengembangan di bidang ini, termasuk Robert Noycer.

Robert Noycer akhirnya berhasil mengembangkan fabrikasi IC. IC yang ia hasilkan memiliki sistem terhubung dengan chip silikon. Penemuan IC ini akhirnya mengubah tampilan peralatan elektronik menjadi lebih kecil dan kompak.

Selain pengaruhnya terhadap ukuran, IC juga mengurangi konsumsi listrik peralatan elektronik. Hingga saat ini, IC terus digunakan dalam berbagai peralatan elektronik, seperti smartphone, laptop, televisi, radio, dan perangkat elektronik lainnya.

Pengertian IC

IC adalah singkatan dari Integrated Circuit, yang pada dasarnya adalah sebuah komponen elektronika aktif. Dalamnya, terdapat kumpulan ribuan bahkan jutaan resistor, transistor, dioda, dan kapasitor yang terhubung menjadi satu dalam sebuah komponen elektronika yang kemudian diintegrasikan dalam kemasan kecil yang dikenal sebagai IC.

Secara linguistik, IC juga sering disebut sebagai Sirkuit Terpadu. Untuk membuatnya, kalian memerlukan bahan semikonduktor, biasanya berupa silikon.

Fungsi utama IC adalah sebagai gerbang logika yang mengendalikan rangkaian tertentu. Dengan penggunaan IC, perangkat elektronik dapat menjadi lebih kecil dan portabel. Inilah mengapa tampilannya menjadi lebih kompak, praktis, dan lebih modern.

Fungsi IC

Seperti yang telah kita bahas sebelumnya, IC merupakan komponen utama yang digunakan dalam rangkaian elektronika.

Fungsi IC dalam perangkat elektronik dapat dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu:

1. IC Linier

IC Linier ini juga sering disebut sebagai Integrated Circuit Analog. IC linier ini memiliki kemampuan untuk beroperasi hanya pada sinyal yang bersifat kontinu atau berbentuk gelombang yang kontinu.

Beberapa fungsi dari IC linier mencakup:

Sebagai penguat daya (power amplifier).
Penguat sinyal mikro (microwave amplifier).
Regulator tegangan (voltage regulator).
Penguat RF dan IF (RF dan IF amplifier).
Penggkalian (multiplier).
Komparator tegangan (voltage comparator).
Penerima frekuensi radio (radio receiver).
Penguat operasional.
Penguat sinyal, dan berbagai fungsi lainnya.

2. IC Digital

IC digital merupakan jenis IC yang banyak digunakan dalam peralatan elektronik terbaru, seperti kalkulator, smartphone, dan laptop.

IC digital ini biasanya memiliki tegangan input dan output, di mana setiap tegangan tersebut memiliki dua level, yaitu tinggi dan rendah. Untuk merepresentasikan kode biner, biasanya digunakan simbol angka 1 dan 0.

Fungsi dan tugas dari IC digital mencakup:

Sebagai gerbang logika.
Flip flop.
Timer.
Counter.
Multiplexer.
Memori.
Kalkulator.
Mikroprosesor, dan berbagai fungsi lainnya.

3. Mixed IC

Mixed IC adalah tipe IC yang menggabungkan karakteristik IC analog dan IC digital. Fungsi utama Mixed IC adalah melakukan konversi sinyal dari analog ke digital dan sebaliknya.

Dalam perkembangan teknologi, Mixed IC juga digunakan untuk mengintegrasikan sinyal digital dengan fungsi RF.

Jenis-Jenis IC

Terdapat beberapa jenis sirkuit terpadu (IC) yang dikelompokkan berdasarkan jenis komponen utamanya, yakni IC TTL dan IC CMOS. Kemunculan teknologi IC ini telah memberikan banyak manfaat, di mana sirkuit-sirkuit yang sebelumnya memerlukan banyak ruang dan sangat kompleks dapat digabungkan ke dalam satu chip IC.

IC yang paling umum dan banyak digunakan saat ini adalah IC digital yang digunakan dalam peralatan komputer, kalkulator, dan sistem kontrol elektronik. Sirkuit terpadu digital beroperasi berdasarkan sistem angka logika biner (basis 2) dan hanya mengenali dua kondisi: 1 (aktif) dan 0 (nonaktif).

Komponen atau bentuk utama dalam sebuah IC meliputi:

1. IC TTL (Integrated Circuit Transistor Transistor Logic)

IC jenis Integrated Circuit Transistor Transistor Logic (IC TTL) adalah sirkuit terpadu yang sering digunakan karena menggunakan tegangan sumber yang relatif rendah, berkisar antara 4,75 volt hingga 5,25 volt. Komponen utama dalam IC TTL adalah transistor, dan ini memiliki berbagai fungsi logika yang beragam.

Seperti yang telah disebutkan, komponen utama IC TTL adalah transistor, yang terdiri dari sejumlah transistor yang digabungkan dan dapat berada dalam dua status, yaitu ON (aktif) atau OFF (nonaktif). Transistor ini memiliki berbagai fungsi logika dan dapat mengendalikan keadaan ON/OFF dalam IC digital. Tiga fungsi logika dasar dari transistor ini adalah AND, OR, dan NOT.

2. IC CMOS (IC Complementary Metal Oxide Semiconductor)

Sebetulnya, IC TTL dan IC CMOS memiliki konsep dasar yang serupa, namun terdapat beberapa perbedaan kunci di antara keduanya. Saat menggunakan IC CMOS, konsumsi energinya rendah sekali dan memungkinkan penggunaan beragam tegangan sumber, mulai dari 3 V hingga 15 V. Fungsi perpindahan level pada CMOS dipengaruhi oleh tegangan sumber, sehingga semakin tinggi tegangan sumber, semakin tinggi pula isolasi level “1” dan “0”.

Kelemahan dari sirkuit terpadu CMOS adalah rentan terhadap kerusakan oleh elektrostatik dan harganya cenderung lebih mahal. Penting untuk diingat bahwa semua input pada IC CMOS harus di-ground atau terhubung dengan sumber tegangan.

3. IC Linier

Penting untuk dicatat bahwa IC linear tidak termasuk dalam kategori IC digital, sehingga cara kerjanya berbeda dengan IC digital. Salah satu perbedaannya adalah penggunaan sinyal gelombang sinusoida oleh IC linear, sementara IC digital cenderung menggunakan sinyal kontak.

Gelombang sinusoida yang digunakan dalam IC linear berperan sebagai amplifier atau penguat sinyal. Oleh karena itu, IC linear tidak memiliki fungsi sebagai gerbang logika, melainkan dirancang khusus untuk penguatan tegangan.

Selain itu, IC linear umumnya memiliki rangkaian yang bersifat proporsional, dirancang dengan sengaja agar menghasilkan output yang sebanding dengan nilai inputnya. Contoh implementasi IC linear adalah sebagai amplifier operasional.

Pengelompokan IC

IC merupakan komponen utama yang esensial dalam setiap rangkaian elektronika.

Selain dikelompokkan berdasarkan jenis dan fungsinya, pengelompokan IC juga melibatkan faktor komponen, jenis paket, dan teknik pembuatan. Berikut adalah informasi lebih lanjut:

1. IC Berdasarkan Teknik Pembuatannya

Perbedaan IC berdasarkan teknik pembuatannya dapat dikelompokkan sebagai berikut:

IC Monolitik:

IC monolitik terbuat dari satu chip tunggal yang mengintegrasikan komponen aktif dan komponen pasif.
IC monolitik menggunakan silikon sebagai bahan semikonduktor.
Konsep utama dalam pembuatan IC monolitik adalah menghasilkan komponen dengan fungsi tinggi dengan biaya produksi rendah.
IC monolitik umumnya digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika, seperti regulator, amplifier, dan televisi.

Thick And Thin Film IC:

Thick and thin film IC memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan generasi sebelumnya.
IC ini mengintegrasikan komponen pasif (resistor) dan kapasitor ke dalam chip, sementara komponen aktifnya tidak dapat diintegrasikan.
Teknik pembuatan Thin Film IC menggunakan penguapan (katoda sputtering), sedangkan Thin Film IC dibuat dengan teknik sablon.

IC Hybrid:

IC hybrid dibuat dengan menghubungkan beberapa chip menjadi satu dalam sirkuit terintegrasi.
IC hybrid umumnya digunakan dalam rangkaian amplifier dengan daya tinggi, dengan daya keluaran berkisar dari 5 watt hingga 50 watt.

2. IC Berdasarkan Komponennya

Selain diklasifikasikan berdasarkan teknik pembuatannya, IC juga dapat dibedakan berdasarkan komponennya. Berdasarkan komponennya, IC dibagi menjadi lima bidang berikut:

Small Scale Integration (SSI)
Medium Scale Integration (MSI)
Large Scale Integration (LSI)
Very Large Scale Integration (VLSI)
Ultra Large Scale Integration (ULSI)

3. IC Berdasarkan Paket (Package)

IC juga dapat dikelompokkan berdasarkan paket (package). Berdasarkan jenis paketnya, IC dapat dibagi menjadi lima kategori berikut:

Single In-Line Package (SIP):

Single In-Line Package memiliki satu baris PIN koneksi, sehingga sering disebut sebagai inline pin tunggal.

Dual In-Line Package (DIP):

Dual In-Line Package memiliki bentuk persegi panjang dan umumnya memiliki dua deret pin paralel.
Pin-pinpada DIP digunakan sebagai penghubung listrik dan dapat ditempatkan dalam lubang pada papan sirkuit atau dimasukkan ke dalam soket.

Small Outline Packages (SOP):

Jenis IC ini mirip dengan DIP, tetapi SOP memiliki bentuk yang lebih ramping dan tipis.
IC SOP biasanya dipasang pada sisi layer bawah PCB.

Quad Flat Packages (QFP):

IC QFP adalah gabungan dari Thin Quad Flat Packages dan Low Quad Flat Packages.
IC ini memiliki pin pada keempat sisinya dengan bentuk menyerupai sayap.
Jumlah pin pada IC QFP biasanya berkisar antara 32 hingga 304, dengan ukuran yang sangat kecil.

Ball Grid Array (BGA):

Ball Grid Array memiliki bentuk lingkaran.
IC jenis BGA biasanya dipasang secara permanen pada perangkat elektronik dan sering digunakan dalam komponen mikroprosesor.

Kelebihan dan Kekurangan IC

IC, atau Integrated Circuit, adalah komponen elektronika yang memiliki sejumlah kelebihan dan juga kekurangan. Berikut ini adalah gambaran lengkapnya:

1. Kelebihan IC

Berikut adalah beberapa kelebihan IC dalam rangkaian elektronik:

Ukuran Kecil: IC memiliki ukuran yang jauh lebih kecil daripada sirkuit konvensional.
Ringan: IC memiliki bobot yang ringan, sehingga tidak menambah berat perangkat elektronik.
Produksi Massal: IC dapat diproduksi dalam jumlah besar secara massal, yang mengurangi biaya produksi dan membuat harga jualnya lebih terjangkau.
Koneksi Minimal: Penggunaan solder dan interkoneksi IC dengan komponen internal IC sangat minim, mengurangi kompleksitas dan kemungkinan kesalahan dalam perakitan.
Konsumsi Daya Rendah: IC dapat menghemat daya listrik karena operasinya yang efisien.
Kemudahan Perbaikan: IC lebih mudah diganti atau diperbaiki jika terjadi kerusakan, karena komponen-komponennya terdapat dalam satu chip.
Cocok untuk Sinyal Rendah: IC sesuai untuk sistem yang menggunakan sinyal rendah, seperti dalam aplikasi audio.
Fleksibilitas: IC dapat menjalankan fungsi dan sistem kerja yang kompleks, yang sering kali sulit dicapai dengan sirkuit diskrit.

2. Kekurangan IC

Selain memiliki banyak kelebihan, IC juga memiliki beberapa kekurangan. Beberapa dari kekurangan IC adalah sebagai berikut:

Tegangan Rendah: IC hanya dapat dioperasikan pada sistem dengan tegangan rendah.
Daya Terbatas: IC tidak mampu memicu atau menghasilkan daya tinggi, sehingga tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan daya tinggi.
Sensitif terhadap ESD: IC sangat sensitif terhadap Elektrostatik Discharge (ESD), sehingga perlu penanganan hati-hati untuk menghindari kerusakan.
Toleransi terhadap Suhu Rendah: IC tidak tahan terhadap suhu tinggi, sehingga seringkali memerlukan kipas atau heatsink untuk menjaga suhu di sekitar IC tetap rendah.
Toleransi Tegangan Terbatas: Toleransi terhadap fluktuasi tegangan sangat kecil dan terbatas dalam IC, sehingga diperlukan regulasi tegangan yang ketat dalam penggunaannya.

Baca Juga :

Penutup

Dalam merangkum artikel bengkeltv.id ini, kita telah mendalami berbagai aspek tentang IC, atau Integrated Circuit, yang merupakan komponen kunci dalam dunia elektronik modern.

Pengertian IC adalah sebuah rangkaian elektronik yang telah terintegrasi menjadi satu kesatuan pada suatu substrat silikon, memungkinkan realisasi fungsi-fungsi elektronik yang kompleks dalam skala yang sangat kecil dan ringan.
IC terus menerus mengalami evolusi, mengikuti hukum Moore, yang memprediksi peningkatan kapasitas dan kemampuan IC setiap dua tahun sekali.

Melalui inovasi dan penelitian yang berkelanjutan dalam teknologi semikonduktor, kita dapat mengharapkan pengembangan IC yang lebih canggih, efisien, dan hemat energi di masa depan.

Ini akan memungkinkan lahirnya teknologi baru yang lebih inovatif, yang dapat mendorong batasan kemampuan kita dalam bidang elektronika dan teknologi informasi.