Kali ini kita akan mempelajari sebuah komponen yang sedikit lebih kompleks dan lebih modern dari berbagai komponen dasar yang sudah kita pelajari sebelumnya. Integrated Circuit atau kita singkat dengan IC adalah sebuah komponen modern yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik modern.
IC digambarkan sebagai rangkaian yang terdiri dari unsur-unsur yang tidak dapat dipisahkan dan saling berhubungan secara elektrik sedemikian rupa sehingga IC tersebut tidak dapat dipisahkan secara konstruksi. Dalam konteks komponen IC kadang-kadang disebut chip atau microchip, IC merupakan wafer (lapisan bertumpuk) semikonduktor tempat dibuatnya ribuan atau jutaan resistor kecil, kapasitor, dan transistor. Sebuah IC dapat berfungsi sebagai penguat, osilator, timer, counter, memori komputer, atau mikroprosesor.
Gambaran Singkat Proses Pembuatan IC
Awal mula IC adalah ketika seorang karyawan Texas Instruments bernama Jack Kilby mencatat ide awal untuk membuat substrat keramik kecil (disebut mikromodul), masing-masing berisi komponen dalam ukuran kecil. Komponen kemudian dapat diintegrasikan dan disambungkan ke grid kompak dua atau tiga dimensi. Pembelian IC pertama dilakukan oleh Militer Amerika Serikat dan dari situ penggunaan dan pengembangan IC jamak digunakan.
Dalam proses pembuatan IC, komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, dioda, dan transistor dibentuk langsung di atas permukaan kristal silikon. Prosesnya adalah mengubah, atau melakukan doping pada komposisi kimiawi area kecil pada permukaan kristal silikon dengan menambahkan bahan kimia lain, yang disebut dopan. Dopan dapat mengatur area silikon menjadi area Negative atau Positif dan dari situ selanjutnya disesuaikan dengan bentuk komponen elektrik yang dibutuhkan.
IC Analog dan IC Digital
Jika kita bicara mengenai IC biasanya pikiran kita langsung mengarah ke dunia digital seperti chip komputer, processor smart phone dan lainnya. Akan tetapi jika dipelajari lebih lanjut, IC dibagi menjadi dua jenis yaitu analog dan digital. Klasifikasi ini ditentukan oleh jenis signal yang menjadi input atau output dari sebuah IC.
IC Digital
IC digital yang paling mudah kita kenali adalah IC yang berhubungan dengan gerbang logika. Di dalam sebuah IC digital terdapat ratusan hingga ribuan gerbang logika yang dapat mengolah input digital yang masuk untuk kemudian disalurkan menjadi output digital sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian. IC digital dalam bantuk umumnya yaitu mikroprosesor, DSP, dan mikrokontroler, bekerja menggunakan aljabar boolean untuk memproses sinyal “1” dan “0”.
Contoh IC digital yang banyak kita lihat antara lain
- Seri TTL 7400 Gerbang Logika
- Mikrokontroler dan berbagai generasinya
- IC Timer 555
- Processor Komputer
- IC Memori RAM
IC Analog
IC analog, seperti sensor, dan penguat operasional (op-amp), bekerja dengan memproses sinyal analog. IC analog melakukan fungsi pengolahan sinyal analog seperti amplifikasi, filter, demodulasi, dan signal mixing. IC Analog meringankan kerja dan waktu yang dibutuhkan saat merancang sebuah rangkaian dengan menyediakan sirkuit analog yang dirancang dengan ahli dan siap digunakan.
Sebagai contoh jika anda membutuhkan sebuah penguat atau filter, anda memerlukan rangkaian yang terdiri dari berbagai macam komponen mulai dari transistor, dioda, resistor, dan lain sebagainya. Menentukan nilai nilai dari suatu rangkaian tersebut juga membutuhkan perhitungan terlebih dahulu. Penggunaan IC akan mengirit waktu untuk proses ini sehingga penerapan dari sebuah rangkaian dapat langsung dipikirkan.
Baca juga: Pengertian Relay: Fungsi, Jenis, Cara Kerja Dan Contoh Penerapan
Bentuk Bentuk IC
Ketika kita berpikir tentang IC biasanya kita berpikir tentang sebuah kotak dengan jumlah kaki yang beragam. Itu tidak salah tapi kita perlu mengetahui bahwa yang didefinisikan sebagai IC tidak berbentuk hanya seperti itu. Kita lihat apa saja bentuk IC yang saat ini ada dan beredar di pasaran. Bentuk IC ini dikenal dalam istilah IC Packaging karena seperti yang telah kita bahas, pada dasarnya IC adalah kemasan dari berbagai komponen.
Through Hole
Through Hole adalah jenis IC yang paling standar dan mudah digunakan siapa saja. Teknologi through-hole menggunakan lubang yang dibor melalui PCB untuk memasang komponen. Komponen memiliki kabel yang disolder ke bantalan pada PCB untuk menghubungkannya secara elektrik dan mekanis ke PCB. Teknologi ini biasanya ada yang berbentuk IC dan dudukan IC sehingga ketika IC bermasalah dapat dilakukan pergantian IC tanpa perlu melakukan modifikasi pada PCB.
Chip Carrier
Chip Carrier adalah IC berbentuk persegi panjang dengan kontak di keempat tepinya. Chip Carrier memiliki timah logam yang melilit tepi kemasan, dalam bentuk huruf J. Operator chip tanpa timbal memiliki bantalan logam di tepinya. Paket pembawa chip dapat dibuat dari keramik atau plastik dan biasanya dipasang ke permukaan PCB dan penyolderannya dilakukan secara khusus agar tidak merusak kaki kontak.
Flat Package
Jenis IC ini mirip dengan Chip Carrier tapi berbentuk lebih datar daripada Chip Carrier. Flat package juga memilki jumlah kaki lebih banyak.
Ball Grid Array
Ball Grid Array atau BGA adalah IC yang dipasang secara permanen dan menggunakan bagian dasar/bawah dari IC sebagai tempat kontak atau kaki IC diletakkan. Keuntungan dari BGA adalah jumlah kaki yang digunakan dapat memiliki jumlah jauh lebih banyak daripada kemasan lain. Contoh utama dari IC kemasan BGA adalah IC IC pada RAM Komputer kita.
Generasi IC Digital
yang dimaksud dengan istilah generasi adalah seri IC digital dengan kemampuan yang semakin meningkat dari waktu ke waktu. Generasi awal IC memiliki jumlah transistor yang sangat rendah karena kemampuan produksi yang terbatas pada masanya. Seiring dengan kemajuan teknologi metal-oksida-semikonduktor (MOS), jutaan dan kemudian milyaran transistor MOS dapat ditempatkan pada satu IC. Berikut adalah seri generasi IC Digital.
Beberapa IC jenis SSI dan MSI, seperti transistor diskrit, masih diproduksi secara massal di masa sekarang, baik untuk kebutuhan maintenance peralatan lama maupun kebutuhan perangkat baru yang hanya membutuhkan beberapa gerbang logika sederhana. Chip TTL seri 7400, misalnya, telah menjadi standar de facto dan tetap diproduksi.
Jumlah transistor pada IC tersebut jika dilihat masih berkaitan dengan Hukum Moore yaitu sebuah statement yang dipopulerkan oleh Gordon Moore dari Intel. Moore menyatakan bahwa peningkatan jumalh transistor adalah eksponensial terhadap perkembangan waktu. Jika melihat dari tabel generasi IC kita dapat menyatakan bahwa Hukum Moore relevan dengan perkembangan IC Digital.
Kesimpulan
Setelah melihat penjelasan ini kita dapat melihat bahwa IC bukan sekedar sebuah komponen siap pakai. IC memiliki jenis dan beragam generasi bahkan terdapat pula jenis IC digital sehingga penjelasan IC tidak hanya sekedar di dunia digital saja. IC juga berperan penting dalam teknologi elektronik dalam hal mempermudah proses pembuatan suatu rangkaian dan tentunya membuat rangkaian menjadi semakin minimalis. Kita akan mempelajari lebih dalam tentang IC digital modern seperti FPGA dan Mikrokontroler dalam berbagai artikel selanjutnya.
