Integrated Circuit

IC (Integrated Circuit) adalah sebuah komponen elektronika aktip terpadu yang terdiri dari berbagai komponen seperti dioda, transistor, resistor dan kapasitor yang dijadikan satu ke dalam kemasan kecil. Bahan utama untuk IC adalah semikonduktor. 

SEJARAH SINGKAT IC

IC pertama kali ditemukan pada tahun 1958 oleh insinyur Jack Kilby yang bekerja pada Texas Instrument. Penemuan tersebut kemudian dinamakan IC atau yang lazim dinamakan chip. Beberapa waktu sesudah itu, Robert Noice, yang bekerja pada Fairchild Semiconductor Corporation menemukan hal yang sama. Padahal mereka bekerja pada tempat yang berbeda.

Banyak riset tentang pengembangan IC hingga saat ini. Bahkan seorang pendiri Gorden Moore pada tahun 1965, memperkirakan jumlah transistor dalam IC akan meningkat dua kali lipat setiap 18 bulan sekali. Peningkatan jumlah transistor terbukti telah meningkat setelah sekian lama dan diperkirakan akan terus meningkat.

IC banyak digunakan saat ini pada banyak piranti elektronika, misalnya pada TV, Hp, laptop, remote control, audio video dan dunia industri. Tanpa penemuan IC kita tidak bisa menikmati peralatan potable seperti saat ini, karena peralatan akan menjadi sangat besar dan sulit dibawa kemana-mana. IC sering dikelompokan berdasar jumlah transistor didalamnya. 

TRANSISTOR

Transistor merupakan komponen yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika. Transistor juga komponen yang membawa elektronika klasik menuju elektronika moderen. Transistor pada umumnya berfungsi sebagai saklar ataupun sebagai penguat. Pada umumnya transistor terbuat dari bahan semikonduktor Germanium, Silikon dan Galium Arsenit. 

Gambar contoh-contoh transistor

Jenis-Jenis Transistor

Transistor disusun menggunakan sambungan dioda. Berdasar jenis sambungannya transistor dibedakan menjadi dua jenis yaitu BJT (Bipolar Junction Transistor) dan FET (Field Effect Transistor).  Keterangan lebih lanjut mengenai arti, jenis dan fungsi ke dua transistor tadi dapat kita lihat melalui keterangan di bawah ini:

1. BJT

BJT memiliki 2 dioda yang kutub positip atau kutub negatipnya berhimpit, serta memiliki 3 terminal, yaitu emitter (E), kolektor (C) dan basis (B). BJT dapat dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu:

• NPN                                                                                                               Transistor NPN  akan mengalirkan arus ketika tegangan basis lebih tinggi daripada tegangan pada emitter. Jadi dalam mengalirkan arus pada kollector maka basis harus diberi arus terlebih dahulu. Berikut adalah gambar cara kerja transistor NPN   :                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Dimana:                                                                                                                 -Terminal emittor adalah terminal dengan polaritas yang paling negatif                         -Terminal kolektor lebih  posistif beberapa volt dari terminal emittor                             -Terminal Basis lebih besar 0,7 Volt dari nilai breakdown voltage                                                   
• PNP                                                                                                                   Transistor PNP akan mengalirkan arus ketika terminal pada basis diberi tegangan lebih rendah dari pada tegangan emittor. Arus mengalir dari emittor menuju kolektor. Berikut adalah gambar cara kerja transistor PNP:                                                                                                                        
  

2. FET

Transistor efek medan (FET) juga memiliki 3 terminal (kaki) seperti transistor BJT yang diberi nama Source (S), Drain (D) dan Gate (G). Cara kerja transistor ini adalah mengalirkan elektron dari Source ke Drain dengan mengatuir tegangan pada Gate. Di bawah ini adalah jenis-jenis dari FET:

• JFET(Junction FET)                                                                                   Transisitor efek medan (JFET) terdiri dari saluran yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dan pada saluran ini didoping dua buah semikonduktor tipe lain dan dihubungkan ke gate. Bagian atas dihubungkan dengan drain dan bagian bawah dihubungkan dengan source.

  

  Gambar struktur dan simbol transistor JFET kanal n dan kanal p

  Cara kerja transistor ini adalah jika tegangan gatge semakin negatip terhadap source maka semakin kecil arus yang melewati kanal drain dan source.                                                               
• MOSFET                                                                                                           Mirip seperti JFET, Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) juga memiliki drain, gare dan sourece. Pada MOSFET, gate terisolasi oleh bahan oksida. Gate terbuat dari bahan metal seperti aluminium.  

  

  Gambar MOSFET sebagai saklar

                                                                                       
  
  MOSFET biasanya digunakan sebagai saklar dengan cara memberikan tegangan gate lebih dari pada tegangan treshold nya (Vth), sehingga MOSFET dapat mengalirkan Arus dari drain ke source.                                                                                                                   

DIODA

Dioda merupakan komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyearah. Dioda terbuat dari bahan semikonduktor jenis silikon dan germanium. Dioda disusun menggunakan semikonduktor jenis p sebagai kutub (+) dan semikonduktor jenis n sebagai kutub (-).

Karena dioda termasuk komponen aktif, arus listrik akan dilewatkan jika tegangan yang dikenakan pada dioda lebih dari 0,7 volt untuk dioda berbahan silikon dan 0,3 volt untuk dioda berbahan germanium. Jika tegangan yang dikenakan ke dioda kurang dari nilai tersebut maka arus listrik tidak akan dilewatkan.

Jenis-jenis Dioda

Dioda dibagi ke dalam beberapa jenis yaitu dioda penyearah, dioda zener dan dioda foto. Dibawah ini dapat kita baca penjelasan untuk jenis-jenis dioda tersebut:

1. Dioda Penyearah

Dioda ini akan meneruskan arus listrik jika tegangan yang diberikan searah dengan arah pada dioda (bias maju) dari kutub (+) ke kutub (-) dan tegangan yang diberikan lebih besar dari pada tegangan minimum dioda. Jika arus yang diberikan berlawanan arah dengan arah dioda (bias mundur) maka arus tidak akan dilewatkan. Dioda penyearah biasanya digunakan pada power suplay untuk tegangan dc sebagai penyearah tegangan bolak-balik.

Gambar dioda penyearah

2. Dioda Zener
Dioda zener sama seperti biasa, tetapi dioda ini mempunyai kemampuan mengalirkan arus pada bias mundur. Kemampuan mengalirkan arus pada bias mundur ini tergantung batasan dari dioda zener tadi. Misal untuk dioda zener dengan batas tegangan 5 Volt maka tegangan yang harus kita berikan pada tegangan bias mundur harus lebih besar dari 5 Volt, Karena sifatnya ini dioda zener cocok digunakan sebagai pembatas tegangan dan pengaman dari tegangan balik.

Gambar dioda Zener

3. Light Emitting Diode (LED)

LED mengubah enerrgi listrik menjadi energi cahaya jika diberi tegangan maju. LED dibuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna yang dihasilkannya berasal dari jenis bahan semikonduktor yang digunakan. Untuk mengetahui kaki anoda (+) dan katoda (-) kita dapat melihat dari bentuk LED. Kaki anoda (+) lebih panjang dan tidak ada bagian flat. Untuk kaki katoda (-) kaki lebih pendek dan ada bagian flat.

Gambar LED

INDUKTOR

Induktor merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan enenrgi magnetik dan digunakan sebagai beban induktif. Induktor terdiri dari lilitan kawat yang membentuk kumparan. Induktor dapat mengahasilkan medan magnet jika dialiri arus listrik. Medan magnet yang tersimpan dalam waktu yang relatif singkat.

Besaran yang diukur pada induktor adalah induktansi dan dinotasikan dengan huruf (L) dan satuan untuk induktansi adalah henry (H).  Satuanan henry biasa nya terlalu besar bila digunakan dalam rangkaian elektronika oleh karena itu biasanya digunakan satuan turunan dari henry yaitu miliHenry (mH) dan mikrohenry (uH).

Induktor biasanya digunakan pada sirkuit analog dan pemroses sinyal. Induktor besar biasanya digunakan pada catu daya untuk menghilangkan dengung. Sedangkan induktor kecil digunakan untuk mencegah interferensi frekuensi radio yang melaluinya. Kombinasi induktor dan kapasitor digunakan sebagai rangkaian tala pada penerima dan pemancar radio.

Simbol Induktor
Dibawah ini adalah simbol dari beberapa jenis induktor: 

Gambar simbol-simbol induktor

Nilai induktansi pada induktor di pengaruhi oleh beberapa faktor yaitu:

• Jumlah lilitan, semakin banyak jumlah lilitan semakin besat nilai induktansinya
• Diameter induktor, semakin besar diameter induktor semakin besar pula nilai induktansinya
• Permebealitas inti, yaitu inti dari bahan yang digunakan oleh induktor seperti ferit atau udara
• Panjang induktor, semakin panjang induktor semakin kecil nilai induktansinya

Jenis-jenis induktor
Berdasarkan intinya induktor dapat dibedakan menjadi beberapa induktor yaitu:

• Induktor inti udara, menggunakan udara sebagai inti induktor
• Induktor inti ferit, menggunakan ferrit sebagai inti induktor
• Induktor inti besi, menggunakan besi sebagai inti induktor
• Induktor inti toroid, menggunakan O ring (berbentuk lingkaran donat) sebagai inti toroid
• Induktor inti laminasi, menggunakan logam yang berlapis dan dipasang secara paralel.masing-masing logam diberi isolator
• Induktor inti variabel, menggunakan inti ferit yang nilainya dapat dirubah-rubah. Dengan cara diputar-putar

KAPASITOR

Kapasitor adalah suatu komponen listrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan. Di dalam bidang elektronika, penggunaan kapasitor sangat luas misalnya untuk penyaringan (filter), kopling, tuning, pengeblok sinyal DC, penggeser fasa, kompensator, isolator, penyimpanan energi, menekan noise, starting motor dll.

Pada umumnya kapasitor dibuat dari dua plat sejajar sebagai elektroda yang diletakkan pada jarak tertentu dan diantaranya diisi bahan isolator / dielektrikum. Jenis-jenis bahan isolator /dielektrikum diantaranya mika, kertas, plastik, keramik, tantalum dan elektrolit.

Besaran yang diukur pada sebuah kapasitor adalah kapasitansi yang dinotasikan dengan hurup (C). Satuan kapasitansi adalah farad (F).Nilai kapasitor pada umumnya berada pada satuan nanofarad (nF), mikrofarad (uF), pikofarad (pF)

Kapasitor dibagi dalam jenis kapasitor polar dan kapasitor nonpolar. Kapasitor polar dalam pemasangan harus memperhatikan polaritasnya yaitu (+) atau (-), jika pemasangannya terbalik kapasitor dapat meledak. Sedangkan kapasitor nonpolar dapat dipasang bolak-balik tanpa memperhatikan polaritasnya.

Jenis-Jenis Kapasitor

Jenis-jenis kapasitor berdasarkan nilainya dibagai menjadi kapasitor tetap dan variabel. Dibawah ini adalah penjelasan untuk kedua jenis kapasitor tersebut:

A. Kapasitor Tetap
Kapasitor tetap adalah kapasitor yang nilainya tidak dapat diubah-ubah lagi. Berikut adalah jenis dari kapasitor tetap:

1. Kapasitor elektrolit (ELCO) ialah kapasitor yang bahan isolatornya dari elektrolit dan berbentuk silinder (tabung). Kapasitor elektrolit merupakan jenis kapasitor polar yang dipasang menyesuaikan polaritasnya. Jika salah pemasangannya kapasitor bisa meledak. Polaritas (+) dipasang dengan sumber (+) dan sebaliknya.

Pada bodi kapasitor elektrolit sudah terdapat lambang penentu kaki kapasitor nya. Untuk polaritas negatif disimbulkan dengan lambang minus (-). Penggunaan ELCO dengan kapasitansi yang besar biasa digunakan untuk catu daya.

Gambar ELCO

2. Kapasitor tantalum, disebut dengan kapasitor tantalum karena kapasitor ini menggunankan logam tantalum sebagai terminal anodanya. Kapasitor ini termasuk dalam jenis kapasitor polar. Yang pemasangan nya harus menyesuaikan polaritasnya. Kapasitor ini ditandai dengan tanda (+) dan (-). Kapasitor tantalum bagus digunakan dalam jangkauan temperatur dan frekuensi yang luas.

Gambar Kapasitor tantalum

3. Kapasitor keramik ialah kapasitor yang bahan nya terbuat dari keramik , sifat nya stabil. Oleh karena itu kapasitor ini cocok digunakan pada frekuensi tinggi. Pemasangan nya dapat dibolak-balik, karena kapasitor ini termasuk jenis kapasitor non-polar. Pada umumnya nilai kapasitor ini sangat kecil, tetapi bagus digunakan pada rentang tegangan yang luas hingga 100 volt.

Cara membaca nilai kapasitor keramik ialah dua nilai pertama nya ialah nilai puluhan dan satuan, sedang nilai ke tiga adalah pangkat sepuluh. Dan nilai kapasitor tadi ialah dalam pikofarad. Contohnya ialah nilai kapasitor di bawah ini nilai nya adalah 150000 pF atau 150 nF atau 0.15 uF.

Gambar Kapasitor keramik

4. Kapasitor mika adalah kapasitor yang bahan isolator terbuat dari bahan mika. Kapasitor ini hampir sama dengan kapasitor keramik. Sifatnya stabil dan bagus digunakan pada frekuensi dan tegangan tinggi, serta memiliki kapasitansi yang kecil.

Gambar Kapasitor mika

5. Kapasitor polyester adalah kapasitor yang bahan isolator nya terbuat dari polyester. Nilai kapasitansi kapasitor polyester berkisar antara 100 pF hingga 2 F, nilai toleransi berkisar 5% dan tegangan maksimum 400 Volt. Kapasitor polyester cukup stabil serta berbentuk segi empat dan berwana hijau.

Gambar Kapasitor polyester

6. Kapasitor kertas adalah kapasitor yang bahan isolator nya terbuat dari kertas. Nilai kapasitansi kapasitor kertas berkisar antara 10 nF hingga 10 uF, nilai toleransi berkisar 10% dan tegangan maksimum 600 Volt. Kapasitor kertas cukup stabil serta baik digunakan pada frekuensi dan suhu yang tinggi

Gambar Kapasitor kertas

B. Kapasitor Variabel
Kapasistor jenis ini adalah jenis kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah. Cara mengubah nilai kapasitansi yaitu dengan memutar poros kapasitor.  Berikut adalah jenis dari kapasitor variabel:

1. VARCO (variabel capasitor) ialah capasitor yang terbuat dari bahan logam. Biasanya digunakan untuk memilih frekuensi pada rangkaian radio. Cara mengubah nilai kapasitor dengan memutar poros kapasitor. Range kapasitas maksimum sekitar 100pF hingga 500pF.

 Gambar kapasitor varco

2. Kapasitor trymmer adalah jenis kapasitor variabel yang bentuknya lebih kecil sehingga perlu obeng untuk memutar poros pengatur. Kapasitor ini memeiliki nilai kapasitas di bawah 100 pF. Dalam elektronika kapasitor ini berfungsi untuk pemilihan gelombang frekuensi (frekuensi tune).

Gambar kapasitor trymmer

RESISTOR

Resistor atau tahanan merupakan bahan penghambat arus listrik, dapat dibuat dari bahan padat, cair, maupun gas. Secara garis besar resistor berfungsi untuk mengendalikan arus listrik yang lewat dalam rangkaian elektronika dan mengendalikan nilai tegangan listrik. 

Resistor dari bahan padat secara garis besar dikelompokkan menjadi dua yaitu resistor tetap dan resistor variabel. Resistor tetap adalah resistor yang tidak dapat diubah-ubah. Resistor variabel memiliki nilai tahanan yang dapat berubah jika variabel nya dirubah. Contoh dari resistor variabel adalah potensiometer, trimpot, ntc, ptc dan ldr.

Gambar jenis resistor

Jenis-Jenis Resistor

Resistor dapat dikelompokkan ke dalam dua jenis menurut perubahan nilai resistor, yaitu resistor tetap dan resistor variabel. Yang tentunya dapat dikelompokkan lagi dari jenis resistor tersebut. Penjelasan nya dapat kita baca pada keterangan dibawah ini:

A. Resistor Tetap

Nilai resistor tetap dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Biasanya  resistor dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daya besar

1. Resistor dengan kode cincin adalah resistor yang menggunakan cincin sebagai kode nilai     resistannya. Cincin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari beberapa cincin (ring) yaitu: 4 ring, 5 ring dan 6 ring warna. Kita dapat membaca nilai resistansi dari resistor cincin ini dengan menggunakan multimeter atau dengan kita menghapal kode warna yang ada dalam tabel ini:

Warna Cincin	Cincin ke-1	Cincin ke-2	Cincin ke-3	Cincin ke-4	Cincin ke-5	Cincin ke-6
Hitam	0	0	0	x 100
Coklat	1	1	1	x 101	±1%	100 ppm
Merah	2	2	2	x 102	±2%	50 ppm
Jingga	3	3	3	x 103		15 ppm
Kuning	4	4	4	x 104		25 ppm
Hijau	5	5	5	x 105
Biru	6	6	6	x 106
Ungu	7	7	7	x 107
Abu-abu	8	8	8	x 108
Putih	9	9	9	x 109
Emas				x 10 -1	±5%
Perak				x 10 -2	±10%
Tanpa warna					±20%

              Note:   - Ppm ialah koefisien suhu

                                   - Untuk resistor dengan 4 cincin, cincin ke-3 ialah nilai untuk pangkat 10 nya                                                                                (pake kode cincin ke-4 untuk resistor dengan  cincin 5 dan 6)
  

Untuk lebih jelas, mari kita lihat gambar di bawah ini:

Gambar cara pembacaan resistor cincin

2. Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karena nilai resistansi dituliskan secara langsung. Pada umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor      

       

Gambar resistor dengan huruf

Berikut adalah cara membaca kode dari resistor dengan kode huruf. Cara pembacaan di mulai dari nilai resistansi ditengah. Dan berikut adalah beberapa kode huruf untuk nilai resistansi :

R, berarti x1 (Ohm)

K, berarti x1000 (KOhm)

M, berarti x 1000000 (MOhm) 

Berikut adalah beberapa kode huruf untuk nilai toleransi :

F, untuk toleransi 1%

G, untuk toleransi 2%

J, untuk toleransi 5%

K, untuk toleransi 10%

M, untuk toleransi 20%

Dalam menentukan suatu resistor dalam suatu rangkaian elektronika yang harus diingat selain menentukan nilai resistansinya adalah menentukan kapasitas daya dan toleransinya. 

B. Resistor Variabel
Resistor variabel ialah resistor yang nilai resistansinya dapat berubah apabila varibel resistor berubah. Dibawah ini adalah jenis-jenis dari resistor variabel:

1. Potensiometer adalah resistor yang memiliki tiga terminal. Nilai resistansi potensiometer akan berubah jika kita memutar tuas putaran ke kiri atau ke kanan. Jika kita menggunakan ke tiga kaki potensiometer  maka kita menggunakan potensiometer sebagai pembagi tegangan. Jika kita menggunakan dua kaki saja maka, kita menggunakan potensiometer sebagai rheostat (penurun arus).

Gambar potensiometer

2. Trimpot (Trimmer potensiometer) adalah salah resistor yang memiliki 3 terminal seperti potensiometer biasa. Namun disini cara merubah nilai resistanya diubah dengan memutar bagain minus (tengah) dengan menggunakan obeng. Cara penggunaan nya sama seperti potensiometer biasa.

Gambar trimpot

3. Negative Temperature Coeficient (NTC) adalah resistor yang nilainya berubah jika suhu berubah. Jika suhu dingin maka nilai NTC akan berubah menjadi besar. Sebaliknya nilainya akan berubah menjadi rendah jika suhu menjadi panas. Salah satu penggunaan nya ialah pada AC.

Gambar NTC

4. Positive Temperature Coefisient (PTC) adalah resistor yang nilainya berubah jika suhu berubah. Jika suhu panas maka nilai PTC akan berubah menjadi besar. Sebaliknya nilainya akan berubah menjadi rendah jika suhu menjadi dingin.

Gambar PTC

5. Light Devendent Resistor (LDR) adalah resistor yang nilainya akan berubah dengan berubah intensitas cahaya yang mengenainya. Jika intensitas cahaya yang mengenai LDR tinggi maka nilai resistansi (hambatan) akan menjadi tinggi dan begitu pula sebaliknya. Nilai resistansi akan menjadi rendah jika tidak ada cahaya yang mengenainya. Contoh penggunaanya ialah pada kontrol lampu otomatis di jalan raya

Gambar LDR