Pengantar dan Sejarah Singkat Mikroelektronika

Zaman berubah dan teknologi terus berkembang. Tak luput dari sorotan perkembangan, dunia elektronika juga semakin ‘menggila’. Bagaimana tidak, cukup kita flashback ke dalam masa yang tidak terlalu jauh, kita sudah bisa merasakan perbedaannya. Misalnya, jika dibandingkan dengan 5 tahun yang lalu, rangkaian elektronika saat ini sudah jauh lebih sederhana. Dengan fungsi dan performa yang sama atau bahkan lebih baik. Salah satu contoh sederhana adalah handphone. Dengan teknologi yang ada saat ini, produsen handphone mampu memproduksi handphone dengan 4 kamera yang tertanam dalam satu handphone. Bentuk hardware-nya pun semakin tipis. Padahal spesifikasi yang dimiliki lebih tinggi dibandingkan handphone ‘keluaran’ 5 tahun yang lalu. Bagaimana ini bisa terjadi? Apa sebenarnya mikroelektronika itu? Simak ulasan berikut.

Kita mulai dari definisi elektronika. Ada beberapa pendapat dari para ahli tentang definisi elektronika.

Elektronika adalah cabang dari teknik elektro yang berhubungam erat dengan perpindahan informasi oleh energi elektromagnetik.

Fitzgerald, Higginbotham dan Grabel

Elektronika adalah ilmu dan teknologi yang membahas perpindahan partikel bermuatan listrik di dalam suatu gas atau ruang hampa atau semikonduktor.

J. Millman

Elektronika adalah pelajaran, perancangan dan penggunaan peralatan yang bekerja berdasarkan hantaran listrik dalah suatu ruang hampa, gas dan semikonduktor.

E. Carol Young

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat dan pemakaian piranti yang azas kerjanya adalah aliran elektron dalam ruang hampa atau gas atau semikonduktor.

H.C. Yohannes

Dari keempat pendapat tersebut, bisa kita simpulkan bahwa:

Elektronika adalah ilmu dan teknologi yang mempelajari penerapan dan pengendalian gerakan partkel pembawa muatan (elektron) dalam ruang hampa, gas atau semikonduktor

Dengan mengetahui definisi elektronika, maka mikroelektronika dapat didefinisikan sebagai:

Ilmu dan teknologi yang mempelajari atau berhubungan dengan perancangan dan penerapan sistem elektronika yang dibuat dengan elemen/ komponen yang kecil (ukuran mikro).

Perkembangan Mikroelektronika

1925 : Penggunaan vacuum tubes untuk rangkaian elektronika yang cukup kompleks seperti switches, amplifier dll.

Contoh rangkaian vacuum tubes

Vaccum tubes ditemukan dengan beberapa masalah dalam perancangannya. Meskipun tube-nya cukup ringan, komponen lain dan rangka yang dibutuhkan cukup berat. Saat itu rangka-nya saja bisa mencapai 20 kg. Cukup berat kan? Masalah selanjutnya adalah power supply yang dibutuhkan. Vacuum Tubes membutuhkan suplai tegangan hingga 300 volt DC. Selain itu, tube ini juga gampang panas, sehingga ketika mencapai panas maksimal harus ‘diistirahatkan’ terlebih dahulu agar tidak overheat.

1935 : Penggunaan solid-state devices seperti dioda, transistor dll.

Printed Circuit Board (PCB)

Transisi dari vacuum tubes ke solid-state devices berlangsung secara kontinyu. Dengan diciptakannnya transistor dan dioda, rangkaian elektronika pun menjadi lebih baik. Ukuran, berat dan kebutuhan power supply menjadi lebih kecil. Tergantinya vacuum tubes dengan solid-states device membuat rangkaian elektronika memiliki berat hanya beberapa ons saja. Padahal awalnya bisa memiliki berat mencapai 20 kg.

Selain dioda dan transistor, penemuan signifikan di masa ini adalah Printed Circuit Board atau biasa disingkat PCB. Biasanya PCB ini dibuat dari papan epoxy dengan rangkaian yang dibuat dengan proses photoetching.

1958 : Pengembangan Integrated Circuit

Hybrid Integrated Circuit

Secara sederhana, Integrated Circuit (IC) adalah komponen elektronika yang berisi komponen-komponen elektronika lain yang dibuat secara terpadu dengan rangkaian tertentu untuk menjalankan fungsi tertentu.

Klasifikasi Integrated Circuit (IC)

Berdasarkan teknologi fabrikasi yang digunakan, IC dibedakan menjadi 3, yaitu:

  • Monolithic IC

Merupakan IC yang keseluruhannya dibuat menggunakan bahan semikonduktor. IC ini sering disebut juga silicon chips.

  • Film IC

Merupakan IC yang rangkaiannya dibuat dengan menggunakan komponen film di atas keramik atau kaca. Komponen film hanya dapat digunakan sebagai komponen pasif. Sehingga komponen aktif seperti transistor, dioda dll juga ditambahkan dalam rangkaian.

  • Hybrid IC

Merupakan IC yang di dalamnya terdapat penggabungan 2 atau lebih IC dengan fungsi tertentu.

Berdasarkan ukurannya (jumlah komponen elektronika di dalamnya), IC dapat dibedakan menjadi 5 tipe:

  1. SSI (SmallScale Integration) : IC yang di dalamnya terdapat maksimal 100 komponen elektronika.
  2. MSI (MediumScale Integration) : IC yang di dalamnya terdapat 100 hingga 3.000 komponen elektronika.
  3. LSI (LargeScale Integration) : IC yang di dalamnya terdapat 3.000 hingga 100.000 kompenen elektronika.
  4. VLSI (Very LargeScale Integration) : IC yang di dalamnya terdapat 100.000 hingga 1.000.000 komponen elektronika.
  5. ULSI (Ultra LargeScale Integration) : IC yang di dalamnya terdapat lebih dari 1 juta komponen elektronika.

Berdasarkan aplikasinya, IC dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:

  1. IC analog : IC yang bekerja dengan memanfaatkan masukan sinyal analog untuk menghasilkan keluaran sinyal analog. Contohnya: IC Op-Amp, IC regulator dll.
  2. IC digital : IC yang beroperasi dengan memanfaatkan masukan sinyal digital untuk menghasilkan keluaran sinyal digital. Contohnya: IC gerbang, flip-flop, counter dll.
IC Operational Amplifier

Saat ini, hampir semua produk elektronik menggunakan teknologi IC. Banyak keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan IC, diantaranya adalah:

  • Ukuran IC kecil, sehingga bobotnya pun kecil
  • Suplai daya yang dibutuhkan lebih kecil
  • Rangkaian menjadi lebih sederhana tanpa mengurangi keandalan fungsi, karena 1 buah IC dapat mewakili fungsi dari beberapa komponen elektronika

Selain kelebihan tersebut, tentu saja teknologi IC masih memiliki kekurangan, antara lain:

  • Harga IC relatif lebih mahal jika dibandingkan dengan komponen elektronika pada umumnya
  • Sampai saat ini IC hanya dapat bekerja untuk arus rendah dengan daya maksimal 10 watt
  • Komponen transformer dan induktor belum bisa diintegrasikan dalam IC
  • Cukup sensitif terhadap panas

Demikian pengantar mikroelektronika, semoga bermanfaat.

admin

Sederhana saja, yang penting bermakna dan bermanfaat.

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *