Operasional Amplifier (Op-Amp)
Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.
Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :
Simbol Operasional Amplifier
Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional ideal , operasional amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut :
1. Impedansi Input (Zi) besar = ∞
2. Impedansi Output (Z0) kecil= 0
3. Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞
4. Band Width respon frekuensi lebar = ∞
5. V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1.
6. Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.
Rangkaian dasar operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari bipolar transistor (BJT) seperti terlihat pada gambar berikut.
Rangkaian Dasar Operasional Amplifier (Op-Amp) Penguat Diferensial
Pada
penguat diferensial diatas terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1
dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (Vid = 0),
maka keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 =
IC2 dan IE1 = IE2. Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya
sama sehingga Vod = 0.
Apabila
terdapat perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini
akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu
harga IC1 berbeda dengan IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai
sesuai dengan besar penguatan Transistor.
Untuk
memperbesar penguatan dapat digunakan dua tingkat penguat diferensial
(cascade). Keluaran penguat diferensial dihubungkan dengan masukan
penguat diferensial tingkatan berikutnya. Dengan begitu besar penguatan
total (Ad) adalah hasil kali antara penguatan penguat diferensial
pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial kedua (Vd2).
Mode operasi dari sebuah operasional amplifier (Op-Amp) dapat diset dalam beberapa mode penguatan sebagai berikut.
Mode Loop Terbuka
Pada
mode loop terbuka besarnya penguatan tegangan adalah tak berhingga (∞),
sehingga besarnya tegangan output hampir dan bisa dikatakan mendekati
Vcc. Expresi matematika pada penuat operasional mode loop terbuka
adalah.
Sehingga tegangan output ≈ Vcc.
Mode Loop Tertutup
Pada
mode loop tertutup besarnya penguatan tegangan (Av) adalah besar tetapi
tidak mecapai nilai maksimalnya dan dapat dituliskan sebagai berikut.
Mode Penguatan Terkendali
Pada
mode operasi penguatan terkendali besarnya penguatan dari operasional
amplifier (Op-Amp) dapat ditentukan dari nilai resistansi feedback dan
input. Sehingga nilai penguatan tegangan (Av) pada mode operasi ini
dapat dituliskan sebgai berikut.
Sehingga besarnya tegangan output adalah :
Mode Penguatan 1
Mode
operasi penguatan 1 pada operasional amplifier (Op-Amp) sering disebut
dengan istilah buffer (penyangga). Hal ini karena pada mode ini tidak
terjadi penguatan tegangan (Av) bernilai 1. Konfigurasi ini berfungsi
untuk memperkuat arus sinyal sehingga tidak drop pada saat diberikan
beban terhadap sinyal input. Besarnya tegangan output (Vout) sama dengan
tegangan input (Vin) karena penguatan tegangan (Av) operasional
amplifier (Op-Amp) bernilai 1.
Referensi :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar