Operasional Amplifier
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
Referensi :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar