Komponen Op-Amp (Operational Amplifier)

Posted on June 2, 2020

    Halo semua, kembali lagi di ESM Knowledge. Kali ini kita akan membahas suatu komponen elektronik yaitu Operasional Amplifier atau bisa disebut Op-Amp. Op-Amp ini adalah sebuah penguat instan yang bisa langsung dipakai untuk benyak aplikasi penguatan. Sebuah Op amp biasanya berupa IC (Integrated Circuit). Pengemasan Op amp dalam IC bermacam-macam, ada yang berisi satu op amp (contoh : 741), dua op amp (4558, LF356), empat op amp (contoh = LM324, TL084), dll. 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.

    Gambar diatas ini merupakan simbol dan bentuk dari IC Op-Amp itu sendiri yang dimana contoh gambar diatas merupakan Op-Amp type 741. Dalam bentuk paket praktis IC seperti tipe 741 hanya berharga beberapa ribu rupiah. Seperti terlihat pada gambar 1, op amp memiliki masukan tak membalik v+(non-inverting), masukan membalik v- (inverting) dan keluaran vo. Jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan membalik (v-), maka pada daerah frekuensi tengah isyarat keluaran akan “berlawanan fase” (berlawanan tanda dengan isyarat masukan). Sebaliknya, jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan tak membalik (v+), maka isyarat keluaran akan “sefase”. Sebuah opamp biasanya memerlukan catu daya ± 15 V. Dalam menggambarkan rangkaian hubungan catu daya ini biasanya dihilangkan. Beberapa sifat ideal dari Op-amp adalah sebagai berikut:

a. Penguat lingkar terbuka tak berhingga atau Av, Ib = ~

b. Hambatan keluaran lingkar terbuka adalah nol atau R0, Ib= 0

c. Hambatan masukan lingkar terbuka tak berhingga atau Ri, Ib= ~

d. Lebar pita tak berhingga atau ∆f= f2 –f1 = ~

e. Nisbah penolakan modus bersama (CMRR)

    Pada Op-Amp ini ada beberapa macam aplikasi yang bisa digunakan, yaitu:

1. Penguat Pembalik ( Inverting amplifier )

Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu negatif. Rumus nya :

Rangkaian dari Inverting adalah seperti gambar berikut :

Untuk mencari gain cukup Vout/Vin, maka dari contoh diatas gainnya sebesar 2.

2. Penguat Tak pembalik (Non Inverting Amplifier )

Penguat Non Inverting amplifier merupakan kebalikan dari penguat inverting,dimana Input dimasukkan pada input non inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya Rfeedback dan Rinput.

sehingga persamaan menjadi :

Hasil tegangan output noninverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif.

Rangkaian nya adalah seperti pada gambar berikut ini :

Untuk mencari gain sama saja yaitu Vout/Vin, maka dari contoh diatas gainnya sebesar 3.

3. Komparator (rangkaian pembanding)

Merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkanpenguatan terbuka (open-loop gain) penguat operasional yang sangat besar. Ada jenis penguat operasional khusus yang memang difungsikan semata-mata untuk penggunaan ini dan agak berbeda dari penguat operasional lainnya dan umum disebut juga dengan komparator .

Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi. di mana Vs adalah tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara + Vs dan −Vs.)

Berikut gambar rangkaian dari Komparator :

4. Buffer

Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya. Dalam
hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1.
Rangkaiannya seperti pada gambar berikut ini.

Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainya tergantung

dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arus dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya.

5. Adder / Penjumlah

Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting.Rangkaian penjumlah dengan menggunakan non inverting sangat suah dilakukan karena tegangan yang diparalel akan menjadi tegangan terkecil yang ada, sehingga susah terjadi proses penjumlahan. 

6. Subtractor / Pengurang

Rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan masukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan. Rangkaian ini bisa terdiri 3 macam yaitu :

a. Rangkaian dengan 1 op-amp

Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp ini memanfaatkan kaki inverting dan kaki noninverting.

b. Rangkaian dengan 2 op-amp

Rangkaian pengurang dengan 2 op-amp tidak jauh berbeda dengan satu opamp, yaitu salah satu

input dikuatkan dulu kemudian dimasukkan ke rangkaian pengurang

c. Rangkaian dengan 3 op-amp

7. Differensiator

Mendiferensiasikan sinyal hasil pembalikan terhadap waktu dengan persamaan :

di mana Vin dan Vout adalah fungsi dari waktu.

Pada dasarnya diferensiator dapat juga dibangun dari integrator dengan cara mengganti kapasitor dengan induktor, namun tidak dilakukan karena harga induktor yang mahal dan bentuknya yang besar. Diferensiator dapat juga dilihat sebagai tapis pelewat-rendah dan dapat digunakan sebagai tapis aktif.

8. Penguat Integrator (Integrator Amplifier)

Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu, dengan persamaan :

di mana t adalah waktu dan Vmula adalah tegangan keluaran pada t=0

Sebuah integrator dapat juga dipandang sebagai tapis pelewat-tinggi dan dapat digunakan untuk rangkaian tapis aktif.

    Sekian untuk pelajaran kali ini, semoga apa yang kita dapatkan kali ini bisa menjadi berkah bagi kita semua. Mohon maaf bila ada kesalahan dari penjelasan ini, sampai jumpa di pelajaran yang selanjutnya. 

Download Disini