Mengenal IC Operational Amplifier (Op-Amp)

Op-Amp, nama yang sudah tidak asing lagi bagi ‘pemain’ rangkaian elektronika. Op-Amp merupakan akronim dari Operational Amplifer. Dari namanya, sudah tersurat bahwa rangkaian ini merupakan rangkaian penguat. Dikemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC), Op-Amp memiliki dua masukan dan satu keluaran. Dalam satu IC bisa saja hanya terdiri dari satu rangkaian op-amp, bisa juga terdiri dari lebih dari satu rangkaian op-amp.

Dalam skema rangkaian, op-amp biasa dilambangkan dengan simbo sebagaimana pada gambar. Terdapat dua terminal masukan yaitu masukan – (inverting) dan masukan + (non inverting). Satu terminal keluaran. Karena op-amp merupakan komponen aktif, op-amp membutuhkan koneksi catu daya yang terdiri dari tegangan positif dan negatif.

Simbol Op-Amp

Op-amp dapat digunakan untuk membentuk rangkaian dengan fungsi linier yang bermacam-macam seperti perkalian (penguat), penjumlahan (adder) dll. Dalam proses pabrikasinya, op-amp dibuat seideal mungkin sehingga memiliki karakteristik sebagai berikut:

  • Impedansi masukan tak hingga sehingga tidak ada arus yang mengalir pada kedua terminal masukannya;
  • Tidak ada selisih tegangan di antara kedua terminal masukannya;
  • Impedansi keluaran sama dengan 0 (nol); dan
  • Penguatan lup terbuka tak terhingga.

Kondisi ideal tersebut tentu saja tidak mungkin dipenuhi (untuk saat ini). Sehingga pendekatannya adalah:

  • Impedansi masukan tinggi (terhingga) sehingga arus yang mengalir pada kedua terminal masukannya relatif kecil
  • Penguatan tegangan tinggi (terhingga)
  • Impedansi keluaran rendah.

Beberapa op-amp yang umum dijual di pasaran adalah IC LM741, OP177, AD8041, TL061, TL071, TL082 dan lain-lain. Sebagai contoh, diagram pin IC TL082 dapat dilihat pada gambar di bawah.

Diagram Pin IC TL082

Pada dasarnya, op-amp bekerja sebagai komponen penguat diferensial dengan penguatan yang besar (tak hingga). Pada rangkaian lup terbuka. perbedaan sinyal masukan yang sangat kecil pada terminal input akan menghasilkan keluaran saturasi. Hal ini menunjukkan ketidaklinieran rangkaian lup terbuka op-amp.

Rangkaian lup terbuka op-amp

Untuk mengatasi ketidaklinieran tersebut, maka perlu ditambahkan umpan balik pada op-amp sehingga rangkaiannya menjadi lup tertutup. Ada beberapa rangkaian lup tertutup op-amp yang umum digunakan. Berikut ulasannya.

Op-Amp sebagai penguat non-inverting

Salah satu rangkaian penguat sederhana yang dapat dibuat menggunakan op-amp adalah rangkaian penguat non-inverting. Skema rangkaian dapat dilihat pada gambar berikut:

Untuk memudahkan analisis rangkaian, digunakan asumsi ideal bahwa tidak ada selisih tegangan di antara kedua terminal masukan. Artinya, dalam rangkaian di atas, sinyal masukan Vin pada terminal masukan + (non-inverting) sama dengan umpan balik Vf pada terminal masukan – (inverting).

\(V_{in}=V_+=V_-=V_f\)

Sehingga dengan mudah kita dapat memperoleh:

atau persamaan gain-nya dapat dituliskan sebagai:

Op-Amp sebagai penguat inverting

Dari sebutannya jelas bahwa rangkaian penguat inverting adalah rangkaian elektronika yang berfungsi menguatkan dan membalikkan polaritas dari sinyal masukan. Rangkaian penguat inverting yang sering digunakan dan mudah didapatkan di pasaran adalah IC op-amp, seperti IC LM 741 dll.

Dengan menggunakan asumsi yang serupa dengan di atas, maka dapat diperoleh

\(V_{out}= – (R_f / R_1)V_{in}\)

atau persamaan gain-nya dapat dinyatakan sebagai:

\(A= – (R_f / R_1)\)

Demikian pengantar tentang operational amplifier. 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 *