Penguat Operasional (Op-amp)

Menu Utama Pengertian Op-amp Karakteristik Ideal Op-amp Aplikasi Op-amp Contoh soal Referensi

Pengertian Op-amp Penguat operasional (Op-amp) didefinisikann sebagai suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran

Karakteristik Ideal Op-amp Penguatan tegangan lingkar terbuka = -∞ 1 Tegangan ofset keluaran = 0 2 Hambatan masukan = ∞ 3 Lebar Pita=∞ 7 Hambatan keluaran = 0 4 Waktu tanggapan = 0 detik 5 Karakteristik tidak berubah dengan suhu 6

Penguatan Tegangan Lingkar Terbuka Adalah penguatan diferensial Op-amp pada kondisi dimana tidak terdapat umpan balik (feedback) yang diterapkan padanya. Secara ideal, penguatan tegangan lingkar terbuka adalah: AVOL = Vo / Vid = -∞ AVOL = Vo/(V1-V2) = -∞

Penguatan Ofset Keluaran Adalah harga tegangan keluaran dari Op- Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid = 0. Secara ideal, harga VOO = 0 V.

Hambatan Masukan Adalah besar hambatan di antara kedua masukan Op-amp. Secara ideal, harga Ri = ∞ Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op-amp adalah antara 5 kΩ hingga 20 MΩ, tergantung pada tipe Op Amp

Hambatan Keluaran Adalah besarnya hambatan dalam yang timbul pada saat Op-amp bekerja sebagai pembangkit sinyal. Secara ideal, harga RO = 0.

Waktu Tanggapan Adalah waktu yang diperlukan oleh keluaran untuk berubah setelah masukan berubah. Secara ideal harga waktu respon Op-amp adalah = 0 detik.

Karakteristik Terhadap Suhu Suatu bahan semikonduktor akan berubah karakteristiknya apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar. Pada Op-amp yang ideal, karakteristiknya tidak berubah terhadap perubahan suhu. Tetapi dalam prakteknya, karakteristik sebuah Op Amp pada umumnya sedikit berubah.

Lebar Pita adalah lebar frekuensi tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan. Secara ideal, harga BW= ∞

Penguat Non-inverting Aplikasi Op-amp Comparator Penguat Inverting Penguat Non-inverting Penguat Diferensial Penguat Penjumlah Integrator Differensiator

Comparator Adalah penggunaan op-amp sebagai pembanding antara tegangan yang masuk pada input (+) dan input (-).

Penguat Inverting Adalah penggunanan op-amp sebagai penguat sinyal dimana sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input. 𝑉 𝑜𝑢𝑡 =− 𝑅 𝑓 𝑅 𝑖𝑛 𝑉 𝑖𝑛 𝐴=− 𝑅 𝑓 𝑅 𝑖𝑛

Penguat Non-inverting Adalah penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. V out = R in + R f R in V in A = 𝑅 𝑓 𝑅 𝑖𝑛 +1

Penguat Differensial Digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar Rf/R1 untuk R1 = R2 dan Rf = Rg. V out = 𝑅 𝑓 + 𝑅 1 𝑅 𝑔 𝑅 𝑔 + 𝑅 2 𝑅 1 V 2 − 𝑅 𝑓 𝑅 1 𝑉 1 A = 𝑅 𝑓 𝑅 1 𝑉 2 − 𝑉 1

Penguat Penjumlah Berfungsi menjumlahkan beberapa level sinyal input yang masuk ke op-amp. Vout = - ((Rf/R1) x V1 + (Rf/R2) x V2 + ... + (Rf/Rn) x Vn) Gain = Rf/Rin

Integrator Vout = -1/RC ( t0 ∫ tlvindt ) G(ω) = -1/ωRC G(f) = -1/2πfRC Opamp dapat digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respons frekuensi. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, hanya saja rangkaian umpanbaliknya (feedback) bukan resistor melainkan menggunakan capasitor. Vout = -1/RC ( t0 ∫ tlvindt ) G(ω) = -1/ωRC G(f) = -1/2πfRC

Differensiator Vout = -RC dvin/dt G(ω) = -ωRC Selain rangkaian integrator, rangkaian op-amp sebagai rangkaian respons frekuensi dapat juga dibuat sebagai rangkaian differensiator kalau komponen C pada rangkaian penguat inverting di tempatkan di depan. Vout = -RC dvin/dt G(ω) = -ωRC

Contoh Soal Hitung differensiator op-amp dari rangkaian seperti gambar di atas dengan nilai C1 = 1mF = dan R = 1KW. Sumber tegangan ±15Volt > Awal sinyal adalah 0 Volt. Tentukan tegangan output : Vin = 1 Volt (sinyal dc) saat 10 detik. Vin = 20 Volt (sinyal dc) saat 1 detik saat

Jawab Vo = - RfC1.dvin / dt = - 103.10-6 (1V-0V) / 10 = - 103. 0,1 = - 103. 0,1 = - 0,0001 V Vo = -RfC1.dvin/dt = - 103.10-6 (20V-0V) / 1 = - 20-2 V Gambar Sinyal Outputnya

Referensi http://id.wikipedia.org/wiki/Penguat_operasional. Carter, B., & Brown, T. (2001). Handbook of Operational Amplifier Applications. Texas: Texas Instruments.

Thank You !