Penguat Operasional

OP-AMP

Penguat Operasional atau disingkat Op-

amp adalah merupakan sutu penguat

differensial berperolehan sangat tinggi

yang terterkopel DC langsung, yang

dilengkapi dengan umpan balik untuk

mengendalikan karakteristik

tanggapannya secara menyeluruh

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 atau lebih persisnya analog.

Dalam skema dasar Op-amp sebagaimana ditunjukkkan dalam gambar 2.26, dan rangkaian penggantinya dalam gambar 2.27, sejumlah besar penguat Op-amp. memiliki sebuah masukan diferensial dengan tegangan V2 dan V1, yang diberkan secara berturut-turut terminal pembalik (inverting) dan terminal bukan pembalik (non inverting)Perolehan antara V0 dan V1 positif (bukan kebalikan, non inverting) sedangkan penguatan antara V0 / V2 negatif (kebalikan, inverting).

Gambar 2.27. Model suatu rangkaian frekuensi rendah suatu penguat Op Amp. (V = V 2 - V1)

+

-

R0

+

-

V0RL

+

-

2

1

V2

Av < 0

AvVi

RiVi-

+

-

RL

Masukan Pembalik

Masukan Non Pembalik

-

+V1

V2

VoVi

Gambar 2.26. Penguat Operasional dasar

Penguat Operasional Ideal

Resistansi masukan Ri = . Resistansi keluaran R0 = 0. Perolehan Tegangan Av = - . Lebar pita = . V0 = 0 kalau V1 = V2 tidak tergantung

pada besarnya V1. Karakteristiknya tidak tergantung

temperatur / suhu.

Sifat-sifat dari sebuah penguat operasional ideal adalah ;

Comparator (Pembanding)

Sebagaimana ditunjukkan dari namanya, komparator secara harfiah berarti membandingkan, dalam hal ini adalah membandingkan dua macam tegangan pada kedua masukannya

Dalam prakteknya tegangan yang satu dicatu oleh suatu acuan (reference) yang besarnya tetap, sedangkan yang lainnya oleh suatu masukan tegangan yang variable, bilamana tersambung (on). Apabila masukan non inverting lebih positif dari masukan inverting-nya, maka akan diperoleh keluaran maksismum positif. Dan bilamana masukan inverting lebih positif dibandingkan masukan non invertingnya, maka akan diperoleh keluaran maksimum negatif

Cara kerja sebuah komparator dapat diumpamakan sebagai sebuah penguat operasianal tanpa resistor umpan balik, sehingga memiliki penguatan yang sangat tinggi. Penguat operasional dengan modus seperti ini menyebabkan keluaran berayun secara penuh bila mendapat sinyal masukan relatif kecil. Bila masukan membalik dihubungkan dengan tanah tegangan masuk yang amat kecil (dalam pecahan millivolt) sudah cukup untuk membuat op-amp menjadi jenuh

Misalnya, bila catu berharga 5 V, maka kepatuhan keluarannya berkisar antara –13 V sampai +13 V. Pada IC 741C, bati tegangan simpal terbuka biasanya berharga 100.000. dengan demikian tegangan masuk yang dibutuhkan untuk mengahasilkan kejenuhan positif adalah

mVV

Vin 13,0000.100

13

Tegangan ini amat kecil sehingga karakteristik transfer pada gambar 2.27. tampaknya mempunyai transisi (peralihan) vertikal pada Vin = 0 V. Transisi ini sebenarnya tidak vertikal. Pada 741C tegangan masuk +0,13 V akan menyebabkan kejenuhan positif dan –0,13 V mengakibatkan kejenuhan negatif

Karena tegangan masuk yang dibutuhkan untuk menghasilkan kejenuhan amat kecil, maka transisi pada gambar 2.28. tampak seperti vertikal, sebagai pendekatan kita akan menganggapnya sebagai vertikal, ini berarti bahwa tegangan masuk negatif mengakibatkan kejenuhan negatif

Gambar 2.28. Op-amp sebagai pembanding dan Karakter transfer sebuah pembanding

+VCC

Vin

-VEE

VOut

Vin

VOut

-VJen

+VJen

Di dalam sebuah Op-amp. yang berfungsi sebagai pembanding catu tunggal yang terdiri dari masukan inverting dan masukan non inverting terdapat rangkaian yang identik sebagaimana digambarkan pada gambar 2.29.

-+

Gambar 2.29. Operasional Amplifier sebagai pembanding catu tunggal dan karakteristik transfernya

V out

Vcc

V in

Vp

V ref

R1

R2

Tinggi

Rendah

V out

V inV ref

Dari gambar tersebut terlihat dimana Vref ditempatkan pada masukan inverting yang merupakan titik perpindahan terhadap tegangan masukan non inverting, bilamana tegangan masukan (Vin) sedikit lebih besar daripada Vref, maka keluarannya akan menjadi tinggi, dan sebaliknya bilamana Vin lebih kecil dibandingkan dengan Vref, maka keluarannya akan menjadi rendah. Tegangan acuan yang diterapkan pada masukan pembalik berharga positif atau sama dengan

VccRR

RVref

21

1