OPERATION AMPLIFIER (OP-AMP)

"selamat datang di blog dunia elektronika, saat ini saya ingin membagi ilmu tentang elektronika tentang operational amplifier". 

~selamat membaca rekan-rekan~

op-amp itu apa sih ???, pasti rekan-rekan semua bertanya apa itu op-amp....... 
mari di simak yaaaaaa, ilmu elektronika tentang op-amp......  

• pengertian OP-AMP

Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu :feedback negatif dan feedback positif dimana Feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpanbalik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpanbalik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur.

• RANGKAIAN INVERTING OP-AMP (CLOSED LOOP)

Rangkaian penguat pembalik sinyal masukkan diberikan melalui sebuah resistor masukkan (Ri) yang dihubungkan secara seri terhadap masukkan pembalik (inverting input) yang disimbolkan dengan (-). sinyal keluaran penguat operasional pada rangkaian penguat pembalik (inverting amplifier) diumpan balikan melalui (Rf) kemasukkan yang sama.

• RANGKAIN NON INVERTING OP-AMP (CLOSED LOOP)

rangkaian penguat tak membalik ( non inverting amplifier) sinyal masukkan diberikkan ke masukkan tak membalik (non inverting input) kemudian keluaranya diberikkan kembali ke masukkan membalik (inverting input) melalui rangkaian umpan balik (feed back) yang terbentuk dari resistor masukkan (Ri) dan resistor umpan balik (Rf) tersebut membentuk sebuah rangkaian pembagi tegangan  yang mengurangi tegangan keluaran (Vout) dan menghubungkan tegangan keluaran yang telah berkurang tersebut ke masukkan membalik (inverting input) .

• OP-AMP ideal

Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya. Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering digunakan oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~ 105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil, dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite).

Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil.

Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yaitu :

Aturan 1: Perbedaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+ – v- = 0 atau v+ = v- )
Aturan 2: Arus pada input Op-amp adalah nol (i+ = i- = 0)

• karakteristik dasar OP-AMP

Jika Anda paham akan karakteristik dan parameter peranti elektronik, tentunya akan lebih mudah bagi Anda untuk memahami penggunaannya dalam rangkaian. Dengan.mengetahui apa-apa yang bisa diharapkan . dari sebuah op-amp, Anda akan dibantu dalam merancang dan memperbaiki rangkaian yang menggunakan op-amp.

Pasal ini akan menjelaskan informasi-inforimasi yang bertalian dengan karakteristik dan prameter op amp yang dipakai dalam rangkaian pada umumnya.

Impedansi masukkan

Idealnya impedansi masukkan op amp adalah tak terhingga, namun dalam kenyataannya hanya mencapai 1 M( atau lebih, berberapa op amp khusus ada yang memiliki impedansi masukkan 100 M (semakin tinggi impendansi masukkan semaikin baik penampilan op amp tersebut, pada frekuensi tinggi kapasitansi masukkan op amp banyak berpengaruh lazimnya kapasitansi ini kurang dari 2 pF, bila sebuah terminal masukkan op amp dibumikan.

Impedansi Keluaran

Idealnya, impedansi keluaran adalah nol. Kenyataannya, berbeda beda untuk setiap op-amp. Impedansi keluaran bervariasi antara 25 sampai ribuan ohm. Untuk kebanyakan pemakaian, impedansi keluaran dianggap nol, sehingga op-amp akan dianggap berfungsi sebagai sumber tegangan yang mampu memberikan arus dari berbagai macam beban. Dengan impedansi masukan yang tinggi dan impedansi keluaran yang rendah op-amp akan berperan sebagai peranti penyesuai impedansi. 

Arus Bias Masukan

Secara teoritis impedansi masukan tak berhingga. besarnya, sehingga seharusnya tak ada arus masukan. Namun, akan ada sedikit arus masukan, pada khususnya dalam ordo pikoampere sampai mikroampere. Harga rata-rata kedua arus ini dikenal sebagai arus bias masukan. Arus ini dapat menggoyahkan kestabilan op-amp, sehingga mempengaruhi keluaran. Pada umumnya makin rendah arus bias masukan, kian rendah pula kelabilannya. Op-amp yang menggunakan transistor efek medan (FET) pada masukan-masukannya memiliki arus bias masukan terendah.

Tegangan Offset Keluaran

Tegangan offset keluaran (tegangan kesalahan) disebabkan oleh arus bias masukan. Bila tegangan kedua masukan sama besar, keluaran op-amp akan nol volt. Namun jarang ditemukan kejadian seperti ini, sehingga pada keluarannya akan  ada sedikit tegangan. Keadaan seperti ini dapat diatasi dengan teknik penolan offset, yaitu dengan menambahkan arus atau tegangan offset masukan.

Arus Offset Masukan

Kedua arus masukan seharusnya sama besar sehingga tegangan keluarn nol. Tapi ini tidak mungkin, karena itu harus ditambahkan arus offset masukan untuk menjaga supaya keluaran tetap nol volt. Dengan perkataan lain, untuk. memperoleh keluaran nol volt, sebuah masukan mungkin menarik arui lebih besar daripada lainnya. Arus offset ini dapat mencapai 20 mA.

Tegangan Offset Masukan

idealnya, tegangan keluaran op-amp nol manakala tegangan kedua masukan nol. Namun, berkenaan dengan penguatan op-amp yang tinggi, adanya sedikit ketakseimbangan dalam rangkaian akan mengakibatkan munculnya tegangan keluaran. Dengan memberikan sedikit tegangan offset pada sebuah masukannya, tegangan keluaran dapat dinolkan kembali.

Penolan Offset

Ada bermacam-macam cara pemberian tegangan offset masukan untuk menolkan kembali tegangan keluaran. Pabrik-pabrik op-amp telah memasukkan hal ini ke dalam perhitungan dan dalam. lembaran data mereka telah diberikan rekomendasi terbaik untuk op-amp-op-amp tertentu. Gambar dibawah ini menunjukkan cara menolkan op-amp yang khas. Terminal-lerminal offset nol telah diperlihatkan dalam Gambar sebelumnya.

• fungsi OP-AMP

fungsi utamanya adalah untuk melakukan operasi linier matematika (tegangan dan arus), integrasi dan penguatan. Idealnya, penguatan op – AMP adalah tak hingga, namun kenyataan penguatan Op – amp hanya mencapai kurang lebih 200.000 dalam modus loop terbuka. Dalam keadaan demikian tidak terdapat umpan balik dari keluaran menuju masukkan dan penguatan tegangan (Av) maksimum.

Berikut ada beberapa manfaat dari OP – AMP

1. Buffer Sinyal
2.  Menguatkan sinyal
3.  Mengintegrasikan sinyal
4.  Mengeraskan suara
5. Elektronik komersial
6. Perhitungan analog

"sekian mengenai op-amp, mudahan-mudahan posting yang di berikan menjadi ilmu yang berguna"