Penguat Operasional (Op-Amp) - Prinsip Kerja, Dan Sifat Op-Amp Ideal

Operational Amplifier (op-amp)

Istilah penguat operasional (operational amplifier) mulai digunakan dalam lapangan komputer analog, yaitu untuk mengerjakan operasi hitungan. Namun, berakal balig cukup akal ini, berkat kemajuan teknologi, operational amplifier (penguat operasional) ini sudah diterapkan, contohnya sebagai penguat, integrator, diferensiator, pejumlah, dan phase inverter.

Dalam rangkaian penguat, sifat-sifat rangkaian tersebut ditentukan oleh feedback di luar penguat sehingga setiap penguat (amplifier) yang ditentukan oleh feedback itu dinamakan penguat operasional.

Penguat operasional biasanya disebut op-amp, yaitu singkatan dari operational, amplifier, dan sekarang dalam bentuk IC (integrated Circuit) yang didalamnya terdiri atas beberapa penguat diferensial.

Simbol penguat operasional ini yakni ibarat gambar dibawah ini.

Pada gambar diatas, inputnya hanya satu, tetapi kenyataannya kadang kala input itu lebih dari satu ibarat gambar dibawah ini.

Simbol op-amp dengan Input V1 dan V2

Dari gambar tersebut, sinyal output selalu berlawanan fase dengan sinyal input yang diberikan pada inverting dan sefase terhadap sinyal pada non inverting. Akan tetapi, bila dilihat secara simetris input diberikan, maka outputnya sebanding dengan selisih antara kedua input. Oleh lantaran itu, rumus untuk tegangan ouptnya yakni ibarat persamaan di bawah ini.

V₀  =  A (V₁ - V₂)

dimana:

V₀ = sinyal output (tegangan feedback)

A   = Penguatan op-amp tanpa feedback 

V₁ dan V₂ yakni sinyal input (tegangan input)

Adapun gambar untuk persamaan di atas yakni ibarat berikut

 

Pemberian Sumber DC Penguat Operasional

Penguat operasional harus sanggup mengeluarkan dua tegangan output, apakah positif atau negatif terhadap bumi. Hal ini tentu bergantung dari polaritas sinyal outputnya. Oleh lantaran itu, perlu derma arus searah sebanyak dua buah yang seimbang dimana satu sumber arusnya positif terhadap bumi sedangkan sumber arus yang lainnya negatif terhadap bumi.

Sebagai tumpuan wacana derma sumber arus terhadap penguat operasional ini sanggup dilihat pada gambar di bawah ini.

Cara Pemberian Sumber DC op-amp

Pada gambar tersebut ternyata sumber DC yang digunakan ada dua buah. Agar sumber arus searah tidak digunakan dua buah, sanggup diterapkan penggunaan satu sumber arus searah yang fungsinya sama dengan derma sumber arus dua buah tadi. Untuk ini sanggup digunakan pembagi tegangan yang maksudnya membagi tegangan menjadi dua bab dari sebuah sumber tegangan (sumber arus) ibarat terlihat pada gambar dibawah ini.

Pembagi Tegangan Dengan Menerapkan Dua Buah Tahanan R

Kalau kita perhatikan pada gambar diatas, tahanan R₁ dan tahanan R₂ secara efektif seri dengan output penguat operasional. Oleh lantaran itu, perlu dipilih harga masing-masing tahanan biar arus searah yang melaluinya setiap ketika selalu sangat besar dibandingkan dengan arus maksimum yang akan disadap dari rangkaian output penguat operasional itu.

Apabila penguat operasional ini digunakan untuk penerapan arus bolak-balik, maka tahanan R₂ perlu diparalelkan dengan sebuah kapasitor C yang memiliki kapasitansi besar. Adapun kegunaan kapasitor tersebut yakni sebagai penghubung singkat bagi arus bolak-balik (sinyal arus bolak-balik), lantaran ada impedansi kecil antara kawat nol dengan -V_BB dan antara kawat nol dengan +V_CC melalui tahanan dalam baterai.

Dengan demikian, kemampuan penguat operasional untuk mendapatkan sinyal arus bolak-balik ini akan tidak terpengaruh oleh arus searah yang melalui tahanan R₁ dan melalui tahanan R₂. Untuk penggunaan arus bolak-balik ini, persyaratan tahanan R₁ dan tahanan R₂ hanyalah biar arus searahnya sangat besar terhadap arus yang diberikan kepada rangkaian input penguat operasional. Berdasarkan hal ini, dalam banyak hal, arus searah sebesar beberapa mikroampere sudah akan mencukupi.

Akan tetapi, bila penguat operasional itu diharapkan untuk menghasilkan puncak-puncak arus yang tinggi, maka penggunaan ibarat pada gambar (pembagi tegangan dengan menerapkan dua buah tahanan R) kurang praktis. Untuk menaggulanginya, kedua tahanan diganti dengan memakai dioda zener lantaran dioda zener memiliki impedansi yang kecil. 

Oleh lantaran itu, arus searah yang melalui masing-masing dioda zener hanya perlu sedikit besar dari puncak-puncak arus output penguat operasional. Arus searah tersebut sanggup diatur-atur oleh tahanan R_V.

Rangkaian pembagi tegangan dengan memakai dioda zener sanggup dilihat pada gambar dibawah ini.

Pembagi tegangan dengan dua buah dioda zener

Baca Juga : Keuntungan dan Sifat-Sifat Penguat Operasional Ideal

Baca Juga : Apa Itu Rangkaian Penguat Inverting dan Noninverting ?