Dalam dunia elektronika, istilah op-amp tentu saja sudah tidak asing lagi kan? Penggunaan aplikasi pemakaian op-amp pada bidang elektronika audio, pengatur tegangan dc, tapis aktif, penyearah presisi, pengubah digital ke analog, elektronika nuklir dan masih banyak lagi.
Nah sebenarnya apa sih op-amp ini, bagaimana karakteristiknya serta prinsipnya? Pada artikel kali ini kita akan membahas topik tentang op-amp ini.
Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier)
Pengertian Op-Amp atau yang disebut dengan “Operational Amplifier” adalah suatu penguat yang berenergi tinggi yang terintegrasi dalam sembah chip IC (Integrated Circuit).
Op-Amp memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output.
Dimana pada rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp) tersebut.
Rangkaian Op-Amp ini juga terdiri dari beberapa transistor, dioda, resistor dan kapasitor yang terkoneksi. Sehingga memungkinkan untuk menghasilkan gain atau yang disebut penguatan yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.
Dalam bahasa Indonesia istilah Op-Amp ini sering disebut juga Penguat Operasional. Bentuk simbol Op-Amp adalah segitiga dengan beberapa garis-garis input, output, dan catu daya.
Terminal yang terdapat pada simbol komponen penyusun Op-Amp terdiri dari :
- Masukan non pembalik atau disebut Non-Inverting, yang memiliki fungsi untuk menguatkan sinyal input dan mengeluarkannya pada output.
- Masukan inverting, berfungsi untuk menguatkan sinyal input dan menggeser fasa 1800.
- Keluaran Vout, memiliki fungsi sebagai pin output Op-Amp.
- Terminal positif, merupakan pin dari Op-Amp yang harus terhubung dengan sumber arus positif.
- Terminal Negatif, merupakan pin dari Op-Amp yang harus terhubung dengan sumber arus negatif.
Prinsip Kerja Op-Amp
Bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari Op-Amp ini? Prinsip kerjanya adalah dengan membandingkan nilai dari kedua input, yaitu input inverting dan input non-inverting.
Secara ringkasnya adalah jika kedua input bernilai sama maka output Op-Amp tidak ada atau bernilai nol.
Apabila terdapat perbedaan antara nilai input keduanya, maka output dari Op-Amp akan memberikan tegangan output.
Karakteristik Op-Amp
Keuntungan dari pemakaian Op-Amp ini adalah karakteristiknya yang hampir mendekati ideal.
Sehingga dalam merancang sebuah rangkaian yang menggunakan penguat ini jauh lebih mudah, karena sistem kerjanya yang bekerja pada tingkatan yang cukup dekat dengan karakteristik kerjanya secara teoritik.
Sebagai penguat atau amplifier ideal Op-Amp/ Penguat Operasional memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
- Impedansi Input (Zi) besar
- Impedansi Output (Zo) kecil = 0
- Penguatan Tegangan (Av) tinggi
- Band Width respon frekuensi lebar
- Vo = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1
- Karakteristik operational amplifier (Op-Amp) tidak dipengaruhi oleh temperatur atau suhu
Adapun terdapat karakteristik utama sebuah penguat operasional yang ideal secara lebih rinci adalah sebagai berikut:
- Impedansi masukan tak terhingga. Pada bagian ini penguat yang ideal diharapkan tidak menarik arus masukan yang artinya tidak ada arus yang masuk ke dalam terminal 1 maupun 2 (I1 = I2 = 0).
- Impedansi keluaran sama dengan nol. Terminal 3 yang merupakan keluaran idealnya diharapkan bertindak sebagai terminal keluaran sebuah sumber-sumber tegangan ideal. Tegangan antara terminal 3 dengan ground akan selalu sama dengan A, dimana A adalah sebuah faktor penguat Op-Amp.
- Penguatan loop terbuka tak terhingga. Apabila dioperasikan pada loop terbuka atau tidak ada umpan balik dari keluaran menuju ke masukan. Maka sebuah penguat operasional ideal mempunyai gain atau penguatan yang besarnya tak terhingga.
Mode Penguatan Pada Op-Amp
- Mode loop terbuka, pada mode ini penguatan ini memiliki Av max. Vout = (vb-va) 90% VCC.
- Mode loop tertutup, pada rangkaian ini memiliki penguatan Av < max.
- Mode penguatan terkendali, yang memiliki penguatan Av =Rf/ Rind Vout = – (Rf/ Rin) Vin
- Mode penguatan satu dengan Vout = Vin AV = 1 Vout = AV. Vin = 1 vin Vout = Vin
Sebenarnya memang kondisi Op-Amp ideal hanya secara teoritis saja dan hampir tidak mudah untuk dicapai dalam kondisi praktiknya.
Namun produsen perangkat Op-Amp selalu berusaha menciptakan Op-Amp yang mendekati ideal, karena itu Op-Amp yang baik memang yang mendekati karakteristik serta sifat-sifat yang ideal.
Sekian pembahasan tentang pengertian Op-Amp ini, semoga bermanfaat!