Operasional Amplifier

Operasional amplifier atau yang lebih sering disebut Op-Amp merupakan suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat atau amplifier multiguna yang diwujudkan dalam sebuah IC. Pada dasarnya Op-Amp adalah suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-Amp juga memiliki 2 terminal sebagai penyuplai tegangan ke komponen.

Prinsip kerja sebuah Op-Amp adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting). Apabila kedua input bernilai sama maka output Op-Amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-Amp akan memberikan tegangan output. Selain itu, Op-Amp hanya bisa menghasilkan tegangan output di antara tegangan pada kedua terminal suplai.

Gambar Op Amp

Karakteristik penguat pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung antara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan.

Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

Karakteristik Ideal Op-Amp

- Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
- Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
- Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin = ∞ (tak terhingga)
- Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
- Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
- Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Parameter CMRR (Commom Mode Rejection Ratio) pada sebuah Op-Amp merupakan salah satu parameter yang penting dan menentukan kualitas dari penguat operasional (Op-Amp), dimana semakin tinggi nilai parameter CMRR (Commom Mode Rejection Ratio) ini maka Op-Amp memiliki respon frekuensi yang semakin baik.

CMRR didefinisikan dengan rumus :

CMRR = AD/AC dengan satuan dB

keterangan :

Ad = faktor penguatan dalam differential-mode

Ac = faktor penguatan dalam common-mode

Penguat Inverting Op-Amp

Penguat inverting berarti suatu penguat yang keluarannya selalu berlawanan fasa dengan masukannya.

Gambar Rangkaian Inverting Op-Amp

Apabila Av didefinisikan sebagai penguatan, maka :

Av = Vout / Vin
= – Rf / Ri

Penguat Non-Inverting Op-Amp

Penguat non-inverting berarti suatu penguat yang keluarannya tidak berlawanan fasa dengan masukannya (sefasa).

Gambar Non-Inverting Op-Amp

Apabila Av didefinisikan sebagai penguatan, maka :

Av = Vout / Vin
= 1 + (R1 / R2 )

Operasional Amplifier