PRE Pertemuan 10 "Penguat Operasional (Op Amp)"

Pertemuan kali ini akan dilanjutkan pembahasan tentang Penguat Operasional (Op Amp) yang kali ini akan berfokus membahas Bagian-bagian Penguat Operasional dan Karakteristik Penguat Operasional.

Sebelum mengikuti materi pertemuan kali ini silahkan kalian mengisi Daftar Presensi dengan menuju link berikut | Presensi PRE Kelas 11

2. Bagian-bagian Penguat Operasional

    Bagian-bagian dalam penguat operasional (Op Amp) diantaranya penguat differensial, penguat penyangga (buffer), pengatur bias, dan penguat akhir.

a. Penguat Differensial

    Penguat Differensial, yaitu merupakan bagian input dari Op Amp. Penguat differensial mempunyai dua input (input + dan input -).

Gambar 4.2 Penguat differensial sederhana

    Pada penguat differensial di atas terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V₁ dan V₂. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identic (V_id = 0), maka keluaran V_od = 0. Hal ini disebabkan karena I_B1 = I_B2 sehingga I_C1 = I_C2 dan I_E1 = I_E2. Karena itu tegangan keluaran (V_C1 dan V_C2) harganya sama sehingga V_od = 0. Apabila terdapat perbedaan antara sinyal V₁ dan V₂, maka V_id = V₁ - V₂. Hal ini akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara I_B1 dan I_B2. Dengan begitu harga I_C1 berbeda dengan I_C2, sehingga harga V_od meningkat sesuai dengan besar penguatan transistor.

b. Penguat Penyangga (Buffer)

    Penguat penyangga (buffer), yaitu penguat penyangga sinyal output dari penguat differensial agar siap untuk dimasukka ke penguat akhir Op Amp. Rangkaian buffer adalah rangkaian buffer adalah rangkaian yang menghasilkan tegangan output sama dengan tegangan inputnya. Fungsi dari rangkaian buffer pada peralatan elektronika adalah sebagai penyangga, dimana prinsip dasarnya adalah penguat arus tanpa terjadi penguatan tegangan.

Gambar 4.3 Rangkaian buffer

c. Pengatur Bias

    Pengatur bias, yaitu rangkaian pengatur bias dari penguat differensial dan buffer agar diperoleh kestabilan titik nol pada output penguat akhir.

d. Penguat Akhir

    Penguat akhir yaitu penguat yang merupakan bagian output dari Op Amp. Penguat akhir biasanya menggunakan konfigurasi push-pull kelas B atau kelas AB. Rangkaian penguat akhir pada sistem audio berfungsi sebagai penguat daya, maka dari itu penguat akhir disebut juga penguat daya.

Gambar 4.4 Blok diagram rangkaian penguat akhir

3. Karakteristik Penguat Operasional

    Karakteristik factor penguat atau gain pada Op Amp pada umumnya ditentukan oleh resistor eksternal yang terhubung di antara output dan input pembalik (inverting input). Konfigurasi dengan umpan balik negative (negative feedback) biasanya disebut closed loop configuration atau konfigurasi lingkar tertutup. Umpan balik negative akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan gain dari Op Amp adalah untuk menghindari respons yang tidak diinginkan. Adapun pada konfigurasi lingkar terbuka (open loop configuration), besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hamper atau mendekati tegangan VCC.

Gambar 4.5 Closed-loop configuration dan open-loop configuration

    Secara umum, operational amplifier (Op Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut.

a. Penguat Tegangan Open loop atau Av = ∞ (tak terhingga), artinya jika ada perubahan sedikit saja pada bagian inputnya maka akan menghasilkan perubahan yang sangat besar pada outputnya.

b. Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau V₀₀ = 0 (nol).

c. Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Z_in = ∞ (tak terhingga), artinya inputnya tidak akan menarik daya dan tingkat sebelumnya, sehingga yang diperlukan hanya perubahan tegangan saja.

d. Impedansi Output (Output Impedance) atau Z_out = 0 (nol), artinya tegangan outputnya akan tetap walaupun impedansi beban hampir nol.

e. Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga), artinya penguat dan DC sama frekuensi tak terhingga tetap sama.

f. Karakteristik tidak berubah dengan suhu.