Posted in tugas elektro
DEFINISI OP-AMP
OpAmp (Operasional Amplifiers) pada hakekatnya merupakan sejenis IC. Di dalamnya terdapat suatu rangkaian elektronik yang terdiri atas beberapa transistor, resistor dan atau dioda. Jikalau kepada IC jenis ini ditambahkan suatu jenis rangkaian, masukkan dan suatu jenis rangkaian umpan balik, maka IC ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali, mengintegrasi, dsb. Oleh karena itu IC jenis ini dinamakan penguat operasi atau operasional amplifier, disingkat OpAmp.namun demikian OpAmp dapat pula dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai penguat audio, pengatur nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dsb.
OpAmp banyak disukai karena faktor penguatannya besar (100.000 kali).
SEJARAH PERKEMBANGAN OP-AMP
Pengembangan rangkaian terpadu IC luar telah ada sejak tahun 1960, pertama telah dikembangkan pada “ chip “ silikon tunggal. Rangkaian terpadu itu merupakan susunan antara transidtor, dioda sebagai penguat beda dan pasangna Darlington. Kemudian tahun 1963 industri semikonduktor Fairchild memperkenalkan IC OP-AMP pertama kali µA 702, yang mana merupakan pengembangan IC OP-AMP yang lain sebelumnya, dimana tegangan sumber ( Catu Daya ) dibuat tidak sama yaitu + UCC = + 12 V dan - UEE = - 6 V, dan resistor inputnya rendah sekali yaitu ( 40 KW ) dan gain tegangan ( 3600 V/V ).
IC tipe µA702 ini tidak direspon oleh industri- industri lain karena tidak universal.
Tahun 1965 Fairchild memperkenalkan IC MA709 merupakan kelanjutan sebagai tandingan dari µA702. Dengan banyak kekhususan tipe µA709 mempunyai tegangan sumber yang simetris yaitu + UCC = 15 V dan –UEE = -15 V,resistan input yang lebih tinggi ( 400 KW ) dan gain tegangan yang lebih tinggi pula (45.000 V/v). IC µA709 merupakan IC linear pertama yang cukup baik saat itu dan tidak dilupakan dalam sejarah dan merupakan generasi OP-AMP yang pertama kali. Generasi yang pertama OP-AMP dari Motorola yaitu MC1537.
Beberapa hal kekurangan OP-AMP generasi pertama yaitu :
1. Tidak adanya proteksi hubung singkat. Karena OP-AMP sangat rawan terhadap hubung singkat ke ground, maka seharusnya proteksi ini penting.
2. Suatu kemungkinan problem “ latch up “. Tegangan output dapat di “ latch up “ sampai pada beberapa harga yang karena kesalahan dari perubahan inputnya.
3. Memerlukan Jaringan frekuensi eksternal sebagai kompensasi ( dua kapasitor dan resistor ) untuk operasi yang stabil.
Selanjutnya tahun 1968 teknologi OP-AMP dikembangkan oleh Fairchild dengan IC µA741 yang telah dilengkapi proteksi hubung singkat , stabil, resistor input yang lebih tinggi ( 2 MW ), gain tegangan yang ekstrim ( 200.000 V/V ) dan kemampuan offset null ( zerro offset ). OP-AMP 741 termasuk generasi kedua dan IC yang lain juga termasuk OP-AMP generasi kedua yaitu LM101, LM307, µA748 dani MC1558 merupakan OP-AMP yang berfungsi secara umum sebagaimana LM307. Untuk tipe – tipe OP-AMP yang khusus seperti mengalami peningkatan dari segii kegunaan atau fungsinya seperti : LM318 (dengan kecepatan tinggi sekitar 15 MHZ). Lebar band kecil dengan “ slew rate “ 50 V/µS. IC µA 771 merupakan OP-AMP dengan input bias arus yang rendah yaitu 200 pA dan “ slew rate “ yang tinggi 13 V/µS. Lalu µA714 yaitu IC OP AMP yang presisi dengan noise rendah (1,3 µA/10C), offset tegangan yang rendah ( 75 µV ), offset arus yang rendah ( 2,8 nA ). Tipe IC OP-AMP lain yaitu µA791 merupakan OP-AMP sebagai penguat daya (Power Amplifier) dengan kemampuan arus output 1A. Dan IC OP-AMP µA776 adalah OP-AMP yang multi guna bisa diprogram. Generasi – generasi yang akhir inilah yang banyak dijumpai dalam pameran – pameran untuk pemakaian – pemakaian khusus.
IC linear dalam pengembangannya tidak cukup hanya disitu saja bahkan sudah dibuat blok – blok sesuai keperluan seperti untuk keperluan konsumen (audio, radio dan TV), termasuk keperluan industri seperti (timer, regulator dan lain-lainnya). Bahkan belakangan ini dikembangkan OP-AMP dengan teknologi BI - FET dan “ laser trimming “. Karena dengan teknologi BI - FET lebar band bisa ditekan dan “ slew rate “ cepat, bersama ini pula bias arus rendah dan offset input arus rendah. Contoh tipe OP-AMP BI – FET LF351, dan LF353 dengan input bias ( 200 pA ) dan offset arus ( 100 pA ), bandwidth gain unity yang besar ( 4 MHZ ), dan “ slew rate “ yang cepat (13V/MS ) dan ditambah lagi pin kaki – kakinya sama dengan IC µA741 (yang ganda) dan IC MC1458 ).
Industri Motorola melanjutkan pengembangan OP-AMP dengan teknologi “ trimming dan BI-FET “ ( disingkat TRIMFET ) untuk memperoleh kepresisian karakteristik input dengan harga yang rendah, ontoh MC34001 / MC34002 / MC34004 masing – masing adalah OP-AMP tunggal, ganda dan berjumlah empat ( guard )
Karakteristik Ideal Op-Amp
1. Penguatan tegangan tak berhingga (Av = ~) “penguatan tegangan bergantung pada tegangan sumber Vcc”.
2. Impedansi input tak berhingga (Zin = ~)
3. Bandwithnya mendekati tak hingga dengan demikian delay timenya hampir tak ada Bw = ~ ; Δt = 0
4. Impedansi Output kecil sekali ( Zout = 0 )
5. Vout = 0 jika Vin = 0
KONFIGURASI
Tidak seperti amplifier konvesional, OpAmp mempunyai dua terminal masukkan, yakni: inverting input dan noninverting input yang masing-masing ditandai dengan "+" dan "-".
1. Inverting KonfigurationJika signal dimasukkan di antara terminal inverting input dan bumi sementara terminal noninverting input dibumikan maka signal keluaran akan berlawanan fasa dengan signal masukkan.
2. Noninverting Konfiguration
Sebaliknya jika signal dimasukkan di antara terminal noninverting input dan bumi sementara terminal inverting input dibumikan maka signal keluaran sefasa dengan signal masukkan.
Sebaliknya jika signal dimasukkan di antara terminal noninverting input dan bumi sementara terminal inverting input dibumikan maka signal keluaran sefasa dengan signal masukkan.
Faktor Penguatan (Gain Factor)
Faktor penguatan OpAmp boleh dikatan sepenuhnya ditentukan oleh ratio R1 
terhadap R2 dalam rangkaian feedback.
terhadap R2 dalam rangkaian feedback.Contoh 1:
Jika R1 = 100k; R2 = 1k, maka penguatannya sama dengan 100:1. (100 kali).
Contoh 2:
Jika R1 = 1k; R2 = 1k, maka penguatannya sama dengan 1:1. (1 kali).
Contoh 2:
Jika R1 = 1k; R2 = 1k, maka penguatannya sama dengan 1:1. (1 kali).
Jika pada contoh 1 diberi signal input 0,01 volt maka signal outputnya 100 x 0,001 volt.
Jika pada contoh 2 diberi signal input yang sama seperti pada contoh 1 yaitu 0,01 volt, maka signal outputnya sama dengan 1 x 0,001 volt = 0,01 volt atau dengan kata lain tidak ada penguatan.
(Signal input = signal output)
Jika pada contoh 2 diberi signal input yang sama seperti pada contoh 1 yaitu 0,01 volt, maka signal outputnya sama dengan 1 x 0,001 volt = 0,01 volt atau dengan kata lain tidak ada penguatan.
(Signal input = signal output)
Implementasi Penguat Operasional
Rangkaian yang akan dijelaskan dan dianalisa dalam tulisan ini akan menggunakan penguat operasional yang bekerja sebagai komparator dan sekaligus bekerja sebagai penguat. Berikut ini adalah konfigurasi Op Amp yang bekerja sebagai penguat:
Rangkaian yang akan dijelaskan dan dianalisa dalam tulisan ini akan menggunakan penguat operasional yang bekerja sebagai komparator dan sekaligus bekerja sebagai penguat. Berikut ini adalah konfigurasi Op Amp yang bekerja sebagai penguat:
Gambar di atas adalah gambar sebuah penguat non inverting. Penguat tersebut dinamakan penguat noninverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan noninverting dari Op Amp. Sinyal keluaran penguat jenis ini sefasa dengan sinyal keluarannya. Adapun besar penguatan dari penguat ini dapat dihitung dengan rumus:
AV = (R1+R2)/R1
AV = 1 + R2/R1
Sehingga :
VO =1+(R2/R1) Vid
Selain penguat noninverting, terdapat pula konfigurasi penguat inverting. Dari penamaannya, maka dapat diketahui bahwa sinyal masukan dari penguat jenis ini diterapkan pada masukan inverting dari Op Amp, yaitu masukan dengan tanda ““. Sinyal masukan dari pengaut inverting berbeda fasa sebesar 1800 dengan sinyal keluarannya. Jadi jiak ada masukan positif, maka keluarannya adalah negatif. Berikut ini adalah skema dari penguat inverting:
Penguatan dari penguat di atas dapat dihitung dengan rumus:
AV = R2/R1
Sehingga:
VO = (R2/R1) Vid
JENIS/TYPE OP-AMP
Ada banyak jenis OpAmp, namun yang umum dijual di pasaran adalah OpAmp 741.
OpAmp type 741 dijual dengan dua tampilan, yakni silinder dan DIL (Dial In Line). Yang berbentuk silinder berkaki 8 pin, sedangkan yang berbentuk DIL ada yang berkaki 8 pin, namun ada juga yang berkaki 14 pin.
OpAmp type 741 dijual dengan dua tampilan, yakni silinder dan DIL (Dial In Line). Yang berbentuk silinder berkaki 8 pin, sedangkan yang berbentuk DIL ada yang berkaki 8 pin, namun ada juga yang berkaki 14 pin.
Nomor pin untuk 8 kaki dan 14 kaki:
Pin 1 (3) + Pin 5 (9) untuk penyetelan 0 volt.
Pin 2 (4) untuk inverting input.
Pin 3 (5) untuk noninverting input.
Pin 4 (6) untuk ground atau tegangan negatif.
Pin 6 (10) terminal keluaran (output).
Pin 7 (11) untuk tegangan positif.
Nomor pin dalam kurung untuk DIL 14 kaki.
Pin 1 (3) + Pin 5 (9) untuk penyetelan 0 volt.
Pin 2 (4) untuk inverting input.
Pin 3 (5) untuk noninverting input.
Pin 4 (6) untuk ground atau tegangan negatif.
Pin 6 (10) terminal keluaran (output).
Pin 7 (11) untuk tegangan positif.
Nomor pin dalam kurung untuk DIL 14 kaki.
Bentuk kemasan
Ada 3 ( tiga ) macam bentuk kemasan IC linear yaitu
Ada 3 ( tiga ) macam bentuk kemasan IC linear yaitu
- Bentuk kemasan datar ( Flat pack )
- Bentuk kemasan logam / transistor ( Metal or transistor pack )
- Bentuk kemasan sisi gari ganda ( Dual-in-line pack )
Sumber :
Tutorial Praktek Elektronika Dasar (ELDAS) Universitas Gunadarma.
Tutorial elektronika yang mantap. Pasti banyak dibutuhkan oleh jurusan teknik elektro.
Haha, sebenernya ni artikel OOT alias Out Of Topic dari blog gw :p , coz ini buat tugas dari dosen elektro gw, tapi gpp deh klo banyak yg suka, hehe :))
These are really very wonderful design . . .
ga cuma teknik elektro aza kale...
makasih yah. da nyasih tw bnyak