Penguat operasional atau op-amp adalah rangkaian
elektronik yang dirancang dan dikemas secara khusus sehingga dengan menambahkan
komponen luar sedikit saja dapat dipakai untuk berbagal keperluan. Hingga kini,
op-amp yang dibuat dan komponen-komponen diskrit dan dikemas dalam rangkaian
tersebut masih dirasakan begitu mahal oleh para insinyur atau teknisi yang
pernah menggunakannya. Namun, kini dengan teknologi rangkaian terpadu (IC) yang
telah ditingkatkan, op-amp dalam bentuk kemasan IC menjadi jauh lebih murah dan
amat luas pemakaiannya.
Pada mulanya op-amp
digunakan untuk rangkaian perhitungan analog, rangkaian pengaturan dan
instrumentasi. Fungsi utamanya adalah untuk melakukan operasi linier matematika
(tegangan dan arus), integrasi dan penguatan.
Kini op-amp dapat
dijumpai di mana saja, dálam berbagai bidang: reproduksi suara, sistem
komunikasi, sistem pengolahan digital, elektronik komersial, dan, aneka macam
perangkat hobyist.
Dalam konfigurasinya
kita akan menemukan op-amp dengan masukan dan keluaran tunggal, masukan dan
keluaran diferensial, atau masukan diferensial dan keluaran tunggal.
Konfigurasi terakhir ini banyak digunakan dalam industri elektronika.
Konflgurasi ini juga
akan dipakai sebagai kerangka landasan dalam modul ini. Setiap orang yang
terlibat dalam elektronika mau tak mau harus memahami kegunaan op-amp,
mengetahui karakteristiknya, mampu mengenali konfigurasi dasar rangkaian op-amp
dan mampu bekerjasama dengannya.
APAKAH OP-AMP ITU?
Op-amp IC adalah
peranti solid-state yang mampu mengindera dan memperkuat sinyal masukan baik DC
maupun AC.
Op-amp IC yang khas
terdiri atas tiga rangkaian dasar, yakni penguat diferensial impedansi masukan
tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi, dan penguat keluaran impedansi
rendah (biasanya pengikut emiter push-pull).
Penguat Diferensial
Sebagai Dasar Penguat Operasional
Penguat diferensial
adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih
dari kedua masukannya. Berikut ini adalah gambar skema dari penguat diferensial
sederhana:
Penguat diferensial tersebut menggunakan komponen BJT
(Bipolar Junction Transistor) yang identik / sama persis sebagai penguat. Pada
penguat diferensial terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1 dan V2. Dalam
kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (Vid = 0), maka keluaran Vod = 0.
Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 = IE2. Karena
itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya sama sehingga Vod = 0.
Apabila terdapat
perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini akan menyebabkan
terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu harga IC1 berbeda dengan
IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai sesuai dengan besar penguatan Transistor.
Untuk memperbesar
penguatan dapat digunakan dua tingkat penguat diferensial (cascade). Keluaran
penguat diferensial dihubungkan dengan masukan penguat diferensial tingkatan
berikutnya. Dengan begitu besar penguatan total (Ad) adalah hasil kali antara
penguatan penguat diferensial pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial
kedua (Vd2).
Dalam penerapannya,
penguat diferensial lebih disukai apabila hanya memiliki satu keluaran. Jadi
yang diguankan adalah tegangan antara satu keluaran dan bumi (ground). Untuk
dapat menghasilkan satu keluaran yang tegangannya terhadap bumi (ground) sama
dengan tegangan antara dua keluaran (Vod), maka salah satu keluaran dari
penguat diferensial tingkat kedua di hubungkan dengan suatu pengikut emitor
(emitter follower).
Untuk memperoleh
kinerja yang lebih baik, maka keluaran dari pengikut emiter dihubungkan dengan
suatu konfigurasi yang disebut dengan totem-pole. Dengan menggunakan
konfigurasi ini, maka tegangan keluaran X dapat berayun secara positif hingga
mendekati harga VCC dan dapat berayun secara negatif hingga mendekati harga
VEE.
Apabila seluruh
rangkaian telah dihubungkan, maka rengkaian tersebut sudah dapat dikatakan
sebagai penguat operasional (Operational Amplifier (Op Amp)). Penjelasan lebih
lanjut mengenai hal ini akan dilakukan pada sub bab berikut.
Perhatikan, lazimnya
op-amp, memerlukan catu positif dan catu negatif. Karena catunya demikian,
tegangan keluarannya dapat berayun positif atau negatif terhadap bumi.
Karakteristik op-amp
yang terpenting adalah:
Impedansi masukan
amat tinggi, sehingga arus masukan praktis dapat diabaikan.
Penguatan lup terbuka
- amat tinggi.
Impedansi keluaran
amat rendah, sehingga keluaran penguat tidak terpengaruh oleh pembebanan.
Berikut ini adalah
karakteristik dari Op Amp ideal:
¨ Penguatan tegangan
lingkar terbuka (open-loop voltage gain) AVOL = ~
¨ Tegangan ofset
keluaran (output offset voltage) VOO = 0
¨ Hambatan masukan
(input resistance) RI = ~
¨ Hambatan keluaran
(output resistance) RO = 0
¨ Lebar pita (band
width) BW = ~
¨ Waktu tanggapan
(respon time) = 0 detik
¨ Karakteristik tidak
berubah dengan suhu
Kondisi ideal
tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkin dapat dicapai dalam
kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat Op Amp yang
memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. Karena itu sebuah Op
Amp yang baik harus memiliki karakteristik yang mendekati kondisi ideal.
Simbol op-amp standar /dinyatakan dengan sebuah
segitiga, seperti tampak pada Gambar diatas. Terminal-terminal masukan
ada pada bagian atas segitiga. Masukan membalik dinyatakan dengan tanda
minus (-). Tegangan DC atau AC yang dikenakan pada masukan ini akan digeser
fasanya 180 derajat pada keluaran.
Masukan tak membalik
dinyatakan dengan tanda plus (+). Tegangan DC atau AC yang diberikan pada
masukan ini akan sefasa dengan, keluaran. Terminal keluaran diperlihatkan pada
bagian puncak segitiga.
Terminal-terminal
catu dan kaki-kaki lainnya untuk kompensasi frekuensi atau pengaturan nol
diperlihatkan pada sisi atas dan sisi bawah segitiga. Kaki-kaki ini tidak
selalu diperlihatkan dalam diagram skematis, tapi secara implisit sudah
dinyatakan.
Hubungan daya mudah
dipahami, hubungan-hubungan kaki lainnya belum tentu. terpakai semuanya.
Tipe op-amp atau
nomor produk berada di tengah-tengah segitiga. Rangkaian umum yang bukan
menunjukkan op-amp khusus memiliki simbol-simbol A1, A2, dan seterusnya, atau
OP-1, OP-2, dan seterusnya.
Meskipun kita dapat
menggunakan op-amp tanpa mengetahui secara tepat apa yang terjadi di dalamnya,
tetapi akan lebih baik bila karakteristik kerjanya kita pahami dengan
mempelajari rangkaian internalnya.
Gambar diatas menunjukkan diagram skematis IC
op-amp 741 yang populer. Op-amp lainnya tak berbeda. Resistor dan kapasitor
diusahakan sedikit mungkin dalam perancangan IC ini dan kalau mungkin digunakan
transistor.
Kapasitor kopling
tidak dipakai di sini sehingga rangkaian dapat memperkuat sinyal DC sebagaimana
sinyal AC. Kapasitor 30 pF yang diperlihatkan akan memberikan kompensasi
frekuensi internal, kelak akan dibicarakan pula dalam bab ini.
Op-amp pada dasarnya
terdiri atas tiga tahapan: penguat diferensial impedansi masukan tinggi,
penguat tegangan berpenguatan tinggi dengan penggeser level (sehingga keluaran
dapat berayun positif atau negatio, dan penguat keluaran impedansi rendah.
*****
FUNGSI OP-AMP
Mode loop terbuka
Idealnya, penguatan op-amp adalah tak berhingga, namun
kenyataannya penguatan op-amp hanya mencapai kurang lebih 200.000 dalam modus
lup terbuka. Dalam keadaan demikian tidak ada umpan balik dari keluaran menuju
masukan dan penguatan tegangan (Av) maksimum, sebagaimana diperlihatkan dalam
Gambar dibawah ini.
Dalam rangkaian praktisnya, adanya perbedaan tegangan sedikit saja
pada masukan-masukannya akan menyebabkan tegangan keluaran berayun menuju level
maksimum catu.
Tegangan maksimum keluaran kurang lebih 90 % tegangan catu,
karena. ada jatuh tegangan internal pada op-amp. (Lihat Gambar skematik dari op
amp 741 diatasdan perhatikan komponen Q14, R9, R10, dan Q20).
Keluaran dikatakan berada dalani keadaan saturasi (jenuh), dan
dapat dinyatakan (salah satu) sebagai + Vsat atau -Vsat. Sebagai contoh,
rangkaian op-amp dalam modus lup terbuka dengan catu ( 15 V akan menghasilkan
ayunan keluaran antara -13,5 V sampai +13,5 V.
Dengan tipe rangkaian seperti ini op-amp amat tidak stabil,
keluaran akan 0 V untuk selisih masukan 0 V juga,tapi bila ada sedikit beda
tegangan pada masukannya, maka keluaran akan berada pada salah satu dari kedua
level tegangan di atas.
Modus lup terbuka terutama dijumpai pada rangkaian pembanding
tegangan dan rangkaian detektor level.
Mode loop tertutup
Keserbagunaan op-amp
dibuktikan dalam penerapannya pada berbagai tipe rangkaian dalam modus lup
tertutup, seperti diperlihatkan dalam Gambar dibawah ini.
Komponen luar digunakan untuk memberikan umpan balik
keluaran pada masukan membalik. Umpan balik akan menstabilkan rangkaian pada
umumnya dan menurunkan derau.
Penguatan tegangan (Av) akan lebih kecil daripada
(<) penguatan maksimum.dalam modus lup terbuka.
Mode penguatan terkontrol
Penguatan lup tertutup harus dapat dikendalikan pada
satu nilai tertentu dalam rangkaian praktis. Dengan menambahkan sebuah
resistor Rin pada masukan membalik seperti pada dibawah ini, penguatan op-amp
dapat diatur.
Perbandingan resistansi RF terhaadap Rin menentukan
penguatan tegangan rangkaian dan besarya dapat dihitung dengan rumus :
Rf
Av = ————
Rin
tanda minus menunjukkan bahwa op-amp merupakan.
Konfigurasi membalik tanda ini diabaikan dalam perhitungan misalkan Rin = 10 k(
dan RF = 100 k( tegangan masukan 0,01 V akan menghasilkan tegangan keluaran 0,1
V. Bila R ini diubah menjadi 1 k( maka A, bertambah menjadi 100. Kini tegangan
masukan sebesar 0,01 V akan menghasilkan tegangan keluaran 1V.
Mode penguatan satu
Bila RF dan Rin sama besar, maka Av sama dengan 1,
atau penguatannya satu. Hubungan langsung dari keluaran menuju masukan juga
menghasilkan penguatan satu, seperti terlihat pada Gambar dibawah ini.
Dalam konfigurasi tak membalik ini, tegangan keluaran. sama dengan tegangan masukan dan Av, sama dengan + 1.
Berbagai tipe penguatan ini akan digunakan dalam
rangkaian rangkaian dasar selanjutnya dalam artikel ini untuk lebih
memperjelas Anda akan fungsi-fungsi op-amp.
Salah satu fungsi yang penting untuk diingat adalah
hubungan polaritas masukan terhadap keluaran. Tegasnya, dikatakan bahwa bila
masukan membalik lebih positif dibandingkan dengan masukan tak membalik, maka
keluaran akan negatif. Demikian pula, jika masukan membalik lebih negatif
dibandingkan dengan masukan tak membalik, maka keluaran akan positif. Gambar di
bawah ini menunjukkan fungsi yang penting ini, dengan .masukan tak membalik
dibumikan atau nol volt.
*******
KARAKTERISTIK DAN PARAMETER OP-AMP
Jika Anda paham akan karakteristik dan parameter
peranti elektronik, tentunya akan lebih mudah bagi Anda untuk memahami
penggunaannya dalam rangkaian. Dengan.mengetahui apa-apa yang bisa diharapkan .
dari sebuah op-amp, Anda akan dibantu dalam merancang dan memperbaiki rangkaian
yang menggunakan op-amp.
Pasal ini akan menjelaskan informasi-inforimasi yang
bertalian dengan karakteristik dan prameter op amp yang dipakai dalam rangkaian
pada umumnya.
Impedansi masukkan
Idealnya impedansi masukkan op amp adalah tak
terhingga, namun dalam kenyataannya hanya mencapai 1 M( atau lebih, berberapa
op amp khusus ada yang memiliki impedansi masukkan 100 M (semakin tinggi
impendansi masukkan semaikin baik penampilan op amp tersebut, pada frekuensi
tinggi kapasitansi masukkan op amp banyak berpengaruh lazimnya kapasitansi ini
kurang dari 2 pF, bila sebuah terminal masukkan op amp dibumikan.
Impedansi Keluaran
Idealnya, impedansi keluaran adalah nol. Kenyataannya,
berbeda beda untuk setiap op-amp. Impedansi keluaran bervariasi antara 25
sampai ribuan ohm. Untuk kebanyakan pemakaian, impedansi keluaran dianggap nol,
sehingga op-amp akan dianggap berfungsi sebagai sumber tegangan yang mampu
memberikan arus dari berbagai macam beban. Dengan impedansi masukan yang tinggi
dan impedansi keluaran yang rendah op-amp akan berperan sebagai peranti
penyesuai impedansi.
Arus Bias Masukan
Secara teoritis impedansi masukan tak berhingga.
besarnya, sehingga seharusnya tak ada arus masukan. Namun, akan ada sedikit
arus masukan, pada khususnya dalam ordo pikoampere sampai mikroampere. Harga
rata-rata kedua arus ini dikenal sebagai arus bias masukan. Arus ini dapat
menggoyahkan kestabilan op-amp, sehingga mempengaruhi keluaran. Pada umumnya
makin rendah arus bias masukan, kian rendah pula kelabilannya. Op-amp yang
menggunakan transistor efek medan (FET) pada masukan-masukannya memiliki arus
bias masukan terendah.
Tegangan Offset Keluaran
Tegangan offset keluaran (tegangan kesalahan)
disebabkan oleh arus bias masukan. Bila tegangan kedua masukan sama besar,
keluaran op-amp akan nol volt. Namun jarang ditemukan kejadian seperti ini,
sehingga pada keluarannya akan ada sedikit tegangan. Keadaan seperti ini
dapat diatasi dengan teknik penolan offset, yaitu dengan menambahkan arus atau
tegangan offset masukan.
Arus Offset Masukan
Kedua arus masukan seharusnya sama besar sehingga
tegangan keluarn nol. Tapi ini tidak mungkin, karena itu harus ditambahkan arus
offset masukan untuk menjaga supaya keluaran tetap nol volt. Dengan perkataan
lain, untuk. memperoleh keluaran nol volt, sebuah masukan mungkin menarik arui
lebih besar daripada lainnya. Arus offset ini dapat mencapai 20 mA.
Tegangan Offset Masukan
idealnya, tegangan keluaran op-amp nol manakala
tegangan kedua masukan nol. Namun, berkenaan dengan penguatan op-amp yang
tinggi, adanya sedikit ketakseimbangan dalam rangkaian akan mengakibatkan
munculnya tegangan keluaran. Dengan memberikan sedikit tegangan offset pada
sebuah masukannya, tegangan keluaran dapat dinolkan kembali.
Penolan Offset
Ada bermacam-macam cara pemberian tegangan offset
masukan untuk menolkan kembali tegangan keluaran. Pabrik-pabrik op-amp telah
memasukkan hal ini ke dalam perhitungan dan dalam. lembaran data mereka telah
diberikan rekomendasi terbaik untuk op-amp-op-amp tertentu. Gambar dibawah ini
menunjukkan cara menolkan op-amp yang khas. Terminal-lerminal offset nol telah
diperlihatkan dalam Gambar sebelumnya.
Prosedur berikut menjelaskan urutan kerja penolan tegangan
keluaran.
Pastikan bahwa rangkaian telah dilengkapi dengan komponenkomponen
yang dihutuhkan, termasuk rangkaian penolan. (Rangkaian penolan biasanya tidak
ditunjukkan dalam diagram skematisnya).
Perkecil sinyal masukan sampai nol. Bila resistor masukan seri
kira-kira 1% lebih tinggi daripada impedansi sumber sinyal, tak perlu
diapa-apakan lagi keadaan ini. Bila resistor seri sama atau lebih kecil
daripada impedansi sumber, gantilah setiap sumber Resistor pengatur
tegangan-offset dengan resistor yang sepadan dengan impedansinya.
Hubungkan beban pada terminal keluaran.
Masukan catu DC dan tunggulah beberapa menit agar rangkaian mantap
keadaannya.
Hubungkan sebuah voltmeter yang peka (mampu memberikan pembacaan
beberapa milivolt) atau Osiloskop yang dikopel DC pada beban untuk membaca
tegangan kelu'aran (Vout).
Putarlah resistor variabel sampai Vout terbaca nol.
Lepaskan setiap komponen tambahan pada masukan dan hubungkan
kembali masukan-masukan sumber, pastikan tidak menyentuh resistor pengatur
tegangan offset, karena dapat mengubah nilainya.
Pengaruh Temperatur
Perubahan temperatur mempengaruhi semua peranti solid state, tak
terkecuali op-amp. Rangkaian DC yang menggunakan op-amp cenderung lebih rentan
terhadap pengaruh ini dibandingkan rangkaian AC.
Perubahan temperatur dapat menyebabkan perubahan arus offset dan
tegangan offset, inilah yang disebut geseran. Drift yang disebabkan oleh
temperatur akan mengganggu setiap ketakseimbangan op-amp yang telah diatur
sebelumnya, akibatnya pada keluaran akan terjadi kesalahan.
Kompensasi Frekuensi
Karena penguatan op-amp yang tinggi dan adanya pergeseran fasa
antar rangkaian internal, maka pada frekuensi tinggi tertentu sebagian sinyal
keluaran akan diumpankan kembali ke dalam masukan, sehingga terjadi osilasi.
Tidak jarang orang menambahkan kapasitor kompensasi pada op-amp,
entah secara internal maupun eksternal, tujuannya adalah untuk mencegah osilasi
ini dengan jalan menurunkan penguatan op-amp ketika frekuensi dinaikkan.
Laju Lantingan
Laju lantingan atau slew rate adalah laju perubahan maksimum
tegangan keluaran op-amp. Laju ini dinyatakan sebagai:
Perubahan laju tegangan
keluar
g = ——————–––––––––––––––––——
Perubahan waktu
Op-amp 741 serba guna memiliki laju lantingan 0,5 V/(s, yang
berarti tegangan keluaran maksimum dapat berubah 0,5 V dalam I (s. Kapasitansi
membatasi kemampuan "pelantingan" ini dan keluaran akan mengalami
penundaan setelah diumpankan masukan, seperti yang diperlihatkan dalam Gambar
7. Lebih kerap lagi, kapasitor kompensasi frekuensi, entah internal maupun
eksternal, menyebabkan pembatasan kemampuan laju lantingan di dalam op
amp
Pada frekuensi-frekuensi tinggi atau pada laju perubahan sinyal
yang tinggi, pembatasan-laju lantingan lebih sering terjadi. Laju lantingan
adalah parameter penampilan -sinyal besar. Biasanya laju lantingan dinyatakan pada
penguatan satu. Op-amp dengan laju lantingan lebih tinggi memiliki lebar-jalur
yang lebih besar.
Tanggapan Frekuensi
Penguatan op-amp turun
terhadap kenaikan frekuensi. Penguatan yang.diberikan pabrik biasanya
dinyatakan pada nol Hertz atau DC. Gambar 8 menunjukkan kurva penguatan
tegangan terhadap tanggapan frekuensi. Dalam modus lup terbuka, penguatan turun
amat cepat sejalan dengan peningkatan frekuensi. Bila frekuensi naik 10 kali
maka penguatan turun menjadi 1/10 kalinya. Titik breakover terjadi pada 70,7%
penguatan maksimum. Lazimnya lebar-jalur dinyatakan pada titik di mana
penguatan turun 70,7% dari skala maksimumnya. Karena itu, lebar-jalur lup
terbuka sekitar 10 Hz untuk contoh ini. Untungnya, op-amp biasanya memerlukan
umpan balik yang sifatnya degeneratif dalam rangkaian-rangkaian penguat. Umpan
balik inilah yang memperlebar jalur rangkaian. Untuk penguatan lup tertutup
sebesar 100, lebar-jalur meningkat sampai kira-kira 100 kHz. Bila penguatan
diturunkan menjadi l0, lebar-jalur akan melebar menjadi 100 kHz, Titik
penguatan satu terjadi pada 1 MHz, titik ini disebut frekuensi penguatan satu.
Frekuensi penguatan satu merupakan titik acuan, pada titik inilah kebanyakan
op-amp dinyatakan oleh pabriknya. Perkalian Penguatan Lebar jalur Perkalian
penguatan lebar-jalur atau gain-bandwidth product (GBP) sama saja dengan
frekuensi penguatan satu. Sifat ini tidak hanya memberitahu kita akan frekuensi
atas yang bermanfaat, tetapi juga memungkinkan kita menentukan lebar-jalur
lebar-jalur frekuensi) pada suatu nilai penguatan yang diketahui. Sebagai
contoh lihat Gambar dibawah yang menunjukkan kurva tanggapan frekuensi untuk
op-amp yang dikompensasi frekuensi, seperti 741), bila Anda mengalikan
penguatan dan lebar-jalur dari suatu rangkaian tertentu, hasil yang diperoleh
akan sama dengan frekuensi penguatan satu:
penguatan dan lebar-jalur dari suatu rangkaian
tertentu, hasil yang diperoleh akan sama dengan frekuensi penguatan satu:
GBP = penguatan x lebar-jalur = frekuensi
penguatan satu
= 100 x 10
kHz = 1000000 Hz (1 MHz)
atau
GBP = 10 x 100 kHz = 1000000 Hz (1 MHz)
Karena itu bila kita ingin mengetahui batas atas
frekuensi atau lebar jalur suatu rangkaian dengan penguatan sebesar 100,
tinggal kita bagi saja frekuensi penguatan satu dengan penguatannya:
Frekuensi penguatan satu
Lebar jalur = ——————––––––––––––––
Penguatan
1000000
BW
= ———— = 10 Khz
100
Derau
Sebagaimana rangkaian elektronika lainnya, op-amp juga
peka terhadap derau. Derau luar dijangkitkan oleh peranti listrik atau berasal
dari derau bawaan komponen-komponen elektronik (resistor, kapasitor, dan
sebagainya) yang beroperasi dalam daerah frekuensi dari 0,01 Hz sampai beberapa
MHz.
Derau luar ini dapat ditindas asalkan rangkaian
dirakit dengan benar. Derau internal opamp ditimbulkan oleh komponen-komponen
internal, arus bias, dan juga drift. Derau-derau ini ikut diperkuat oleh
op-amp, sebagaimana halnya tegangan offset dan tegangan sinyal. Penguatan derau
dinyatakan dalam
penguatan derau = 1 + RF/Rin
Derau internal dapat diperkecil dengan menggunakan
resistor masukan seri dan resistor umpan bahk sekecil mungkin yang masih
memenuhi persyaratan rangkaian. Pemintasan resistor umpan balik dengan sebuah
kapasitor kecil (3 pF) juga akan menurunkan penguatan derau pada
frekuensi-frekuensi tinggi.
Perbandingan Penolakan Modus Sekutu (CMAR = Common
Mode Rejection Ratio)
CMRR adalah suatu sifat yang bertalian dengan penguat
diferensial. Bila tegangan-tegangan yang sama fasanya diumpankan ke dalam
masukan-masukan penguat, keluaran akan nol. Hanya perbedaan tegangan pada
masukan yang akan menghasilkan keluaran. Sebagai contoh, sinyal 1020 Hz
diberikan pada masukan membalik op-amp, seperti terlibat pada Gambar dibawah
ini. Frekuensi yang sama diberikan pada masukan tak membalik tapi fasanya
berbeda 180 derajat.
Ini adalah sinyal diferensial. Tapi, sinyal 1020 Hz
tadi telah tercemari oleh derau jala-jala 60 Hz. Sinyal 60 Hz ini sefasa pada
kedua masukannya dan menyatakan sinyal modus sekutu. Penguat diferensial
cenderung menolak sinyal modus sekutu 60 Hz ini sambil menguatkan sinyal
diferensial 1020 Hz.
Kemampuan suatu op-amp untuk memperkuat sinval
diferensial sambil menindas sinyal modus sekutu disebut perbandingan penolakan
modus sekutu (CMRR). Perbandingan ini dinyatakan dalam :
Ad
CMRR = ————
Acm
Dengan Ad adalah penguatan diferensial dan
& Acm adalah penguatan modus sekutu. CMRR biasanya dinyatakan dalam
desibel, dan tinggi nilainya kian baik tingkat penolakannya.
Perlindungan Hubung Singkat
Op-amp dapat menjangkitkan arus yang membahayakan bila
keluarannya terhubung singkat ke bumi, +Vc atau -Vc, dari catu, kecuali bila
dilengkapi perlindungan hubung singkat. Transistor Q15 yang diperlihatkan dalam
Gambar skema op amp 741 adalah peranti pembatas arus yang memberikan
perlindungan ini. Kebanyakan tipe op-amp belakangan ini dilengkapi dengan
pelindung hubung singkat semacam ini, namun tipe-tipe lama belum dilengkapi.
Pembatasan Listrik
Seperti juga peranti-peranti solid state yang lain,
op-amp memiliki kendala-kendala listrik yang tak boleh dilanggar, agar mereka
bekerja dengan benar dan tidak terjadi perusakan. Kendala ini biasanya disebut
dengan tarif maksimum absolut.
Catu daya ± V. Tegangan maksimum yang masih aman yang
boleh dikenakan pada peranti, termasuk catu positif dan negatif. Disipasi daya.
Besarnya panas yang masih aman yang dapat dilepaskan oleh peranti untuk suatu
pengoperasian yang kontinyu dalam selang waktu yang diberikan
Tegangan masukan diferensial. Tegangan masukan dalam
batas aman yang boleh diberikan di antara kedua masukan tanpa Tegangan masukan.
Tegangan maksimum- yang masih dapat diberikan di antara terminal-terminal
masukan dan bumi. Besarnya tegangan masukan ini tak boleh melampaui tegangan
catu (biasanya 15 V).
Lama hubung singkat keluaran. Selang waktu op-amp
dapat bertahan terhadap, hubung singkat langsung dari terminal keluaran ke bumi
atau ke terminal catu. lainnya.
Kisar temperatur pengoperasian. Daerah temperatur di
mana opamp akan bekerja sesuai dengan spesifikasi yang diberikan. Peranti
komersial bekerja pda 0 – 70oC, peranti industri bekerja pada -25 – 85 o
C, dan peranti militer bekerja pada -55 – 125o C.
Kisar temperatur penyimpanan. Batas-batas temperatur
penyimpanan yang masih aman, lazimnya -65 – 150o C. Temperatur kaki. Temperatur
di mana peranti dapat bertahan dalarn selang waktu tertentu. ketika proses
penyolderan kaki-kaki terminal sedang berlangsung. Tarif ini biasanya 300o C
untuk selang waktu 10- - 60 detik.
Selanjutnya kita akan mengulas dasar operasi dan
aplikasi rangkaian op amp.
Dikutip dari berbagai sumber, untuk materi Teori
Elektronika Terintegrasi Akademi Teknik Elektromedik Andakara Jakarta. ini saja
yang dapat saya postingkan, mudah-mudahan bermafaat untuk semuanya.
0 opmerkings:
Plaas 'n opmerking