Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier): Fungsi dan Cara Kerjanya

Bengkeltv.id – Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier): Fungsi dan Cara Kerjanya. Apa yang dimaksud dengan komponen Op-Amp sebenarnya? Secara umum, Op-Amp (Operational Amplifier) adalah sebuah jenis Integrated Circuit (IC) yang berperan sebagai penguat operasional atau penguat sinyal. Op-Amp seringkali digunakan dalam berbagai aplikasi di dunia elektronika.

Keunggulan utama Op-Amp adalah memiliki rentang frekuensi yang luas dan tingkat penguatan yang tinggi. Oleh karena itu, komponen ini sering digunakan untuk berbagai keperluan. Contohnya, Op-Amp dapat digunakan dalam osilator, integrator, komparator, diferensiator, dan berbagai aplikasi lainnya.

Mari kita eksplorasi lebih lanjut mengenai Op-Amp, termasuk pengertiannya, fungsi-fungsinya, karakteristik-karakteristiknya, bentuk fisiknya, dan cara kerjanya dalam pembahasan berikut ini.

Pengertian Op-Amp (Operational Ampilfier)

Op-Amp adalah komponen elektronika yang berbentuk Integrated Circuit (IC) dengan fungsi utama sebagai penguat sinyal listrik. Komponen ini terdiri dari beberapa komponen penyusun, termasuk kapasitor, dioda, transistor, dan resistor.

Komponen-komponen ini bekerja secara terintegrasi dan saling berhubungan untuk menghasilkan penguatan yang kuat. Umumnya, Operational Amplifier dibuat dalam bentuk IC (Integrated Circuit).

Selain itu, dalam satu IC, bisa terdapat satu atau lebih Op-Amp. Dalam satu paket IC, kalian dapat menemukan berbagai jenis Operational Amplifier, seperti single Op-Amp, Dual Op-Amp, Quad Op-Amp, dan sebagainya.

Namun, dalam sebuah IC juga mungkin terdapat rangkaian Op-Amp dengan bentuk yang berbeda dari rangkaian utama yang telah disebutkan di atas.

Sejarah Op-Amp

Penguatan operasional telah digunakan sejak lama, tepatnya sejak tahun 1940. Namun, istilah “penguatan operasional” atau Op-Amp baru dikenal pada tahun 1947.

Pada waktu itu, seorang ilmuwan bernama Jhon Ragazzini melakukan eksperimen menggunakan tabung hampa udara (vacuum tube). Op-Amp yang diciptakan oleh Jhon Ragazzini memiliki dimensi sekitar 3.8 × 5.4 × 10.4 cm. Alat ini harus dioperasikan dengan tegangan sebesar 300 volt agar dapat berfungsi.

Di masa lalu, penguatan operasional menggunakan tabung hampa udara, tetapi seiring perkembangan zaman, komponen transistor menggantikan tabung tersebut. Selain itu, vacuum tube juga telah diintegrasikan dalam bentuk sirkuit IC, yang membuatnya lebih praktis. Selain itu, Op-Amp pada era modern tidak memerlukan daya listrik sebesar pada awal pembuatannya.

Fungsi Op-Amp

Operasional Amplifier (Op-Amp) adalah perangkat yang bertugas sebagai penguat sinyal masukan. Selain itu, Op-Amp juga berperan sebagai pengindera atau detektor arus listrik, baik itu jenis arus AC maupun DC.

Beberapa fungsi utama Op-Amp antara lain:

Penguatan Sinyal: Op-Amp digunakan untuk meningkatkan kekuatan sinyal.
Buffer Sinyal: Berperan sebagai penyimpanan sementara dan pengiriman sinyal tanpa perubahan yang signifikan.
Sensor: Dapat berfungsi sebagai sensor dalam berbagai aplikasi.
Penguat: Digunakan untuk meningkatkan intensitas sinyal.
Konversi Sinyal Analog ke Digital: Memungkinkan konversi sinyal analog menjadi bentuk digital.
Filter Aktif: Menggunakan Op-Amp untuk memfilter sinyal dengan cara yang dapat dikontrol.
Penguatan Volume Suara: Menambah volume atau penguatan dalam aplikasi audio.
Instrumentasi: Digunakan dalam instrumen pengukuran dan kontrol.
Regulasi Tegangan dan lainnya.

Op-Amp memiliki peran yang sangat penting dalam berbagai aplikasi elektronika karena fleksibilitasnya dalam melakukan berbagai fungsi ini.

Op-Amp (Operational Amplifier) adalah komponen elektronika yang memiliki 2 input dan hanya 1 output. Komponen ini terdiri dari input inverting dan input non-inverting.

Secara umum, Op-Amp bekerja dengan dua tegangan catu simetris, yang terdiri dari tegangan catu negatif (-V) dan tegangan catu positif (+V).

Untuk mereka yang tidak familiar dengan dunia elektronika, bentuk dan simbol Op-Amp bisa dijelaskan sebagai berikut:

Op-Amp digambarkan dengan simbol segitiga sama kaki. Bagian alas segitiga, yaitu bagian kanan dan kiri, adalah tempat sinyal input, termasuk sinyal input inverting dan non-inverting.
Pada bagian kaki segitiga, terdapat catu daya positif dan negatif. Sedangkan output atau keluaran berada di puncak segitiga, tepatnya di sisi kanan.

Secara singkat, terminal-terminal yang terdapat pada Op-Amp mencakup:

Input non-inverting atau masukan non-pembalik (+)
Input inverting atau masukan pembalik (-)
Keluaran vout
Catu daya positif (+V)
Catu daya negatif (-V)

Prinsip Kerja Op-Amp

Op-Amp beroperasi dengan cara membandingkan nilai dari kedua inputnya, yaitu input inverting dan input non-inverting, yang menentukan besar tegangan output yang dihasilkan. Terdapat dua prinsip kerja utama pada Op-Amp:

Jika tegangan input inverting dan non-inverting pada Op-Amp memiliki nilai yang sama, maka nilai output yang dihasilkan adalah nol.
Namun, jika kedua input memiliki nilai yang berbeda, maka Op-Amp akan menghasilkan nilai output tertentu.

Pada Op-Amp, terdapat dua jalur untuk aliran sumber tegangan, yaitu tegangan positif dan negatif. Ketika potensial input non-inverting (+) lebih rendah daripada input inverting (-), maka nilai output yang dihasilkan akan bersifat positif. Sebaliknya, jika potensial input inverting lebih tinggi daripada input non-inverting, maka output akan menghasilkan nilai negatif.

Karakteristik Op-Amp

Pada Op-Amp, faktor penguatan (gain) yang dihasilkannya juga dipengaruhi oleh beberapa faktor, termasuk penggunaan resistor eksternal. Resistor eksternal ini terletak pada input inverting dan output. Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) akan mengakibatkan penurunan gain (penguatan).

Penurunan gain ini berdampak pada kemampuan pengukuran dan pengendalian tegangan. Selain itu, penggunaan umpan balik negatif juga membantu mengurangi kebisingan yang berlebihan. Untuk pemahaman lebih lanjut mengenai karakteristik Op-Amp, gambar berikut dapat membantu:

1. Tegangan Penguatan Tak Terbatas

Penguatan tegangan open-loop, disimbolkan dengan Av, memiliki nilai tak terbatas atau tak terhingga. Meskipun demikian, pada Op-Amp yang biasanya dijual secara komersial, nilai penguatan tegangan dari perangkat tersebut hanya berkisar antara 10-20 ribu saja. Ini adalah nilai yang lebih realistis untuk aplikasi praktis.

2. Bandwidth Tak Terhingga

Bandwidth atau lebar pita juga memiliki nilai yang tak terhingga, yang dapat disimbolkan sebagai BW = ∞. Dalam teori, Op-Amp memiliki bandwidth tak terbatas, tetapi dalam implementasi praktis, faktor-faktor fisik dan elektronik menghasilkan batasan bandwidth tertentu.

3. Input Impedansi Tak Terhingga

Impedansi input, yang disebut Zin, memiliki nilai tak terhingga atau ∞ (tak terhingga). Namun, untuk Op-Amp dengan input tipe FET (Field Effect Transistor), impedansi inputnya sekitar 10-12 ohm. Sedangkan untuk tipe bipolar, nilai impedansinya berkisar antara 250 K Ohm hingga 2 M Ohm, tergantung pada jenis Op-Amp yang digunakan.

4. Impedansi Output Nilainya Sangat Kecil

Pada Op-Amp, nilai impedansi outputnya sangat kecil, bahkan hanya sekitar 150 Ohm. Hal ini sengaja dibuat sangat kecil agar sesuai dengan berbagai kebutuhan aplikasi, terutama dalam menghubungkan Op-Amp dengan perangkat lainnya.

5. Tegangan Offset Output Nol

Pada operasional amplifier, tegangan offset outputnya memiliki nilai nol. Artinya, ketika tidak ada sinyal masukan yang diberikan, tegangan keluaran akan tetap pada nol.

6. Suhu

Karakteristik Op-Amp tidak dipengaruhi oleh perubahan suhu, sehingga suhu tidak menyebabkan perubahan pada kinerjanya. Selain itu, waktu respon Op-Amp dalam merespons sinyal adalah nol detik, yang berarti Op-Amp mampu merespons perubahan dengan sangat cepat.

Baca Juga :

Kesimpulan

Pada kesimpulannya, pengertian Op-Amp merupakan konsep penting dalam dunia elektronika dan rekayasa. Op-Amp, atau penguat operasional, adalah komponen penting yang memungkinkan kita mengontrol dan memanipulasi sinyal elektrik untuk mencapai berbagai tujuan, mulai dari penguatan sinyal, filtrasi, hingga modulasi.

Pemahaman mendalam mengenai pengertian dan aplikasi Op-Amp adalah kunci untuk mengembangkan sistem elektronika yang efisien dan efektif, baik itu dalam skala kecil seperti perangkat elektronik sehari-hari, maupun dalam skala besar seperti sistem kontrol industri.

Seiring berkembangnya teknologi, kita dapat menantikan inovasi dan penemuan baru dalam aplikasi dan pengembangan Op-Amp untuk memecahkan masalah-masalah yang semakin kompleks di era digital saat ini.

Demikianlah artikel bengkeltv.id yang membahas tentang Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier): Fungsi dan Cara Kerjanya. Semoga aartikel kami dapat bermanfaat dan terimakasih telah membaca artikel kami.