Op-Amp: Pengertian, Sejarah, Fungsi, Hingga Karakteristik

Tisucoding.com – Apa yang dimaksud dengan Op-Amp? Op-Amp atau Operational Amplifier adalah komponen yang sejenis dengan Integrated Circuit (IC) yang berguna untuk menguatkan sinyal.

Umumnya, Op-Amp dimanfaatkan pada integrator, osilator, difrensiator, komperator, dan lainnya.

Apakah itu saja yang dapat kita ketahui tentang Op-Amp? Tentu saja tidak. Ada banyak hal yang bisa kita pelajari tentang Op-Amp. Keep scrolling ya…!

Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier)

Op-Amp dibentuk oleh beberapa komponen yaitu dioda, resistor, transistor, dan kapasitor. Komponen-komponen itu saling terikat dan terintegrasi demi membentuk gain yang begitu kuat.

Pada sebuah Integrated Circuit, kita bisa menemukan satu hingga beberapa jenis Op-Amp seperti Quad Op-Amp, Dual Op-Amp, dan Single Op-Amp.

Sejarah Op-Amp

Op-Amp atau Operational Amplifier adalah komponen elektronik yang menguatkan tegangan tinggi dengan input yang berbeda.

Lalu, kapan pertama kali Op-Amp digunakan?

Ada beberapa percobaan yang telah dilakukan oleh para penemu dalam menggali apa itu penguat tegangan. Di antaranya adalah sebagai berikut.

  1. Op-Amp atau Operational Amplifier sudah digunakan sejak tahun 1940. Akan tetapi, istilahnya sebagai sebuah penguat sinyal baru diperkenalkan di tahun 1947. Pada masa itu, penguat sinyal dibuat dari tabung hampa udara (vacum tube) yang diberi tegangan sebesar 300 volt. Percobaan itu dilakukan oleh Jhon Ragazzini.
  2. Op-Amp mulai dikembangkan sejak awal abad ke-20 dengan fundamental tertentu. Namun, percobaan pertama adalah tabung vakum penyearah dua elemen atau yang disebut sebagai ”Dioda Fleming”. Penemuan tersebut ditemukan oleh seorang insinyur listrik asal Inggris yaitu J.A. Fleming. Pada tahun 1904, penemuan itu dipatenkan dengan perbaikan beberapa fungsi.
  3. Op-Amp ditemukan sekitar 1940-an dimana Bell Labs mengajukan hak paten di tahun 1941.
  4. Op-Amp Solid State Monolitik uA702 yang merupakan salah satu bentuk sirkuit terintegrasi yang diciptakan oleh Bob Widlar di tahun 1963.
  5. uA741 adalah bentuk lanjutan dari Op-Amp Solid State Monolitik uA702 yang diluncurkan pada 1968 dan dinilai lebih murah. Jenis penguat tegangan yang satu ini banyak ditemukan pada peralatan audio di tahun 1970-1980an.

BACA JUGA  Amperemeter: Pengertian, Jenis, Fungsi dan Cara Menggunakannya!

Fungsi Op-Amp

Fungsi utama Op-Amp Operational Amplifier adalah untuk menjadikan sinyal lebih kuat. Tapi tentu tidak hanya itu saja, Op-Amp juga berfungsi sebagai:

  • Pendeteksi arus DC dan AC.
  • Sensor dan buffer sinyal.
  • Mengubah sinyal analog ke sinyal digital.
  • Mengatur tegangan.
  • Mengencangkan volume suara.

Bentuk dan Simbol IC Op-Amp

Apa saja bentuk-bentuk dan simbol IC Op-Amp? Secara umum, bentuk dan simbol IC Op-Amp adalah input, output, dan catu daya.

  • Output Vout
  • Input; input inverting (-) dan input non-inverting (+).
  • Catu daya; catu daya negatif (-V) dan catu daya positif (+V)

Karakteristik Op-Amp

Umumnya, Resistor yang dihubungkan antara inverting input dan output biasanya menjadi gain atau kekuatan pada Op-Amp.

Sementara itu, Konfigurasi Lingkar Tertutup atau Closed Loop Configuration adalah Negatif Feedback (umpan balik negatif) yang terkonfigurasi.

Umpan balik seperti itu akan membuat gain berkurang. Sehingga, kekuatan yang ada dapat dikendalikan dan diukur.

Kenapa gain di sini harus dikurangi? Ini bertujuan untuk mencegah respon asing masuk dan menghambat Noise.

Di lain sisi, Open Loop Configuration atau atau Konfigurasi Lingkar Terbuka memiliki gain yang bernilai tak terhingga (∞). Itulah sebabnya kenapa tegangan output mendekati nilai tegangan Vcc.

Lalu, seperti apa karakteristik Op-Amp yang ideal?

Salah satu karakteristik Op-Amp atau Operation Amplifier yang ideal adalah tidak terpengaruh oleh suhu. Selain itu, karakter lainnya adalah sbb.

  1. Memiliki Bandwidth (BW) dengan nilai tak terhingga (∞); ini karena ideal atau tidaknya Op-Amp dilihat dari adanya respons frekuensi yang tidak terbatas sehingga mampu memperkuat frekuensi sinyal dari DC ke AC.
  2. Impedansi input bernilai tak terhingga (∞); rasio tegangan input terhadap arus input dianggap tak terbatas agar mencegah arus yang mengalir dari sumber suplai ke rangkaian input amplifier (IIN = 0).
  3. Impedansi output bernilai nol (0); idealnya, impedansi output Op-Amp adalah nol karena bertindak sebagai sumber tegangan internal yang sempurna tanpa resistansi internal. Sehingga mampu memasok arus yang dibutuhkan oleh beban.
  4. Kekuatan tegangan Open Loop (Av) bernilai tak terhingga (∞); open loop gain merupakan kekuatan dari Op-Amp yang tidak memiliki umpan balik bernilai negatif atau positif. Dengan gain yang demikian itu, nilai real dari kekuatan tegangan yang tidak terbatas berkisar antara 20.000 hingga 200.000.
  5. Tegangan output offset bernilai nol (0); ini akan terjadi apabila perbedaan tegangan antara non-inverting dan inverting input adalah bernilai sama, nol, atau keduanya berada di ground.

BACA JUGA  IC: Pengertian, Sejarah, Fungsi, Jenis dan Contoh-contohnya

Note:

Input Op-Amp terbagi atas input non inverting (+) dan input inverting (-). Sinyal input akan saling berlawan dengan fase sinyal output apabila penguat atau gain inverting terhubung dengan input inverting.

Prinsip Kerja Op-Amp

Di sini, Op-Amp bekerja sebagai pembanding input non inverting dan inverting. Nilai output sama dengan nol atau tidak ada apabila kedua input mempunyai nilai yang sama.

Tegangan output hanya dapat dihasilkan apabila terjadinya perbedaan nilai antara non inverting dan inverting.

Jika adanya perbedaan nilai antara non inverting dan inverting input, disitulah tegangan output akan dihasilkan oleh Op-Amp.

Op-Amp memiliki dua jalur tegangan yaitu negatif dan positif. Pada rangkaian tertentu, Op-Amp mempunyai jalur tengah yang dihubungkan dengan titik pertahanan.

Hasil perkalian dari selisih tegangan (non-inverting dan inverting input) dengan besarnya kekuatan atau gain nantinya disebut sebagai output Op-Amp.

Penggunaan Op-Amp

Op-Amp atau Operational amplifier dimanfaatkan dalam sistem analog dan digital. Keduanya terdapat dalam rangkaian alat-alat elektronik yang biasa kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Penggunaan Operational Amplifier secara analog dapat ditemukan dalam rangkaian:

  • Mengubah sinyal digital ke analog (DAC) dan analog ke digital (ADC).
  • Menjadi rangkaian pembanding antara level tegangan satu dan lainnya.
  • Berperan sebagai modulator lebar pulsa (Pulse Width Modulation).
  • Baseband reviewer.
  • Signal generator.

Sementara itu, penggunaan Operational Amplifier secara digital dapat ditemukan dalam rangkaian:

  • Mixer audio
  • Decoder atau encoder
  • Speaker aktif
  • Summing amplifier (Penguat penjumlah)
  • Penguat diffrensial
  • Penguat instrumentasi

Kesimpulan

Op-Amp atau Operational Amplifier adalah penguat sinyal yang terintegrasi dengan input non-inverting dan inverting. Input tersebut terkoneksi dengan catu daya negatif dan catu daya positif.

Op-Amp dibentuk oleh beberapa komponen yaitu resistor, transistor, kapasitor, dan dioda. Komponen-komponen tersebut saling terintegrasi sehingga membentuk gain.

BACA JUGA  Induktor: Pengertian, Gambar, Fungsi, Simbol, Jenis dan Rumusnya

Op-Amp digunakan pada sistem digital dan analog seperti  ACDC, Pulse Width Modulation, mixer audio, penguat instrumen, dan lainnya.