LEMBAR INFORMASI OP AMP

RPP PENERAPAN RANGKAIAN ELEKTRONIKA

1. OPERASIONAL AMPLIFIER (OP AMP)

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. Dengan teknologi rangkaian terpadu (IC) yang telah
ditingkatkan, op-amp dalam bentuk kemasan IC (IC seperti tipe LM741, 318) 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. Dan contoh lain bidang: Kontrol
pada line follower, Low Pas Filter (LPF), High Pas Filter (HPF), 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.

2. 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 operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi
sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :

Simbol Operasional Amplifier (Op-Amp)

1
 A. MASUKAN
Pada bagian input (masukan), Op-Amp terbagi menjadi 2 bagian,yaitu:
1. Kaki non inverting / tak membalik ( v+ )
2. Kaki inverting / membalik ( v- )
B. KELUARAN
1. Tegangan output tak kan pernah melampaui VCC
2. Keluaran hanya sampai ke tegangan saturasi yaitu 1 atau 2V dibawah V CC
+ Vin = +Vcc – 2
+ Vin = -Vcc + 2

Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua
input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output
Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-
amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat
diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional ideal , operasional amplifier (Op-Amp)
memiliki karakteristik sebagai berikut :

1. Impedansi Input (Zi) besar = ∞

2. Impedansi Output (Z0) kecil= 0
3. Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞
4. Band Width respon frekuensi lebar = ∞ V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung
pada besarnya V1.
5. Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.

Pada kenyataannya dalam pembuatan op-amp memiliki keterbatasan sehingga tidak ada
op-amp yang ideal. Op-amp yang ada hanyalah op-amp yang mendekati ideal karena
karakteristik op-amp adalah sebagai berikut :
1. Faktor penguat terbatas kurang lebih 100.000 kali.
2. Terdapat offset dimana saat masukan bernilai nol tegangan keluaran tidak nol.
3. Impedansi masukan cukup tinggi namun terbatas sampai kira-kira ratusan kilo ohm
saja.
4. Impedansi keluaran rendah namun terbatas puluhan sampai ratusan ohm.
5. Rise time tidak nol.
6. Kerja op-amp terpengaruh perubahan sumber tegangandan perubahan suhu.

3. KEUNTUNGAN OP-AM
Keuntungan dari penggunaan Op Amp adalah karena komponen ini memiliki penguatan
(A) yang sangat besar, Impedansi input yang besar (Zin) dan Impedansi Output yang kecil
(Zout). Selain dari itu, kemampuan interval frekuensi dari komponen ini sangat lebar.

2
Penggunaan dari Op-amp meliputi: amplifier atau penguat biasa (non-Inverting Amplifier),
Inverting Amplifier, komputer analog (operasi jumlah, kurang, integrasi, dan diferensiasi), dll.

4.-JENIS OP-AM
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.
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.

Dalam penggunaannya op-amp dibagi menjadi dua jenis yaitu penguat linier dan
penguat tidak linier. Penguat linier merupakan penguat yang tetap mempertahankan bentuk
sinyal masukan, yang termasuk dalam penguat ini antara lain penguat non inverting, penguat
inverting, penjumlah, penguat diferensial dan penguat instrumentasi. Sedangkan Penguat tidak
linier merupakan penguat yang bentuk sinyal keluarannya tidak sama dengan bentuk sinyal
masukannya, diantaranya komparator, integrator, diferensiator, pengubah bentuk gelombang
dan pembangkit gelombang. Untuk menangani penguatan dari sensor biasanya digunakan
penguat linier yang tidak mengubah bentuk sinyal namun hanya memperkuat sinyal saja.
Berikut beberapa penguat yang sering dipakai:

1. Penguat Non Inverting

Merupakan penguat yang berfungsi memperkuat sinyal masukan tanpa membalik sinyal
masukan. Rangk aian penguat dan rumusnya adalah sbb:

3
Rumus untuk mendapatka nilai (Acl) :

2. Penguat Inverting
Rangkaian penguat ini berfungsi untuk memperkuat sinyal masukan dan menggeser
sinyal keluaran sebesar 1800 sehingga masukan yang positif akan menghasilkan keluaran
negatif, demikian juga dengan masukan negatif akan menghasilkan keluaran positif. Rangkaian
dan rumusnya adalah:

4
Rumus untuk mendapatkan nilai |Acl| (penguat loop tertuup) :

Rumus untuk mencari Rout (AL= penguat loop) (Aol= penguat loop terbuka):

3. Penguat Diferensial
Penguat ini mampu memperkuat sinyal kecil yang berada dalam sinyal yang jauh lebih
besar. Keluaran dari penguat ini sebanding dengan perbedaan tegangan kedua masukannya.
Rangkaian penguat ini digambarkan dan dirumuskan sebagai berikut :

4. Penguat Instrumentasi
Penguat ini merupakan penguat serba guna dan bermanfaat yang terdiri atas tiga op-
amp dan tujuh buah tahanan. Rangkaian ini tersusun atas rangkaian penguat differensial dan
penguat penyangga. Untuk mengatur penguatan yang diinginkan diatur dengan mengubah-
ubah nilai Rg. Rumusan dan gambar dari penguat instrumentasi adalah sebagai berikut :

5. Integrator

5
 Merupakan penguat tidak linier yang berfungsi sebagai operator integrasi secara
matematik, keluaran dari rangkaian ini menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding
dengan integrasi masukannya. Rangkaian dan rumus dari integrator dapat dilihat di bawah ini:

6. Diferensiator
Penguat diferensiator ini menyediakan operasi matematik dan menghasilkan tegangan
keluaran yang sebanding dengan kemiringan tegangan masukannya. Biasanya rangkaian ini
digunakan untuk menghasilkan keluaran persegi dari masukan lereng.

Contoh Soal:
1. Apabila suatu rangkaian penguat inverting mempunyai Tegangan input = 3mV,
berapakah nilai tegangan outputnya apabila di ketahui Rf = 220Kohm dan Ri = 2K2
ohm?
2. Sebuah rangkaian op-amp pembalik seperti gambar di bawah memiliki nilai-nilai yaitu:
tahanan feed back = 330 kΩ; tahanan input = 1 kΩ; dan tegangan input = 17 mV.
Hitung berapa perolehan tegangan (Av), tegangan output (Vout) dan tegangan catu
daya (Vcc) pada rangkaian tersebut?

6
 3. Rangkaian seperti gambar contoh soal 2, diketahui: Rin = 4k7Ω; Rf = 220 kΩ; dan Vin
= 50 mV. Hitung Av, Vout dan Vcc.

JAWABAN:
1. Diket:
Vi = 3mV, Rf = 220K ohm, Ri = 2K2 ohm
Ditanya: Vo = ?
Jawab: Av = - Rf / Ri  Av = - 220000 / 2200 = - 100 kali
Vo = Vi x AV = 0.003 x (-100) = - 0.3 Volt

2. Diketahui:
Rf = 330 kΩ = 330.000 Ω
Rin = 1 kΩ = 1.000 Ω
Vin = 17 mV = 0,017 V
Av = − Rf ÷ Rin = − 330.000 ÷ 1.000 = − 330
Vout = Av × Vin = − 330 × 0,017 V = − 5,61 V

Apabila input yang diberikan adalah +17 mV, maka output yang dihasilkan adalah − 5,61 V.
Hal ini mengasumsikan bahwa tegangan catu daya (Vcc) yang digunakan memungkinkan
output bergerak mencapai nilai itu. Sebuah catu daya ±6V terlalu kecil untuk itu, oleh
karenanya membutuhkan catu daya dengan rating tegangan setidaknya ±8V (atau sekitar
±150% × Vout), untuk menguatkan tegangan input sebesar 17 mV.

Sehingga diperoleh Av = − 330; Vout = − 5,61 V; Vcc = ±8 V.

3. Rangkaian seperti gambar contoh soal 2, diketahui: Rin = 4k7Ω; Rf = 220 kΩ; dan Vin =
50 mV. Hitung Av, Vout dan Vcc.

Penyelesaian:
Av = − Rf ÷ Rin = − 220.000 ÷ 4.700 = − 46,8
Vout = Av × Vin = − 46,8 × 0,050 V = − 2,34 V
Vcc = ±150% × Vout = ±150% × −2,34 V = ±3,51 V
maka didapatkan Av = − 46,8; Vout = −2,34 V; Vcc = ±3,51 V.

7
DAFTAR PUSTAKA:
1. http://ilham-kn.blogspot.com/2013/12/penguat-op-amp-inverting-op-amp-dan-non.html
2. http://franzaditya.blogspot.com/2009/02/penguat-operasional-op-amp.html
3.