Op-Amp atau Operational Amplifier adalah komponen IC yang berfungsi sebagai penguat operasional atau penguat sinyal. Komponen ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronika karena memiliki jangkauan frekuensi yang luas dan gain yang tinggi.
Op-Amp dapat digunakan dalam berbagai rangkaian, seperti osilator, integrator, komparator, diferensiator, dan lain-lain. Dalam pembahasan ini, kita akan membahas lebih lanjut tentang Op-Amp, termasuk pengertian, fungsi, karakteristik, bentuk, dan cara kerjanya.
Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier)
Op-Amp merupakan komponen elektronika yang berbentuk IC linear dan berperan sebagai penguat sinyal listrik. Komponen ini terdiri dari beberapa elemen dasar, seperti kapasitor, dioda, transistor, dan resistor, yang terhubung secara integral untuk menciptakan penguatan sinyal yang signifikan. Umumnya, Op-Amp dibuat dalam bentuk IC (Integrated Circuit).
Dalam sebuah kemasan IC, terdapat satu atau lebih Op-Amp yang dapat beragam jenisnya, seperti single Op-Amp, Dual Op-Amp, Quad Op-Amp, dan sebagainya. Selain itu, dalam IC juga dapat ditemukan rangkaian Op-Amp dengan konfigurasi yang berbeda dari rangkaian utama yang telah disebutkan sebelumnya.
Sejarah Op-Amp (Operational Amplifier)
Penguatan operasional telah digunakan sejak tahun 1940-an, meskipun istilah "penguatan operasional" atau Op-Amp baru dikenal pada tahun 1947. Pada awalnya, penguatan operasional menggunakan tabung hampa udara. Sebagai contoh, ilmuwan Jhon Ragazzini membuat penguatan operasional dengan ukuran sekitar 3.8 × 5.4 × 10.4 cm yang harus dioperasikan pada tegangan 300 volt.
Namun, dengan perkembangan zaman, tabung hampa udara telah digantikan oleh transistor. Komponen transistor ini kemudian dikemas dalam bentuk sirkuit IC yang lebih praktis. Selain itu, Op-Amp modern juga membutuhkan daya listrik yang lebih rendah daripada versi awal yang menggunakan tabung hampa udara.
Simbol Op-Amp
Op-Amp (Operational Amplifier) adalah komponen elektronika yang memiliki 2 input dan 1 output. Komponen ini terdiri dari input inverting dan non-inverting, serta hanya memiliki 1 output. Biasanya, Op-Amp bekerja dengan dua tegangan catu simetris, yaitu tegangan negatif (-V) dan positif (+V).
Bagi yang belum familiar dengan dunia elektronika, mungkin kurang paham dengan bentuk dan simbol Op-Amp. Berikut adalah detail mengenai gambar dan simbol Op-Amp yang dapat diperhatikan.
Dari gambar tersebut, dapat dilihat bahwa Operational Amplifier (Op-Amp) dilambangkan dengan simbol berbentuk segitiga sama kaki. Pada bagian dasar segitiga, terdapat dua garis yang mewakili sinyal input, yaitu input inverting dan input non-inverting.
Selain itu, pada bagian kaki segitiga terdapat tanda untuk catu daya positif dan negatif. Sedangkan output, dilambangkan dengan panah yang keluar dari puncak segitiga, biasanya terletak di sisi kanan.
Secara singkat, terminal pada Op-Amp meliputi:
- Input non-inverting atau masukan non-pembalik (+)
- Input inverting atau masukan pembalik (-)
- Output Vout
- Catu daya positif (+V)
- Catu daya negatif (-V)
Fungsi Op-Amp
Op-Amp atau Operational Amplifier adalah perangkat elektronika yang berfungsi sebagai penguat sinyal masukan. Selain itu, Op-Amp juga berperan sebagai pengindera arus listrik, baik jenis arus AC maupun DC.
Berikut adalah beberapa fungsi Op-Amp:
- Memperkuat sinyal: Op-Amp digunakan untuk meningkatkan amplitudo sinyal masukan.
- Buffer sinyal: Op-Amp dapat digunakan sebagai buffer untuk memperbaiki impedansi sinyal.
- Sensor: Op-Amp dapat digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi perubahan kecil pada lingkungan sekitar.
- Penguat: Op-Amp dapat digunakan sebagai penguat dalam rangkaian elektronika.
- Konversi sinyal: Op-Amp dapat mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.
- Filter aktif: Op-Amp dapat digunakan sebagai filter untuk menghilangkan noise atau frekuensi yang tidak diinginkan pada sinyal.
- Penguat volume suara: Op-Amp dapat digunakan dalam aplikasi audio untuk memperkuat volume suara.
- Instrumentasi: Op-Amp sering digunakan dalam instrumen pengukuran untuk memperbaiki sensitivitas dan akurasi.
- Pengatur tegangan: Op-Amp dapat digunakan sebagai pengatur tegangan dalam rangkaian elektronika.
Karakteristik Op-Amp
Karakteristik gain atau faktor penguat pada sebuah Op-Amp dipengaruhi oleh resistor eksternal yang terhubung antara input pembalik atau inverting input dan output.
Konfigurasi Op-Amp dengan negatif feedback atau umpan balik negatif disebut sebagai closed-loop configuration. Umpan balik negatif ini menghasilkan gain yang dapat dikendalikan dan diukur, serta mengurangi gain secara keseluruhan.
Pengurangan gain ini dilakukan untuk mengurangi noise yang tidak diinginkan dan menghindari reaksi yang tidak diinginkan.
Di sisi lain, konfigurasi open-loop memiliki sifat yang berbeda dengan closed-loop configuration. Tegangan output dalam open-loop configuration mendekati tegangan VCC karena gainnya yang tak terhingga (∞).
Berikut adalah karakteristik dari Op-Amp yang ideal:
- Av = ∞. Menghasilkan gain open-loop atau tak terhingga.
- Voo = 0. Output offset voltage atau tegangan offset keluaran adalah nol.
- Zin = ∞. Input impedance atau impedansi input tak terhingga.
- Zout = 0. Output impedance atau impedansi output nol.
- BW = ∞. Bandwidth atau lebar pita tak terhingga.
- Suhu tidak menyebabkan perubahan karakteristik.
Prinsip Kerja Op-Amp
Op-Amp berfungsi dengan membandingkan nilai dari kedua inputnya, yaitu input inverting dan non-inverting, untuk menentukan tegangan output yang dihasilkan.
Prinsip kerja Op-Amp meliputi:
- Jika kedua input, inverting dan non-inverting, memiliki nilai yang sama, maka outputnya akan menjadi nol.
- Jika kedua input memiliki nilai yang berbeda, maka outputnya akan menghasilkan nilai tertentu.
Pada Op-Amp, terdapat dua jalur sumber tegangan, yaitu tegangan positif dan negatif. Jika potensial input non-inverting (+) lebih rendah daripada input inverting (-), maka outputnya akan menghasilkan nilai positif. Sebaliknya, jika potensial input inverting lebih tinggi daripada input non-inverting, maka outputnya akan menghasilkan nilai negatif.
Kesimpulan
Op-Amp (Operational Amplifier) adalah komponen elektronika yang berperan sebagai penguat operasional. Komponen ini memiliki bentuk linear dan biasanya tersedia dalam bentuk IC circuit.
Op-Amp terdiri dari berbagai komponen elektronika, seperti resistor, dioda, kapasitor, dan transistor. Ketika semua komponen tersebut terhubung dengan baik, Op-Amp mampu memberikan penguatan yang tinggi.
Karena fungsinya sebagai penguat sinyal atau pengindera, Op-Amp sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronika, seperti komparator, osilator, integrator, dan sebagainya. Kurang lebih seperti itulah pembahasan lengkap tentang Op-Amp. Semoga bermanfaat!