BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bahan Ferroelektrik · 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bahan Ferroelektrik Film tipis ferroelektrik banyak digunakan dalam aplikasi untuk piranti elektrooptik

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Ferroelektrik

Film tipis ferroelektrik banyak digunakan dalam aplikasi untuk piranti

elektrooptik dan elektronik. Bahan pyroelektrik dan piezoelektrik merupakan sub

kelompok dari bahan ferroelektrik. Bahan ferroelektrik (tercakup di dalamnya

pyroelektrik) seperti LiTaO3, BaxSr1-xTiO3 dan turunannya (BaxSr1-xTiO3 didadah

dengan Indium).

Ferroelektrik adalah gejala terjadinya perubahan polarisasi listrik secara

spontan pada material tanpa gangguan medan listrik dari luar. Ferroelektrifitas

merupakan fenomena yang ditunjukkan oleh kristal dengan suatu polarisasi spontan

dan efek histerisis yang berkaitan dengan perubahan dielektrik dalam menanggapi

penerapan medan listrik. Sifat histeresis dan konstanta dielektrik yang tinggi dapat

diterapkan pada sel memori Dynamic Random Acsess Memory (DRAM) dengan

kapasitas penyimpanan melampaui 1 Gbit, pada lapisan dielektrik semikonduktor

diharuskan ukuran sel direduksi besar-besaran, sehingga dianggap tidak praktis lagi,

sifat piezoelektrik dapat digunakan sebagai mikroaktuator dan sensor, sifat

pyroelektrik dapat diterapkan pada switch termal infra merah, sifat polaryzability

dapat diterapkan sebagai Non Volatile Ferroelektrik Random Acsess Memory

(NVFRAM) (Azizahwati, 2002). Sedangkan daerah operasi sensor ferreoelektrik

(yang juga pyroelektrik) di sekitar suhu kamar selama di bawah suhu Curie (Tc =

4900C).

Dalam penelitian ini dipilih bahan ferroelektrik (yang juga pyroelektrik)

sebagai bahan untuk sensor cahaya dengan alasan cara pembuatan bahan

ferroelektrik ini lebih mudah dan dapat dibuat dalam lingkungan yang tidak

memerlukan pendinginan, berarti pembuatannya mudah dilakukan di laboratorium

kampus Indonesia.

Ferroelektrik menunjukkan bahwa kelompok material dielektrik yang dapat

terpolarisasi listrik secara internal pada rentang temperatur tertentu. Polarisasi terjadi

di dalam dielektrik sebagai akibat adanya medan listrik dari luar dan simetri pada

struktur kristalografi di dalam sel satuan. Jika pada material ferroelektrik dikenakan

5

medan listrik, maka atom-atom tertentu mengalami pergeseran dan menimbulkan

momen dipol listrik. Momen dipol ini yang menyebabkan polarisasi. Momen dipol

per-satuan volume disebut sebagai polarisai dielektrik (J. Y. Seo, 2004).

Kurva hubungan antara polarisasi listrik (P) dan kuat medan listrik (E)

ditunjukkan pada Gambar 1. Ketika kuat medan listrik ditingkatkan maka polarisasi

meningkat cepat (OA) hingga material akan mengalami kondisi saturasi (AB). Jika

kuat medan diturunkan, polarisasinya tidak kembali lagi ke titik O, melainkan

mengikuti garis BC. Ketika medan listrik tereduksi menjadi nol, material akan

memiliki polarisasi remanan (Pr) (OC). Untuk menghapus nilai polarisasi dari

material akan memiliki polarisasi dari material dapat dilakukan dengan

menggunakan sejumlah medan listrik pada arah yang berlawanan (negatif). Harga

dari medan listrik untuk mereduksi nilai polarisasi menjadi nol disebut medan koersif

(Ec). Jika medan listrik kemudian dinaikkan kembali, maka material akan kembali

mengalami saturasi, hanya saja bernilai negatif (EF). Putaran kurva akan lengkap jika

medan listrik dinaikkan lagi dan pada akhirnya akan didapatkan kurva hubungan

polarisasi (P) dengan medan koersif (Ec) yang ditunjukan loop histerisis (A.

Marwan, 2007).

2.2 Bahan Barium Stronsium Titanat (BST)

Barium Stronsium Titanat (BST) adalah film tipis yang berpotensi untuk

DRAM dan NVRAM karena memiliki konstanta dielektrik tinggi, kebocoran arus

rendah dan tahan terhadap tegangan breakdown yang tinggi pada temperatur Curie.

Temperatur Curie pada Barium Titanat adalah 1300C dan dengan adanya doping

Stronsium temperatur Curie menurun menjadi suhu kamar dan dapat digunakan pada

device yang memerlukan temperatur kamar. Film tipis BST telah difabrikasi dengan

beberapa teknik seperti sputtering, laser ablation dan sol-gel process (N. V.

Giridharan et al, 2001).

Kenaikan temperatur annealing akan menaikkan ukuran grain dalam kristal

film tipis BST. Pada suhu annealing 7000C struktur BST yang teramati adalah

struktur kubik dengan konstanta kisi a = 3,97 Å untuk 30% mol Stronsium.

Konstanta dielektriknya diukur dari kurva C-V kira-kira 120 dengan faktor disipasi

6

0,0236. Kebocoran rapat arus dari film adalah 4x10-8 A/cm dari perhitungan I-V

menggunakan device peralatan fabrikasi (N. V. Giridharan et al, 2001).

Teknologi kapasitor BST multi-layer dengan kerapatan tinggi menawarkan

keuntungan yang jelas untuk mendapatkan variasi modul dan paket elektronik.

Kapasitor BST memiliki keuntungan yaitu memiliki range 0.5 pF sampai 500 nF,

kapasitor bypass dan berbagai macam kapasitansi yang bisa dihubungkan dengan

sebuah chip pasife singel film tipis. Chip kecil kapasitor multi fungsi bisa

meningkatkan performa dan mereduksi ukuran Multi-chip module (MCM) dan

Systems-in-Package (Si P), lihat Gambar 2. (Thomas et al, 2004)

Gambar 1 Kurva histerisis.

Gambar 2 Chip kapasitor BST.

Gambar 3 Struktur Ba0,5Sr0,5TiO3

(a) Polarisasi ke atas (b) Polarisasi kebawah

7

Berikut Persamaan reaksi Barium Stronsium Titanate (BST) : (x)Ba(CH3COO)2 + (1-X)Sr(CH3COO)2 + yTi(C12H23O4) + zO2 → aBa(X)Sr(1X)TiO3 +

bCO2 + cH2O (2.1)

0,5Ba(CH3COO)2 + 0,5Sr(CH3COO)2 + Ti(C12H28O4) + 22O2 → Ba0,5Sr0,5TiO3 +

17H2O + 16CO2 (2.2)

0.25Ba(CH3COO)2+0.75Sr(CH3COO)2+Ti(C12O4H28)+22O2→Ba0.25Sr0.75TiO3+

17H2O+16CO2 (2.3)

Film tipis BaxSr1-xTiO3 (BST) merupakan material ferroelektrik yang banyak

digunakan sebagai FRAM karena memiliki konstanta dielektrik yang tinggi (εr >>

ε 2SiO ) dan kapasitas penyimpanan muatan yang tinggi (high charge storage capacity)

yang dapat diaplikasikan sebagai kapasitor (A. Marwan. 2007). Beberapa penelitian

juga berpendapat bahwasana BST memiliki potensi untuk mengganti lapisan tipis

SiO2 pada sirkuit MOS di masa depan. Dari penelitian yang telah dilakukan sampai

saat ini, lapisan tipis BST biasanya memiliki konstanta dielektrik yang jauh lebih

rendah dibandingkan dengan bentuk bulknya. Struktur mikro butir yang baik, tingkat

tekanan yang tinggi, kekosongan oksigen, formasi lapisan interfacial dan oksidasi

pada bottom electrode atau Si dipercaya menjadi faktor yang menyebabkan

penurunan sifat listrik ini (A. Marwan. 2007).

2.3 Bahan Pendadah Tantalum Pentoksida (Ta2O5)

Penambahan sedikit pendadah dapat menyebabkan perubahan parameter kisi,

konstanta dielektrik, sifat elektrokimia, sifat elektrooptik dan sifat pyroelektrik dari

keramik ataupun film tipis (A. C. W. Utami. 2007). Bahan pendadah material

ferroelektrik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu soft dopan dan hard dopan. Ion soft

dopan dapat menghasilkan material ferroelektrik menjadi lebih soften, yaitu

koefisien elastis lebih tinggi, sifat medan koersif yang lebih rendah, faktor kualitas

mekanik yang lebih rendah dan kualitas listrik yang lebih rendah. Soft dopan disebut

juga dengan istilah donor dopan karena menyumbang valensi yang berlebih pada

struktur kristal BST. Ion hard dopan dapat menghasilkan material ferroelektrik

menjadi lebih hardness, seperti loss dielectric yang rendah, bulk resistivitas lebih

rendah, sifat medan koersif lebih tinggi, faktor kualitas mekanik lebih tinggi dan

8

faktor kualitas listrik lebih tinggi. Hard dopan disebut juga dengan istilah acceptor

dopan karena menerima valensi yang berlebih di dalam struktur kristal BST (A. C.

W. Utami. 2007).

Tantalum merupakan logam yang memiliki kemiripan sifat-sifat kimia

dengan unsur non logam, Tantalum jarang sekali didapati dalam bentuk kation tetapi

lebih sering didapati sebagai anion. Beberapa persenyawaan yang penting dari

Tantalum adalah halida dan oksida halida yang bersifat volatil dan cepat terhidrolisis.

Beberapa sifat dari Tantalum adalah logam mengkilat, titik lelehnya tinggi 24680C,

tahan terhadap asam, dapat larut dalam campuran HNO3-HF, bereaksi lambat dengan

leburan NaOH. Ta2O5 merupakan persenyawaan dengan oksigen yang berbentuk

serbuk putih dan bersifat inert, tidak larut dengan semua asam kecuali dengan HF

pekat serta dapat larut dalam leburan NaOH dan NaHSO4. Persenyawaan halida

Tantalum adalah pentafluorida, dibuat dari reaksi fluorinasi dari logamnya,

merupakan padatan putih volatil, dalam keadaan cair tidak berwarna dan volatil.

Persenyawaan halida tantalum yang lain adalah pentaklorida dibuat melalui reaksi

klorinasi dari logamnya, merupakan padatan kuning, terhidrolisis menjadi hidrat

oksida (Darjito, 1996). Penambahan Tantalum pentaoksida akan mendapatkan bahan

pyroelektrik bersifat menyerupai semikonduktor tipe-n (donor doping) (A. C. W.

Utami, 2007). Gambar 4 dan 5 menjelaskan keadaan tersebut. Soft dopan berperan

penting dalam pembentukan ruang kosong pada posisi A struktur perovskite akibat

ion Ba tidak dapat dengan mudah melompat ke ruang kosong A karena terhalang

ikatan ionik oksigen (Darjito. 1996). Penambahan presentase bahan pendadah

mengakibatkan nilai karakterisasi I-V sel surya mengalami perubahan (A. C. W.

Utami, 2007).

Pada annealing dengan temperatur tinggi dapat mengakibatkan film tipis

BTST yang telah dideposisi menguap sehingga mengurangi kualitas kristal film tipis

BTST. Dengan adanya penambahan Tantalum pentaoksida sebesar 10%, bahan

pendadah yang tidak mengalami penguapan, maka lapisan film tipis BTST

(semikonduktor tipe-p) akan lebih banyak terisi Tantalum pentaoksida, sehingga

akan meningkatkan sifat listriknya. Penambahan Tantalum pentaoksida

meningkatkan efisiensi sel surya fotoelektrokimia, ditunjukkan pada penelitian yang

telah dilakukan (A. C. W. Utami, 2007).

9

Gambar 4 Struktur Ba0.5Sr0.5TiO3 didadah Tantalum pentaoksida.

Gambar 5 Donor dopan.

2.4 Fotodioda

Dioda adalah sambungan p-n yang berfungsi terutama sebagai penyearah.

Bahan tipe-p akan menjadi sisi anoda sedangkan bahan tipe-n akan menjadi katoda.

Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, dioda bisa berlaku

sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anoda mendapatkan tegangan positif,

sedangkan katodanya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagai saklar

terbuka (apabila bagian anoda mendapatkan tegangan negatif sedangkan katoda

mendapatkan tegangan positif). Kondisi tersebut terjadi hanya pada dioda ideal. Pada

dioda faktual (riil), perlu tegangan lebih besar dari 0,7 V (untuk dioda yang terbuat

dari bahan silikon). Tegangan sebesar 0,7 V ini disebut sebagai tegangan halang

(barrier voltage). Dioda yang terbuat dari bahan Germanium memiliki tegangan

halang kira-kira 0,3 V (http://id.wikipedia.org/wiki/Dioda).

Fotodioda adalah semikonduktor sensor cahaya yang menghasilkan arus atau

tegangan ketika sambungan semikonduktor p-n dikenai cahaya. Fotodioda dapat

dianggap sebagai baterai solar, tetapi biasanya mengacu pada sensor untuk

mendeteksi intensitas cahaya . Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai

dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Pada

Gambar 6 memperlihatkan penampang bagian dari fotodioda. Fotodioda memiliki

daerah permukaan aktif yang ditumbuhkan di atas permukaan substrat, yang pada

akhirnya akan menghasilkan persambungan p-n. Ketebalan lapisan yang

10

ditumbuhkan biasanya memiliki ketebalan 1 µm atau lebih kecil lagi dan pada daerah

persambungan lapisan-p dan lapisan-n terdapat daerah deplesi. Daerah spektral dan

frekuensi aktif dari fotodioda bergantung pada ketebalan lapisan atau doping

(www.sales.hamamatsu.com/assets/applications/SSD).

Jika cahaya mengenai fotodioda, elektron dalam struktur kristalnya akan

terstimulus. Jika energi cahaya lebih besar dari pada energi band gap Eg, elektron

akan pindah ke pita konduksi, dan meninggalkan hole pada pita valensi. Pada

Gambar 7 terlihat pasangan elektron-hole terjadi pada lapisan-p dan lapisan-n. Di

dalam lapisan deplesi medan listrik mempercepat elektron-elektron ini menuju

lapisan-n dan hole menuju lapisan-p. Pasangan elektron-hole dihasilkan di dalam

lapisan-n, bersamaan dengan elektron yang datang dari lapisan-p sama-sama akan

menuju pita konduksi di sebelah kiri (pita konduksi). Pada saat itu juga hole

didifusikan melewati lapisan deplesi dan akan dipercepat, kemudian hole ini akan

dikumpulkan pada pita valensi lapisan-p. Pasangan elektron-hole yang dihasilkan

sebanding dengan cahaya yang diterima oleh lapisan-p dan lapisan-n. Muatan positif

dihasilkan pada lapisan-p dan muatan negatip pada lapisan-n.

(www.sales.hamamatsu.com/assets/applications/SSD).

Gambar 6 Penampang melintang Fotodioda.

Gambar 7 Keadaan fotodioda persambungan p-n.

11

Gambar 8 Konsep fotokonduktivitas.

2.5 Fotokonduktivitas

Devices fotokonduktivitas dibuat dengan tujuan menghasilkan perubahan

resistansi atau tegangan ketika disinari cahaya. Dengan demikian devices banyak

digunakan sebagai ON-OFF devices (saklar), measuring devices, atau limited power

sources (M. A. Omar. 1993). Fenomena fotokonduktivitas terjadi ketika sinar cahaya

jatuh pada sebuah semikonduktor dan menyebabkan meningkatnya konduktivitas

listrik.

Ini berhubungan dengan eksitasi elektron melalui energi bandgap, yang

menyebabkan peningkatan pasangan elektron-hole dan meningkatkan konduktivitas

listrik. Eksitasi hanya dapat terjadi jika gE>νh (M. A. Omar. 1993). Konsep

fotokonduktivitas diilustrasikan pada Gambar 7. Sebelum ada cahaya yang

menyinari, konduktivitasnya diberikan oleh Persamaan 1.

( )hoeoo pne μμσ += (2.4)

di mana no dan po adalah konsentrasi pada kesetimbangan, dan oσ adalah

konduktivitas dalam ruang gelap. Ketika cahaya jatuh pada semikondutor akan ada

peningkatan konsentrasi pembawa bebas sebesar ∆n dan ∆p dan arus meningkat

dengan tiba-tiba. Jika elektron dan hole selalu tercipta secara berpasangan maka akan

didapatkan ∆n = ∆p. konduktivitas sekarang menjadi ( )( )bne

ne

hoo

heoo

+Δ+=+Δ+=

1μσσμμσσ (2.5)

di mana hob μμ= , adalah perbandingan mobilitas. Peningkatan relatif konduktivitas

adalah ( )o

h

o

bneσμ

σσ +Δ

=Δ 1 (2.6)

12

Faktor yang mempengaruhi variasi n terhadap waktu yaitu; carrier (pembawa)

bebas yang terus tercipta secara kontinu saat disinari cahaya dan hilangnya carrier

secara kontinu juga akibat rekomedasi. Adanya rekomedasi menyebabkan terjadinya

kondisi tidak seimbang. Variasi konsentrasi terhadap waktu diberikan oleh

persamaan;

'τonng

dtdn −

−= (2.7)

di mana g adalah laju generasi elektron per-satuan volume terhadap penyerapan

cahaya. τ disebut waktu rekomendasi.

2.6 Penguat Operasional

2.6.1 Pengenalan Penguat Operasional

Operational Amplifier atau disingkat op-amp merupakan salah satu

komponen analog yang popular digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian

elektronika. Aplikasi op-amp popular yang paling sering dibuat antara lain adalah

rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan

kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, dimana

rangkaian feedback (umpan balik) negatif memegang peranan penting. Secara

umum, umpan balik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik

negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur.

2.6.2 Op-Amp Ideal

Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat

diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp seperti yang telah

dimaklumi ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting. Op-amp ideal

memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya.

Seperti misalnya op-amp LM741 dan LM358 yang sering digunakan oleh banyak

praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~ 105.

Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil dan penguatannya

menjadi tidak terukur (infinite). Di sinilah peran rangkaian negative feedback (umpan

balik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan

nilai penguatan yang terukur (finite). Impedansi input op-amp ideal mestinya adalah

tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah nol.

13

Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106

Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp

LM741 mestinya sangat kecil.

Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp

berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur

dinamakan golden rule, yaitu :

Aturan 1 : Perbedaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+ - v- = 0 atau v+

= v- )

Aturan 2 : Arus pada input Op-amp adalah nol (i+ = i- = 0)

Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa

rangkaian op-amp.

2.6.3 Inverting Amplifier

Rangkaian dasar penguat inverting adalah seperti yang ditunjukkan pada

gambar 9, dimana sinyal masukannya dibuat melalui input inverting. Seperti tersirat

pada namanya, pembaca tentu sudah menduga bahwa fase keluaran dari penguat

inverting ini akan selalu berbalikan dengan masukannya. Pada rangkaian ini, umpan

balik negatif dibangun melalui resistor R2.

Input non-inverting pada rangkaian ini dihubungkan ke ground atau v+ = 0.

Dengan mengingat dan menimbang aturan 1, maka akan dipenuhi v- = v+ = 0. Karena

nilainya = 0, namun tidak terhubung langsung ke ground, input op-amp v- Pada

rangkaian ini dinamakan virtual ground. Dengan fakta ini, dapat dihitung tegangan

jepit pada R1 adalah vin – v- = vin dan tegangan jepit pada resistor R2 adalah vout – v-

= vout. Kemudian dengan menggunakan aturan 2, diketahui bahwa :

iin + iout = i- = 0, karena menurut aturan 2, arus masukan op-amp adalah nol.

iin + iout = vin/R1 + vout/R2 = 0

Selanjutnya

vout/R2 = - vin/R1 .... atau

vout/vin = - R2/R1

Jika penguatan G didefenisikan sebagai perbandingan tegangan keluaran

terhadap tegangan masukan, maka dapat ditulis :

14

, Vout RfGain AvVin Rin

= = − (2.8)

Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi input dari

sinyal masukan terhadap ground. Karena input inverting (-) pada rangkaian ini

diketahui adalah nol (virtual ground), maka impedansi rangkaian ini tentu saja

adalah Zin = R1.

2.6.4 Non Inverting Amplifier

Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti yang

diperlihatkan pada gambar 10 berikut ini. Seperti namanya, penguat ini memiliki

masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan

keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Untuk menganalisa

rangkaian penguat op-amp non inverting, caranya sama seperti menganalisa

rangkaian inverting.

Dengan menggunakan aturan 1 dan aturan 2, kita uraikan dulu beberapa fakta

yang ada, antara lain :

vin = v+

v+ = v- = vin ..... lihat aturan 1.

Dari sini ketahui tegangan jepit pada R2 adalah vout – v- = vout – vin, atau iout =

(vout-vin)/R2. Lalu tegangan jepit pada R1 adalah

v- = vin, yang berarti arus iR1 = vin/R1.

Gambar 9 Rangkaian Inverting.

15

Hukum kirchkof pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan

bahwa :

iout + i(-) = iR1

Aturan 2 mengatakan bahwa i(-) = 0 dan jika disubtitusi ke rumus yang

sebelumnya, maka diperoleh

iout = iR1 dan Jika ditulis dengan tegangan jepit masing-masing maka diperoleh (vout –

vin)/R2 = vin/R1 yang kemudian dapat disederhanakan menjadi :

vout = vin (1 + R2/R1)

Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan

masukan, maka didapat penguatan op-amp non-inverting :

1, 12

Vout RGain AvVin R

⎛ ⎞= = +⎜ ⎟⎝ ⎠

(2.9)

Impedansi untuk rangkaian Op-amp non inverting adalah impedansi dari

input non-inverting op-amp tersebut. Dari data sheet, LM741 diketahui memiliki

impedansi input Zin = 108 to 1012 Ohm.

2.6.5 Pengikut Tegangan (Voltage Follower)

Dari gambar yang ditunjukan dibawah ini dapat dijelaskan tentang tegangan

pengikut sebagai berikut :

Dimana Vin mempunyai masukan tegangan DC

Vout Vin= (2.10)

, 1VoutGain AvVin

= = (2.11)

Ciri-cirinya:

• Memiliki impedansi masukan yang sangat tinggi (lebih dari 100 KΩ)

• Memiliki impedansi keluaran yang sangat rendah (lebih kecil dari 75 Ω)

Ada banyak IC op-amp dengan harga yang bervariasi. Berikut ini adalah

contoh IC LM358 dan LM741 yang digunakan sebagai op-amp dan komparator

berbagai macam aplikasi.

16

Gambar 10 Rangkaian Non Inverting.

Gambar 11 Rangkaian Voltage Follower.

Gambar 12 LM358 (a) op-amp dan LM741 (b) op-amp.