OPERASIONAL AMPLIFIER Penguat Operasionalrisa.dosen.ittelkom-pwt.ac.id/wp-content/uploads/sites/4/...Op-Amp Penguat Komparator Inverting Non Inverting Open Loop Inverting Non Inverting

OPERASIONALAMPLIFIER

PENGUAT OPERASIONAL

RISA FARRID CHRISTIANTI, MT.

SIMBOL

+

-

PendahuluanBentuk Fisik

KAKI / PIN OP AMP

• Supply Pin

• Output Pin

• Input Pin

• Offset Pin

+

-

(Gb 1)

SUPPLY PIN

• +V

• -V dan

• Suplay Daya Bersama (Ground) +

-

+V

-V

Beban RL

Vo

Supply

+V

Supply +V

Supply

Bersama

Power Supply

Bipolar

Penggunaan istilah Ground adalah suatu perjanjian yang menunjukkan

bahwa semua pengukuran tegangan dilakukan dengan acuan ground.

back

(Gb 2)

OUTPUT PIN

• Tegangan VO diukur

terhadap Ground

• Batas IO 5 s/d 10 mA

• Batas atas VO sebesar +Vsat atau

tegangan kejenuhan positif (VO-2V)

• Batas bawah VO sebasar –Vsat atau tegangan

kejenuhan negatif (VO+2V)

+

-

+V

-V

Beban RL

VO=AOL x Ed

+

-

AOLEd

RL

+

-

back

(Gb 3)

INPUT PIN

• Pin bertanda + dan – adalah pin masukan

diferensial, karena VO bergantung pada

perbedaan tegangan antara kedua terminal

tersebut (Ed), dan Gain Penguatan Terbuka

(AOL)

back

INPUT PIN

Vo menjadi positif jika masukan (+) lebih positif terhadap

masukan (-)

+

-

+V

-V

Beban RL

VO=AOL x Ed

+

-

AOLEd

RL

+

-

back

(Gb 4)

INPUT PIN

Vo menjadi negatif jika masukan (+) lebih negatif

terhadap masukan (-)

+

-

+V

-V

Beban RL

VO=AOL x Ed

+

-

AOLEd

RL

+

-

back

(Gb 5)

INPUT PIN

Ed = tegangan masukan (+) – tegangan masukan (-)

VO = AOL x Ed

back

OFFSET PIN

• Untuk pengaturan offset nol / terhadap ground

back

APLIKASI OP-AMP SECARA UMUM

• Penguat Deferensial

• Penguat Instrumentasi

• Filter Aktif

Op-Amp

KomparatorPenguat

Inverting Non

InvertingOpen Loop

InvertingNon

Inverting

Close Loop

• Signal Generator

GAIN TEGANGAN UNTAIAN TERBUKA (OPEN LOOP)

VO = Ed x AOL

VV

A

VE

OL

satdmaks

65200000

13−=

−=

−=−

Harga AOL sangat besar, yaitu sekitar 200000 atau bahkan lebih sedangkan

keluaran VO tidak melebihi dari +Vsat atau –Vsat.

Untuk Supply ±15 V maka ±Vsat = ±13 V, jadi untuk op-amp agar bekerja

sebagai penguat (open loop) maka Ed harus dibatasi sebesar ±65µV

VV

A

VE

OL

satdmaks

65200000

13==

+=

KESIMPULAN PENTING

• VO akan berada pada salah satu +Vsat atau –Vsat ataubahkan berosilasi diantara kedua batas-batas tersebut.

• Untuk mempertahankan keadaan diperlukan rangkaianumpan balik (feedback) sehingga rangkaian tidaktergantung pada Ed dan AOL

• Ed dalam pemakaian praktis sangat kecil sehingga Ed≈0 V. (PENTING)

ContohPada Gambar 4 dan 5, +V = +15V, -V = -15V, +Vsat = +13V, -Vsat = -13V, dan

gain AOL = 200000. Dengan memisalkan keadaan ideal, carilah besar dan

polaritas V0 untuk tiap tegangan masukan berikut, yang diberikan terhadap

ground.

Tegangan pada Tegangan pada

masukan (-) masukan (+)

a -10 µV -15 µV

b -10 µV +15 µV

c -10 µV -5 µV

d +1,000001 V +1,000000 V

e +5 mV 0 V

f 0 V +5 mV

Penyelesaian

a. )()( −−+= masukanmasukanEd

µV

µVµV

5

)10(15

−=

−−−=Ldo AOEV =

V

µV

0,1

2000005

−=

−=

Dengan cara yang sama didapat:

Ed Polaritas masukan (+) Vo teoritis Polaritas keluaran

terhadap masukan (-) terhadap Ground

a -5 µV - -1,0 V -

b 25 µV + 5,0 V +

c 5 µV + 1,0 V +

d -1 µV - -0,2 V -

e -5 mV - -Vsat -

f 5 mV + +Vsat +

COMPARATOR

• Dibangun dari Open Loop Amplifier

• Terdiri dari

• Detektor Penyilangan-Nol Tak Membalik (N.Inv Zero Crossing Detector)

• Detektor Penyilangan-Nol Membalik (Inv Zero Crossing Detector)

• Detektor Taraf Tegangan Positif Tak Membalik (N.Inv Positive Voltage Level Detector)

• Detektor Taraf Tegangan Positif Membalik (Inv Positive Voltage Level Detector)

• Detektor Taraf Tegangan Negatif Tak Membalik (N.Inv Negative Voltage Level Detector)

• Detektor Taraf Tegangan Negatif Membalik (Inv Negative Voltage Level Detector)

Aplikasi :

NON INVERTING ZERO CROSSING DETECTOR

• Bekerja sebagai pembanding

• Masukan (+) membandingkan tegangan Ei dengan

tegangan acuan yang besarnya 0 V (Vref = 0 V).

• Jika Ei berada diatasVref, Vo menyamai +Vsat. Hal ini

disebabkan tegangan pada masukan (+) lebih positif dari

tegangan pada masukan (-). Karena itu Ed menjadi positif.

Akibatnya, Vo positif.

BENAR SALAH

• Rangkaian komparator dapat di bangun dari rangkaian

penguat operasional open loop. (B / S)

PILIHAN GANDA

• Berikut adalah kaki-kaki pada penguat operasional, kecuali:

a. +Vss

b. -Vsat

c. Input –

d. Output

ESAI/JAWAB SINGKAT

• Dari gambar dibawah ini, brapaVo jika:

+V = +15V, -V = -15V, +Vsat = +13V, -Vsat = -13V,

gain AOL = 200000, tegangan masukan (+)=1V dan

tegangan masukan (-)=0,5V

+

-

+V

-V

Beban RL

VO=AOL x Ed

+

-

AOLEd

RL

+

-

BERSAMBUNG