Op-Amp (Operational Amplifier) : Pengertian, Fungsi, Karakteristik, Bentuk, Simbol, Cara Kerja

Sebenarnya ap aitu komponen Op-Amp? Secara umum, Op-Amp (Operational Amplifier) adalah sejenis komponen IC yang berfungsi sebagai penguat operasional. Sebagai penguat operasional atau penguat sinyal, Op-Amp sering digunakan pada berbagai komponen elektronika.

Hal ini dikarenakan Op-Amp memiliki jangkauan frekuensi yang luas serta gain (penguatan) yang tinggi. Oleh karenanya maka alat ini sering dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Misalnya saja digunakan pada osilator, integrator, komperator, difrensiator dan lain sebagainya.

Nah mari kita ketahui lebih banyak mengenai apa itu Op-Amp selengkapnya. Mulai dari pengertian, fungsi, karakteristik, bentuk dan juga cara kerjanya akan diulas tuntas pada pembahasan di bawah ini.

Pengertian Op-Amp (Operational Ampilfier)

Operational Ampilfier
Operational Ampilfier

Op-Amp adalah komponen elektronika yang berbentuk IC linear serta berfungsi untuk penguat sinyal listrik. Perangkat elektronika yang satu ini tersusun dari beberapa komponen pembentuk. Diantaranya yaitu kapasitor, dioda, transistor, dan juga resistor.

Beragam komponen pembentuk yang terdapat pada Op-Amp berkerja dengan cara saling terhubung sehingga akan terintergrasi serta dapat menciptakan gain yang kuat. Operational Ampilfier pada umumnya dibuat dalam bentuk IC (Integrated Circuit).

Kemudian, Anda juga bisa mendapati satu atau lebih Op-Amp dalam sebuah rangkaian IC. Karena dalam sebuah kemasan IC, Anda bisa menemukan beberapa jenis Operasional Amplifier. Mulai dari single Op-Amp, Dual Op-Amp, Quad Op-Amp dan lain sebagainya.

Namun dalam sebuah IC juga bisa ditemukan rangkaian Op-Amp yang memiliki bentuk berbeda dengan rangkaian utama yang telah disebutkan di atas.

Sejarah Op-Amp

Penguatan operasional sebenarnya sudah mulai digunakan sejak dahulu kala. Lebih tepatnya yakni mulai tahun 1940. Namun, istilah penguatan operasional atau Op-Amp sendiri baru dipopulerkan pada tahun 1947.

Pada saat itu, seorang ilmuan bernama Jhon Ragazzini membuat percobaan ilmiah. Yakni dengan memanfaatkan vacum tube (tabung hampa udara). Penguatan operasional yang dibuat oleh Jhon Ragazzini kurang lebih memiliki ukuran 3.8 × 5.4 × 10.4 cm. Kemudian, alat tersebut harus dioperasikan pada tegangan 300 volt untuk dapat beroperasi.

Jika pada zaman dahulu penguatan operasional menggunakan tabung hampa udara, maka tidak demikian dengan yang kita temukan di era modern ini. Dimana sekarang vacum tube sudah digantikan dengan komponen transistor.

Tidak hanya itu, vacuum tube juga telah dikemas dalam bentuk IC circuit sehingga lebih praktis. Selain itu, Op-Amp juga tidak membutuhkan daya listrik yang sangat besar seperti awal pembuatannya dahulu.

Simbol Op-Amp

Op-Amp (Operational Amplifier) merupakan komponen elektronika yang memiliki 2 input dan juga 1 output. Jadi, komponen ini terdiri dari input inventering dan juga input non invertering. Selain memiliki 2 input, Op-Amp ternyata hanya memiliki 1 output saja.

Pada umumnya, alat ini bekerja dengan dua buah tegangan catu simetris. Dimana tegangan catu simetrisnya terdiri dari tegangan catu negatif (-V) dan juga tegangan catu positif (+V). Bagi orang yang tidak berkecimpung dengan dunia elektronik, mungkin cukup awam dengan bagaimana bentuk Op-Amp. Berikut detail mengenai bentuk serta simbol Op-Amp yang bisa Anda cermati :

simbol Op-Amp
simbol Op-Amp

Dari gambar di atas dapat disimpulkan bahwa Operational Ampilfier dilambangkan dengan simbol yang berbentuk segitiga sama kaki. Dimana pada bagian alas segitiga yakni bagian kanan dan kirinya terdapat sinyal input. Yakni dua garis sinyal input inverting dan juga non inverting.

Selain itu, pada bagian kaki juga terdapat catu daya positif dan juga negatif. Sedangkan untuk output atau keluaran, terdapat pada puncak segitiga. Letak persisnya yakni ada pada sisi bagian kanan.

Secara singkat, bagian-bagian terminal yang terdapat pada Op-Amp antara lain adalah :

  • Input non inverting atau masukan non pembalik (+)
  • Input inverting atau masukan pembalik (-)
  • Keluaran vout
  • Catu daya positif (+V)
  • Catu daya negatif (-V)

Fungsi Op-Amp

Operasional Ampilfier merupakan perangkat yang berfungsi sebagai penguat sinyal masukan. Selain itu Op-Amp juga berfungsi sebagai pengindera atau pendeteksi arus listrik, yaitu jenis arus AC dan DC.

Adapun fungsi Op-Amp antara lain adalah sebagai berikut :

  • Berfungsi untuk memperkuat sinyal.
  • Buffer sinyal.
  • Berfungsi sebagai sensor.
  • Digunakan sebagai penguat.
  • Mengkonversikan sinyal analog ke digital.
  • Sebagai filter aktif.
  • Memperkuat volume suara.
  • Instrumentasi
  • Mengatur tegangan dan lain sebagainya.

Prinsip Kerja Op-Amp

Op-Amp bekerja dengan cara membandingkan nilai dari kedua inputnya. Jadi input inverting dan non inverting yang terdapat pada perangkat tersebut akan menentukan seberapa besar tegangan yang akan dihasilkan oleh outputnya.

Pada dasarnya, prinsip kerja Op-Amp ada dua yakni :

  • Apabila dalam sebuah operasional amplifier tegangan input inverting dan non inverting bernilai sama, maka output yang dihasilkan nilainya adalah nol.
  • Namun apabila kedua input memiliki nilai berbeda, maka output yang terdapat pada Op-Amp akan menghasilkan nilai tertentu.

Pada sebuah Op-Amp, terdapat 2 jalur yang akan dilalui oleh sumber tegangan, yaitu tegangan positif dan juga negatif. Ketika input non inverting (+) potensialnya lebih kecil dibandingkan dengan input inverting (-), maka output yang dihasilkan nilainya adalah positif.

Sebaliknya, ketika keluaran inverting memiliki potensial yang lebih besar dibandingkan dengan input non inverting, maka hasil negatif adalah nilai yang didapatkan dari outputnya.

Karakteristik Op-Amp

Pada Op-Amp, faktor penguat (gain) yang dihasilkan oleh perangkat tersebut ternyata juga dipengaruhi oleh beberapa hal. Diantaranya yaitu dipengaruhi oleh adanya resistor eksternal.

Dimana resistor eksternal sendiri letaknya terdapat pada inverter input dan output. Jadi, ketika terjadi konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback), hal ini menyebabkan gain (penguatan) akan berkurang.

Ketika gain berkurang, maka tegangan dapat diukur dan juga dikendalikan. Dan tentu saja timbulnya noise yang berlebihan pun dapat dicegah.  Untuk memahami lebih jauh mengenai karakteristik Op-Amp, Anda bisa memperhatikan gambar berikut ini :

karakteristik Op-Amp
karakteristik Op-Amp
  • Tegangan Penguatan Tak Terbatas

Av atau penguatan tegangan open-loop memiliki nilai tak terbatas atau tak terhingga. Namun pada Op-Amp yang sering diperjualbelikan secara komersial. Nilai penguatan tegangan dari benda tersebut hanya berkisar antara 10-20 ribu saja.

  • Bandwidth Tak Terhingga

Bandwidth atau lebar pita juga memiliki nilai yang tak terhingga atau bila lambangkan BW=∞ .

  • Input Impedansi Tak Terhingga

Input atau masukan impedansi adalah Zin = ∞ (tak terhingga). Namun untuk Op-Amp dengan input tipe FET, impedensi inputnya adalah sekitar 10-12 ohm. Sedangkan untuk tipe bipolar, nilainya adalah pada rentang 250 K Ohm sampai dengan 2 M Ohm.

  • Impedansi Output Nilainya Sangat Kecil

Pada Op-Amp (Operational Amplifier), nilai yang terdapat pada output jumlahnya terbilang lebih kecil. Bahkan hanya sekitar 150 Ohm saja karena sengaja dibuat sangat kecil. Hal ini tentu saja karena menyesuaikan dengan jenis kebutuhannya.

  • Tegangan Offset Output Nol

Pada operasional amplifier, tegangan offset output nilainya adalah nol.

  • Suhu

Suhu tidak membuat terjadi perubahan pada karakteristiknya kemudian waktu respon Op-Amp adalah nol detik.

Kesimpulan

Op-Amp (Operational Amplifier) merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat operasional. Benda ini dibuat dengan bentuk linier dan dikemas dalam IC circuit.

Op-Amp tersusun dari berbagai komponen elektronika yang lainnya. Mulai dari resistor, dioda, kapasitor, hingga transistor. Ketika semua komponen tersebut terkoneksi dengan baik, maka Op-Amp akan menghasilkan gain (penguatan yang tinggi).

Kerena berfungsi sebagai penguat sinyal atau pengindera, Op-Amp sering digunakan pada berbagai komponen elektronika. Mulai dari komperator, osilator, integrator, dan lain sebagainya. Kurang lebih seperti itulah pembahasan selengkapnya mengenai Op-Amp. Semoga cukup membantu, ya?

Tinggalkan komentar