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

Op-Amp (Operational Amplifier) - Sebenarnya apa itu komponen Op-Amp? Secara umum Op-Amp (Operational Amplifier) ​​adalah salah satu jenis komponen IC yang berfungsi sebagai penguat operasional atau penguat sinyal, Op-Amp sering digunakan pada berbagai komponen elektronik.

op amp circuits

Hal ini dikarenakan Op-Amp memiliki rentang frekuensi yang lebar dan gain (amplifikasi) yang tinggi. Oleh karena itu, alat ini sering digunakan untuk berbagai keperluan. Misalnya, digunakan dalam osilator, integrator, komperator, difrensiator, dan sebagainya.

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

Pengertian Op-Amp (Operational Ampilfier)

Op-Amp adalah komponen elektronik berupa IC linier dan berfungsi untuk memperkuat sinyal listrik. Perangkat elektronik ini tersusun dari beberapa komponen penyusun. Diantaranya adalah kapasitor, dioda, transistor, dan resistor.

Berbagai komponen pembentuk yang terdapat pada Op-Amp bekerja dengan cara saling terhubung satu sama lain sehingga akan terintegrasi dan dapat menciptakan gain yang kuat. Operational Ampilfier umumnya dibuat dalam bentuk IC (Integrated Circuit).

Kemudian, Anda juga dapat menemukan satu atau lebih Op-Amp dalam rangkaian IC. Karena dalam satu paket IC, Anda dapat menemukan beberapa jenis Penguat Operasional. Mulai dari Single Op-Amp, Dual Op-Amp, Quad Op-Amp dan seterusnya.

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

Sejarah Op-Amp (Operational Amplifier)

Penguatan operasional sebenarnya sudah digunakan sejak lama. Lebih tepatnya dimulai pada tahun 1940. Namun istilah operational amplification atau Op-Amp sendiri baru dipopulerkan pada tahun 1947.

Saat itu, seorang ilmuwan bernama John Ragazzini melakukan percobaan ilmiah. Yaitu dengan menggunakan vacum tube (tabung hampa udara). Penguatan operasional buatan Jhon Ragazzini memiliki ukuran kurang lebih 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 vakum, maka tidak demikian halnya dengan yang kita jumpai pada zaman modern ini. Dimana sekarang vacuum tube sudah diganti dengan komponen transistor.

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

Simbol Op-Amp (Operational Amplifier)

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

Pada umumnya alat ini bekerja dengan dua suplai tegangan simetris. Dimana tegangan suplai simetris terdiri dari tegangan suplai negatif (-V) dan juga tegangan suplai positif (+V).

Bagi orang yang tidak berkecimpung di dunia elektronika, mungkin cukup awam dengan bentuk Op-Amp. Berikut detail gambar bentuk dan simbol Op-Amp yang bisa Anda lihat di bawah ini.

op amp symbol and terminals

Dari gambar di atas dapat disimpulkan bahwa Operasional Ampilfier disimbolkan dengan simbol berbentuk segitiga sama kaki. Dimana pada alas segitiga yaitu bagian kanan dan kiri terdapat sinyal input. Artinya, dua jalur sinyal input bersifat inverting dan juga non-inverting.

Selain itu, juga terdapat catu daya positif dan negatif pada bagian kaki. Adapun outputnya ada di bagian atas segitiga. Lokasi persisnya ada di sisi kanan.

Singkatnya, bagian-bagian terminal yang terdapat pada Op-Amp antara lain:

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

Fungsi Op-Amp (Operational Amplifier)

Operasional Amplifier adalah perangkat yang berfungsi sebagai penguat sinyal input. Selain itu, Op-Amp juga berfungsi sebagai sensor atau pendeteksi arus listrik, yaitu jenis arus AC dan DC.

Adapun fungsi dari Op-Amp diantaranya adalah:

• Penguat sinyal
• Buffer sinyal
• Sebagai sensor
• Sebagai penguat
• Mengubah sinyal analog menjadi digital
• Sebagai filter aktif
• Perkuat volume suara
• Peralatan
• Mengatur voltase dan sebagainya

Cara Kerja Op-Amp (Operational Amplifier)

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

Ada 2 prinsip kerja Op-Amp, diantaranya adalah:

• Jika pada operasional amplifier tegangan input inverting dan non-inverting memiliki nilai yang sama, maka nilai output yang dihasilkan adalah nol.
• Namun jika kedua input memiliki nilai yang berbeda, maka output dari Op-Amp akan menghasilkan nilai tertentu.

Pada sebuah Op-Amp terdapat 2 jalur yang akan dilalui oleh sumber tegangan yaitu tegangan positif dan negatif. Ketika input non-inverting (+) memiliki potensial yang lebih kecil daripada input inverting (-), output yang dihasilkan adalah positif.

Sebaliknya, ketika output inverting memiliki potensi yang lebih besar daripada input non-inverting, maka hasil negatifnya adalah nilai yang diperoleh dari output tersebut.

Karakteristik Op-Amp (Operational Amplifier)

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

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

Ketika gain dikurangi, tegangan dapat diukur dan dikontrol. Dan tentunya kebisingan yang berlebihan dapat dicegah. Untuk lebih memahami tentang karakteristik Op-Amp, Anda dapat memperhatikan gambar berikut ini:

karakteristik op-amp 741

• Tegangan Penguatan Tak Terbatas

Av atau penguatan tegangan open-loop memiliki nilai tak terbatas atau tak terhingga. Namun, Op-Amp sering dijual secara komersial. Nilai amplifikasi tegangan objek hanya antara 10-20 ribu.

• Bandwidth Tak Terbatas

Bandwidth atau lebar pita juga memiliki nilai tak terhingga atau dengan simbol BW=∞.

• Input Impedansi Tak Terbatas

Impedansi input adalah Zin = ∞ (tak terhingga). Namun untuk Op-Amp dengan input tipe FET, impedansi inputnya sekitar 10-12 ohm. Sedangkan untuk tipe bipolar, nilainya berada pada kisaran 250 K Ohm hingga 2 M Ohm.

• Impedansi Output Nilainya Kecil

Pada Op-Amp (Operational Amplifier), nilai yang terdapat pada output relatif lebih kecil. Bahkan hanya berkisar 150 Ohm karena memang sengaja dibuat sangat kecil. Hal ini tentunya karena menyesuaikan dengan jenis kebutuhan.

• Tegangan Offset Output Nol

Dalam pengoperasian amplifier, nilai tegangan offset output nilainya adalah nol.

• Suhu

Suhu temperatur tidak menyebabkan perubahan karakteristiknya, maka waktu respon Op-Amp adalah nol detik.

Akhir Kata

Op-Amp (Operational Amplifier) ​​adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat operasional. Benda ini dibuat dalam bentuk linier dan dikemas dalam sebuah rangkaian IC.

Op-Amp terdiri dari berbagai komponen elektronik lainnya. Mulai dari resistor, dioda, kapasitor, hingga transistor. Ketika semua komponen terhubung dengan baik, maka Op-Amp akan menghasilkan penguatan (amplifikasi tinggi).

Karena berfungsi sebagai penguat sinyal atau sensor, Op-Amp sering digunakan dalam berbagai komponen elektronik. Mulai dari komparator, oscillator, integrator, dan sebagainya. Itulah kurang lebih pembahasan lengkap tentang Op-Amp. Semoga bermanfaat!