Op Amp Amplifier
BAHAN PRESENTASI UNTUK MATAKULIAH ELEKTONIKA 2017
DOSEN PENGAMPU : DARWISON, M.T
Gambar 1 memperlihatkan rangkaian op-amp dengan kurva karakteristik Input-Output yaitu hubungan Vi terhadap VO. Dari kurva Karakteristik I-O tersebut amplifier bekerja pada karakteristik yang membentuk hubungan linear artinya semakin besar Vi maka semakin besar juga VO dan sebaliknya. Operasi amplifier menghindari output dalam kondisi saturasi karena akan membuat cacat keluaran outputnya.
Gambar 1 Rangkaian dan kurva karakteristik I-O
Ciri-ciri rangkaian amplifier adalah adanya feedback (umpan balik) negatif dari output ke input inverting (-) op-amp.
Rangkaian amplifier ada 4 macam, yaitu:
Adapun rangkaian inverting amplifier adalah seperti gambar 2(a) dimana sesuai dengan namanya yaitu dengan input dimasukkan ke kaki inverting (pembalik) sehingga output akan dibalik atau beda fasa sebesar 180 derajat.
Untuk mencari turunan penguatan tegangan ACL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar 2(b). Dalam analisa rangkaian amplifier disyaratkan op-amp bekerja ideal sehingga tegangan differensial (selisih tegangan di kaki non inverting terhadap tegangan di kaki inverting) Ed = 0, artinya VA (tegangan di titik A) = 0 sehingga arus yang melewati Ri sama dengan arus yang melewati Rfkarena arus yang masuk ke kaki inverting sangat kecil karena sifat op-amp dimana impendasi (Zi) inputnya sangat besar. Adapun rangkaian pengganti untuk menghitung arus I adalah seperti gambar 115.
Gambar 2 (a) Rangkaian inverting amplifier (b)
Rangkaian inverting amplifier dengan input dc positif
Dari rangkaian gambar 2(b) dengan Ed = 0 maka VA = 0 sehingga rangkaian dapat disederhanakan menjadi seperti gambar 3 untuk mencari arus I.
Bentuk gelombang tegangan output VO adalah seperti pada gambar 4(a) dan karakteristik I-O seperti pada gambar 4(b).
Gambar 4 (a) Bentuk gelombang tegangan output Vo (b)
Kurva karakteristik I-O
Rangkaian inverting adder amplifier (pembalik) adalah seperti gambar 5.
Gambar 5 Rangkaian inverting adder amplifier
Dari gambar 5 dengan memakai hukum Kirchoff dimana arus masuk sama dengan arus keluar
sehingga arus di Rf sama dengan jumlah arus di R1, R2 dan R3.
Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 sehingga VA = 0
Gambar 6 Bentung gelombang tegangan output VO dengan input tegangan dc
Rangkaian inverting adder amplifier dengan 3 input bertegangan ac seperti gambar 7(a) dan hasil simulasi pada gambar (b).
Gambar 7 (a) Rangkaian inverting adder amplifier dengan 3 input bertegangan ac
(b) Bentung gelombang tegangan output VO dengan input tegangan ac
Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik) adalah seperti gambar 8(a), input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga tegangan output yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input. Untuk mencari turunan penguatan tegangan ACL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar 8(b).
Gambar 8 (a) Rangkaian non inverting amplifier (b)
Rangkaian non inverting amplifier dengan input dc positif
Dari rangkaian gambar 8(b) dengan syarat op-amp ideal Ed = 0 maka VA = Visehingga rangkaian dapat disederhanakan untuk mencari arus I seperti gambar 9.
Gambar 9 Rangkaian untuk menghitung arus I
Adapun hasil simulasi bentuk gelombang I-O seperti gambar 10 (a) dan karakteristik I-O seperti gambar 10 (b).
Gambar 10 (a) Bentung gelombang tegangan output VO dengan input Vac
(b) Kurva karakteristik I-O
Rangkaian non inverting adder amplifier (pembalik) adalah seperti gambar 11.
Gambar 11 Rangkaian non inverting adder amplifier
Dari gambar 11 dengan memakai metoda loop tertutup untuk mencari arus loop sehingga bisa dicari tegangan input Vi.
Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 sehingga VA = Vi
Gambar 12 Rangkaian non inverting adder amplifier dengan 3 input
Jika memakai tiga input seperti gambar 12 maka rumus tegangan VOdapat dicari dengan metoda loop tertutup tersebut, adapun turunan rumus VO adalah:
4.3.3 Voltage Follower
Rangkaian voltage follower atau buffer dimana ACL = 1, adalah seperti pada gambar 13.
Gambar 13 rangkaian voltage follower
Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 maka VO = Vi sehingga
Bentuk gelombang tegangan input dan gelombang tegangan output adalah sama karena ACL = 1 dan sefasa karena Vi diinputkan ke kakinon inverting seperti pada gambar 14(a) dan kurva karakteristik I-O seperti gambar 14(b).
Gambar 14 (a) Bentung gelombang tegangan output VO dengan input Vac
Gambar (b) Kurva karakteristik I-O
Rangkaian Differential Amplifier adalah seperti pada gambar 15.
Gambar 15 rangkaian Differential Amplifier
Rangkaian Differential Amplifier adalah menghasilkan selisih dari dua input yang satu diinputkan ke kaki inverting dan yang satu lagi diinputkan ke kaki non inverting seperti terlihat pada gambar 15 diatas.
Untuk mendapatkan rumus Vo non inverting amplifier maka pertama digroundkan V2 sehingga rangkaian menjadi rangkaian non inverting amplifier seperti gambar 16.
dimana,
Gambar 16 rangkaian Non inverting Amplifier
Untuk mendapatkan rumus maka digroundkan V1 sehingga rangkaian menjadi rangkaian inverting amplifier seperti gambar 17.
Gambar 17 rangkaian inverting Amplifier
Bentuk gelombang tegangan input V1 dan V2 serta gelombang tegangan output VO adalah seperti pada gambar 18.
Gambar 18 (a) Bentuk gelombang tegangan input V1 dan V2 , (b) bentuk gelombang tegangan VO
silahkan didownload disini
silahkan didownload disini
DAFTAR PUSTAKA
1. Boylestad, R. and Nashelsky, L., 1999, “Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall, New Jersey.
2. Hayt, W. H. and Neudeck, G. W., “Electronic Circuit Analysis and Design”, Houghton Mifflin Company, Boston.
3. Coughlin, R. F. and Driscoll F. F., 1985, “Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
4. Paynter, R. T.,1997, ”Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
5. Malvino, 1985, “ Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor: Pangantar Transistor dan Rangkaian Terpadu”, Penerbit Erlangga.
6. Mike Tooley, 2002, “ Rangkain Elektronika: Prinsip dan Aplikasi”, Penerbit Erlangga
7. Darwison, 2008, “Diktat Elektronika Analog”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
8. Darwison, 2010, “Diktat Dasar Elektronika”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
9. Darwison, 2010, “Panduan Praktikum Dasar Elektronika Digital”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar