LAPORAN LEKTONIKAJUDUL: KARAKTERISTIK PENGUAT IC OP AMP 741

LATAR BELAKANGdanTINJAUAN PUSTAKA

Penguat diferensial adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. SEJARAH PERKEMBANGAN OP-AMPPengembangan rangkaian terpadu IC luar telah ada sejak tahun 1960, pertama telah dikembangkan pada “ chip “ silikon tunggal. Rangkaian terpadu itu merupakan susunan antara transidtor, dioda sebagai penguat beda dan pasangna Darlington. Kemudian tahun 1963 industri semikonduktor Fairchild memperkenalkan IC OP-AMP pertama kali µA 702, yang mana merupakan pengembangan IC OP-AMP yang lain sebelumnya, dimana tegangan sumber ( Catu Daya ) dibuat tidak sama yaitu + UCC = + 12 V dan - UEE = - 6 V, dan resistor inputnya rendah sekali yaitu ( 40 KW ) dan gain tegangan ( 3600 V/V ).IC tipe µA702 ini tidak direspon oleh industri- industri lain karena tidak universal.Tahun 1965 Fairchild memperkenalkan IC MA709 merupakan kelanjutan sebagai tandingan dari µA702. Dengan banyak kekhususan tipe µA709 mempunyai tegangan sumber yang simetris yaitu + UCC = 15 V dan – UEE = -15 V,resistan input yang lebih tinggi ( 400 KW ) dan gain tegangan yang lebih tinggi pula (45.000 V/v). IC µA709 merupakan IC linear pertama yang cukup baik saat itu dan tidak dilupakan dalam sejarah dan merupakan generasi OP-AMP yang pertama kali. Generasi yang pertama OP-AMP dari Motorola yaitu MC1537.

Penguat operasional (Op Amp) didefinisikan sebagai suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Simbol dari penguat operasional :Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp 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 yang sering digunakan oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~ 105. Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena beberapa keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi masukan yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya.

Op-amp di dalamnya terdiri dari beberapa bagian, yang pertama adalah penguat diferensial, lalu ada tahap penguatan (gain), selanjutnya ada rangkaian penggeser level (level shifter) dan kemudian penguat akhir yang biasanya dibuat dengan penguat push-pull kelas B. Gambar-2(a) berikut menunjukkan diagram dari op-amp yang terdiri dari beberapa bagian tersebut.

Simbol op-amp adalah seperti pada gambar 2 (b) dengan 2 input, non-inverting (+) dan input inverting (-). Umumnya op-amp bekerja dengan dual supply (+Vcc dan –Vee) namun banyak juga op-amp dibuat dengan single supply (Vcc – ground). Simbol rangkaian di dalam op-amp pada gambar 2 (b) adalah parameter umum dari sebuah op-amp. Rin adalah resitansi input yang nilai idealnya infinit (tak terhingga). Rout adalah resistansi output dan besar resistansi idealnya 0 (nol). Sedangkan AOL adalah nilai penguatan open loop dan nilai idealnya tak terhingga.Saat ini banyak terdapat tipe-tipe op-amp dengan karakterisktik yang spesifik. Op-amp standard type 741 dalam kemasan IC DIP 8 pin. Untuk tipe yang sama, tiap pabrikan mengeluarkan seri IC dengan insial atau nama yang berbeda. Misalnya dikenal MC1741 dari motorola, LM741 buatan National Semiconductor, SN741 dari Texas Instrument dan lain sebagainya. Tergantung dari teknologi pembuatan dan desain IC-nya, karakteristik satu op-amp dapat berbeda dengan op-amp lain.

Jika input (+) lebih tinggi dari input (-) maka op amp akan mengeluarkan tegangan positif dan jika input (-) lebih tinggi dari input (+) maka op amp akan mengeluarkan tegangan negatif. Dengan demikian op amp dapat dipakai untuk membandingkan dua buah tegangan yang berbeda.

Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp 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 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). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite).Penguat operasional (Op-Amp) adalah suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional (Op-Amp) dikemas dalam suatu rangkaian terpadu (integrated circuit-IC). Salah satu tipe operasional amplifier (Op-Amp) yang populer adalah LM741. IC LM741 merupakan operasional amplifier yang dikemas dalam bentuk dual in-line package (DIP). Kemasan IC jenis DIP memiliki tanda bulatan atau strip pada salah satu sudutnya untuk menandai arah pin atau kaki nomor 1 dari IC tersebut. Penomoran IC dalam kemasan DIP adalah berlawanan arah jarum jam dimulai dari pin yang terletak paling dekat dengan tanda bulat atau strip pada kemasan DIP tersebut. IC LM741 memiliki kemasan DIP 8 pin seperti terlihat pada gambar berikut.

Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/komponen/operasional-amplifier-op-amp-ic-lm741/Copyright © Elektronika Dasar

Pada IC ini terdapat dua pin input, dua pin power supply, satu pin output, satu pin NC (No Connection), dan dua pin offset null. Pin offset null memungkinkan kita untuk melakukan sedikit pengaturan terhadap arus internal di dalam IC untuk memaksa tegangan output menjadi nol ketika kedua input bernilai nol. IC LM741 berisi satu buah Op-Amp, terdapat banyak tipe IC lain yang memiliki dua atau lebih Op-Amp dalam suatu kemasan DIP. IC Op-Amp memiliki karakteristik yang sangat mirip dengan konsep Op-Amp ideal pada analisis rangkaian. Pada kenyataannya IC Op-Amp terdapat batasan-batasan penting yang perlu diperhatikan.

PEMBAHASAN

Jenis-jenis IC Voltage Regulator (IC Pengatur Tegangan) – Voltage Regulator atau Pengatur Tegangan adalah salah satu rangkaian yang sering dipakai dalam peralatan Elektronika. Fungsi Voltage Regulator adalah untuk mempertahankan atau memastikan Tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, Tegangan Output (Keluaran) DC pada Voltage Regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan Tegangan Input (Masukan), Beban pada Output dan juga Suhu. Tegangan Stabil yang bebas dari segala gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun) sangat dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan Elektronika terutama pada peralatan elektronika yang sifatnya digital seperti Mikro Controller ataupun Mikro Prosesor.Rangkaian Voltage Regulator ini banyak ditemukan pada Adaptor yang bertugas untuk memberikan Tegangan DC untuk Laptop, Handphone, Konsol Game dan lain sebagainya.

Pada Peralatan Elektronika yang Power Supply atau Catu Dayanya diintegrasi ke dalam unitnya seperti TV, DVD Player dan Komputer Desktop, Rangkaian Voltage Regulator (Pengatur Tegangan) juga merupakan suatu keharusan agar Tegangan yang diberikan kepada Rangkaian lainnya Stabil dan bebas dari fluktuasi.Terdapat berbagai jenis Voltage Regulator atau Pengatur Tegangan, salah satunya adalah Voltage Regulator dengan Menggunakan IC Voltage Regulator. Salah satu tipe IC Voltage Regulator yang paling sering ditemukan adalah tipe 7805 yaitu IC Voltage Regulator yang mengatur Tegangan Output stabil pada Tegangan 5 Volt DC.Jenis-jenis IC Voltage RegulatorTerdapat beberapa cara pengelompokan Pengatur Tegangan yang berbentuk IC (Integrated Circuit), diantaranya adalah berdasarkan Jumlah Terminal (3 Terminal dan 5 Terminal), berdasarkan Linear Voltage Regular dan Switching Voltage Regulator. Sedangkan cara pengelompokan yang ketiga adalah dengan menggolongkannya menjadi 3 jenis yakni Fixed Voltage Regulator, Adjustable Voltage Regulator dan Switching Voltage Regulator.Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai 3 Jenis IC Pengatur Tegangan DC (DC Voltage Regulator) :

Integrated Circuit adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi konduktor dan merupakan pengembangan dari transistor. Dalam sebuah IC terdapat beberapa jenis komponen pasif maupun komponen aktif yang tersusun dalam kemasan (pckages). Jenis -jenis kemasan pada IC yang umum digunakan antara lain: Single In-Line (SIP), Dual In-Line Packege (DIP), Q!uad In-Line Package (QIP), dan flat Pack.

Jenis-jenis Integrated Circuit (IC)1. IC Analog ( Linier) IC analog adalah IC yang tersusun oleh beberapa rangkaian (linier) dan beroperasi dengan menggunakan sinyal sinusoidal.

Macam- macam IC analog (linier)a. IC Op-Amp

Disebut amplifier operasional atau op-amp merupakan salah satu jenis IC analog yang berfungsi sebagai rangkaian penguat. IC Op- Amp, s dibedakan menjadi dua macam/jenis yaitu:

i. Op- Am Inverting

Op-amp inverting merupakan rangkaian penguat yang tegangan keluarabbya berbanding terbalik dengan tegangan masuknya. Sinyal masuk ke op-amp inverting melalui input inverting dan menghasilkan keluaran dengan sudut fase yang berkebalikan dengan sudut fase tegangan masukan. Besarnya penguatan tergantung pada faktor penguatan (gain) yang dirumuskan sebagai berikut:Vout = -(R2/R1)Vindengan:Vout : tegangan keluaran penguatan operasional (output)Vin : tegangan masukan (input)R1 : hambatan ke-1 (ohm)R2 : hambatan ke-2 (ohm)ii. Op-Amp Non-Inverting

Penguat operasional non inverting termasuk dalam sistem analog linier, yaitu sitem yang menghasilkan tegangan keluaran sebanding dengan tegangan masukan yang diberikan. Penguat operasional non inverting adalah penguat yang sinyal masukannya diberikan pada input non-inverting dan menghasilkan output dengan sudut fase sama dengan sudut fase tegangan input. Besarnya penguatan pada faktor penguatan (gain) yang dirumuskan sebagai berikut:Vout = ((Ri+R2)/R1)VindenganVout : tegangan keluaran penguatan operasional (output)Vin : tegangan masukan (input)R1 : hambatan ke-1 (ohm)R2 : hambatan ke-2 (ohm)b. IC timer 555 IC timer 555 merupakan IC linier yang berfungsi sebagai rangkaian pewaktu monostable dan osilator estable. IC 555 merupakan jenis IC yang terkenal didalam dunia elektronika analog/linier. Pada penggunaannya , IC 555 dapat dikategorikan dalam beberapa fungsi rangkaian, antara lain sebagai berikut:i. Rangkaian Monostable

Pada rangkaian monostable , IC 555 berfungsi sebagai penghasil pulsa diskrit. Pulsa akan dihasilkan pada saat IC 555 menerima siyal pemicu. Lebar pulsa yang dihasilkan dipengaruhi oleh hubungan RC (resistor dan kapasitor). Pulsa akan berhenti setelah kapasitor menerima 2/3 tegangan catu daya.

Lebar pulsa dapat dimodifikasi dengan mengubah nilai resistor (R) dan kapasitor (C) sesuai dengan rumus berikut:t=1,1(RxC)dengan:t : tegangan pulsa (detik)R : nilai resistor (ohm)C : nilai kapasitor (farad)ii. Rangkaian Astable

Pada rangkaian astable, IC 555 berfungsi sebagai penghasil sinyal kotak (pulsa) dengan frekuensi tertentu secara terus menerus. R1 menghubungan Vcc dan pin7 (pin discharge), R2 menghubungkan pin 7(pin discharge), pin 6 (threshold), dan pin 2 (trigger). Kapasitor melakukan pengisian pada R1 dan R2, serta hanya melakukan pengosongan pada R2. POada rangkaian estable, frekuensi pulsa hanya dipengaruhi oleh nilai R1, R2, dan C. Rumusan frekuensi pada rangkaian estable sebagai berikut:

f = 1/(In(2)xC(R1+R2))Lebar pulsa high dirumuskan sebagai berikut

high = In(2)x(R1+2R2)CLebar pulsa low dirumuskan sebagai berikut :

low = In(2)xCxR2dengan:R : nilai resistor (ohm)C : nilai kapasitor (C)c. IC Power

IC Power merupakan jenis IC yang beroperasi pada catu daya . Umumnya , IC power digunakan pada rangkaian regulator, adaptor dan power supply.

2. IC Digital

Berbeda dengan IC analog (linier) , IC digital beroperasi pada tegangan 0 volt (low) dan 5 volt (high). IC digital tersusun dari beberapa rangkaian logika AND, OR, NOT, NAND, NOR,dan XOR).

IC digital sering digunakan sebagai aplikasi sakelar cepat. Pada perkembangannya, IC digital merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam segala bidang elektronika, karena ukurannya kecil dan memiliki fungsi yang sangat lengkap.

Carter, B., & Brown, T. (2001). Handbook of Operational Amplifier Applications. Texas: Texas Instruments.

Integrated Circuit (IC) sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu

kemasan kecil atau dengan kata lain yaitu beberapa komponen elektronika yang dijadikan satu wadah

sehingga membentuk sebuah komponen

Macam-Macam IC dan Bentuknya

Integrated Circuit (IC) terbagi atas 2 bagian

IC Monolitik, Yaitu IC yang berdiri sendiri artinya dalam satu IC monolitik ini hanya

menjalankan/mengatur satu blok rangkaian saja dan tidak tergabung dengan IC yang lain. Umumnya

IC monolitik ini biasanya kebanyakan didapati pada radio dan televise.

Contohnya : IC AN 7812, AN 7805, SN 7400, 7411 dan lain-lain.

IC Hybrid

Yaitu gabungan dari beberapa IC atau dengan kata lain IC yang terkumpul. Dalam satu PCB (papan rangkaian)

Umumya IC Hybrid ini terdapat pada komputer.

Dalam beberapa rangkaian yang besar dapat diintegrasikan menjadi satu dan dikemas dalam kemasan

yang kecil. Sementara satu IC yang kecil dapat membuat ratusan hingga ribuan komputer. Berikut dibawah ini

satu gambar IC yang bentuknya seperti transistor.

Bentuk IC yang menyerupai sisir disebut menyerupai sisir karena kaki-kakinya hanya satu sisi saja

biasa pula IC dinamakan IC SINGLE INLINE

Bentuk IC yang segiempat dengan kaki-kaki berada pada keempat sisinya. Bentuk yang seperti ini

kebanyakan digunakan pada CPU komputer salah satu contohnya seperti gambar di bawah ini.

Bentuk IC yang kaki-kakinya hanya pada dua sisinya saja atau biasa disebut Dual Line (DIL).

Salah satu contohnya seperti gambar dibawah ini.

IC yang berbentuk bulat dan dual in line, kaki-kakinya diberi nomor urut untuk dengan urutan sesuai

arah jarum jam, kaki nomor satu diberikan tanda titik atau takikan. Setiap IC ditandai dengan nomor type,

Nomor ini menunjukkan jenis IC, jadi jika nomornya sama misalnya IC SN 7400 dengan IC HD 7400 dan

sebagainya.

Kelompok-kelompok IC

IC Linear

a.      IC Regulator

b.      IC Operational Amplifier (OP-AMP)

c.       IC Audio Amplifier dan sebagainya

IC DigitaL

d.      NAND

e.      NOR

f.        OR

g.      AND EXOR

h.      BCD, dan lain-lain

Jenis IC yang sekarang berkembang dan banyak digunakan adalah transistor-transistor logic (TTL) dan

juga Complimentary Metal Oxide Semoconduktor (CMOS).

    

Tujuan dan Fungi IC

IC dibuat dengan tujuan agar dalam merakit satu rangkaian, penggunaan IC itu lebih praktis dan

biayanya relatif lebih ringan dan juga dapat mengerjakan suatu rangkaian dengan efektif dan efisien di

dibanding menggunakan transistor.

Fungsi IC sendiri ada bermacam-macam sesuai dengan kode atau type IC tersebut. Tapi, Fungsi IC

secara umum yaitu:

1.      Mengatur tegangan input dan out put

2.      Sebagai jantung pada suatu rangkaian. Karena IC-lah yang mengatur kerja dari setiap blok rangkaian dengan

membagi tugas masing-masing blok rangkaian tertentu.

3.      Dan lain-lain