PENGUAT PENGUAT

(AMPLIFIER)(AMPLIFIER)

Nirsam NIM. 13708259002Slamet Harjono NIM. 13708259020Aziz Ghufron NIM. 13708259023

PPengertianengertianRangkaian amplifier sudah bukan barang asing lagi di mata masyarakat indonesia. Hampir di setiap perabotan rumah-rumah di Indonesia terdapat ampli (istilah yang sering di gunakan orang untuk menyebutkan amplifier).Amplifier (penguat) sendiri dapat didefinisikan sebagai komponen atau rangkaian komponen yang digunakan sebagai penguat daya atau juga tenaga didalam bidang elektronik. Jadi dapat ditarik kesimpulan bahwa amplifier adalah rangkaian di dalam elektonik yang dipergunakan untuk memperkuat tenaga atau daya dari elektronik itu sendiri.

LanjutanLanjutan

Jenis-jenis penguat (amplifier)Jenis-jenis penguat (amplifier)

a. Penguat frekuensi audio (AF Amplifier)

b. Penguat frekuensi radio (RF Amplifier)

c. Penguat ultrasonik (Ultrasonic Amplifier)

d. Penguat operasional (Op-Amp)e. Penguat bandwidth f. Penguat DC (DC Amplifier)g. Penguat video (Video Amplifier)h. Penguat penyangga (Bufffer

Amplifier)

Perkembangan Penguat Perkembangan Penguat (amplifier)(amplifier)

a. Penguat / Amplifier tabungb. Penguat / Amplifier Transistorc. Penguat / Amplifier ICDalam perkembangannya penguat

IC Op Amp banyak digunakan, alasannya adalah:

1. Keserbagunaannya.2. Penguat Op Amp mendekati

karakteristik yang ideal

Penguat Operasional

(Op-amp)

Pengertian Op-ampPengertian Op-amp

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

Karakteristik Ideal Op-ampKarakteristik Ideal Op-amp

Penguatan Tegangan Lingkar TerbukaPenguatan Tegangan Lingkar Terbuka

Adalah penguatan diferensial Op-amp pada kondisi dimana tidak terdapat umpan balik (feedback) yang diterapkan padanya.

Secara ideal, penguatan tegangan lingkar terbuka adalah:AVOL = Vo / Vid = -∞AVOL = Vo/(V1-V2) = -∞

Penguatan Ofset KeluaranPenguatan Ofset Keluaran

Adalah harga tegangan keluaran dari Op- Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid = 0.

Secara ideal, harga VOO = 0 V.

Hambatan MasukanHambatan Masukan

Adalah besar hambatan di antara kedua masukan Op-amp.

Secara ideal, harga Ri = ∞

Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op-amp adalah antara 5 kΩ hingga 20 MΩ, tergantung pada tipe Op Amp

Hambatan KeluaranHambatan Keluaran

Adalah besarnya hambatan dalam yang timbul pada saat Op-amp bekerja sebagai pembangkit sinyal.

Secara ideal, harga RO = 0.

Waktu TanggapanWaktu Tanggapan

Adalah waktu yang diperlukan oleh keluaran untuk berubah setelah masukan berubah.

Secara ideal harga waktu respon Op-amp adalah = 0 detik.

Karakteristik Terhadap SuhuKarakteristik Terhadap Suhu

Suatu bahan semikonduktor akan berubah karakteristiknya apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar.

Pada Op-amp yang ideal, karakteristiknya tidak berubah terhadap perubahan suhu.

Tetapi dalam prakteknya, karakteristik sebuah Op Amp pada umumnya sedikit berubah.

Lebar PitaLebar Pita

adalah lebar frekuensi tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan.

Secara ideal, harga BW= ∞

Aplikasi Op-ampAplikasi Op-amp

Penguat Inverting

Comparator

Penguat Non-Inverting

Penguat Diferensial

Penguat Penjumlah

Integrator

Differensiator

ComparatorComparator

Adalah penggunaan op-amp sebagai pembanding antara tegangan yang masuk pada input (+) dan input (-).

Penguat InvertingPenguat Inverting

Adalah penggunanan op-amp sebagai penguat sinyal dimana sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input.

Penguat Non-invertingPenguat Non-inverting

Adalah penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input.

Penguat DifferensialPenguat Differensial

Digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar Rf/R1 untuk R1 = R2 dan Rf = Rg.

Penguat PenjumlahPenguat Penjumlah

Berfungsi menjumlahkan beberapa level sinyal input yang masuk ke op-amp.

Vout = - ((Rf/R1) x V1 + (Rf/R2) x V2 + ... + (Rf/Rn) x Vn)

Gain = Rf/Rin

IntegratorIntegrator

Opamp dapat digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respons frekuensi. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, hanya saja rangkaian umpanbaliknya (feedback) bukan resistor melainkan menggunakan capasitor.

Vout = -1/RC ( t0 ∫ tlvindt )

G(ω) = -1/ωRC

G(f) = -1/2πfRC

DifferensiatorDifferensiator

Selain rangkaian integrator, rangkaian op-amp sebagai rangkaian respons frekuensi dapat juga dibuat sebagai rangkaian differensiator kalau komponen C pada rangkaian penguat inverting di tempatkan di depan.

Vout = -RC dvin/dt

G(ω) = -ωRC

Contoh Soal 1Contoh Soal 1

1. Suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial, memiliki dua masukan dan satu keluaran disebut ….

a. Penguat frekuensi audio b. Penguat DC c. Penguat video d. Penguat penyangga e. Penguat operasional

Jawab. e. Penguat operasional

Contoh Soal 2Contoh Soal 2

2. Berikut adalah nilai hambatan masukan, hambatan keluaran dan waktu tanggapan sesuai karakteristik ideal op-amp berturut-turut adalah ….

a. 0, ∞, 0 b. ∞, 0 ,0 c. 0,0, ∞d. ∞, ∞, 0e. 0, ∞, ∞Jawab. b. ∞, 0 ,0 hambatan masukan=∞, hambatan keluaran = 0, dan waktu tanggapan = 0 detik.

Contoh Soal 3Contoh Soal 3

Jawab : a. Penguat op-amp inverting

Contoh Soal 4Contoh Soal 44.Tegangan masukan yang diperkuat oleh perolehan

tegangan open loop untuk menghasilkan tegangan keluaran yang dibalikkan, lalu tegangan keluaran kemudiandiumpanbalikkan ke masukan melalui resistor umpan balik (R2). Ini akanmenghasilkan….

a.Arus bias input b.Tegangan offsetc.Umpan balik negatived.Slew ratee.Cutoff

Jawab : c. Umpan balik negative

Contoh Soal 5Contoh Soal 5

5.Pada Rangkaian Dasar Op-Amp, Jika besar tegangan input sama dengan tegangan output tetapi gelombang sinyal input berbeda fase dengan gelombang sinyal output. Op-amp ini sering disebut ……

a.Inverting amplifierb.Non-Inverting amplifier c.Op-amp sebagai penjumlahd.Differensial amplifiere.Integrator

Jawab : a.Inverting amplifier

Contoh 6Contoh 6

6. Gambar rangkaian dasar aplikasi op-amp berikut ini merupakan aplikasi op-amp jenis ….

a.Inverting amplifierb.Non-Inverting amplifier c.Op-amp sebagai penjumlahd.Differensial amplifiere.Integrator

Jawab: d.Differensial amplifier

Contoh Soal 7 Contoh Soal 7 7. Perhatikan Gambar Berikut!Differensiator op-amp dari rangkaian seperti gambar di samping dengan nilai C1 = 1µF dan Rf = 1KΩ. Sumber tegangan ±15Volt > Awal sinyal adalah 0 Volt. Pada Vin = 1 Volt (sinyal dc) pada saat 10 detik menghasilkan tegangan output ….a.0,0001 Volt b.0,001 Volt c.0,01 Volt d.0,1 Volt e.1 Volt

Jawab : b. 0,0001 Volt Vout = - RfC1.dvin / dt= - 103.10-6 (1Volt-0Volt) / 10= - 10-3. 0,1= - 0,0001 V

Contoh Soal 8Contoh Soal 8

8. Sebuah penguat inverting mempunyai nilai Rf= 1MΩ dan Rin= 100kΩ, maka menghasilkan penguatan ….

a. – 10 kali b. 10 kali c. -100 kali d. 100 kali e. -1000 kali

Jawab. a. – 10 kali

A = - (Rf / Rin) = - (106Ω / 105Ω) = - 10 kali

Contoh Soal 9Contoh Soal 9

9. Sebuah penguat op-amp non inverting dengan penguatan 10 kali, jika sumber tegangan + 15 Volt dan Vin = 2 Volt, maka menghasilkan tegangan output ….

a. 20 Voltb. -13,5 Volt c. 13,5 Volt d. + 13,5 Volt e. - 20 Volt

Jawab. a. 20 Volt Vout = A x Vin

= 10 x 2 = 20 Volt

Contoh Soal 10Contoh Soal 10

10. Berikut ini yang merupakan rumusan matematis menghitung penguatan pada op-amp diferensial adalah ….a. d.

b. e.

c.

Jawab. e.

ReferensiReferensi

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