Vigo Danovan Saputra

14.5 SPESIFIKASI OP-AMP OFFSET PARAMETER DC

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan [kembali]

Mengetahui dan memahami pengaplikasian dari opamp
Mampu menjelaskan prinsip cara kerja setiap rangkaian
Mampu mengaplikasikan dan membuat rangkaian

2. Alat dan Bahan [kembali]

Alat

>Instrumen

Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Spesifikasi:

Pinout:

Keterangan:

Multimeter

multimeter,adalah sebuah peralatan khusus yang digunakan untuk mengukur komponen listrik. Mulai dari mengukur hubungan Arus litrik (Ampere), Tegangan listrik (Voltage), Hambatan listrik (Ohm), hingga Resistansi dari suatu rangkaian listrik. Berdasarkan fungsi dasarnya tersebut, alat ini sering disebut dengan AVO meter (Ampere, Voltage, Ohm).

Generator Daya

1) Signal Generator

Signal generator berfungsi untuk memberikan input berupa tegangan AC pada rangkaian.

Spesifikasi:

2. Power Supply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi :
Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

Bahan

1. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Spesifikasi

2. Kapasitor

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

Spesifikasi

3. Op Amp - LM741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

3. Dasar Teori [kembali]

Arus dan Tegangan Offset

Tegangan offset keluaran dapat ditunjukkan dipengaruhi oleh dua kondisi rangkaian terpisah. Ini adalah:

(1) tegangan offset masukan, V_IO, dan
(2) arus offset karena perbedaan arus yang dihasilkan pada input plus (+) dan minus (-).

INPUT OFFSET VOLTAGE, V_IO

Untuk menentukan pengaruh tegangan input ini pada output, pertimbangkan koneksi yang ditunjukkan pada Gambar 14.23

Dengan V_o = AV_i, kita bisa merumuskan

Untuk V_o, kami dapatkan

Dimana kita bisa menulis

Persamaan (14.16) menunjukkan bagaimana hasil tegangan offset keluaran dari masukan yang ditentukan tegangan offset untuk sambungan penguat khas op-amp.

TEGANGAN OUTPUT OFFSET KARENA INPUT OFFSET SAAT INI, I_IO

Karena kedua transistor masukan tidak pernah sama persis, masing-masing akan beroperasi pada arus yang sedikit berbeda.Untuk koneksi op-amp tipikal, seperti itu ditunjukkan pada Gambar 14.25, tegangan offset keluaran dapat ditentukan sebagai berikut. Mengganti arus bias melalui resistor masukan dengan penurunan tegangan yang berkembang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.26

Kita dapat menentukan ekspresi tegangan keluaran yang dihasilkan. Menggunakan superposisi, tegangan keluaran karena arus prategangan masukan I⁺_IB, dilambangkan dengan V⁺_o, adalah

Sedangkan tegangan keluaran hanya karena I^-_IB, dilambangkan dengan V^-_o, adalah...

Untuk tegangan offset keluaran total sebesar

Karena pertimbangan utamanya adalah perbedaan antara arus prategangan masukan dari setiap nilai, kita mendefinisikan I_IO arus offset dengan

Karena resistansi kompensasi R_C biasanya kira-kira sama dengan nilai R₁, menggunakan R_C=R₁ di Persamaan. (14.17) kita bisa menulis

INPUT BIAS CURRENT, I_IB

Parameter yang terkait dengan I_IO dan arus prategangan masukan terpisah I_IB dan I_IB adalah arus bias rata-rata didefinisikan sebagai

Satu dapat menentukan arus prategangan masukan terpisah menggunakan nilai-nilai yang ditentukan I_IO dan I_IB. Dapat ditunjukkan bahwa untuk I⁺_IB > I^-_IB

Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR).
Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Spesifikasi

Op-Amp IC741
Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, di antaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Rangkaian dasar Op-Amp

Op Amp IC 741 adalah sirkuit terpadu monolitik, yang terdiri dari Penguat Operasional tujuan umum. Ini pertama kali diproduksi oleh semikonduktor Fairchild pada tahun 1963. Angka 741 menunjukkan bahwa IC penguat operasional ini memiliki 7 pin fungsional, 4 pin yang mampu menerima input dan 1 pin output.
Op Amp IC 741 dapat memberikan penguatan tegangan tinggi dan dapat dioperasikan pada rentang tegangan yang luas, yang menjadikannya pilihan terbaik untuk digunakan dalam integrator, penguat penjumlahan, dan aplikasi umpan balik umum. Ini juga dilengkapi perlindungan hubung singkat dan sirkuit kompensasi frekuensi internal yang terpasang di dalamnya.

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday.
Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%
Pinout:

Spesifikasi:

EXAMPLE SUBCHAPTER 14.5 :

1. Hitung tegangan offset keluaran dari rangkaian pada Gambar 14.24. Daftar spesifikasi op-amp

VIO 1.2 mV.

2. Hitung tegangan offset untuk rangkaian Gambar 14.24 untuk daftar spesifikasi op-amp IIO 100 nA.

SOLUSI

V_o = I_IO

R_f = (100 nA)(150 kΩ) = 15 mV

3. Hitung tegangan offset total untuk rangkaian Gambar 14.27 untuk op-amp dengan nilai tegangan offset masukan yang ditentukan, V_IO= 4 mV dan arus offset masukan I_IO =150 nA.

SOLUSI

Offset karena V_IO adalah…..

menghasilkan offset total......

4. Hitung arus bias masukan pada setiap masukan op-amp yang memiliki nilai tertentu
dari I_IO= 5 nA dan I_IB = 30 nA.

SOLUSI

PROBLEM SUBCHAPTER 14.5 :

1. Selesaikan permasalahan berikut dengan mencari Vout !

2. Diketahui rangkain Op-amp sebagai gambar di bawah ini, jika tegangan catunya +15V dan-15V, sedang RF = 470 KΩ, R1 = 4K3, R2 = R3 = 33 KΩ dan Vin = 8 mV. Berapakakulasi ouput Op-amp (Vo)?

MULTIPLE CHOICE SUBCHAPTER 14.5 :

1. Pada rangkaian dasar OP-AMP, jika tegangan dasar input sama dengan tegangan ouput tetapi gelombang sinyal input berbeda fase dengan gelombang sinyal output, OP-AMP ini sering disebut dengan ?

A. Inverting Amplifier

B. Non-Inverting Amplifier

C. OP-AMP sebagai penjumlah

D. Differensial Amplifier

2. Operational Amplifier memiliki singkatan.....

A. OT-AMP

B. OP-AML

C. OP-AMP

D. OP-AMR

4. Percobaan [kembali]

A) Prosedur Percobaan

Pada percobaan kali ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut:

Mempersiapkan Alat besrta Bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas
Merangkai Rangkaian sesuai dengan jenisnya masing-masing, terdapat 5 jenis rangkaian yang akan diujikan
Pada masing-masing Rangkaian disambungkan input tegangan AC agar dapat melihat bagaimana perbedaan respons gelombang input dan outputnya.
Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan rumus yang ada, dan juga amatilah respon grafik sinyal input dan outputnya.

B) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

5.

Gambar rangkaian 14.23 non inverting amplifier

resistor diumpankan kekaki non inverting op amp. Selanjutnya arus akan diperkuat dengan nilai voutnya :

V_IO(R1+Rf)/R1.

dimana persamaan tersebut menunjukkan bagaimana hasil tegangan offset keluaran dari masukan yang ditentukan tegangan offset untuk sambungan penguat khas op-amp.

hasil yang didapatkan melalui perhitungan dan simulasi yaitu sebesar 10volt

Gambar Rangkaian 14.24 inverting amplifier

resistor diumpankan kekaki inverting op amp. Selanjutnya arus akan diperkuat dengan nilai voutnya :

V_IO(R1+Rf)/R1

karena V10 =1,2 mv maka perhitungannya :

Gambar Rangkaian 14.25 inverting amplifier

dari resistor lalu diumpankan ke inverting amplifier dengan rumus

Vo = 9(1+10k/10k) - 9(10k/10k),sehingga didapatkan hasil yaitu sebesar 9 volt

Gambar Rangkaian 14.26 inverting amplifier

dari resistor lalu diumpankan ke inverting amplifier dengan rumus :

Vo = 9(1+10k/10k) - 9(10k/10k),sehingga didapatkan hasil yaitu sebesar 9 volt

Gambar Rangkaian 14.27 inverting amplifier

Pertama V input akan diumpankan menuju resistor lalu kekaki inverting op amp. Selanjutnya arus akan diperkuat dengan nilai voutnya :

Vigo Danovan Saputra

14.5 SPESIFIKASI OP-AMP OFFSET PARAMETER DC

1. Tujuan [kembali]