Op – Amp (Operational Amplifier) Posted on March 5, 2013 Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satukomponen 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. I. Pengertian Dasar Op-Amp Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasirangkaian 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. Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana Feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpanbalik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpanbalik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur. Op-amp ideal 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). Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil. Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yaitu : Aturan 1: Perbedaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+ – v- = 0 atau v+ = v- ) Aturan 2: Arus pada input Op-amp adalah nol (i+ = i- = 0) Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa rangkaian op-amp. II. Karakteristik Dasar Op-Amp Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa pada dasarnya Op-amp adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial), yang mana memiliki 2 input masukan yaitu input inverting (V-) dan input non-inverting(V+), Rangkaian dasar dari penguat diferensial dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini: Gambar 1 : Penguat Diferensial Pada rangkaian diatas, dapat diketahui tegangan output (Vout) adalah Vout = A(v1-v2) dengan A adalah penguatan dari penguat diferensial ini. Titik input v1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan vout satu phase dengan v1. Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa dengan tengangan vout. Diagram Blok Op-amp 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.gambar 2 (a) : Diagram Blok Op-Amp gambar 2 (b) :Diagram Schematic Simbol Op-Amp 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. Aplikasi sirkuit Terdapat banyak sekali penggunaan dari penguat operasional dalam berbagai jenis sirkuit listrik.Di bawah ini dipaparkan beberapa penggunaan umum dari penguat operasional dalam contoh sirkuit: KOMPARATOR (PEMBANDING) Komparator. Merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkan batas simpal terbuka (bahasa Inggris: open-loop gain) penguat operasional yang sangat besar.[5] Ada jenis penguat operasional khusus yang memang difungsikan semata-mata untuk penggunaan ini dan agak berbeda dari penguat operasional lainnya dan umum disebut juga dengankomparator (bahasa Inggris: comparator). Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi. di mana  adalah tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara  dan .) PENGUAT PEMBALIK Penguat pembalik. Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan. Resistor Rfmelewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran taksefase sebesar 180°, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Ini mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik negatif. Di mana,  (karena  adalah bumi maya (bahasa Inggris:virtual ground) Sebuah resistor dengan nilai , ditempatkan di antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan. Bati dari penguat ditentukan dari rasio antara Rf dan Rin, yaitu: Tanda negatif menunjukkan bahwa keluaran adalah pembalikan dari masukan. Contohnya jika Rf adalah 10.000 Ω dan Rin adalah 1.000 Ω, maka nilai bati adalah -10.000Ω / 1.000Ω, yaitu -10. PENGUAT NON-PEMBALIK Penguat non-pembalik. Rumus penguatan penguat non-pembalik adalah sebagai berikut: atau dengan kata lain: Dengan demikian, penguat non-pembalik memiliki bati minimum bernilai 1. Karena tegangan sinyal masukan terhubung langsung dengan masukan pada penguat operasional maka impedansi masukan bernilai . PENGUAT DIFERENSIAL Penguat diferensial. Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari duategangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar  untuk dan . Penguat jenis ini berbeda dengan diferensiator. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut: Sedangkan untuk  dan  maka bati diferensial adalah: PENGUAT PENJUMLAH Penguat penjumlah. Penguat penjumlah menjumlahkan beberapa tegangan masukan, dengan persamaan sebagai berikut: Saat , dan  saling bebas maka: Saat , maka: Keluaran adalah terbalik. Impedansi masukan dari masukan ke-n adalah  (di mana  adalah bumi maya) INTEGRATOR Integrator. Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu, dengan persamaan: di mana  adalah waktu dan  adalah tegangan keluaran pada . Sebuah integrator dapat juga dipandang sebagai tapis pelewat-tinggidan dapat digunakan untuk rangkaian tapis aktif. DIFERENSIATOR Diferensiator. Mendiferensiasikan sinyal hasil pembalikan terhadap waktu dengan persamaan: di mana  dan  adalah fungsi dari waktu. Pada dasarnya diferensiator dapat juga dibangun dari integrator dengan cara mengganti kapasitor dengan induktor, namun tidak dilakukan karena harga induktor yang mahal dan bentuknya yang besar. Diferensiator dapat juga dilihat sebagai tapis pelewat-rendahdan dapat digunakan sebagai tapis aktif. ———————————————————————————————-   CONTOH LAPORAN OP-AMP BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Operational Amplifier atau yang 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, buffer, adder (penjumlah), integrator dan differensiator. Penguat operasional (op-amp) adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguatan tegangan yang amat tinggi, yaitu dalam orde 105. Oleh karena itu, penguat operasional lebih banyak digunakan dengan loop tertutup daripada dalam lingkar terbuka. Pada Op-Amp, memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur. I.2 Ruang Lingkup Ruang lingkup pada praktikum penguat operasional ini meliputi pengukuran nilai resistansi resistor; membuat rangkaian penguat membalik (inverter), penguat tak membalik (non-inverter), integrator dan diferensiator; mengamati bentuk isyarat masukan dan isyarat keluaran penguat; serta mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat. I.3 Tujuan Praktikum Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan telah memiliki kemampuan-kemampuan berikut: -          Menggunakan op-amp sebagai penguat membalik dan tidak membalik. -          Menggunakan op-amp sebagai diferensiator dan integrator. -          Memahami sifat-sifat dasar op-amp baik secara teori maupun secara praktik. I.4 Waktu dan Tempat Praktikum Praktikum penguat operasional (op-amp) ini dilakukan pada hari Jumat, 11 Mei 2012, pukul 14.00-16.00 WITA, di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Penguat operasional (op-amp) adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguatan tegangan yang amat tinggi, yaitu dalam orde 105. Oleh karena itu, penguat operasional lebih banyak digunakan dengan loop tertutup daripada dalam lingkar terbuka. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, buffer, adder (penjumlah), integrator dan differensiator. a.      Penguat Inverting (Membalik) Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst. dan selalu negatif. Rumus nya : Gambar 1. Rangkaian penguat membalik b.      Penguat Non-Inverting (Tidak Membalik) Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting. Rumusnya seperti berikut : Sehingga persamaan menjadi: Gambar 2. Rangkaian penguat tidak membalik c.       Buffer Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya. Dalam hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1. Rangkaiannya seperti pada gambar berikut ini: Gambar 3. Rangkaian buffer Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainya tergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arus dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya. d.      Adder/ Penjumlah Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dari inverting, seperti : Bila Rf = Ra = Rb = Rc, maka persamaan menjadi : Vo = -(Va +Vb +Vc) Tahanan Rom gunanya adalah untuk meletak titik nol supaya tepat, terkadang tanpa Rom sudah cukup stabil. Maka rangkaian ada yang tanpa Rom juga baik hasilnya. Rangkaian penjumlah dengan menggunakan noninverting sangat suah dilakukan karena tegangan yang diparalel akan menjadi tegangan terkecil yang ada., sehingga susah terjadi proses penjumlahan. Gambar 4. Rangkaian penjumlah dengan hasil negatif e.       Integrator Rangkaian integrator op-amp ini juga berasal dari rangkaian inverting dengan tahanan umpan baliknya diganti dengan kapasitor. Persamaannya adalah sebagai berikut: Gambar 5. Rangkaian integrator f.       Differensiator Rangkaian differensiator adalah rangkaian aplikasi dari rumusan matematika yang dapat dimainkan (dipengaruhi) dari kerja kapasitor. Rangkaian nya seperti pada gambar 6 dengan rangkaian sederhana dari differensiator. Untuk mendapatkan rumus differensiator, urutannya adalah sebagai berikut : Dan selama nilai maka , selisih dari inverting input dan noninverting input (v1 dan v2) adalah nol dan penguatan tegangannya sangat besar, maka didapat persamaan pengisian kapasitor sebagai berikut : Gambar 6. Rangkaian diferensiator Pada rangkaian aplikasi rangkaian differensiator op-amp ini ada sedikit perubahan yaitu penambahan tahanan dan kapasitor yang fungsinya untuk menfilter sinyal masukan. Seperti tampak pada gambar 6 adalah rangkaian differensiator yang dimaksud. Dengan demikian maka ada batasan input dari frekuensi yang masuk, batasan tersebut adalah sedangkan nilai frekuensi yang diakibatkan oleh RF dan C1 adalah sebagai berikut : Bila sinyal input melebihi frekuensi fa maka hasil output akan sama dengan hasil input, alias fungsi rangkaian tersebut tidak lagi differensiator lagi tapi sebagai pelewat biasa. Sedangkan untuk gambar 2.26 biasanya digunakan untuk rangkaian aplikasi yang di integrasikan dengan rangkaian lain. Syarat perhitungan nilai nilai R1, C1, RF, CF adalah sesuai dengan syarat sebagai berikut : fa<fb sehingga frekuensi input dilewatkan terlebih dahulu ke R1, C1 , RF, kemudian lewat keR1, C1 , CF bila frekuensinya melebihi fa. BAB III METODOLOGI PRAKTIKUM III.1 Alat dan Bahan III.1.1 Alat Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut. -          Multimeter Multimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi, kuat arus, dan tegangan. -          Papan Rangkaian Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian. -          Catu Daya Catu daya berfungsi sebagai sumber tegangan AC dan DC. -          Osiloskop Osiloskop berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan sinusoidal, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang dibuat. -          Signal Generator Signal generator berfungsi sebagai piranti pembangkit isyarat. -          Kabel Jumper Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian. III.1.2 Bahan Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut. -          OP-AMP (LM 741) OP-AMP (LM 741) berfungsi sebagai diferensial dengan dua masukan dan  satu keluaran yang mempunyai tegangan tinggi. -          Resistor Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik. -          Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam bentuk medan listrik. III.2 Prosedur Praktikum Adapun prosedur pada praktikum penguat operasional ini yaitu: 1.      Menyiapkan seluruh peralatan dan komponen yang digunakan pada praktikum penguat operasional (op-amp). 2.      Melakukan kalibrasi terhadap peralatan yang digunakan. 3.      Membuat rangkaian penguat membalik, seperti pada gambar berikut: 4.      Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat. 5.      Membuat rangkaian penguat tak membalik, seperti pada gambar berikut: 6.      Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat. 7.      Membuat rangkaian integrator, seperti pada gambar berikut: 8.      Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat. 9.      Membuat rangkaian diferensiator, seperti pada gambar berikut: 10.  Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil IV.1.1 Tabel Pengamatan No. Rangkaian Op-Amp (volt) (volt) 1. Membalik 0,1 x 0,5 = 0,05 0,2 x 0,5 = 0,1 2. Tak membalik 2 x 0,5 = 1 3 x 0,5 = 1,5 No. Rangkaian Op-Amp (volt) (volt) 1. Integrator 0,1 x 0,5 = 0,05 0,2 x 0,5 = 0,1 2. Diferensiator 2 x 0,5 = 1 3 x 0,5 = 1,5 IV.1.2 Gambar Isyarat a.       Penguat membalik b.      Penguat tak membalik c.       Integrator d.      Diferensiator IV.2 Pembahasan Pada praktikum penguat operasional ini, hal yang paling perlu dipahami adalah posisi kaki pada IC.  Adapun komponen yang digunakan dalam praktikum ini adalah OP-AMP (LM 741), resistor ( dan ) dan kapasitor (). Rangkaian yang pertama kali dibuat adalah rangkaian penguat membalik dan penguat tak membalik, dengan menggunakan resistor  dan . Adapun hasil yang diperoleh untuk penguat membalik adalah = 0,05 volt dan = 0,1 volt (= 2 kali) sedangkan hasil untuk penguat tak membalik, hasil yang diperoleh adalah = 1 volt dan = 1,5  volt (= 1,5 kali).             Rangkaian yang selanjutnya dibuat adalah rangkaian integrator dan diferensiator (menggunakan resistor  dan kapasitor  ), dimana hasil yang diperoleh untuk rangkaian integrator adalah = 0,05 volt dan = 0,1 volt (= 2 kali) sedangkan hasil untuk rangkaian diferensiator, hasil yang diperoleh adalah = 1 volt dan = 1,5  volt (= 1,5 kali). Adanya hasil yang diperoleh seperti ini, menunjukkan bahwa teori yang menyebutkan output lebih besar dari input, terbukti. BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini yaitu: -          Op-amp dapat berfungsi sebagai penguat membalik dan penguat tidak membalik dengan penguatan masing masing sebesar 2 kali dan 1,5 kali. -          Op-amp dapat berfungsi sebagai integrator dan diferensiator dengan penguatan masing-masing sebesar 2 kali dan 1,5 kali. -          Isyarat masukan dan keluaran penguat membalik mempunyai kemiripan dengan isyarat masukan dan isyarat keluaran dari integrator, begitu pula dengan penguat tak membalik dan diferensiator. V.2 Kritik dan Saran V.2.1 Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Kritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi, yaitu: -          Alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi. -          Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik sebaiknya diperbaiki atau diganti. V.2.2. Asisten Kritik dan saran untuk asisten yaitu : -          Sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi. -          Banyak pengetahuan yang sudah terlupakan, tapi diingatkan kembali oleh asisten, saya mengucapkan banyak terima kasih.   DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2001. Op-Amp. http//google.co.id/dioda. Diakses pada tanggal 14 Mei 2012, pukul 15.30 WITA. Makassar. Rusmadi, Dedi. 2007. Belajar Rangkaian Elektronika Tanpa Guru. Bandung: Delfajar. Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan Penerapannya. Jilid 2. Bandung: Penerbit ITB. Teknik Elektronika. 2008. Operasional Amplifuer.http://ziddu.com//arsip/opera- sionalamplifier. Diakses pada tanggal 14 Mei 2012, pukul 15.30 WITA. Makassar. Turner, Rufus. 1995. Rangkaian Elektronika. Jakarta: Gramedia. ————————————————————————————————   CONTOH 2: LAPORAN OP-AMP ELDAS II ELEKTRONIKA FISIS DASAR II “PENGUAT       OP-AMP”                                   OLEH                    ADRIADIPA SAIDIN T                               H21110008                                 KEL. II                        ASISTEN: AIDA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2012 BAB I PENDAHULUAN I.1 LATAR BELAKANG             Elektronika merupakan ilmu yang sangat penting bagi manusia sebab menyangkut tentang kelistrikan yang menjadi salah satu energy terpenting dalam kehidupan manusia. Sebagai bagian dari Fisika, pada elektronika juga tidak cukup jika hanya dipelajari secara teori sehingga  membutuhakan praktek/praktikum untuk membantu kita dalam memhami dan mengaplikasikannya. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukanlah praktikum elektronika dasar ini yakni tentang rangkaian Penguat Daya Audio sekaligus untuk memenuhi persyaratan dari mata kuliah Elektronika Fisis Dasar II. Sebuah op-amp merupakan sebuah rangkaian integrasi ( IC ) linear yang mampu memberikan penguatan yang sangat besar dan dapat dioperasikan pada interval tegangan yang cukup lebar. Pemakaian op-amp amatlah luas meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan dc, tapi aktif, penyerah presisi, pengubah analog ke digital dan pengubah digital ke analog, pengolah isyarat seperti cuplik tahan, penguat pengunci, pengi tegral, kendali otomatik, computer analog, elektronika nuklir, dan lain- lain. Sehingga pada praktikum kali ini, akan dilakukan beberapa penggunaan op-amp dalam kasus sederhana yang meliputi sifat-sifat dasar op-amp, yakni sebagai penguat membalik, penguat tidak membalik, integrator dan differensiator. I.2 RUANG LINGKUP             Percobaan penguat operasional amplifier ini meliputi beberapa pokok pembahasan, seperti bagaimana menggunakan op-amp sebagai penguat membalik dan tidak membalik, sebagai buffer untuk mengatasi ketidakcocokan impedansi, sebagai differensiator dan integrator, dan sebagai komparator serta bagaimana memahami sifat-sifat dasar op-amp baik secara teori maupun secara praktek. I.3 TUJUAN PERCOBAAN             Adapun tujuan dari percobaan penguat op-amp ini, adalah: 1.      Menggunakan op-amp sebagai penguat membalik dan tidak membalik, 2.      Menggunakan op-amp sebagai buffer untuk mengatasi ketidakcocokan impedansi, 3.      Menggunakan op-amp sebagai differensiator dan integrator, 4.      Menggunakan op-amp sebagai komparator, 5.      memahami sifat-sifat dasar op-amp baik secara teori maupun secara praktek I.4 WAKTU DAN TEMPAT PERCOBAAN Percobaan  ini dilaksanakan pada hari rabu tanggal 17 April 2012, pada pukul 13.30-16.30 WITA. Percobaan ini berlangsung di laboratorium Elektronika Fisis Dasar , Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Penguat operasional atau op-amp ( dari kata operasional amplifer ) adalah penguat di perensial  dengan masukan dan satu pengeluaran yang mempuanyai penguatan tegangan yang amat tinggi, yaitu dalam orde 105 . dengan penguatan yang amat tinggi ini, penguat operasional dengan rangkaian balikan lebih banyak digunakan daripada lingkar terbuka. Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satukomponen 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. Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana Feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpanbalik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpanbalik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur. 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). Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil. Pada diagram skema di atas digambarkan susunan bagian dalamsirkuit terintegrasi penguat operasional seri 741. Nomor-nomor yang terdapat di dekat terminal pada gambar menunjukkan nomor kaki terminal pada sirkuit terintegrasi 741 jenis 8-pin.Pin nomor 8 tidak terhubung dengan sirkuit. Ada beberapa hal menarik tentang sirkuit internal 741.Yang pertama adalah transistor masukan terhubung dengan konfigurasi pengikut emiter NPN yang keluarannya terhubung secara langsung kepada sepasang transistor PNP yang terkonfigurasi sebagai penguat basis bersama. Konfigurasi ini memisahkan masukan dan mencegah sinyal umpan balik yang mungkin memiliki efek berbahaya yang bergantung pada frekuensi. Pasangan transistor pada bagian yang diwarnai dengan warna merah pada diagram disebut cermin arus, di mana basis terhubung langsung dengan kolektor pada salah satu transistor dari tiap pasangan dan kedua transistor saling terhubung pada emiter.Penggunaan cermin arus pada sirkuit masukan, yaitu pasangan transistor Q8 dan Q9 serta pasangan Q12 dan, Q13memungkinkan masukan menerima ayunan tegangan ragam bersama tanpa melewati rentang daerah aktif tiap transistor dalam sirkuit. Sedangkan cermin arus ketiga, yaitu pasangan transistor Q10dan Q11 membentuk cermin arus yang agak berbeda dengan resistorbernilai 5 K terhubung secara seri dengan emiter membatasi arus kolektor menjadi hampir nol sehingga dapat menjadi hubunganimpedansi tinggi kepada catu daya negatif dan tidak membebani sirkuit masukan. Keunikan lain dalam sirkuit internal ditunjukkan dengan warna hijau, di mana kedua resistor bias transistor terhubung sedemikian hingga tidak terlihat adanya sinyal masukan kepada basis transistor. Bila diasumsikan tidak ada arus basis yang mengalir pada transistor, dan nilai  sebesar 0,625 Volt maka menurut hukum Ohm akan diperlukan arus sebesar 0,625 V ÷ 7,5 K = 0,0833 mA melalui resistor antara basis dan kolektor. Arus tersebut juga harus mengalir melalui resistor antara basis dan emiter sehingga menimbulkan tegangan jepit sebesar 0,0833 mA × 4,5 K = 0,375 V sehingga menghasilkan total tegangan jepit melalui dua resistor sebesar 0,625 V + 0,375 V = 1,0 V. Hal ini digunakan untuk memberikan beda tegangan internal sebesar 1 Volt berapa pun tegangan keluaran keseluruhan sirkuit. Terdapat banyak sekali penggunaan dari penguat operasional dalam berbagai jenis sirkuit listrik. Di bawah ini dipaparkan beberapa penggunaan umum dari penguat operasional dalam contoh sirkuit: Komparator (pembanding) Merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkan bati simpal terbuka (open-loop gain) penguat operasional yang sangat besar  Ada jenis penguat operasional khusus yang memang difungsikan semata-mata untuk penggunaan ini dan agak berbeda dari penguat operasional lainnya dan umum disebut juga dengan komparator. Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi. V_2 \\ V_{\text{S-}} & V_1 < V_2 \end{matrix}\right. ” src=”file:///C:/Users/Hp/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.gif” border=”0″ height=”40″ width=”153″> di mana  adalah tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara dan .) Penguat pembalik Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan. Resistor Rfmelewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran taksefase sebesar 180°, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Ini mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik negatif. Di mana,  (karena adalah bumi maya) Sebuah resistor dengan nilai , ditempatkan di antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan. Bati dari penguat ditentukan dari rasio antara Rf dan Rin, yaitu: Tanda negatif menunjukkan bahwa keluaran adalah pembalikan dari masukan. Contohnya jika Rf adalah 10.000 Ω dan Rin adalah 1.000 Ω, maka nilai bati adalah -10.000Ω / 1.000Ω, yaitu -10. Penguat non-pembalik Rumus penguatan penguat non-pembalik adalah sebagai berikut: atau dengan kata lain: Dengan demikian, penguat non-pembalik memiliki bati minimum bernilai 1. Karena tegangan sinyal masukan terhubung langsung dengan masukan pada penguat operasional maka impedansi masukan bernilai . Penguat diferensial Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari duategangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar  untuk dan .[14] Penguat jenis ini berbeda dengan diferensiator. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut: Sedangkan untuk dan  maka bati diferensial adalah: Penguat penjumlah Penguat penjumlah menjumlahkan beberapa tegangan masukan, dengan persamaan sebagai berikut: Saat , dan saling bebas maka: Saat , maka: Keluaran adalah terbalik. Impedansi masukan dari masukan ke-n adalah (di mana adalah bumi maya) Integrator Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu, dengan persamaan: di mana adalah waktu dan  adalah tegangan keluaran pada . Sebuah integrator dapat juga dipandang sebagai tapis pelewat-tinggidan dapat digunakan untuk rangkaian tapis aktif. Diferensiator Mendiferensiasikan sinyal hasil pembalikan terhadap waktu dengan persamaan: di mana dan  adalah fungsi dari waktu. Pada dasarnya diferensiator dapat juga dibangun dari integrator dengan cara mengganti kapasitor dengan induktor, namun tidak dilakukan karena harga induktor yang mahal dan bentuknya yang besar. Diferensiator dapat juga dilihat sebagai tapis pelewat-rendahdan dapat digunakan sebagai tapis aktif. BAB III METODOLOGI PERCOBAAN III.1 ALAT DAN BAHAN BESERTA FUNGSINYA             Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini, adalah: Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu: 1.                  Catu daya berfungsi sebagai sumber tegangan arus searah. 2.                  Multimeter, digunakan untuk mengukur hambatan, arus dan tegangan 3.                  Papan PCB,digunakan sebagai wadah atau tempat memasang suatu rangkaian. 4.                  Kabel jumper, sebagai penghubung rangkaian jika letaknya jauh. 5.                  Sinyal generator, fungsinya untuk membangkitkan sinyal sebagai input pada osiloskop. 6.                  Osiloskop, fungsinya untuk menampilkan sinyal keluar dari rangkaian. 7.                  Resistor (sebagai hambatan) dan kapasitor (sebagai penyimpan muatan) 8.                  Op-amp (LM-74) Digunakan sebagai penguat tegangan III.2  PROSEDUR PERCOBAAN             Adapun prosedur percobaan yang pada praktikum ini yaitu: A. Penguat membalik 1.      Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2.      Membuat rangkaian seperti pada gambar di bawah. 3.      Menyambungkan hasil rangkaian dengan sumber tegangan, signal generator dan osiloskop yang telah dikalibrasi terlebih dahulu untuk melihat isyarat masukan dan keluaran. 4.      Mengamati dan mencatat isyarat masukan dan keluaran (Vindan Vout). B. Penguat tak membalik 1.      Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2.      Membuat rangkaian seperti pada gambar di bawah. 3.      Menyambungkan hasil rangkaian dengan sumber tegangan, signal generator dan osiloskop yang telah dikalibrasi terlebih dahulu untuk melihat isyarat masukan dan keluaran. 4.      Mengamati dan mencatat isyarat masukan dan keluaran (Vindan Vout). C. Penguat Integrator 1.      Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2.      Membuat rangkaian seperti pada gambar di bawah. 3.      Menyambungkan hasil rangkaian dengan sumber tegangan, signal generator dan osiloskop yang telah dikalibrasi terlebih dahulu untuk melihat isyarat masukan dan keluaran. 4.      Mengamati dan mencatat isyarat masukan dan keluaran (Vindan Vout). C. Penguat Differensiator 1.      Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2.      Membuat rangkaian seperti pada gambar di bawah. 3.      Menyambungkan hasil rangkaian dengan sumber tegangan, signal generator dan osiloskop yang telah dikalibrasi terlebih dahulu untuk melihat isyarat masukan dan keluaran. 4.      Mengamati dan mencatat isyarat masukan dan keluaran (Vindan Vout). BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 HASIL IV.1.1  Tabel Pengamatan             a. Rangkaian penguat membalik R1 (KΩ) R2 (KΩ) Vi (V) 10 ± 5 % 100 ± 5 % 2,25             b. Rangkaian penguat tak membalik R1 (KΩ) R2 (KΩ) Vi (V) 10 ± 5 % 100 ± 5 % 7,5 c.     Integrator NO t(waktu) R C Vi (V) 1 0 1kΩ 10µF 12 d.   Diferensiator NO t(waktu) R C Vi (V) 1 0 1kΩ 10µF 12 IV.1.2 Pengolahan Data a.        Rangkaian penguat membalik Vout  = Vo = AVi  dimana A = –  = –  = -10 kali Vo = -10 x 2,25 Volt Vo = -22.,5 Volt b.        Penguat Tak membalik Vo   = Vin   dimana Vin = 7,5 Volt       = 7,5 Volt       = 82,5 Volt c.         Rangkaian Integrator V1   =     dimana t=1 s dan Vin = 12 Volt = = = d.        Rangkaian Differensiator V1   =        dimana Vin = 12 Volt       =       =  – 240 Volt IV.1.3 Gambar a.       Penguat Membalik Rangkaian membalik                                                          Gambar masukan                                            Gambar keluaran b.      Tak Membalik Rangkaian tak membalik Ganbar osiloskop                        Gambar masukan                                              Gambar keluaran c.       Integrator Rangkaian integrator Gambar osiloskop       Gambar masukan                                          Gambar keluaran IV.2 PEMBAHASAN Dari data yang diperoleh di atas, untuk bentuk isyarat masukan  yang kita peroleh pada percobaan 4 rangkaian, hasil yang diperoleh berupa garis lurus dan untuk bentuk isyarat keluarannya, pada rangkaian  membalik bentuk keluarannya segi empat, rangkaian tak membalik bentuk keluarannya segi empat, rangkaian integrator bentuk keluarannya sinusoidal dan rangkaian differensiator bentuk keluarannya berbentuk segiempat, hal ini dipengaruhi karena terjadinya kesalahan-kesalahan baik dari praktikan sendiri dan kesalahan pada alat. Karena op-amp merupakan penguat, maka tegangan masukan harus lebih besar daripada tegangan keluaran. Ini dapat dibuktikan dengan melihat gelombang yamg dimunculkan pada osiloskop, tetapi yang terjadi pada percobaan ini adalah tegangan masukan lebih besar daripada tegangan keluaran. Hal demikian biasa disebabkan oleh factor-faktor luar seperti kerusakan pada alat atau pada praktikan yang kurang teliti. Pada penguat membalik sumber isyarat berupa arus dan tegangan yang kecil dan jika dihubungkan dengan masukan yang besar maka akan menghasilkan tegangan yang lebih besar pada keluarannya. Pada penguat tak membalik, op-amp dapat dipasang untuk membentuk penguat tak membalik dimana isyarat dihubungkan dengan masukan tak membalik (+) pada op-amp. Balikan melalui R2dan R1 tetap dipasang pada masukan membalik agar membentuk balikan negatif. Selain itu, pada percobaan ini diamati pula penguat diferensiator dan integrator tetapi, hanya rangkaian diferensiator yang diamati isyarat keluaran dan masukan pada osiloskop sebab waktu yang tidak efektif untuk mengamati kedua rangkaian tersebut dan osiloskop yang digunakan hanya satu untuk semua praktikan sehingga tidak memungkinkan untuk mengamati kedua penguat tersebut. BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan             Adapun yang dapat disimpulkan dari percobaan di atas diantaranya: 1.        Op-amp dapat digunakan sebagai penguat membalik dan tidak membalik, sebagai buffer, intedrator dan diferensiator dan komparator. 2.        Pada rangkaian penguat membalik dan tak membalik menggunakan resistor keluaran yang lebih besar daripada masukan 3.        Rumus untuk menentukan Vout pada keempat rangkaian di atas adalah a.       Penguat membalik Vout  = Vo = AVi  dimana A = - b.      Penguat tak membalik Vo              = Vin c.       Integrator Vout            = d.      Diferensiator V1              = V. 2 Saran V.2. 1 Saran untuk laboraturium ·         Sebaiknya alat dan bahan di laboraturium diganti karena sudah banyak alat dan bahan yang tidak layak digunakan, agar hasil praktikum lebih akurat . ·         Sirkulasi udaranya perlu diperhatikan. V.2. 2 saran untuk asisten ·         Cara menjelaskan sudah sangat bagus, penguasaan materi juga sudah bagus ·        Respon yang diberikan sudah sesuai waktunya DAFTAR PUSTAKA Reka, S. Rio, 1999, Fisika dan teknologi semikonduktor, PT. Pradnya Paramita;      Jakarta. Dwihono, 1996, Rangkaian Elektronika Analog, PT.Elax Media; Jakarta. ————————————————————————————————- Sumber: http://elektrokita.blogspot.com/2008/10/op-amp-operational-amplifier.html http://id.wikipedia.org/wiki/Penguat_operasional http://misshariatyronald0.blogspot.com/2012/05/laporan-op-amp.html http://dipapisik.blogspot.com/2012/04/laporan-op-amp-eldas-ii.html