3. Parameter Op-Amp

1.1.       Impedansi Masukan

Impedansi masukan op-amp adalah tak berhingga, namun dalam kenyataannya hanya mencapai 1 MΩ atau lebih. Beberapa op-amp khusus ada yang memiliki impedansi masukan 100 MΩ, Makin tinggi impedansi masukan,  makin baik penampilan op-amp tersebut.

1.2.       Impedansi Keluaran

Impedansi keluaran adalah nol. Kenyataannya, berbeda-beda untuk setiap op-amp. Impedansi keluaran bervariasi antara 25 sampai ribuan ohm. Untuk kebanyakan pemakaian impedansi keluaran dianggap nol, sehingga op-amp akan berfungsi sebagai sumber tegangan yang mampu memberikan arus dari berbagai macam beban. Dengan impedansi masukan yang tinggi dan impedansi keluaran yang rendah op-amp akan berfungsi sebagai piranti penyesuai tegangan.

1.3.       Arus Bias Masukan

Secara teoritis impedansi masukan tak berhingga besarnya, sehingga seharusnya tak ada arus masukan, pada khususnya dalam ordo pikoampere sampai mikroampere. Harga rata-rata kedua arus ini dikenal sebagai arus bias masukan. Arus ini dapat menggoyahkan kestabilan op-amp, sehingga mempengaruhi keluaran. Pada umumnya kian rendah bias masukan, kian rendah pula kelabilannya. Op-amp yang menggunakan transistor efek medan (FET) pada masukan-masukannya memiliki arus bias masukan terendah.

1.4.       Tegangan Offset Keluaran

Tegangan offset keluaran (tegangan kesalahan) disebabkan oleh arus bias masukan. Bila tegangan kedua masukan sama besar, keluaran op-amp akan nol volt. Namun jarang ditemukan kejadian seperti ini, sehingga pada keluarannya akan ada sedikit tegangan. Keadaan seperti ini dapat diatasi dengan teknik penolan offset, yaitu dengan menambahkan arus atau tegangan offset masukan. 

1.5.       Arus Offset Masukan

Kedua arus masukan seharusnya sama besar sehingga tegangan keluaran nol. Tapi ini tidak  mungkin, karena itu harus ditambahkan arus offset masukan untuk menjaga supaya keluaran tetap nol volt. Untuk memperoleh keluaran nol volt sebuah masukan mungkin menarik arus lebih besar daripada lainnya. Arus offset ini dapat mencapai 20 mA.

1.6.       Tegangan Offset Masukan

Tegangan keluaran op-amp nol manakala tegangan tegangan kedua masukan nol. Namun berkenaan dengan penguatan op-amp yang tinggi, adanya sedikit ketakseimbangan dalam rangkaian akan mengakibatkan munculnya tegangan keluaran. Dengan memberikan sedikit tegangan offset pada masukkannya, tegangan keluaran dapat dinolkan lagi

1.7.       Penolan Offset

Ada bermacam-macam cara pemberian tegangan tegangan off-set masukan untuk mnolkan kembali tegangan keluaran. Berikut ini adalah urutan cara penolan tegangan keluaran:

a.   Pastikan bahwa rangkaian telah dilengkapi dengan komponen yang dibutuhkan, termasuk rangkaian penolan.

b.   Perkecil sinyal masukan sampai nol. Bila resistor masukan seri kira-kira 1% lebih tinggi daripada impedansi sumber sinyal, tak perlu diapa-apakan lagi keadaan ini. Bila resistor seri sama atau lebih kecil daripada impedansi sumber, gantilah setiap sumber dengan resistor yang sepadan dengan impedansinya.

c.       Hubungkan beban pada terminal keluaran.

d.  Masukkan catu tegangan DC dan tunggu beberapa saat sampai rangkaian mantab keadaannya.

e. Hubungkanlah sebuah voltmeter yang peka (mampu memberikan pembacaan sampai beberapa milivolt) atau osiloskop yang dikopel DC pada beban untuk membaca tegangan keluaran (Vout).

f.       Putarlah resistor variabel sampai Vout terbaca nol.

g.  Lepaskan setiap komponen tambahan pada masukan dan hubungkan kembali masukan-masukan sumber, pastikan tidak menyentuh resistor pengatur tegangan offset.

1.8.       Pengaruh Temperatur

Perubahan temperatur mempengaruhi semua piranti solid state, tak terkecuali op-amp. Rangkaian DC yang menggunakan op-amp cenderung lebih rentan terhadap pengaruh ini dibandingkan dengan rangkaian AC. Perubahan temperatur dapat menyebabkan perubahan arus offset dan tegangan offset., inilah yang disebut geseran (drift). Drift yang disebabkan temperatur akan mengganggu setiap tidak keseimbangan op-amp yang telah diatur sebelumnya, akibatnya pada keluaran akan terjadi kesalahan.

1.9.       Kompensasi Frekuensi

Karena penguatan op-amp yang tinggi dan adanya pergeseran fasa antar rangkaian internal, maka pada frekuensi tinggi tertentu sebagian sinyal keluaran akan diumpankan kembali ke dalam masukan, sehingga terjadi osilasi. Tidak jarang menambahkan kapasitor kompensasi pada op-amp, secara internal atau eksternal, tujuannya untuk mencegah osilasi ini dengan jalan menurunkan penguatan op-amp ketika frekuensi dinaikkan.

1.10.   Laju Lantingan

Laju lantingan atau slew rate adalah laju perubahan maksimum tegangan keluaran op-amp. La

Op-amp LM 741 mempunyai laju lantingan 0,5/μs, yang berarti tegangan keluaran maksimum dapat berubah 0,5 V dalam waktu 1 μs.

Macam bentuk gelombang keluaran op-amp

Kapasitansi membatasi kemampuan “pelantingan” ini dan keluaran akan mengalami penundaan setelah diumpankan masukan. Pada frekuensi-frekuensi tinggi atau pada laju perubahan sinyal yang tinggi, pembatasan laju lantingan lebih sering terjadi. Op-amp dengan laju lantingan lebih tinggi memiliki lebar jalur yang lebih besar.  

1.11.   Tanggapan Frekuensi

Penguatan op-amp turun terhadap kenaikan frekuensi. Penguatan yang diberikan pabrik biasanya dinyatakan dalam nol Hertz atau DC. Dalam modus lup terbuka bila frekuensi naik 10 kali lipat maka penguatan  turun menjadi 1/10 kalinya.

1.12.   Perkalian Penguatan Lebar Jalur

Perkalian penguatan Lebar Jalur atau gain bandwith produk (GBP) sama saja dengan dengan frekuensi penguatan satu. Sifat ini tidak hanya memberitahu kita akan frekuensi atas yang bermanfaat, tetapi juga memungkinkan kita menentukan lebar jalur.

GBP   = penguatan x lebar-jalur = frekuensi penguatan satu

          = 100 x 10 KHz = 1.000.000 Hz ( 1 MHz)

atau

GBP   = 10 x 100 KHz = 1.000.000 Hz ( 1 MHz)

Karena itu bila kita ingin mengetahui batas frekuensi atau lebar jalur suatu rangkaian dengan penguatan sebesar 100, frekuensi penguatan 1 dibagi dengan penguatannya.

Lebar jalur    =   

BW                   =   = 10 KHz

1.13.   Derau

Derau luar dijangkitkan oleh piranti listrik atau berasal dari derau bawaan komponen-komponen elektronik (resistor, kapasitor, dan sebagainya) yang beroperasi daerah frekuensi 0,01 Hz sampai beberapa MHz. Derau luar dapat ditindas apabila rangkaian dirakit dengan benar. Derau internal op-amp ditimbulkan oleh komponen-komponen internal arus bias dan juga drift.

1.14.   Common Mode Rejection Ratio

CMRR adalah suatu sifat yang bertalian dengan penguat diferensial. Bila tegangan-tegangan yang sama fasanya diumpankan ke dalam masukan-masukan penguat, keluaran akan nol.

1.15.   Perlindungan Hubung Singkat

Op-amp dapat menjangkitkan arus yang membahayakan bila keluarannya terhubung singkat ke bumi, +V atau –V dari sumber catu.

1.16.   Pembatasan Listrik

Seperti peralatan listrik lainnya op-amp memiliki ketentuan agar dapat bekerja dengan benar dan tidak terjadi kerusakan. Tarif maksimum absolut ditentukan untuk catu daya, disipasi daya, tegangan masukan diferensial, lama hubung singkat, kisar temperatur penyimpan dan kisar temperatur pengoperasian.