Apa Itu Op Amp IC 741: Pin, Fungsi, Rangkaian & Cara Kerjanya

Op Amp IC 741 ini paling sering digunakan di berbagai rangkaian listrik dan elektronika. Tujuan utama dari op-amp 741 ini adalah untuk memperkuat sinyal AC & DC dan untuk operasi matematika.

Pada materi kali ini, Kita akan membahas dasar – dasar Op Amp, Pin out, spesifikasi, karakteristik dan rangkaian IC 741 yang sering digunakan berikut hal – hal lainnya yang penting untuk diketahui.

Apa Itu Penguat Operasional?

Penguat operasional, juga disebut sebagai Op Amp. Op Amp adalah IC yang dirancang untuk melakukan perhitungan analog. Ini memiliki gain tegangan yang sangat tinggi, biasanya dari urutan 105 (100dB).

Meskipun mereka pada awalnya dirancang untuk melakukan operasi matematika seperti penambahan, pengurangan, integrasi, diferensiasi dll.

Dengan menggunakan komponen eksternal seperti resistor dan kapasitor untuk membuat mekanisme feedback yang diperlukan, juga dapat digunakan sebagai amplifier dan untuk banyak fungsi lainnya seperti filter, komparator, dll.

IC Op-Amp telah menjadi bagian integral dari hampir semua rangkaian analog. Pada artikel ini kita akan melihat salah satu IC Op-Amp yang paling sering digunakan yaitu Op Amp IC 741.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Op-Amp, kunjungi halaman ini: Dasar-dasar Penguat Operasional

Apa Itu Op Amp IC 741?

Op Amp IC 741 adalah IC 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.

IC 741 Op Amp dapat memberikan penguatan tegangan tinggi dan dapat dioperasikan pada range tegangan yang lebar, yang menjadikannya pilihan terbaik untuk digunakan dalam integrator, penguat penjumlahan, dan aplikasi feedback.

IC 741 juga dilengkapi perlindungan hubungan singkat dan rangkain kompensasi frekuensi internal yang terpasang di dalamnya. IC Op-amp ini hadir dalam beberapa bentuk:

  1. Kemasan DIP 8 Pin
  2. TO5-8 Metal
  3. 8 Pin SOIC

Jenis-Jenis-IC-741

CATATAN: Pabrikan IC pertama pada gambar di atas dalam Paket DIP 8-pin adalah STMicroelectronics dan IC ketiga dalam format SOIC 8-pin adalah Texas Instruments. Kami tidak dapat menemukan informasi tentang pabrikan IC logam TO5-8.

Pin IC 741 Op Amp dan Fungsinya

Gambar di bawah mengilustrasikan konfigurasi pin IC op amp 741.

konfigurasi-pin-IC-op-amp-741

Sekarang mari kita mengetahui fungsi dari masing – masing pin IC 741:

  • Pin4 & Pin7 (Power Supply): Pin7 adalah terminal suplai tegangan positif dan Pin4 adalah terminal suplai tegangan negatif. IC 741 menarik daya untuk pengoperasiannya dari pin-pin ini. Tegangan antara dua pin ini dapat berkisar antara 5V dan 18V.
  • Pin6 (Output): Ini adalah pin output IC 741. Tegangan pada pin ini tergantung pada sinyal pada pin input dan mekanisme feedback yang digunakan. Jika output dikatakan tinggi, berarti tegangan pada output sama dengan tegangan suplai positif. Demikian pula jika output dikatakan rendah, berarti tegangan pada output sama dengan tegangan suplai negatif.
  • Pin2 & Pin3 (Input): Ini adalah pin input untuk IC. Pin2 adalah input pembalik (inverting input) dan Pin3 adalah input non-pembalik (non-inverting input). Jika tegangan pada Pin2 lebih besar dari tegangan pada Pin3, yaitu tegangan pada input pembalik lebih tinggi, sinyal output tetap rendah. Demikian pula, jika tegangan pada Pin3 lebih besar dari tegangan pada Pin2, yaitu tegangan pada input non-pembalik tinggi, output menjadi tinggi.
  • Pin1 & Pin5 (Offset Null): Karena gain tinggi yang diberikan oleh 741 Op-Amp, bahkan sedikit perbedaan tegangan pada input pembalik dan non-pembalik, yang disebabkan karena ketidakteraturan dalam proses manufaktur atau gangguan eksternal, dapat mempengaruhi output. Untuk meniadakan efek ini, tegangan offset dapat diterapkan pada pin1 dan pin5, dan biasanya dilakukan dengan menggunakan potensiometer.
  • Pin8 (N/C): Pin ini tidak terhubung ke rangkaian apa pun di dalam IC 741. Ini hanya lead dummy yang digunakan untuk mengisi ruang kosong dalam paket 8 pin standar.

Spesifikasi

Berikut ini adalah spesifikasi IC 741:

  • Power supply: Membutuhkan tegangan minimum 5V dan dapat bertahan hingga 18V
  • Impedansi Input: Sekitar 2 MΩ
  • Impedansi Output: Sekitar 75
  • Penguatan Tegangan: 200.000 untuk frekuensi rendah (200 V / mV)
  • Arus Output Maksimum: 20 mA
  • Beban Output yang Direkomendasikan: Lebih dari 2 KΩ
  • Offset Input: Berkisar antara 2 mV dan 6 mV
  • Slew Rate: 0.5V/µS (Ini adalah tingkat di mana Op-Amp dapat mendeteksi perubahan tegangan)

Impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang sangat kecil membuat IC 741 menjadi penguat tegangan yang mendekati ideal.

CATATAN: Spesifikasi yang disebutkan di atas bersifat umum dan dapat bervariasi dari satu pabrikan ke pabrikan lainnya. Untuk mendapatkan informasi yang akurat, silakan baca datasheet.

Cara Kerja IC 741

Penguat operasional standar 741 terdiri dari rangkaian yang berisi 20 transistor dan 11 resistor. Semuanya terintegrasi ke dalam chip monolitik.

Rangkaian di bawah ini menggambarkan koneksi internal dari komponen-komponen tersebut.

skema-internal-IC-741

Input pembalik dan non-pembalik terhubung ke dua transistor NPN, masing-masing Q1 & Q2. Kedua transistor berperilaku sebagai pengikut emitor NPN.

Dengan outputnya diumpankan ke sepasang transistor PNP Q3 & Q4, yang dikonfigurasi untuk berfungsi sebagai penguat basis.

Konfigurasi ini mengisolasi input dan mencegah kemungkinan feedback sinyal yang mungkin terjadi.

Ayunan tegangan pada input Op-Amp dapat mempengaruhi aliran arus di rangkaian internal dan mungkin melampaui range operasi aktif transistor mana pun di rangkaian.

Pasangan transistor Q8, Q9 dan Q12, Q13 disusun untuk membentuk dua rangkaian cermin arus (current mirror circuit).

Transistor Q8 dan Q12 adalah transistor pengontrol, yang mengatur tegangan basis emitor dari transistor lain pada pasangan yang sesuai.

Tegangan ini dikontrol secara tepat hingga fraksi milivolt untuk memungkinkan hanya jumlah arus yang diperlukan untuk mengalir.

Cermin arus pertama yang dibentuk oleh Q8 & Q9 digabungkan ke rangkaian input dan cermin arus kedua yang dibentuk oleh Q12 & Q13 digabungkan ke rangkaian output.

Cermin arus ketiga yang dibentuk oleh transistor Q10 & Q11 bertindak sebagai koneksi impedansi tinggi antara rangkaian input dan negatif dari power supply.

Ini memberikan tegangan referensi tanpa memuat rangkaian input dan mengatur arus bias basis sedikit yang dibutuhkan oleh transistor PNP pada rangkaian penguat basis input.

Transistor Q6 bersama dengan resistor 4,5 KΩ dan 7,5 KΩ membentuk rangkaian pengubah level tegangan, yang menurunkan tegangan dari rangkaian penguat input sebesar 1V sebelum dikirim ke rangkaian berikutnya. Hal ini dilakukan untuk mencegah distorsi sinyal pada tahap penguat output.

Transistor Q15, Q19 & Q22 dikonfigurasi untuk bekerja sebagai penguat kelas A dan transistor Q14, Q17 & Q20 membentuk stage output dari Penguat Operasional 741.

Untuk menyeimbangkan ketidakteraturan pada rangkaian diferensial input, transistor Q5, Q6 dan Q7 digunakan untuk membentuk pengaturan yang menerima dua input (Offset null(+), Offset null(-)) dan menyeimbangkan input pembalik dan non-pembalik.

Rangkaian IC 741

Kita akan melihat dua rangkaian penguat tegangan berbeda yang menggunakan IC 741.

Rangkaian Penguat Inverting Menggunakan 741 Op Amp

Di bawah ini adalah diagram rangkaian penguat inverting menggunakan IC 741 dan dua resistor.

Rangkaian-Penguat-Inverting-Menggunakan-741-Op-Amp

Susunan ini disebut inverting (pembalik) karena menguatkan dan membalikkan polaritas sinyal input (Amati bentuk gelombang pada input dan output). Resistor R2 adalah resistor feedback. Gain penguat diberikan oleh rumus:

 Gain (AV) = -(R2 / R1)

Tanda negatif menunjukkan bahwa polaritas bentuk gelombang output dibalik. Dengan mengatur nilai R1 dan R2 amplifikasi yang diinginkan dapat tercapai.

Rangkaian Penguat Non-Inverting Menggunakan 741 Op Amp

Di bawah ini adalah diagram rangkaian penguat non-iverting menggunakan IC 741 dan dua resistor.

Rangkaian-Penguat-Non-Inverting-Menggunakan-741-Op-Amp

Susunan ini dinamakan non-inverting karena menguatkan sinyal input, sambil mempertahankan polaritas yang sama. Gain penguat diberikan oleh rumus:

Gain (AV) = 1 + (R2 / R1

Dengan mengatur nilai R1 dan R2 amplifikasi yang diinginkan dapat tercapai.

Jika nilai resistor feedback R2 dibuat 0, gain sama dengan 1 dan konfigurasi Op-Amp berperilaku sebagai pengikut tegangan.

Penggunaan IC 741

Di bawah ini adalah aplikasi IC 741 Op Amp di berbagai kasus penggunaan:

  • Amplifier: IC 741 banyak digunakan untuk memperkuat sinyal dari berbagai frekuensi mulai dari DC hingga frekuensi radio yang lebih tinggi. Ini juga digunakan dalam penguat selektif frekuensi yang menyaring sinyal frekuensi yang tidak diinginkan, mis. sistem kontrol nada dalam sistem stereo dan Hi Fi.
  • Komputasi: Banyak rangkaian elektronik yang melakukan operasi matematika seperti integrasi, diferensiasi, dll menggunakan IC 741.
  • Penyearah: Dioda biasa yang digunakan dalam penyearah memiliki penurunan tegangan yang membuatnya tidak cocok untuk penyearah sinyal dengan akurasi tinggi. Fungsi IC 741 dapat dikonfigurasi untuk berfungsi sebagai dioda yang ideal yaitu, tanpa penurunan tegangan sama sekali dan dapat digunakan dalam rangkaian penyearah yang presisi.
  • Osilator: Op-Amp IC 741 digunakan sebagai osilator dalam function generator untuk membuat bentuk gelombang output yang berbeda seperti sinusoidal, persegi, segitiga dll. Ini juga digunakan dalam Pulse Width Modulator (generator PWM).
  • Pembanding: IC 741 dapat digunakan untuk membandingkan sinyal tegangan dan menentukan apakah tegangannya hampir sama. Ini dapat digunakan dalam regulator tegangan dan pembanding sinyal.
  • ADC / DAC: IC 741 dapat digunakan untuk membuat Konverter Digital ke Analog yang dapat mengambil input biner digital dari komputer atau mikrokontroler dan membuat sinyal analog yang sesuai. Demikian pula, ini juga dapat digunakan dalam rangkaian Analog ke Digital.

Kesimpulan

IC 741 menjadi penguat tegangan yang mendekati ideal karena memiliki impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang sangat kecil.

Kita dapat menggunakan Op Amp IC 741 sebagai amplifier, komputasi, penyearah, osilator, pembanding dan keonverter Digital ke Analog atau sebaliknya.

Demikian materi mengenai apa itu Op Amp IC 741 dan hal – hal penting lainnya yang sudah dibahas diatas. Semoga bermanfaat.

Leave a Comment

Your email address will not be published.