fig.10.50

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

a) Prosedur
b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
c) Video Simulasi
d) Example

6. Link Download

1. Pendahuluan[Kembali]

    Dalam pengaplikasian penguat operasional (op-amp), salah satu faktor penting yang harus diperhatikan adalah tegangan offset output. Tegangan offset ini merupakan perbedaan tegangan output yang terjadi walaupun input dari op-amp bernilai nol. Keberadaan tegangan offset dapat menurunkan keakuratan sistem, terutama dalam aplikasi penguat sinyal lemah atau sensor. Oleh karena itu, pemahaman terhadap asal mula tegangan offset serta cara menghitungnya sangat penting dalam perancangan rangkaian elektronika yang presisi.

2. Tujuan[Kembali]

• Menentukan besar output offset voltage akibat offset tegangan input ($V_{IO}$).

• Menghitung tegangan offset output akibat arus bias input ($I_O$).

• Mengetahui total offset output voltage dari penggabungan kedua efek tersebut.

• Mensimulasikan rangkaian op-amp untuk melihat secara langsung pengaruh offset terhadap sinyal output.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Software simulasi elektronik: Digunakan untuk melakukan simulasi rangkaian op-amp.
   
   

   
   
   

2. Model Op-Amp: Komponen utama percobaan. Model op-amp yang digunakan bisa berupa LM741, TL081, atau sejenisnya yang memiliki karakteristik offset voltage sekitar 1 mV dan input bias current sebesar 20 nA.
   
   

   
   
   

3. Resistor 12 kΩ (2 buah): Digunakan sebagai resistor input dan bagian dari pembagi tegangan dalam konfigurasi penguat.
   

   

4. Resistor 360 kΩ (1 buah): Digunakan sebagai resistor umpan balik (feedback) untuk menentukan gain rangkaian dan mempengaruhi perhitungan offset.

   
   
   

5. Sumber tegangan input 25 mV: Sebagai sinyal input awal untuk mengetahui respons output dari op-amp.
   

   
   
   

6. Multimeter /Probe: Untuk mengukur output voltage yang dihasilkan dari simulasi.
   

   
   
   

4. Dasar Teori[Kembali]

Op-amp ideal memiliki karakteristik simetris, namun dalam praktik, terdapat beberapa ketidaksempurnaan. Salah satunya adalah tegangan offset input ($V_{IO}$), yaitu tegangan kecil yang harus diberikan antara terminal inverting dan non-inverting agar output menjadi nol. Selain itu, ada juga arus bias input ($I_O$), yaitu arus kecil yang mengalir ke terminal input op-amp.

Tegangan offset output akibat $V_{IO}$ dapat dihitung menggunakan:

$$V_o(\text{offset})=V_{IO}(1+\frac{R_f}{R_1})$$

Dengan:

• $V_{IO}=1\text{ mV}$

• $R_f=360\text{ k}\mathrm{\Omega }$

• $R_1=12\text{ k}\mathrm{\Omega }$

$$V_o(\text{offset})=1\text{ mV}(1+\frac{360}{12})=31\text{ mV}$$

Tegangan offset output akibat arus bias input $I_O$:

$$V_o(\text{offset})=I_O\cdot R_f=20\text{ nA}\cdot 360\text{ k}\mathrm{\Omega }=7.2\text{ mV}$$

Sehingga total tegangan offset output:

$$V_o(\text{total})=31\text{ mV}+7.2\text{ mV}=\mathbf{\text{38.2}}\mathbf{\text{mV}}$$

5. Percobaan[Kembali]

a) Prosedur[Kembali]

1. Buka software simulasi elektronik pilihan (misalnya Proteus atau Tinkercad Circuits).

2. Pilih dan pasang komponen op-amp (misalnya 741 atau TL081).

3. Hubungkan resistor 12 kΩ ke masing-masing input (+ dan -) sesuai skema pada Gambar 10.50.

4. Hubungkan resistor 360 kΩ sebagai feedback dari output ke input inverting.

5. Berikan sinyal input sebesar 25 mV ke input inverting.

6. Simulasikan rangkaian dan amati nilai tegangan output.

7. Bandingkan hasil simulasi dengan perhitungan teoritis.

b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

Rangakaian simulasi

   Prinsip kerja:

1. Penguatan Inverting
   Tegangan input (25 mV) diberikan ke terminal inverting, dan karena konfigurasi penguat inverting, sinyal output akan memiliki polaritas yang berlawanan dengan sinyal input (output negatif bila input positif, dan sebaliknya).

2. Pengaruh Tegangan Offset Input (VIO)
   Op-amp yang tidak ideal memerlukan tegangan kecil (biasanya dalam orde milivolt) di antara terminal input agar output menjadi nol. Tegangan ini disebut offset voltage (VIO). Dalam contoh ini, diasumsikan VIO sebesar 1 mV, yang setelah diperkuat sesuai gain rangkaian, menyebabkan offset output sebesar 31 mV.

3. Pengaruh Arus Bias Input (IO)
   Arus bias input (IO) adalah arus kecil yang mengalir ke terminal input op-amp. Bila melalui resistor feedback besar (360 kΩ), arus ini juga menciptakan penambahan tegangan offset pada output. Dengan IO = 20 nA, tambahan offset adalah 7.2 mV.

4. Total Output
   Karena kedua faktor offset (VIO dan IO) berkontribusi dalam arah yang sama terhadap output, maka total offset output adalah penjumlahan dari keduanya, yaitu 38.2 mV. Ini artinya output akan bergeser dari titik nol, meskipun input sangat kecil atau bahkan nol.

c) Video Simulasi [Kembali]

6. Link Download[Kembali]

       Download rangkaian 10.50 klik disini

Download Datasheet Op Amp 741 klik disini

Download Tambahan Datasheet op amp klik disini

Download Datasheet Resistor klik disini