Op-Amp dan Transistor Sebagai Rangkaian Penyangga Tegangan (Buffer) dan Penguat Arus

Pada kesempatan kali ini saya ingin berbagi pengalaman mengenai fungsi dari penggunaan komponen Op-amp dan komponen transistor, dimana fungsi dari komponen Op-amp dan fungsi dari transistor tersebut saya ketahui setelah melakukan percobaan simulasi rangkaian sederhana menggunakan software multisim berikut ini, dimana output dari simulasi rangkaian tersebut saya hubungkan dengan sebuah lampu sebagai indikator untuk mengetahui fenomena apa yang akan terjadi.

Dari percobaan sederhana tersebut, nanti kita dapat mengambil kesimpulan dengan apa yang terjadi pada rangkaiannya. Harapannya adalah, saya dan kita semua dapat lebih memahami apa fungsi dan peranan dari komponen Op-amp dan komponen transistor jika kita gunakan pada suatu rangkaian.

Teman-teman pasti sudah tahu dan sudah menduga kira-kira kita akan membahas mengenai apa dengan komponen Op-amp dan komponen transistor tersebut.

Ya.. benar sekali kita akan mempelajari mengenai penguat penyangga tegangan (buffer) dan penguatan arus menggunakan Op-amp dan transistor.

Oia, diartikel sebelumnya saya sudah pernah membahas juga mengenai Rangkaian Penguat Penyangga (Buffer) Jika teman-teman tertarik juga mengenai materi tersebut dapat mengunjungi artikel tersebut.

Simulasi Op-amp dan Transistor sebagai Penguat Penyangga Tegangan (Buffer) dan Penguat Arus

Pada simulasi kali ini kita akan melakukan percobaan membuat suatu rangkaian sederhana, dimana didalam rangkaiannya tersebut nanti terdapat dua buah resistor R1 dan R2 yang masing-masing memiliki nilai hambatan atau resistansi sebesar 1 kilo ohm. Kita lihat apa yang terjadi ketika rangkaian tersebut diberikan supply tegangan sebesar 12 V. 

Perhatikan gambar berikut ini !

Dari gambar diatas dapat kita lihat bahwa rangkaian diberikan supply tegangan sebesar 12 V dan ketika diukur dengan multimeter XMM3 nilai tegangan yang terukur sama dengan titik di sumber tegangan sebesar 12 V juga.

Fungsi Resistor Pada Rangkaian

Kemudian jika kita ukur nilai tegangan pada masing-masing titik pengukuran di resistor R1 dan R2, maka masing-masing terukur nilai tegangannya sebesar 6 V pada multimeter XMM1 dan XMM2.

Sampai disini kita jadi mengetahui bahwa salah satu fungsi dari resistor dapat digunakan untuk membagi tegangan.

Penambahan Beban Lampu

Kemudian akan kita lihat apa yang terjadi jika kita beri beban berupa lampu pada rangkaian disisi output. Kita tambahkan juga saklar (switch) sebagai pemutus arusnya.

Dari gambar diatas dapat kita lihat bahwa lampu belum menyala dikarenakan kondisi saklar switch yang belum terhubung (OFF) sehingga belum ada aliran arus yang mengalir menuju lampu dan lampu tidak bertegangan.

Kita ukur nilai tegangan pada titik pengukuran di R1 dan R2 menggunakan multimeter XMM1 dan XMM2, nilai tegangannya masing-masing sebesar 6 Volt. Kemudian kita ukur tegangan pada beban lampu menggunakan multimeter XMM3, tegangan yang terukur pada beban lampu sebesar 0 Volt, karena posisi saklar switch yang tidak terhubung (OFF).

Ketika saklar switch kita hubungkan, maka akan terjadi aliran arus listrik dan lampu menjadi bertegangan. Perhatikan gambar berikut !

Setelah diukur menggunakan multimeter, nilai tegangan pada R1 menjadi sebesar 11,832 Volt (multimeter XMM1) dan R2 sebesar 167,963 mV (multimeter XMM2). Kemudian tegangan yang terukur pada lampu sebesar 167,963 mV (multimeter XMM3).

Dengan nilai tegangan yang terukur sebesar 167,963 mV pada lampu tersebut, itu yang mengakibatkan lampu tidak dapat menyala. Tegangan tidak mampu mengangkat dan menghidupkan lampu.

Rangkaian Op-Amp Penyangga Tegangan (Buffer) 

Selanjutnya kita coba tambahkan komponen Op-amp pada rangkaian. Op-amp ini kita rangkai sebagai penguat penyangga tegangan (buffer) caranya yaitu dengan menghubungkan menjadi satu antara kaki input inverting pada Op-Amp dengan kaki output pada Op-Amp. Kemudian keluaran dari Op-amp tersebut kita hubungkan dengan sebuah lampu. Kita lihat fenomena apa yang terjadi !

Ketika simulasi pada software multisim kita jalankan, dimana kondisi saklar switch masih dalam keadaan terbuka (OFF) apa yang terjadi dengan masing masing titik pengukuran ditiap multimeter yang kita pasangkan.


Teman-teman dapat lihat di masing-masing titik pengukuran pada multimeter XMM1, XMM2, XMM3, XMM5, XMM6, XMM8, XMM9, XMM10.

Tegangan yang terukur pada keluaran Op-Amp multimeter XMM6 sebesar -360,003 mV. Nilai tersebut sangat kecil sekali.

Kita lihat apa yang terjadi ketika saklar dalam kondisi terhubung (ON).


Ketika saklar dalam kondisi terhubung nilai tegangan keluaran dari Op-Amp yang terukur oleh multimeter XMM6 sebesar 360,003 mV (nilai positif) dan lampu masih belum mau menyala.

Arus mulai terukur pada multimeter XMM10 sebesar 910,916 nA menuju ke jalur kaki non inverting Op-amp.

Komponen Transisitor NPN

Selanjutnya kita coba menambahkan komponen transistor NPN yang dihubungkan dengan output dari Op-amp pada rangkaian tersebut. Kita lihat apa yang terjadi.

Sampai sini berarti kita sudah menambahkan dua komponen. Pertama komponen Op-Amp dan kedua komponen transistor NPN. Kita lihat apa yang akan terjadi pada input maupun output pada rangkaiannya.

Pada sisi output rangkaian penyangga buffer kita hubungkan dengan transistor pada kaki basis. Lampu kita letakan pada kaki emitor dari komponen transistor tersebut.

Ternyata, ketika saklar kita kondisikan terhubung (ON). Lampu 12 V dapat menyala terang.

Kita lihat bagaimana tegangan dan arus pada masing-masing titik pengukurannya.

Apa yang terjadi pada masing-masing titik pengukuran multimeter ketika lampu pada sisi output sudah menyala.

Nilai tegangan yang terukur di output Op-Amp pada multimeter XMM6 sebesar 5.999 Volt hampir menyamai dengan tegangan yang terukur pada XMM2 dan XMM1 sebesar 6 Volt.

Hal tersebut menandakan bahwa Op-Amp dapat menyangga tegangan (buffer) dengan baik.

Kemudian lampu dapat menyala setelah ditambahkan komponen transistor. Padahal sebelum ditambah komponen transistor, lampu tidak mampu menyala. 

Setelah kita pasang rangkaian penyangga (buffer) dan komponen transistor, nilai arus di kaki emitor yang terukur pada multimeter XMM7 sebesar 832,754 mA denan nilai tegangan terukur di kaki emitor (multimeter XMM3) sebesar 11,992 Volt.

Kesimpulan

Dari percobaan sederhana tersebut diatas kita dapat mengambil kesimpulan. Bahwa, fungsi dan kegunaan dari komponen Op-Amp yaitu dapat dirangkai sebagai penyangga tegangan (buffer).

Dengan rangkaian penyangga tegangan tersebut maka tegangan dapat di naikan dan dipertahankan. Tegangan input dan tegangan output pada rangkaian penyangga tegangan (buffer) nilai nya hampir sama dan mendekati sama. Rangkaian penyangga dapat bekerja dengan baik. 

Sebelum dipasang komponen transistor, nilai arus yang mengalir pada beban lampu sebesar 25,001 mA. Ketika rangkaian di tambah dengan komponen transistor maka arus yang mengalir di kaki emitor menuju beban lampu menjadi sebesar 832, 754 mA dan nilai tegangan yang terukur pada kaki emitor sebesar 11,992 V.

Dengan besarnya arus dan tegangan seperti itu maka mampu untuk menghidupkan lampu pada sisi output rangkaian.

Untuk lebih jelas mengenai masalah tersebut, tonton video berikut ini !



Kang Nurdin
Kang Nurdin
Dari pengalaman yang sudah-sudah, belajar itu membutuhkan waktu dan konsistensi. Perjalanan panjang dalam kehidupan ini merupakan salah satu bentuk pembelajaran itu. Jadi, teruslah bersabar dalam mengarunginya.

Related Posts