1. Tujuan [kembali]
a. Untuk memahami spesifikasi OP-AMP
b. Mampu menghitung offset arus dan tegangan
2. Alat dan Bahan [kembali]
3. Dasar Teori [kembali]
Arus dan tegangan offset
Sementara keluaran op-amp harus 0 V bila masukan adalah 0 V, dalam operasi sebenarnya terdapat beberapa tegangan offset pada keluaran. Misalnya, jika seseorang menghubungkan 0 V ke kedua input op-amp dan kemudian diukur 26 mV (dc) pada output, ini akan mewakili 26 mV tegangan yang tidak diinginkan yang dihasilkan oleh rangkaian dan bukan oleh sinyal input. Karena pengguna dapat menghubungkan rangkaian penguat untuk berbagai penguatan dan operasi polaritas, bagaimanapun, pabrikan menentukan tegangan offset masukan untuk op-amp. Tegangan offset keluaran kemudian ditentukan oleh tegangan offset masukan dan penguatan penguat, yang dihubungkan oleh pengguna. Tegangan offset keluaran dapat ditunjukkan dipengaruhi oleh dua kondisi rangkaian terpisah. Ini adalah: (1) tegangan offset masukan, VIO, dan (2) arus offset karena perbedaan arus yang dihasilkan pada masukan plus (+) dan minus (-).
INPUT OFFSET VOLTAGE, VIO
Lembar spesifikasi pabrikan memberikan nilai VIO untuk op-amp. Untuk menentukan pengaruh tegangan input ini pada output, pertimbangkan koneksi yang ditunjukkan pada Gambar 14.23. Dengan Vo = AVi, kita bisa menulis
Vo = AVi = A(VIO - Vo (R1 / R1+Rf))
Penyelesaian untuk Vo, kita mendapatkan
dari sini, kita bisa menulis
Persamaan (14.16) menunjukkan bagaimana tegangan offset keluaran dihasilkan dari tegangan offset masukan yang ditentukan untuk sambungan penguat khas op-amp.
OUTPUT OFFSET TEGANGAN KARENA INPUT OFFSET ARUS, IIO
Tegangan offset
keluaran juga akan dihasilkan karena adanya perbedaan arus bias dc pada kedua
masukan. Karena kedua transistor masukan tidak pernah sama persis,
masing-masing akan beroperasi pada arus yang sedikit berbeda. Untuk sambungan
op-amp tipikal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.25, tegangan offset
keluaran dapat ditentukan sebagai berikut. Mengganti arus bias melalui resistor
masukan dengan penurunan tegangan yang berkembang, seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 14.26, kita dapat menentukan ekspresi tegangan keluaran yang
dihasilkan. Dengan menggunakan superposisi, tegangan keluaran karena arus
prategangan masukan I IB, dilambangkan dengan V+o, adalah
sedangkan tegangan
keluaran karena hanya I-IB, dilambangkan
dengan V-o, adalah
untuk tegangan offset keluaran total sebesar
Karena pertimbangan utamanya adalah perbedaan antara arus prategangan masukan daripada setiap nilai, kita mendefinisikan arus offset IIO dengan
Karena resistansi kompensasi RC biasanya kira-kira sama dengan nilai R1, menggunakan RC = R1 dalam Persamaan. (14.17) kita bisa menulis
TOTAL OFFSET DISEBABKAN OLEH VIO DAN IIO
Karena keluaran
op-amp mungkin memiliki tegangan offset keluaran karena kedua faktor yang
dicakup di atas, tegangan offset keluaran total dapat dinyatakan sebagai
Besaran absolut digunakan untuk mengakomodasi fakta bahwa polaritas offset dapat berupa positif atau negatif.
INPUT ARUS BIAS, IIB
Parameter yang terkait dengan IIO dan arus prategangan input terpisah I+IB dan I-IB adalah arus prategangan rata-rata yang didefinisikan sebagai
Satu dapat
menentukan arus prategangan masukan terpisah menggunakan nilai yang ditentukan
IIO dan IIB. Hal itu dapat ditunjukkan
untuk I+IB
> I-IB
EXAMPLE 14.6
Hitung tegangan offset keluaran dari rangkaian pada Gambar 14.24. Spesifikasi op-amp mencantumkan VIO = 1,2 mV
EXAMPLE 14.7
Hitung tegangan
offset untuk rangkaian Gambar 14.24 untuk daftar spesifikasi op-amp IIO = 100 nA.
Solusi : Persamaan (14.18): Vo = IIO Rf = (100 nA)(150 kΩ) = 15 mV
EXAMPLE 14.8
Hitung tegangan offset total untuk rangkaian Gambar 14.27 untuk op-amp dengan nilai tegangan offset masukan yang ditentukan, VIO=4 mV dan arus offset masukan IIO=150 nA
EXAMPLE 14.9
Hitung arus prategangan masukan pada setiap masukan op-amp yang memiliki nilai IIO 5 nA dan IIB 30 nA yang ditentukan.
PROBLEM
Hitung tegangan offset total untuk rangkaian Gambar 14.57 untuk op-amp dengan nilai tegangan offset masukan yang ditentukan VIO = 6 mV dan arus offset masukan IIO = 120 nA
Solusi :
Persamaan (14.16) :
Vo(offset diakibatkan oleh VIO) = VIO. R1+Rf/R1 = (6mV). 2kΩ + 200kΩ / 2kΩ = 606mV
Persamaan (14.18) :
Vo(offset diakibatkan oleh IIO) = IIO . Rf = (120 nA)(200kΩ) = 24mV
Hasil offset
totalnya yaitu,
Persamaan (14.19) :
Vo(offset total) = Vo(offset diakibakan oleh VIO) + Vo(offset diakibatkan oleh IIO)
= 606mV + 24mV
= 630mV
Tidak ada komentar:
Posting Komentar