Laporan Praktikum Elektronika KARAKTERISTIK PENGUAT IC OP AMP 741

Laporan Praktikum Elektronika

KARAKTERISTIK PENGUAT IC OP AMP 741

           

Nama  : Muhammad Afzal

                                                                        NIM    : 1305106010016

                                                                        Kelas   : Jumat (10.00 WIB)

                                                                        Asisten: Ari Irvansyah

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

LABORATORIUM ELEKTRONIKA

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSALLAM BANDA ACEH

2015

I . PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Di zaman teknologi canggih seperti saat ini, peralatan elektronik dituntut agar mempunyai ukuran dan beratnya seringan dan sekecil mungkin, dan hal itu dapat dimungkinkan dengan penggunaan IC. Selain ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu bila dibandingkan dengan sirkuitt-sirkuit konvensional yang banyak menggunakan komponen, IC dengan sirkuit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system).

Seiiring perkembangan teknologi, ilmu tentang elektronika terus dan semakin meningkat dengan semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital, sehingga produk peralatan elektronik dari tahun ke tahun semakin mengecil dan canggih. Ditinjau dari teknik pembuatan dan bahan baku yang digunakan, terdapat 4 (empat) jenis IC, yaitu : Jenis Monolithic, Thin film, dan Hybrid. Khusus untuk jenis hybrid, yang merupakan gabungan dari thin-film, monolithic dan thick-film.

Sekarng ini IC telah digunakan secara luas diberbagai bidang kehidupan, salah satunya dibidang industri Dirgantara atau penerbangan, dimana rangkaian kontrol elektroniknya akan semakin ringkas dan kecil sehingga dapat mengurangi berat Satelit, Misil dan jenis-jenis pesawat ruang angkasa lainnya. Desain komputer yang sangat kompleks dapat dipermudah, sehingga banyaknya komponen dapat dikurangi dan ukuran motherboardnya dapat diperkecil. Contoh lain misalnya IC digunakan di dalam mesin penghitung elektronik (kalkulator) yang biasa akademisi gunakan, juga telepon seluler(ponsel) yang bentuknya semakin tipis dan fungsi yang semakin canggih.

B.     Tujuan Praktikum

Adapun tujuan daari praktikum kali ini adalah untuk mengetahui prinsip serta kerakteristik IC 741, serta mengetahui prinsip modifikasi IC 741 sebagai rangkaian inverting, non inverting, penjumlah dan selisih.

II . TINJAUAN PUSTAKA

LM741 adalah salah satu IC (Integrated Circuit) Op-Amp (Operational Amplifier) yang memiliki 8 pin. IC Op-Amp ini terdapat 2 jenis bentuk, yaitu tabung (lingkaran) dan kotak (persegi), tetapi yang umum adalah yang berbentuk persegi. Op-Amp banyak digunakan dalam sistem analog komputer, penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja. Setiap pin/kaki-kaki pada IC LM741 mempunya fungsi yang berbeda-beda (Rashid, 1998 ).

Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil (Gunawan,1996).

Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaiaan elektronika yang berfungsi untuk memperkuat dan membalik polaritas sinyal masukan. Jadi, ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1. Sedangakan, Penguat non-inverting amplier merupakan kebalikan dari penguat inverting, dimana input dimasukkan pada input non-inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya hambatan feedback dan hambatan input (Mismail, 2012).

Integrated Circuit atau disingkat dengan IC adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan, ribuan bahkan jutaan Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang diintegrasikan menjadi suatu Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bahan utama yang membentuk sebuah Integrated Circuit (IC) adalah Bahan Semikonduktor. Silicon merupakan bahan semikonduktor yang paling sering digunakan dalam Teknologi Fabrikasi Integrated Circuit (IC). Dalam bahasa Indonesia, Integrated Circuit atau IC ini sering diterjemahkan menjadi Sirkuit Terpadu (Iftadi,  2008).

III . METODOLOGI PRAKTIKUM

A.    Tempat dan Waktu

Praktikum tentang karakteristik penguat IC OP Amp 741 ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika, Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Pertanian, Universitas Syiah Kuala Darussalam Banda Aceh. Bertepatan pada hari Jumat tanggal 13 November 2015 pukul 10.00 WIB.

B.     Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah IC 741, Multitester, Project Bord, dan Catu Daya.

C.    Cara Kerja

Adapun tahapan pelaksanaan yang dilakukan pada praktikum kali ini adalah pertama, asisten menjelaskan tentang IC (Intergrated Circuit). Kedua, asisten memberikan pemahaman tentang pembagian IC menurut jumlah komponennya. Akhirnya, menghitung jumlah kaki dan fungsinya pada IC OP Amp.

IV . HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Analisa Data

 Jenis-jenis IC berdasarkan jumlah komponen elektronik yang dikandungnya:

Ø  SSI (small-scale integration)

yaitu IC dengan jumlah komponen elektronika yang dikandungnya  maksimum berjumlah 100 komponen elektronik.

Ø  MSI (medium-scale integration)

yaitu IC dengan jumlah komponen elektronika yang dikandungnya 100 sampai 3.000 komponen elektronik.

Ø  LSI (large-scale integration)

yaitu IC dengan jumlah komponen elektronika yang dikandungnya  3.000 sampai 100.000 komponen elektronik.

Ø  VLSI (very large-scale integration)

yaitu IC dengan jumlah komponen elektronika yang dikandungnya 100.000 sampai 1.000.000 komponen elektronik.

Ø  ULSI (ultra large-scale integration)

yaitu IC dengan lebih dari 1 juta komponen elektronik.

B. Pembahasan

Integrated Circuit (IC) merupakan komponen semikonduktor yang di dalamnya dapat memuat puluhan, ratusan atau ribuan atau bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, dioda dan komponen semikonduktor yang lain. Komponen-komponen yang ada di dalam IC membentuk suatu subsistem terintegrasi (rangkaian terpadu) yang bekerja untuk suatu keperluan tertentu, namun tidak tertutup kemungkinan dipergunakan untuk tujuan yang lain.

Setiap jenis IC didesain untuk keperluan khusus sehingga setiap IC akan memiliki rangkaian internal yang beragam. Untuk mengetahui rangkaian internal, lingkungan kerja dan tegangan voltase operasi IC maka perlu dibaca datasheet yang diterbitkan oleh masing-masing produsennya (Philips, ST, Motorola, Sharp, Beckman, Cirrus Logic, Texas Instrument, dll) baik dalam bentuk media cetak

seperti buku ataupun elektronik (E-Book PDF). Datasheet sangat diperlukan apabila kita akan mendesain sebuah rangkaian elektronik.

Integrated Circuit diproduksi dengan berbagai kemasan dengan jumlah pin (kaki) yang bervariasi sesuai dengan fungsinya. Beberapa contoh kemasan IC yaitu DIP, CERDIP, DIL (dual in line) yang umum digunakan adalah DIP/DIl. Kemasan IC terbuat dari bahan epoxy atau silikon dan dari bentuk ini muncul pin-pin atau kaki-kaki dengan jarak kaki yang satu dengan yang lainnya teatur rapi. Sebuah IC mempunyai urutan kaki nomor 1 sampai dengan sejumlah kaki yang ada. Urutan kaki IC tidak dicantumkan pada badan IC akan tetapi yang pasti bahwa kaki nomor 1 berdekatan dengan kaki nomor 2, kaki nomor 2 berdekatan dengan kaki nomor 3 dan seterusnya.

Cara menentukan kaki IC adalah untuk IC yang dikemas dalam kemasan DIL atau dua garis maka kaki nomor 1 adalah kaki yang dekat titik (bulatan) dan tanda itu berdekatan dengan lekukan (cekungan) yang ada pada badan IC. Selanjutnya kaki nomor 2, nomor 3 dan seterusnya dapat kita peroleh dengan cara memutar dengan arah berlawanan dengan arah jarum jam. Untuk IC yang dikemas dalam kemasan satu baris maka kaki nomor 1 adalah kaki yang paling tepi dan berdekatan dengan tanda titik, cekungan atau tanda yang lain. IC dibedakan jenisnya menurut bentuk fisik dan fungsinya.

IC Power Amplifier mempunyai bentuk pipih dan fisiknya lebih besar dari yang lain. Digunakan pada rangkaian penguat suara (audio amplifier). Daya output IC ini cukup besar, berkisar antara 15 watt sampai 100 Watt atau bahkan lebih. Contoh tipe IC-nya adalah STK015, STK 070, STK 105, LA 4440 dan sebagainya.

IC Power Adaptor (Regulator). Digunakan sebagai komponen utama pada rangkaian power adaptor pada sub rangkaian regulator yang berfungsi sebagai penstabil tegangan atau voltase. Contoh tipe IC-nya adalah LM 317H, 78xx (xx = 05, 06, 07, 08, 09, 12), L200, S 042 P, LM 723 dan sebagainya.

IC Op Amp digunakan pada rangkaian digital yang berfungsi sebagai op amp atau untuk keperluan lain. Misalnya op amp audio amplifier, op amp mic, op amp head tape recorder, termometer digital dan lain-lain. Contoh tipe IC-nya adalah LM 709, LM 741, LM 386, TL 074, TL 083, TL 084 dan sebagainya.

IC Silinder, IC ini mempunyai bentuk silinder dan banyak digunakan pada rangkaian penguat pesawat CB(Citizen Band) atau HT (Held Transceived). IC jenis ini mempunyai tingkat ketahanan dan keawetan lebih lama dari jenis IC penguat yang lain. Contoh tipe IC-nya adalah CL 914, CA703, CA714 dan sebagainya.

IC Flip-Flap (FF) atau Timer (CLK,Clock)IC ini banyak digunakan pada rangkaian pembangkit (multivibrator) untuk memberi umpan atau sumber detak (oscilator) pada IC digital atau untuk keperluan lain. Misalnya NE 555 (IC terpopuler dikalangan pelajar) untuk alarm multiguna, signal injektor, penguji hubungan, saklar sentuh, timer lampu FF, frekuensi meter, pengacau frekuensi, otak rangkaian power amplifier, regulator pada power adaptor (dapat berfungsi seperti IC Power Amplifier dan Power Adaptor), pengusir serangga, organ elektronik dan lain-lain. Contoh tipe IC-nya NE 555, NE 556 (dua NE 555), M7555 dan sebagainya.

IC digital, dalam IC digital, suatu titik elektronis yang berupa seutas kabel atau kaki IC, akan mewujudkan salah satu dari dua keadaan logika, yaitu logika ‘0’ (nol, rendah) atau logika ‘1’ (satu, tinggi). Suatu titik elektronis mewakili satu ‘binary digit’ atau biasa disingkat dengan sebutan ‘bit’. Binary berarti system ‘dua-an’, yakni bilangan yang hanya mengenal dua angka, 0 dan 1. IC digital dibedakan menjadi dua.

IC TTL (Transistor-Transistor Logic)Pada suatu lingkungan IC TTL logika ‘0’ direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai 0,7 Volt arus searah (DC, Direct Current), sedangkan logika ‘1’ diwakili oleh tegangan DC setinggi 3,5 sampai 5 Volt.

IC jenis  pengatur tegangan tetap (Fixed Voltage Regulator) ini memiliki nilai tetap yang tidak dapat disetel (di-adjust) sesuai dengan keinginan rangkaiannya. Tegangannya telah ditetapkan oleh produsen IC sehingga tegangan DC yang diatur juga tetap sesuai dengan spesifikasi IC-nya.Misalnya IC Voltage Regulator 7805, maka Output Tegangan DC-nya juga hanya 5 Volt DC. Terdapat 2 jenis pengatur pegangan tetap yaitu Positive Voltage Regulator dan Negative Voltage Regulator.

Microprocessor adalah alat pemroses data yang merupakan pengembangan dari teknologi pembuatan Integrated Circuit (IC), Ada beberapa peristilahan yang dipakai untuk menunjukan tingkat kepadatan (density) dari suatu chip IC, yaitu Small Scale Integration (SSI-mengemas beberapa puluh transistor), Medium Scale Integration (MSI-mengemas sampai beberapa ratus transistor), dan sekarang yang sedang berkembang adalah Very Large Scale Integration (VLSI-mengemas puluhan ribu sampai jutaan transistor). Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer.

Jenis IC Voltage Regulator yang paling sering ditemukan di pasaran adalah tipe 78XX. Tanda XX dibelakangnya adalah kode angka yang menunjukan tegangan Output DC pada IC Voltage Regulatortersebut. Contohnya 7805,7809,7812 dan lain sebagainya. IC 78XX merupakan IC jenis Positive Voltage Regulator. IC yang berjenis Negative Voltage Regulator memiliki desain, konstruksi dan cara kerja yang sama dengan jenis Positive Voltage Regulator, yang membedakannya hanya polaritas pada tegangan.

IC jenis Adjustable Voltage Regulator adalah jenis IC pengatur tegangan DC yang memiliki range tegangan Output tertentus ehingga dapat disesuaikan kebutuhan rangkaiannya. IC Adjustable Voltage Regulatorini juga memiliki 2 jenis yaitu  positive  adjustable  voltage  regulator dan vegative adjustable voltage Regulator. Contoh IC jenis positive adjustable voltage Regulator diantaranya adalah  LM317 yang memiliki range atau rentang tegangan dari 1.2 Volt DC sampai pada 37 Volt DC.   IC jenis negative adjustable voltage regulator adalah LM337 yang memiliki range atau jangkauan tegangan yang sama dengan  LM317. Pada dasarnya desain, konstruksi dan cara kerja pada kedua jenis IC Adjustable voltage regulator adalah sama. Yang membedakannya adalah polaritas pada output tegangan DC-nya. IC fixed voltage regulator juga dikategorikan sebagai IC Linear Voltage Regulator.

IC jenis Switching Voltage Regulator ini memiliki desain, konstruksi dan cara kerja yang berbeda dengan IC Linear Regulator (Fixed dan Adjustable Voltage Regulator). Switching voltage regulator memiliki efisiensi pemakaian energi yang lebih baik jika dibandingkan dengan IC Linear Regulator. Hal ini dikarenakan kemampuannya yang dapat mengalihkan penyediaan energy listrik ke medan magnet yang memang difungsikan sebagai penyimpan energi listrik. Oleh karena itu, untuk merangkai pengatur tegangan dengan system Switching Voltage Regulator harus ditambahkan komponen Induktor yang berfungsi sebagai elemen penyimpan energy listrik.

IC analog adalah IC yang tersusun oleh beberapa rangkaian (linier) dan beroperasi dengan menggunakan sinyal sinusoidal. IC Linier adalah IC yang pada umumnya berfungsi sebagai : penguat daya (Power Amplifier),penguat sinyal (Signal Amplifier), penguat operasional (Operational Amplifier / Op Amp), Penguat Sinyal Mikro (Microwave Amplifier), penguat RF dan IF (RF and IF Amplifier), Voltage Comparator ,Multiplier, penerima frekuensi radio (Radio Receiver), regulator tegangan(Voltage Regulator).

 Integrated circuit atau IC adalah komponen dasar yang terdiri dari resistor, transistor dan lain-lain. IC adalah komponen yang dipakai sebagai otak peralatan elektronika. Pada komputer, IC yang dipakai adalah mikroprosesor. Dalam sebuah mikroprosesor Intel Pentium 4 dengan ferkuensi 1,8 trilyun getaran per detik terdapat 16 juta transistor, belum termasuk komponen lain. Fabrikasi yang dipakai oleh mikroprosesor adalah 60nm. Sirkuit terpadu dimungkinkan oleh teknologi pertengahan abad ke-20 dalam fabrikasi alat semikonduktor dan penemuan eksperimen yang menunjukkan bahwa alat semikonduktor dapat melakukan fungsi yang dilakukan oleh tabung vakum. Pengintegrasian transistor kecil yang banyak jumlahnya ke dalam sebuah chip yang kecil merupakan peningkatan yang sangat besar bagi perakitan tube-vakum sebesar-jari. Ukuran IC yang kecil, tepercaya, kecepatan "switch",

konsumsi listrik rendah,produksi massal, dan kemudahan dalam menambahkan jumlahnya dengan cepat menyingkirkan tabung vakum.

Gambar 1. IC di dalam sebuah sirkuit elektronik

Hanya setengah abad setelah penemuannya, IC telah digunakan dimana-mana. Radio, televisi, komputer, telepon selular, dan peralatan digital lainnya yang merupakan bagian penting dari masyarakat modern. Contohnya, sistemtransportasi, internet, dan lai-lain tergantung dari keberadaan alat ini. IC mempunyai ukuran seukuran tutup pena sampai ukuran ibu jari dan dapat diisi sampai 250 kali dan digunakan pada alat elektronika seperti: Telepon, Kalkulator, Ponsel, Radio,dan lain-lain.

 IC sering dikelompokkan berdasar jumlah transistor yang dikandungnya yaitu ; MSI (medium-scale integration) adalah chip dengan 100 sampai 3.000 komponen elektronik. LSI (large-scale integration) adalah chip dengan 3.000 sampai 100.000 komponen elektronik. VLSI (very large-scale integration) adalah chip dengan 100.000 sampai 1.000.000 komponen elektronik. ULSI (ultra large-scale integration) adalah chip dengan lebih dari 1 juta komponen elektronik. SSI (small-scale integration) adalah chip dengan maksimum 100 komponen elektronik

Sirkuit terpadu / IC awal hanya memuat beberapa transistor dan digolongkan sebagai "small-scale integration" (SSI), yaitu sirkuit digital yang memuat beberapa puluh transistor atau beberapa logic gate. Contoh SSI yaitu linear IC seperti PlesseySL201 atau Philips TAA320 yang hanya memiliki dua transistor. Istilah Large Scale Integration pertama kali digunakan oleh ilmuwan IBM, Rolf Landauer saat menjelaskan konsep yang selanjutnya melahirkan istilah SSI, MSI, VLSI, dan ULSI.

SSI digunakan pada proyek-proyek awal kedirgantaraan, dan mendorong perkembangan teknologi sirkuit terpadu sebagaimana teknologi-teknologi lainnya. Minuteman missile dan Apollo program menggunakan konputer digital

yang ringan untuk system inertial guidance-nya; Apollo guidance computer mendorong kemajuan teknologi sirkuit terpadu hingga dapat diproduksi secara masal. Program misil Minuteman dan banyak program Navy lainnya adalah pasar bagi sirkuit terpadu yang bernilai sebesar $4 miliar pada tahun 1962. IC mulai muncul pada produk konsumen di akhir dekade, dan aplikasi tipikalnya yaitu FM inter-carrier sound processing pada penerima signal di televisi.

SSI Sirkuit terpadu berkembang menjadi "medium-scale integration" (MSI) pada akhir tahun 1960an, ditandai dengan munculnya chip yang memuat beberapa ratus transistor. MSI memiliki keuntungan ekonomis karena walaupun

harganya lebih mahal sedikit dibandingkan SSI, MSI memungkinkan sistem yang lebih kompleks diwujudkan dalam sebuah chip dan menghasilkan lebih sedikit komponen untuk dirakit pada circuit board.

Pada pertengahan tahun 1970an, "large-scale integration" (LSI), yaitu sirkuit terpadu dengan beberapa puluh ribu transistor per chip berhasil diwujudkan. Sirkuit terpadu seperti 1K-bit RAM, chip untuk kalkulator, dan mikroprocesor awal, yang diproduksi pada awal tahun 1970an, mempunyai sekitar 4000 transistor. LSI dengan kurang lebih 10,000 transistor diproduksi sekitar tahun 1974 untuk main memory pada komputer dan mikroprocesor generasi kedua.

Sejak tahun 1980an hingga saat ini, "very large-scale integration" (VLSI) telah diproduksi untuk banyak aplikasi. Pada awal tahun 1980an, jumlah transistor dalam sebuah chip berkisar beberapa ratus transistor dan mencapai beberapa miliar transistor pada tahun 2009.          

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan

      Adapun kesimpulan yang dapat diambil pada praktikum  kali ini adalah :

1.      IC Op Amp digunakan pada rangkaian digital yang berfungsi sebagai op amp atau untuk keperluan lain

2.      IC adalah komponen yang dipakai sebagai otak peralatan elektronika. Pada komputer, IC yang dipakai adalah mikroprosesor

3.      IC terbuat dari bahan epoxy atau silikon memiliki kaki-kaki dengan jarak satu dengan yang lain teatur rapi.

4.      Microprocessor adalah alat pemroses data yang merupakan pengembangan dari teknologi pembuatan Integrated Circuit (IC).

5.      IC Power Amplifier mempunyai bentuk pipih dan fisiknya lebih besar dari yang lain dan digunakan pada rangkaian penguat suara (audio amplifier)

B. Saran

            Adapun saran yang dapat berikan dalam praktikum ini adalah saya sangat berharap pada saat praktikum ketersedian alat dan bahan pendukung tersedia lengkap,supaya mahasiswa dapat memahaminya dan tidak hanya sekedar membayangkan dengan berimajinasi tak bertentu.

DAFTAR PUSTAKA

Gunawan, Hanafi. 1996. Prinsip-prinsip Elektronika Edisi Kedua.Erlangga, Jakarta.

Iftadi, Irwan. 2008. Dasar-Dasar Elektronika. T. Pradnya Paramita. Bandung.

Mismail, Budiono. 2012. Dasar Teknik Elektro. UB Press. Jakarta.

Rashid, Muhammad. 1998. Power Electronics 2th ed ( Terjemahan ). Prentice-Hall

                International, Inc.New York.