Seperti yang kita tahu bahwa dunia elektronika cukup luas untuk dipelajari. Di bagian dasarnya saja terdapat banyak sekali jenis rangkaian elektronika dengan fungsinya yang beragam. Salah satu yang paling sering didengar dan dipergunakan adalah rangkaian penguat penyangga alias penguat buffer.
Nah tulisan kali ini akan kami dedikasikan untuk mengulas sedikit tentang apa itu rangkaian penguat penyangga. Pengetahuan tentang jenis rangkaian satu ini akan sangat berguna, terutama jika kamu ingin membuat sebuah amplifier. Nah memang apa itu rangkaian penguat penyangga alias rangkaian buffer? Silakan langsung saja masuk ke penjelasannya.
Apa itu Penguat Penyangga (Rangkaian Buffer)?
Penyangga tegangan atau rangkaian buffer adalah rangkaian common collector yang mempunyai nilai penguatan = 1, di mana rangkaian ini akan menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan inputnya. Jika tidak terjadi pengutan lalu mengapa disebut penguat?
Fungsi dari Penguat kolektor bersama ini memang pada dasarnya adalah sebagai penyangga, di mana prinsip dasarnya merupakan penguat arus dan bukan merupakan penguat tegangan. Oleh karena itu tegangan input (Vin) pada penguat buffer sama dengan tegangan output (Vout), namun nilai arusnya berbeda antara output dan input. Arus output akan lebih besar dari arus inputnya.
Selain penguatan arus, fungsi utama lainnya dari penguat buffer adalah untuk penyesuaian impedansi tanpa mengurangi nilai tegangan isyarat, walaupun pada praktiknya ada sedikit pengurangan tegangan namun nilainya tidak terlalu berpengaruh. Rangkaian ini juga sering digunakan untuk pengkondisi sinyal pada instrumentasi di industri.
Output tegangan pada rangkaian penguat buffer diambil dari terminal emitor pada transistor yang digunakan. Selalu ada pengurangan nilainya dibandingkan dengan tegangan input. Hal ini disebabkan adanya jatuh tegangan yang terjadi pada persambungan emitor-basis. Sementara untuk fasa gelombang tegangan outputnya akan sama dengan bagian input.
Fungsi Rangkaian Penguat Buffer
Seperti sedikit disinggung sebelumnya, rangkaian buffer bisa menyesuaikan impedansi, sehingga penguat penyangga ini digunakan saat kedua rangkaian yang akan disambungkan memiliki impedansi yang berbeda. Hal ini diperlukan karena jika tetap disambungkan akan terjadi penurunan tegangan sehingga tidak mampu menggerakkan rangkaian berikutnya.
Nah jika impedansi dicocokkan dulu dengan menggunakan rangkaian buffer atau disebut dengan impedance matching, risiko drop tegangan tersebut bisa dihilangkan. Dalam hal pencocokan impedansi, jika pada bagian input memiliki impedansi tinggi maka sisi outputnya akan menghasilkan nilai impedansi yang lebih rendah, begitu juga sebaliknya.
Pengaplikasian Rangkaian buffer biasanya dapat ditemukan pada amplifier-amplifier yang dapat kita temukan sehari-hari. Misalnya, amplifier yang biasa digunakan untuk pengeras suara, atau untuk gitar listrik dan lainnya.
Rangkaian buffer bisa dibuat dengan membangun common emitter yang digunakan sebagai Voltage Follower (pengikut tegangan). Rangkaian penyangga juga dapat dirancang dengan menggunakan Operational Amplifier alias Op-Amp.
Op-Amp Sebagai Penguat Buffer
Seperti dibahas tadi, karakteristik utama dari rangkaian buffer adalah menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan inputnya. Maka rangkaian ini bisa dibuat dengan cara membuat hubung singkat antara jalur input inverting dan jalur outputnya, seperti pada gambar di atas. Hal ini akan membuat persamaan matematis sebagai berikut:
Sehingga untuk nilai penguatan tegangan (Av) adalah sebagai berikut:
Jika dibreakdown, persamaan ini mengacu pada dua aturan penting pada rangkaian Op-Amp itu sendiri yang dilihat dari karakteristik Op-Amp ideal. Dalam beberapa literatur, aturan ini disebut golden rule, di mana isinya adalah :
- Aturan pertama disebut dengan virtual ground, yaitu kondisi di mana perbedaan tegangan antara kedua masukan Op-Amp sama dengan nol (V+ – V- = 0 atau V+ = V-), hal ini dimaksudkan untuk menghindari tegangan offset.
- Arus pada kedua input Op-Amp adalah nol (I+ = I- = 0), hal ini disebabkan oleh nilai impedansi input pada Op-Amp sangat besar ( Zin = ∞).
Persamaan tegangan antara input dan output rangkaian buffer Op-amp ini juga bisa dibuktikan dengan melihat bentuk sinyal di bagian masukan dan keluaran. Keduanya serupa dan juga memiliki fasa yang sama. Kurang lebih bentuknya seperti di bawah ini.
Nah demikianlah penjelasan singkat kami tentang rangkaian penyangga alias penguat buffer. Initinya, rangkaian ini memiliki karakteristik tegangan output sama dengan inputnya dan biasa digunakan untuk menyesuaikan impedansi agar rangkaian selanjutnya yang dihubungkan oleh rangkaian ini masih bisa bekerja. Semoga membantu!
