Rangkaian Comparator op-amp atau pembanding tegangan

 Gambar 1. Rangkaian Comparator

    Pada artikel sebelumnya kita sudah membahas tentang rangkaian inverting amplifier dan rangkaian inverting amplifier, Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang rangkaian comparator atau pembanding tegangan menggunakan Ic op-amp 741.

Pengertian Comparator

    Rangkaian comparator adalah salah satu rangkaian elektronika yang output nya ditentukan oleh perbandingan antara 2 buah tegangan inputnya atau perbandingan antara input kaki positif dan input kaki negatif atau perbandingan antara tegangan referensi dan tegangan inputnya.

Cara Kerja Comparator

    Comparator di bagi menjadi 2 yaitu comparator Positif atau noninverting comparator dan comparator negatif atau inverting comparator.

Gambar 2. Rangkaian Comparator Positif atau Noniverting

    Pada comparator positif, comparator akan membandingkan besarnya tegangan pada kaki noninverting atau + dan kaki inverting atau -, jika tegangan di kaki noninverting lebih besar dari tegangan dikai inverting maka tegangan outputnya 90% dari tegangan +VCC,dan jika tegangan di kaki noninverting lebih kecil dari tegangan dikai inverting maka tegangan outputnya 90% dari tegangan -VCC.

Gambar 3. Rangkaian Comparator Negatif atau Iverting

    Pada comparator negatif, comparator akan membandingkan besarnya tegangan pada kaki noninverting atau + dan kaki inverting atau -, jika tegangan di kaki noninverting lebih besar dari tegangan dikai inverting maka tegangan outputnya 90% dari tegangan -VCC,dan jika tegangan di kaki noninverting lebih kecil dari tegangan dikai inverting maka tegangan outputnya 90% dari tegangan +VCC.

Jenis jenis Vref Pada Rangkaian Comparator

    Ada beberapa jenis Vref yang sering digunakan dalam rangkaian comparator diantaranya menggunakan 2 buah resistor yang diseri, menggunakan potensiometer, menggunakan trimpot, menggunakan Bateray, menggunakan dioda zenner, dan lain sebagainya. dibawah ini adalah gambar  contoh penggunaaan Vref dalam rangkaian comparator.

Gambar 4. Rangkaian Tegangan Referensi Comparator

Contoh Soal 1

Gambar 5. Contoh soal rangkaian comparator 1

Dari gambar 5 diatas diketahui :

VCC = 12V >> 90%VCC = 10,8V

R1 = 10K

R2 = 30K

Vin = 5V

Berapakah tegangan output atau Vout dari rangkaian comparator diatas?

Jawab :

(Vref = \frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}\times VCC)

(Vref = \frac{30}{10+30}\times 12V)

(Vref = \frac{3}{4}\times 12V)

(Vref = 9V)

Karena rangkaian diatas adalah adalah rangkaian comparator inverting, maka jika tegangan dikaki noninverting lebih besar dari tegangan dikaki inverting maka tegangan output nya adalah 90%-VCC.

Karena -VCC = 0, maka 90%-VCC = 0. Jadi tegangan output dari rangkaian comparator diatas adalah 0V.

Contoh Soal 2

Gambar 6. Contoh soal rangkaian comparator 1

Dari gambar 6 diatas diketahui :

+VCC = 12V >> 90%VCC = 10,8V

-VCC = 0 >> 90%-VCC = 0V

VRa = 5K

VRb = 45K

Vin = 9V

Berapakah tegangan output atau Vout dari rangkaian comparator diatas?

Jawab :

(Vref = \frac{VR_{b}}{VR_{a}+VR_{b}}\times VCC)

(Vref = \frac{45}{5+45}\times 12V)

(Vref = \frac{9}{10}\times 12V)

(Vref = 10,8V)

Karena, 

Vref> Vin , maka Vout = 90%-VCC = 0V

Jadi tegangan output dari rangkaian comparator diatas adalah 0V.

Contoh Soal 3.

Diketahui rangkaian seperti gambar 6 , Jika VR diputar sehingga menjadi VRa =20K dan VRb = 30K, maka berapah nilai Vout nya ?

Jawab:

Vin = 9V

(Vref = \frac{VR_{b}}{VR_{a}+VR_{b}}\times VCC)

(Vref = \frac{30}{20+30}\times 12V)

(Vref = \frac{3}{5}\times 12V)

(Vref = 7,2V)

Karena, 

Vref < Vin , maka Vout = 90%+VCC = 10,8V

Jadi tegangan output dari rangkaian comparator pada contoh soal 3 adalah 10,8V.