Penguat Non Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkaan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa dengan sinyal inputannya, hasil dari sinyal input dan output rangkaian non inverting dapat dilihat pada Gambar 5.36. Pada dasarnya penguat non inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal dengan amplitudo yang sangat kecil dari sensor sehingga dibutuhkan penguatan agar bisa digunakan pada proses selanjutnya. Intinya penguat non inverting kebalikkan dari penguat inverting.

Gambar 5.35 Rangkaian Penguat Non Inverting

Keterangan Gambar:

V_in : Tegangan Masukan

V_out : Tegangan Keluaran

R_g : Resistansi ground

R_f : Resistansi feedback

Gambar 5.36 Sinyal Input dan Output Penguat Non Inverting

Fungsi Penguat Non Inverting

Fungsi dari penguat non inverting kurang lebih sama dengan penguat inverting hanya saja polaritas output yang dihasilkan sama dengan sinyal inputnya. Keluaran sensor dan tranduser pada umumnya mempunyai tegangan yang sangat kecil hingga mikro volt, sehingga diperlukan penguat dengan impedansi masukan rendah.  Rangkaian penguat non inverting akan menerima arus atau tegangan yang sangat kecil dari tranduser dan akan menghasilkan arus atau tegangan yang lebih besar.

Analisis Penguatan Op Amp Non Inverting

Dalam menganalisis rangkaian Op-Amp sebagai penguat terdapat dua aturan penting yang perlu diperhatikan. Kedua aturan tersebut menggunakan karakteristik Op-Amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yang berisi :

1. Perbedaan tegangan antara kedua masukan Op-Amp adalah nol (V+ - V- = 0 atau V+ = V-), hal ini bertujuan menghindari adanya tegangan offset. Aturan pertama ini sering disebut dengan virtual ground.
2. Arus yang mengalir pada kedua masukan Op-Amp adalah nol (I+ = I- = 0), hal ini dikarenakan impedansi input pada Op-Amp sangat besar ( Z_in = ∞).

Dengan memahami kedua aturan tersebut, analisis dari rangkaian Op-Amp akan menjadi lebih mudah. Untuk memulai analisis rangkaian penguat non-inverting, terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat non-inverting menjadi seperti Gambar 5.37.

Gambar 5.37 Penjabaran Rangkaian Penguat Non Inverting untuk mempermudah penurunan rumus

Berikut penjabaran penurunan rumus op-amp non inverting berdasarkan gambar 5.37 didapatkan persamaan arus yang mengalir pada titik cabang A, sebagai berikut:

Persamaan 1

𝐼_𝑓 = 𝐼_g

Dengan menggunakan teori tegangan titik simpul, persamaan (1) dapat dijabarkan menjadi:

Persamaan 2

Karena V+ = Vin dan V- = VA , serta asumsi nilai V+ = V- maka dapat dituliskan nilai Vin = VA. Sehingga persamaan (2) menjadi:

Persamaan 3

Dengan menyederhanakan persamaan (3), dapat diperoleh persamaan tegangan keluaran dari penguat non-inverting:

Persamaan 4

Jika penguatan merupakan perbandingan antara tegangan keluaran dan tegangan masukan, maka dari persamaan (4) dapat diperoleh penguatan sbb:

Persamaan 5

Contoh Soal

Diketahui tegangan input sensor suhu LM35  = 300 mV, besarnya nilai R_f = 1k, R_g =100 ohm, berapakah nilai V_out dan gainnya?

.

Percobaan

Gambar 5.38 Rangkaian Percobaan Penguat Non Inverting

.

Video:

.