Gain Minimum untuk Menjaga Stabilitas Non-inverting Amplifier Op Amp yang Berbeban Kapasitif

Abstract

Non-inverting amplifier is one of the two basic operational amplifier (op amp) circuits. In this type of amplifier product between close loop gain at zero hertz (ADC) and bandwidth (BW) will be constant and equal to unity-gain frequency (ft). A capacitive load (CL) together with op amp output resistance (R0) will create a new pole at frequency fp, thus modifying frequency response of the amplifier. If ft greater than fp , a non-inverting amplifier might become unstable by having a high overshoot on its step response. One of the references used in this paper stated that the amplifier will be stable if ADC equal or greater than 10.(fp/ft). This paper explains that we can choose ADC much lower than 10.(fp/ft) while maintaining a relatively stable non-inverting amplifier. This conclusion agrees with simulation and measurement results. Abstract in Bahasa Indonesia : Non-inverting amplifier merupakan salah satu konfigurasi dasar amplifier berbasis op amp. Pada amplifier ini, hasil perkalian antara close loop gain pada frekuensi nol (ADC) dengan bandwidth (BW) akan bernilai konstan yaitu sebesar unity-gain frequency (ft) op amp yang dipakai. Sebuah beban kapasitif pada non-inverting amplifier bersama hambatan keluaran op amp (Ro) akan menciptakan satu kutub (pole) tambahan (fp) yang memodifikasi respon frekuensi amplifier. Apabila fp lebih kecil daripada ft maka amplifier dapat menjadi tidak stabil, yang ditunjukkan dengan adanya overshoot pada step response keluaran. Salah satu acuan yang dipakai menyatakan bahwa amplifier akan mencapai kestabilan bila dipenuhi nilai ADC minimal (ADCmin) sebesar 10.(ft/fp). Makalah ini menjelaskan bahwa kita dapat memilih ADC yang jauh lebih kecil dibandingkan 10.(ft/fp) dengan tetap mempertahankan kestabilan relatif non-inverting amplifier. Kesimpulan ini didukung oleh hasil simulasi perangkat-lunak dan pengujian amplifier secara riil. Kata kunci: Non-inverting amplifier, beban kapasitif, kestabilan, gain minimum.