Penguat Diferensial Sebagai Dasar Penguat Operasional

       Penguat diferensial adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Berikut ini adalah gambar skema dari penguat diferensial sederhana:

      Penguat diferensial  tersebut  menggunakan  komponen BJT (Bipolar Junction Transistor) yang   identik / sama  persis sebagai  penguat.  Pada penguat diferensial  terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1 dan V2.      Dalam  kondisi  ideal,        apabila kedua masukan               identik (Vid = 0), maka keluaran Vod = 0.   Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 = IE2.   Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya  sama  sehingga Vod = 0.

      Apabila  terdapat   perbedaan  antara  sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini akan   menyebabkan   terjadinya  perbedaan   antara IB1 dan IB2.    Dengan begitu harga IC1 berbeda dengan IC2,  sehingga harga   Vod  meningkat   sesuai dengan        besar     penguatan  Transistor.

      Untuk  memperbesar   penguatan dapat  digunakan dua tingkat  penguat   diferensial (cascade).  Keluaran   penguat  diferensial   dihubungkan dengan  masukan  penguat  diferensial tingkatan   berikutnya. Dengan begitu besar   penguatan total (Ad)  adalah hasil kali antara penguatan  penguat  diferensial  pertama (Vd1) dan penguatan   penguat  diferensial   kedua (Vd2).

      Dalam penerapannya, penguat  diferensial   lebih  disukai apabila   hanya  memiliki satu keluaran. Jadi yang diguankan  adalah tegangan  antara satu  keluaran dan   bumi (ground).  Untuk dapat   menghasilkan    satu keluaran   yang   tegangannya   terhadap   bumi (ground) sama dengan   tegangan   antara dua keluaran (Vod), maka  salah  satu keluaran dari   penguat  diferensial   tingkat   kedua  di  hubungkan   dengan   suatu pengikut emitor (emitter follower).

      Untuk  memperoleh  kinerja yang  lebih baik, maka   keluaran dari  pengikut emiter dihubungkan  dengan  suatu   konfigurasi  yang disebut dengan      totem-pole.     Dengan menggunakan   konfigurasi ini,  maka tegangan   keluaran X dapat  berayun secara  positif hingga  mendekati harga VCC dan dapat berayun  secara  negative  hingga  mendekati   harga VEE.

      Apabila   seluruh  rangkaian telah  dihubungkan,   maka  rengkaian  tersebut  sudah  dapat dikatakan  sebagai  penguat    operasional (Operational Amplifier (Op Amp)).