Oto zestawienie:
* Liniowość: W systemie liniowym wyjście jest skalowaną wersją wejścia. Oznacza to, że podwojenie wartości wejściowej podwoi moc wyjściową, potrojenie wartości wejściowej potroi moc wyjściową i tak dalej.
* Zachowanie wzmacniacza operacyjnego: Idealne wzmacniacze operacyjne są zaprojektowane tak, aby wzmacniać różnicę między dwoma zaciskami wejściowymi (odwracającym i nieodwracającym). Różnica ta, znana jako różnicowe napięcie wejściowe, jest wzmacniana przez duży współczynnik wzmocnienia (zwykle 100 000 lub więcej). Oznacza to, że nawet niewielkie różnice w napięciu wejściowym powodują znaczne zmiany napięcia wyjściowego.
* Zależność liniowa: W zakresie operacyjnym wzmacniacza operacyjnego napięcie wyjściowe jest liniowo proporcjonalne do różnicy napięcia wejściowego. Zależność ta utrzymuje się tak długo, jak wzmacniacz operacyjny nie jest nasycony (osiąga maksymalne lub minimalne napięcie wyjściowe).
Ważna uwaga: Wzmacniacze operacyjne w świecie rzeczywistym wykazują niewielką nieliniowość z powodu takich czynników jak:
* Napięcie niezrównoważenia wejścia: Niewielka różnica napięcia występująca pomiędzy zaciskami wejściowymi, nawet gdy nie ma sygnału wejściowego.
* Szybkość narastania: Maksymalna szybkość zmian napięcia wyjściowego, która może ograniczyć zdolność wzmacniacza operacyjnego do wiernego odtwarzania sygnałów o wysokiej częstotliwości.
* Zniekształcenie: Przy wysokich poziomach sygnału wejściowego wzmacniacze operacyjne mogą wprowadzać zniekształcenia, co oznacza, że sygnał wyjściowy nie jest dokładną reprezentacją sygnału wejściowego.
Jednak te nieliniowości są zazwyczaj na tyle małe, że wzmacniacze operacyjne są nadal uważane za urządzenia liniowe w większości praktycznych zastosowań.
Wniosek:
Chociaż wzmacniacze operacyjne mają pewne cechy nieliniowe, ich zdolność do liniowego wzmacniania sygnału wejściowego w szerokim zakresie uzasadnia ich klasyfikację jako urządzenia liniowe. To liniowe zachowanie ma kluczowe znaczenie dla ich zastosowania w różnych obwodach analogowych, w tym we wzmacniaczach, filtrach i oscylatorach.