Операционный усилитель (ОУ) — это дифференциальный усилитель постоянного тока с очень большим коэффициентом усиления и несимметричным выходом. Прообразом ОУ может служить классический дифференциальный усилитель (см. 2.1) с двумя входами и несимметричным выходом. Реальные операционные усилители обладают значительно более высокими коэффициентами усиления (обычно порядка 105 — 106) и меньшими выходными импедансами (сопротивлениями), а также допускают изменение выходного сигнала почти в полном диапазоне питающего напряжения (обычно используют расщеплённые источники питания ±15 или ±20В). Условное обозначение, принятое для всех типов ОУ, представлено на рис.2.2. Входы обозначают (+) – неинвертирующий и (–) – инвертирующий (другое обозначение – кружком). Символы «+» и «—» не означают, что на одном входе потенциал всегда должен быть более положительным, чем на другом. Эти символы просто указывают относительную фазу выходного сигнала.
Операционный усилитель работает следующим образом:
,
если , то , а если , то .
На схемах часто не показывают подключение источников питания к ОУ и вывод, предназначенный для заземления. Так как операционные усилители обладают очень большим коэффициентом усиления по напряжению, они никогда не используются без обратной связи.