Operationsverstärker

Der Operationsverstärker (Abkürzung OPV) hat seinen Namen aus der Zeit elektronischer Analogrechner. Der Name stammt von einem ihrer ersten Einsatzgebiete, mit ihnen wurden mathematische Berechnungen (so genannte "Operationen") ausgeführt.

Der Operationsverstärker hat zwei Eingänge und einen Ausgang. Er brauchte früher stets eine positive und eine negative Betriebsspannung, heute gibt es Typen, die mit nur einer Betriebsspannung auskommen. Ein idealer Operationsverstärker hat einen unendlich hohen Eingangswiderstand, einen unendlich kleinen Ausgangswiderstand sowie eine unendlich hohe Verstärkung. In der Praxis liegt der Eingangswiderstand bei einigen Megaohm und die Verstärkung deutlich über 10000.

Der Operationsverstärker verstärkt einen Potentialunterschied zwischen seinen beiden Eingängen (Differenzverstärker). Ein Eingang des OPV ist dabei invertierend, der andere Eingang nichtinvertierend. Durch unterschiedliche Außenbeschaltungen des Operationsverstärkers kann dieser zu verschiedenen Rechenoperationen verwendet werden. Addierer, Subtrahierer, Integrator und Differenzierer sind wohl die bekanntesten Rechenschaltungen. Diese Schaltungen werden auch heute noch verwendet, um beispielsweise einfache Regler aufzubauen (siehe Regelungstechnik). Auch Filter lassen sich mit dem OPV bauen.

Eine Operationsverstärkerschaltung ist aus einer Anzahl Transistoren und anderen elektronischen Bauelementen aufgebaut. Da die Anforderungen an Gleichlauf sehr hoch sind, wird er ausschließlich als integrierte Schaltung (IC) gefertigt.