Mis on lineaarne integraallülitus?

Lineaarset integraallülitust kasutatakse mitmesugustes kaasaegsetes elektroonikaseadmetes. Ahel suudab seadme töötamise ajal vastu võtta, töödelda ja toota erineval tasemel energiat. Seadmed, mis nõuavad võimendeid ja ostsillaatoreid, kasutavad sageli seda tüüpi vooluringe, mida iseloomustavad võrdsed sisend- ja väljundsignaali tasemed.
Et mõista, mis on lineaarne integraallülitus, on oluline kõigepealt mõista, mis on integraallülitus ehk IC. IC on ilmselt paremini tuntud kui kiip või mikrokiip. See on teatud tüüpi pooljuht, millesse on sisse ehitatud rida takisteid, kondensaatoreid ja transistore. Igal IC-l võib neid olla sadu või miljoneid. Integraallülitusi kasutatakse sageli mikroprotsessorite, arvutimälu, võimendite, ostsillaatorite või taimeritena.

Need ahelad võivad olla kas analoog- või digitaalsed. Lineaarsed integraallülitused on analoog-IC-d. Need erinevad digitaalsetest IC-dest, kuna need on võimelised looma mitmesuguseid väljundtasemeid. Tegelikult peaks see vooluahel teoreetiliselt suutma pakkuda lõpmatu arvu erinevaid signaalitasemeid. Digitaalne integraallülitus on seevastu võimeline tootma vaid mõne erineva väljundi taseme.

Analoog-IC-sid nimetatakse lineaarseteks integraallülitusteks, kuna ahela signaali väljundtase on signaali sisendtaseme lineaarne funktsioon. Sisend- ja väljundtasemete graafik näitab seda visuaalselt. Kui väljund on joonistatud sisendiga samal hetkel, tekiks punktide ühendamisel sirge. Teisisõnu, kui sisend muutub, muutub ahela väljund proportsionaalselt.

Lineaarseid integraallülitusi kasutatakse funktsioonide jaoks, mille puhul signaali väljund peab muutuma, näiteks heli- ja raadiosagedusvõimendid. Sellised seadmed nagu helivõimendid, alalisvooluvõimendid, ostsillaatorid ja multivibraatorid kasutavad neid ahelaid. Lineaarse integraallülituse levinuim tüüp on operatiivvõimendi ehk operatiivvõimendi, mis koosneb tavapärasest analooglülitusest, mis on moodustatud transistoride, takistite ja dioodidega. Operatsioonivõimendil on kaks erinevat sisendit, millest üks on inverteeriv ja üks mitteinverteeriv.

Kui inverteerivasse sisendisse rakendatakse signaali, tekib väljundis vastav ja vastupidine faas. Signaali rakendamine ahela mitteinverteerivale sisendile annab väljundis identse faasi. Muutuv takistus loob ühenduse inverteeriva sisendi ja väljundi vahel, mis juhib signaali võimendamist.