Was ist eine lineare Schaltung?
Ein linearer Schaltkreis ist so konzipiert, dass jedes elektronische Zubehör oder jede elektronische Komponente konsistent bleibt. Sie stellt auch sicher, dass alle verschiedenen Eigenschaften der Schaltung, einschließlich Impedanz, Widerstand, Verstärkung und Kapazität, im gesamten Schaltkreis unverändert bleiben. Dies gilt unabhängig von möglichen Spannungsänderungen, die zwischen Komponenten im gesamten Schaltkreis auftreten können.
In elektrischen Schaltungen steht der Begriff linear für die Formatierung der verwendeten Schaltung. Damit ein Schaltkreis als linearer Schaltkreis betrachtet werden kann, darf er keine nichtlineare Komponente enthalten. Dies bedeutet, dass sich in der Schaltung möglicherweise keine Diode, kein Transistorelement und keine Eisenkernleiter befinden.
In der Elektronikfertigung erhalten lineare Schaltungen innerhalb des Fertigungsprozesses eine eigene Bezeichnung. Hersteller von Leiterplatten sowie von elektronischen Geräten müssen die Trennung zwischen linearen und nichtlinearen Produkten einhalten. Dies bedeutet normalerweise, dass sie ihre linearen Produkte von ihren Fertigungslinien für digitale Produkte trennen, um die Integrität der linearen Produkte zu gewährleisten. Beispielsweise wird die Herstellung einer Verstärkerschaltung, die sich linear verhält, nicht auf derselben Leitung wie ein Operationsverstärker hergestellt, der Transistoren jeglicher Art enthält, da sich Transistoren nichtlinear verhalten, was die Basisfunktion des linearen Verstärkers beeinträchtigen würde.
Lineare Schaltkreise werden auch in Schutzmethoden für elektronische Geräte verwendet. Einige Überspannungsschutzgeräte sowie Leistungsschalter für Industrie und Privathaushalte verwenden lineare Schaltkreise, um die in einen anderen Stromkreis eingebrachte Leistungsmenge sicher abzuleiten. Diese werden verwendet, weil eine lineare Schaltung die Leistung beim Durchlaufen der Schaltung gleichmäßiger abführen kann als die einer nichtlinearen Schaltung.
Ein nichtlinearer Stromkreis enthält nichtlineare Komponenten, die einem Kurzschluss oder einem Ausfall unterliegen, der zu einer Fehlfunktion des Stromkreisschutzgeräts führen kann. Wenn ein Widerstand oder eine Diodeneinheit in einem nichtlinearen Stromkreis in einem Überspannungsschutz ausfällt, lässt das Gerät die erhöhte Spannung eines Überspannungsschutzes direkt durch, ohne dass ein Leistungswiderstand bereitgestellt wird. Lineare Schaltungen sind diesen Problemen nicht unterworfen.
Um als linearer Schaltkreis betrachtet zu werden, muss er eine Überlagerungseigenschaft besitzen. Dies bedeutet, dass unabhängig von der Anzahl der Eingänge der Schaltung der Ausgang der Schaltung in Bezug auf Spannung oder Signal gleich der tatsächlichen Summe jedes der Eingänge ist, die zusammenaddiert werden. Es tritt keine Änderung der Eingänge auf, wenn das Signal durch einen linearen Schaltkreis geleitet wird.