Wat is een lineair geïntegreerd circuit?

Een lineair geïntegreerd circuit wordt gebruikt in een verscheidenheid aan moderne elektronische apparatuur. Het circuit kan verschillende energieniveaus ontvangen, verwerken en produceren terwijl het apparaat werkt. Apparaten die versterkers en oscillatoren vereisen, maken vaak gebruik van dit type circuit, dat wordt gekenmerkt door gelijke ingangs- en uitgangssignaalniveaus.

Om te begrijpen wat een lineair geïntegreerd circuit is, is het belangrijk om eerst te begrijpen wat een geïntegreerd circuit of IC is. Een IC is waarschijnlijk beter bekend als een chip of microchip. Het is een type halfgeleider met een serie weerstanden, condensatoren en transistoren erin ingebouwd. Elk IC kan er honderden of miljoenen hebben. Geïntegreerde schakelingen worden vaak gebruikt als microprocessors, computergeheugen, versterkers, oscillatoren of timers.

Deze circuits kunnen zowel analoog als digitaal zijn. Lineaire geïntegreerde schakelingen zijn analoge IC's. Ze verschillen van digitale IC's omdat ze in staat zijn een grote verscheidenheid aan outputniveaus te creëren. In theorie zou een lineair geïntegreerd circuit een oneindig aantal verschillende signaalniveaus moeten kunnen leveren. Een digitaal geïntegreerd circuit kan daarentegen slechts een paar verschillende uitgangsniveaus produceren.

Analoge IC's worden lineaire geïntegreerde schakelingen genoemd omdat het signaaluitgangsniveau van de schakeling een lineaire functie is van het signaalingangsniveau. Een grafische weergave van de invoer- en uitvoerniveaus toont dit feit visueel aan. Als de uitvoer op hetzelfde moment als de invoer wordt weergegeven, levert het verbinden van de punten een rechte lijn op. Met andere woorden, als de ingang verandert, verandert de uitgang van de lineaire geïntegreerde schakeling evenredig.

Lineaire geïntegreerde schakelingen worden gebruikt voor functies waarbij de signaaloutput moet variëren, zoals voor audiofrequentie- en radiofrequentieversterkers. Apparaten zoals audioversterkers, DC-versterkers, oscillatoren en multivibrators gebruiken deze circuits. Het meest voorkomende type lineaire geïntegreerde schakeling is een operationele versterker, of op amp, die bestaat uit een conventionele analoge schakeling gevormd met transistoren, weerstanden en diodes. In een op-amp zijn er twee verschillende ingangen, waarvan er één omkeert en één niet-omkeert.

Wanneer een signaal wordt aangelegd op de inverterende ingang, wordt een overeenkomstige en tegengestelde fase geproduceerd aan de uitgang. Het toepassen van een signaal op de niet-inverterende ingang van het circuit resulteert in een identieke fase die aan de uitgang wordt geproduceerd. Variabele weerstand creëert een verbinding tussen de inverterende ingang en de uitgang, die de versterking van het signaal regelt.