Цю функцію двох змінних зазвичай спрощують і розглядають як амплітудну характеристику неінвертуючий підсилювача U вих = f (U +), при U - = 0, (рис.2), і як амплітудну характеристику инвертирующего підсилювача U вих = f (U -), при U + = 0, (рис.3). При роботі ОУ в лінійному режимі напруга на його виході зростає зі збільшенням напруги U + (на неінвертуючий вході) або зі зменшенням напруги U - (на вході інвертується). Лінійна залежність між вихідним U вих і вхідним Uвх сигналами спостерігається лише при малих значеннях Uвх. При великих значеннях Uвх ОУ переходить в стан насичення і вихідний сигнал приймає напруга, близьке до напруги харчування.
Зазвичай Uвихmax (+ Eп - 1В). а Uвихmin (-Еп + 1В). При цьому коефіцієнт посилення визначається:
Для збалансованого ОУ амплітудна характеристика проходить через вісь координат. Реальний ОУ розбалансований і його амплітудна характеристика зміщена щодо нуля (рис.2).
Діапазон від Uвихmin до Uвихmax, де вихідна напруга лінійно залежить від вхідної напруги, називається динамічним діапазоном ОУ. Зазвичай Uвихmax (+ Eп - 1В). а Uвихmin (-Еп + 1В).
Область, де U вих Uвихmax і U вих Uвихmin називається областю насичення. Динамічний діапазон вхідних напруг (Uвхmin Uвх U вхmax) власне ОУ дуже малий через велику коефіцієнта посилення До. Наприклад, при Ко = 10 6, Uвихmax = 10В, максимальне значення диференціального вхідного напруги одно:
при Uвх Uвхmax настає насичення.
Тому для того, щоб забезпечити необхідний коефіцієнт посилення, підвищити динамічний діапазон по входу і виходу, а також розширити діапазон робочих частот ОУ охоплюють негативним зворотним зв'язком (ООС), для цього частина вихідної напруги подають на інвертується вхід.
Амплітудна характеристика реального ОУ не проходить через вісь координат (штрихова лінія, Рис.2). Це обумовлено неідентичність плечей диференціального підсилювача, зворотними струмами транзисторів в ОУ. Напруга, яке необхідно подати на вхід, для того щоб U вих = 0, називається напругою зміщення Ucм.
(У ОУ з біполярними транзисторами на вході Ucм 1мВ, а у ОУ з польовими транзисторами на вході Uсм 10мВ). На деяких ОУ є спеціальні висновки для приєднання потенціометрів для компенсації напруги зміщення.
Вхідні струми зміщення
До вхідних висновків ОУ підключені бази або затвори внутрішніх транзисторів, на які необхідно подати деякий опорна напруга - зміщення. Тому для нормальної роботи будь-якого ОУ повинні бути шляхи для протікання постійного струму (в тому чи іншому напрямку) через його входи на землю (Рис.4). Ці струми називаються вхідними струмами зміщення Iв2. Iв1, і можуть відрізнятися один від одного. Значним струму зміщення прийнято вважати середньоарифметичне двох вхідних струмів: Iв = (Iв2 + Iв1) / 2.
Різниця двох вхідних струмів зміщення називається струмом зсуву Iсд. при цьому знак Iсд може бути будь-яким:
Зазвичай Iв1 »Iв2. Напруги, створювані ними на R1 і R2 рівні відповідно Iв1 R1 і Iв2 R2. Щоб зменшити поява додаткової напруги зсуву на виході ОУ через різницю Iв1 R1 і Iв2 R2 необхідно зробити, щоб R2 »R1. При цьому падіння напруги від струмів зміщення на них приблизно однакові і напруга зсуву мінімально. Струми зміщення залежать від температури, що викликає дрейф вихідної напруги від температури.