Elektronik sistemlerde işlenecek sinyallerin hemen hemen hepsi düşük genliğe sahip yani zayıftır. Bu sistemlerin pek çoğunda yeterli derecede yükseltilmiş elektriksel sinyallere ihtiyaç duyulduğundan, sinyalleri istenilen derecede kuvvetlendirmek için yükselteç yani amplifikatör devreleri kullanılır. Yükselteçler gerilim ya da akım yani sonuç olarak güç kazanmak için kullanılır.

Bir yükselteç, girişine uygulanan zayıf elektrik sinyallerini, devresindeki aktif devre elemanları yardımı ile çıkışına büyütülmüş olarak aktarır. Bunu yaparken güç kaynağından aldığı enerjiyi kullanır. Bu enerjiyi, giriş sinyali ile aynı özellikte fakat daha güçlü bir çıkış sinyali elde etmek üzere işler. Sonuçta, yükseltecin çıkışından alınan elektriksel sinyalin gücü, girişine uygulanan sinyalin gücünden daha yüksektir.

Günümüzde kullanılan yükselteç türleri, çalışma şekline göre, kullanım şekline göre, frekans durumuna göre, bağlantı şekline göre veya yükün rezonans durumuna göre sınıflandırılabilir (düşük frekans yükselteçleri, ses frekans yükselteçleri, ultrasonik yükselteçler, geniş band yükselteçleri, radyo frekans yükselteçleri, enstrumantasyon yükselteçleri, video yükselteçleri, küçük ve büyük sinyal yükselteçleri gibi).

İşlemsel yükselteç terimi dilimize İngilizce “ Operational Amplifier “ teriminden geçmiştir ve kısaca op-amp olarak kullanılmaktadır.

Kazanç : Kazanç bir sisteme verilen girdinin, çıkışta ne kadar arttığını belirten bir katsayıdır. Bir yükseltecin girişine uygulanan sinyalin çıkışta ne kadar yükseltildiğini ifade eden birimsiz bir katsayıdır. Ürün bilgi sayfalarında Gain (G) ya da Amplitude Voltage (Av) şeklinde gösterilir.

Giriş Direnci : Elektronik devreler art arda bağlandıkları zaman, kaynak devrenin çıkışından alıcı devrenin girişine doğru akım olur. Giriş direnci, bir devrenin kendinden önce gelen devreden ne kadar akım çekeceğini ya da bu devreden gelen çıkış akımına ne kadar direnç göstereceğini ifade eder ve ürün bilgi sayfalarında Ri ile gösterilir.

Giriş direncinin düşük olması durumda devre, kendisinden önce gelen devreden fazla akım çeker. Bu nedenle önce devrenin bu akımı sağlayabilmesi için yeteri kadar güçlü olması gerekir. Giriş direncinin yüksek olması durumunda ise, devre kendisinden önce gelen devreden az akım çekecektir. Böylelikle önceki devreninn aşırı yüklenmesine ve sinyal bozulmalarına sebep olmaz. Bu sebeple, giriş direnci yüksek olan devrelerin girişine, çıkış gücü düşük olan devre herhangi bir yükseltme işlemine gerek olmadan bağlanabilir.

Çıkış Direnci : Çıkış direnci, bir devrenin çıkış terminali ile toprak arasındaki dirençtir. Diğer bir deyişle bu direnç, devrenin çıkışından ne kadar akım çekilebileceğini (devrenin ne kadar akım verebileceğini) gösterir ve ürün bilgi sayfalarında Ro şeklinde belirtilir. Bir devreden azami enerji çekilebilmesi için kaynak devrenin çıkış direnci ile alıcı devrenin giriş direnci eşit olmalıdır. Bu dirençlerin uyumlu olmaması durumunda, kaynak devrenin çalışmasında sorunlar çıkabilir. Böyle bir durumda kaynak devre bir yükselteç ise kazançta değişme, bir osilatör devresi ise, çalışma frekansının kayması ya da osilasyonun tamamen durması gibi problemler oluşabilir.

İşlemsel yükselteçlerin temel özellikleri; yüksek giriş direnci, düşük çıkış direnci ve yüksek gerilim kazancıdır.

İşlemsel yükselteçler 1940 lı yıllardan beri biliniyor olmalarına rağmen, yükselteçlerin yapımında direnç, kondansatör ve transistör gibi çeşitli devre elemanları gerektiği ve karmaşık iç yapıları nedeniyle çok gerekli olmadıkça kullanılmamışlardır. Entegre teknolojisnin gelişimi ile işlemsel yükselteçlerin üretimi kolaylaşmış ve kullanımları hızla artmıştır.

Günümüzde işlemsel yükselteç denildiği zaman akla tümleşik devreler gelmektedir. İşlemsel yükselteçler BJT (bipolar junction transistor), JFET (junction field effect transistor) ve ya MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) kullanılarak üretilir. Giriş dirençlerinin yüksek olması sebebiyle JFET transistörler yaygın kullanılmaktadır. Aşağıda yaygın kullanılan bir op-amp olan LM741 'in iç yapısı gösterilmiştir.

İdeal bir işlemsel yükseltecin açık çevrim (geri beslemesiz) kazancı sonsuzdur ve çıkış direnci sıfırdır. Çıkış direnci sıfır olduğundan dolayı sonsuz akım sürebilir. Gerilim kaldırma kapasitesi kapasitesi sonsuzdur, yani diğer bir deyişle her gerilimde çalışır. Gürültüsü yoktur ve bant genişliği sonsuzdur. İki giriş arası ve girişler ile toprak arası direnç sonsuzdur. İdeal işlemsel yükseltecin özellikleri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Her zaman ideal değerler ile gerçek değerler arasında farklılıklar vardır. Bu farklılıklar üretim teknolojisi, hammadde ve diğer etkenlerden kaynaklanır. Bu nedenle tüm diğer elektronik elemanlar gibi işlemsel yükselteçlerin de idealde istenen özellikleri ile pratikteki özellikleri arasında farklar vardır. Üretici firmalar, devre elemanının özellikleri ile ilgili ayrıntılı bilgiyi ürün bilgi sayfalarında (data sheet) verirler. Op-amplar ile ilgili bilgi sayfalarında da; giriş dengesizlik gerilimi, giriş dengesizlik akımı, giriş kutuplama akımı, giriş direnci, çıkış direnci, çıkış kısa devre akımı, açık çevrim gerilim kazancı, bant genişliği, ortak işareti bastırma oranı ve çıkış değişim hızı gibi özellikleri belirtilir. Aşağıdaki tabloda ideal işlemsel yükselteç ile LM741 'in özellikleri karşılaştırılmıştır.