在处理模拟信号的系统对接的电路中，运算放大器 (op amps) 仍在发挥重要作用。这些电压放大设备专用于在输入和输出终端之间同电阻器和电容器等外部反馈元件一起使用。
Op amps 是当今用途最广泛的电子设备之一，用于各式各样的消费性、工业性及科学设备。运算放大器 IC 的类型极多，适合源自标准配置中或拥有内部结型场效应晶体管 (JFETs) 中的标准双极、精度、高速、低噪声、高电压等的各种可能应用。
自从 Bell Labs 的 Karl D. Swartzel, Jr. 在 1941 年发明了第一个带有真空管设计的运算放大器开始，制造商就不断努力设计更出色的真空管放大器。“理想”或完美的运算放大器的特性包括开环增益 Ao、无限输入电阻 Rin、零输出电阻 Rout、无限带宽 0 到 ∞，以及零点偏移（当输入为零时，输出精确为零）。
现实中，物理及电气设计和成本限制迫使运算放大器制造商制造兼顾性能和设计折衷的运算放大器。
例如，运算放大器没有无限增益或带宽，但拥有标准“开环增益”。后者被界定为放大器的输出放大率，且没有任何外部反馈信号连接至放大器，并且对于标准运算放大器，其值在直流电（0 Hz）中约为 100dB。这种输出增益随着频率呈线性下降，直至在约 1 MHz 时降至“单位增益”或 1。
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据 Linear Technology 的市场营销经理 Brian Black 介绍，随着应用不断推高性能上限或需要额外的功能，许多新型的放大器是针对特定用途或性能需求级别的高度优化电路。Black 举了个例子，某款运算放大器被配置成了光二极管应用中的互阻抗放大器。Linear Technology 已经开出两款单位增益稳定型运算放大器 — LTC6268 （见图 1）和 LTC6269 — 针对高阻抗电路应用进行优化。
图 1：Linear Technology 的 LTC6268 运算放大器。（来源：Linear Technology）
Linear Technology 为该运算放大器配置了 0.45 pF 的低输入电容，以及分别在 1 MHz 时为 4.3 nV/√Hz 以及在 100 kHz 时为 5.5 fA 的√输入参考电压电压和电流噪音。运算放大器达到了 4 GHz 增益带宽。
Texas Instruments 的音频运算放大器系统工程师 John Caldwell 称，随着运算放大器提供的性能超过更多集成模拟解决方案，它们更多应用于高性能系统，而更少应用在消费级电子产品。“为测试和评估应用或工业流程控制的建立数据采取系统的公司对运算放大器非常感兴趣，而一家生产蓝牙的公司可能不需要运算放大器，因为它们的产品使用集成解决方案生产会更加快捷且实惠。”
Texas Instruments 公司运算放大器市场营销经理 Dwight Byrd 认为，运算放大器设计的持续挑战是试图在功耗适中的情况下实现更低噪音。
“我们在 TI 上面临的一个主要问题是建立能够维持电容负载稳定性的低功率输出级。如果从不与电容负载互动，那么运算放大器可制作成消耗极低的总功率数。但，真实世界中并非如此。应用电路、PC 主板和 IC 封装本身都能够提供电容性，如果运算放大器设计不合理，这可能会破坏运算放大器的稳定性。在不消耗过多功率的情况下解决这个问题一直是个设计难题。”
更出色的设计技术已提升运算放大器性能。Texas Instruments 的 Byrd 举该公司的 TL072（图2）为例，这款产品拥有 18 nV/√Hz 的宽频电压噪声规格，曾被视为低噪声放大器。
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Byrd 介绍，Texas Instruments 目前推出的 OPA170，其宽频噪声为 18 nV√Hz，但消耗功率仅为十分之一（110 µA 比 1.4 mA）。OPA827 等 JFET 输入运算放大器如今正逼近次 4 nV/√Hz 噪声区，而 OPA211 和 LME49990 等双极运算放大器接近 1 nV√Hz。
图 2：Texas Instruments 的 TL072 运算放大器。（来源：Texas Instruments）
Texas Instruments 的 Byrd 介绍说，现代修整技术和截断放大器技术也做到了减少直流电由于偏移电压和温度漂移导致的错误。
随着模拟电路中电源电压继续降低到 5 V 以下至 3.3 V 并且有时低至 1.8 V，能够在更低电压下工作的运算放大器不断涌现。
Linear Technology 的 Brian Black 介绍到，“为补偿降低的输入电压并提供更出色的谐波失真性能，如今许多模数转换器驱动器具有差动输入。”
Linear Technology 的 LTC6363 等全差动放大器包含差动输入并能够接受单端或差动输入。LTC6363 也代表了运算放大器行业趋势，即拥有轨对轨输出（输出信号范围为从最低电源电压到最高电压）。运算放大器的电源电压范围为 2.8 到 11 V。它表现出 2 kHz 时的 115 dB 低失真度和极快的 780 ns 到 18-bit 设定时间，8 V 峰到峰输出。
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Texas Instruments 的 Dwight Byrd 表示，由于越来越多使用 IC 设备建模和使用软件工具进行 IC 布局，实现运算放大器的性能目标变得原来越简单。
“如今，设计流程包括检测 IC 布局中的寄生现象如何影响电路的功能性和性能。通过检查寄生现象的影响，当我们收到我们的硅时，我们能够降低意外概率，例如由于放大器输入电容不匹配导致，共模抑制的降级。”