Если сдвиг фаз между напряжением сигнала Uс и опорным напряжением Uоп равен 90º, то в течение четверти периода Uс будет совпадать по фазе с Uоп, а в течение другой четверти периода будет находится в противофазе. Ток в цепи исполнительного двигателя будет одну четверть периода идти от V2 И V1, а другую в обратном направлении. Т.к. токи равны и время действия их одинаково (четверть периода), то сумма этих токов за период равна 0. Двигатель вращаться не будет.
Если сдвиг фаз между входным сигналом и опорным напряжением отличается на 0º, 90º, 180º, то ток в обмотке M идет в одном и другом направлении неодинаковое время. Поэтому результирующий магнитный поток в двигателе не равен 0 и в зависимости от его знака двигатель будет вращаться в ту или другую сторону. При постоянстве амплитуд сигнального и опорного напряжений величина Uвых и ток в нагрузке, а следовательно, и частота вращения исполнительного двигателя будут пропорциональны углу сдвига фаз между Uс и Uоп.
В схеме предусмотрен диод V3. Принципиально усилитель может работать и без него. Однако в силу обратимости свойств эмиттера и коллектора транзистор будет проводить небольшой ток в обратном направлении в тот же период, когда коллекторное направления отрицательно. Это снижает КПД усилителя. Диод V3 не пропускает коллекторный ток обратного направления.
Ток в нагрузке существует лишь в течение половины периода и поэтому имеет большую пульсацию, что затрудняет применение однополупериодных фазочувствительных усилителей. Это обусловило разработку двухполупериодных усилителей.
Такой усилитель может применяться в системах автоматического регулирования самолета. В этом случае сельсин датчик следит за изменением курса (например, при боковом ветре), а электрический двигатель связан через передаточный механизм с пером руля самолета.