Amplificatori

Un amplificatore è un dispositivo elettronico che incrementa l'ampiezza del segnale elettrico,  con un effetto noto come guadagno di amplificazione.

Di classi e tipi diversi, gli amplificatori sono diversi da quelli tradizionali costituiti da un tubo vuoto (valvola), diventando ormai transistor semiconduttori basati sui dispositivi. Le valvole allora funzionavano secondo il principio dell'emissione termoionica da un filamento caldo in un vuoto controllato da una griglia di controllo. Al giorno d'oggi sono ancora impiegati in applicazioni ad alta potenza come radar. Gli amplificatori semiconduttori funzionano con la diffusione dei portatori di carica attraverso una giunzione del semiconduttore da un campo elettrico e sono gli amplificatori più comuni pronti all'uso oggi.

Gli amplificatori sono classificati in base alla loro capacità di amplificare in modo efficace un segnale in ingresso di tensione o corrente. Un amplificatore di tensione incrementa i segnali di tensione in entrata e produce una tensione d'uscita più ampia. Gli amplificatori di corrente, altrimenti noti come amplificatori a transimpedenza, rilevano le correnti in entrata e producono una tensione sul carico. Gli amplificatori di transconduttanza e transresistenza scambiano questo effetto: una tensione o una corrente in entrata produce rispettivamente una corrente o una tensione d'uscita più ampia.

Un parametro chiave delle prestazioni di un amplificatore è la sua linearità o la sua capacità di rappresentare accuratamente l'ingresso con lo stesso segnale di forma nel dominio di tempo sull'uscita. Altri parametri fondamentali per le prestazioni includono poi la velocità di risposta, la risposta in frequenza, il rumore e l'ampiezza di banda del guadagno.

La classe dell'amplificatore rappresenta la quantità di variazioni che un segnale in uscita presenta nel corso di un ciclo se l'ingresso è una forma d'onda sinusoidale. Ciò costituisce un compromesso tra linearità ed efficienza. Quanto più lineare è l'amplificatore, tanto inferiore è la distorsione prodotta. L'efficienza di un amplificatore misura la potenza fornita all'amplificatore rispetto all'uscita amplificata che ne risulta. Gli amplificatori progettatori per un'efficienza superiore aumentano la quantità di tempo in cui la fase di uscita è completamente attiva o completamente disattiva, incrementando così la distorsione sul segnale.

Le classificazioni degli amplificatori sono A, AB, B, C, D e E. La classe A è la più lineare, mentre la classe C è la meno lineare, inadatta alle applicazioni audio e generalmente utilizzata in prodotti come i trasmettitori RF. Le classi D e E costituiscono amplificatori di scambio che applicano fasi del circuito di uscita contenenti circuiti di risonanza armonici, commutazioni multiple delle guide di fornitura, tecniche di uscita complementari e modulazioni PWM e delta-sigma, intesi a incrementare l'efficienza e a ricostruire la forma d'onda in ingresso sull'uscita.

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