Amplificador

El primer dispositivo práctico y destacado capaz de amplificar fue el tubo de vacío triodo , inventado en 1906 por Lee De Forest , que dio lugar a los primeros amplificadores alrededor de 1912. Los tubos de vacío se utilizaron en casi todos los amplificadores hasta las décadas de 1960 y 1970, cuando fueron reemplazados por transistores . Hoy en día, la mayoría de los amplificadores utilizan transistores, pero los tubos de vacío se siguen utilizando en algunas aplicaciones. ^{[ 6 ]}

El desarrollo de la tecnología de comunicación de audio, en forma del teléfono, patentado por primera vez en 1876, generó la necesidad de aumentar la amplitud de las señales eléctricas para extender la transmisión de señales a distancias cada vez mayores. En telegrafía , este problema se había resuelto con dispositivos intermedios en las estaciones que reponían la energía disipada mediante la operación de un registrador y un transmisor de señal en serie, formando un relé , de modo que una fuente de energía local en cada estación intermedia alimentaba el siguiente tramo de transmisión. Para la transmisión dúplex, es decir, el envío y la recepción en ambas direcciones, se desarrollaron repetidores de relé bidireccionales a partir del trabajo de C.F. Varley para la transmisión telegráfica. La transmisión dúplex era esencial para la telefonía y el problema no se resolvió satisfactoriamente hasta 1904, cuando H.E. Shreeve, de la American Telephone and Telegraph Company, mejoró los intentos existentes de construir un repetidor telefónico que consistía en pares de transmisores de gránulos de carbono y receptores electrodinámicos conectados en serie . ^{[ 7 ]} El repetidor de Shreeve se probó por primera vez en una línea entre Boston y Amesbury, MA, y dispositivos más refinados permanecieron en servicio durante algún tiempo. Después del cambio de siglo se descubrió que las lámparas de mercurio de resistencia negativa podían amplificar y también se probaron en repetidores, con poco éxito. ^{[ 8 ]}

El desarrollo de las válvulas termoiónicas, que comenzó alrededor de 1902, proporcionó un método totalmente electrónico para amplificar señales. La primera versión práctica de estos dispositivos fue el triodo Audion , inventado en 1906 por Lee De Forest , ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} que dio lugar a los primeros amplificadores alrededor de 1912. ^{[ 12 ]} Dado que el único dispositivo anterior ampliamente utilizado para fortalecer una señal era el relé empleado en los sistemas telegráficos , el tubo de vacío amplificador se denominó inicialmente relé electrónico . ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} Los términos amplificador y amplificación , derivados del latín amplificare ( agrandar o expandir ), ^{[ 17 ]} se utilizaron por primera vez para esta nueva capacidad alrededor de 1915, cuando los triodos se generalizaron. ^{[ 17 ]}

El tubo de vacío amplificador revolucionó la tecnología eléctrica. ^{[ 12 ]} Hizo posibles las líneas telefónicas de larga distancia, los sistemas de megafonía , la radiodifusión , el cine sonoro , la grabación de audio práctica , el radar , la televisión y las primeras computadoras. Durante 50 años, prácticamente todos los dispositivos electrónicos de consumo utilizaron tubos de vacío. Los primeros amplificadores de tubo a menudo tenían retroalimentación positiva ( regeneración ), lo que podía aumentar la ganancia, pero también hacía que el amplificador fuera inestable y propenso a la oscilación. Gran parte de la teoría matemática de los amplificadores se desarrolló en los Laboratorios Bell Telephone entre las décadas de 1920 y 1940. Los niveles de distorsión en los primeros amplificadores eran altos, generalmente alrededor del 5%, hasta 1934, cuando Harold Black desarrolló la retroalimentación negativa ; esto permitió reducir considerablemente los niveles de distorsión, a costa de una menor ganancia. Otros avances en la teoría de la amplificación fueron realizados por Harry Nyquist y Hendrik Wade Bode . ^{[ 18 ]}

Durante 40 años, la válvula de vacío fue prácticamente el único dispositivo amplificador, aparte de dispositivos de potencia especializados como el amplificador magnético y el amplidino . Los circuitos de control de potencia utilizaron amplificadores magnéticos hasta la segunda mitad del siglo XX, cuando los dispositivos semiconductores de potencia se volvieron más económicos y con velocidades de funcionamiento más altas. Los antiguos repetidores electroacústicos de carbono Shreeve se utilizaron en amplificadores ajustables en los teléfonos de abonado para personas con discapacidad auditiva hasta que el transistor proporcionó amplificadores más pequeños y de mayor calidad en la década de 1950. ^{[ 19 ]}

El primer transistor funcional fue un transistor de contacto puntual inventado por John Bardeen y Walter Brattain en 1947 en los Laboratorios Bell , donde William Shockley inventó posteriormente el transistor de unión bipolar (BJT) en 1948. A estos les siguió la invención del transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor (MOSFET) por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en los Laboratorios Bell en 1959. Gracias a la miniaturización del MOSFET , la capacidad de reducir su tamaño a dimensiones cada vez más pequeñas, el MOSFET se ha convertido desde entonces en el amplificador más utilizado. ^{[ 20 ]}

La sustitución de los tubos electrónicos por transistores durante las décadas de 1960 y 1970 revolucionó la electrónica, posibilitando una amplia gama de dispositivos electrónicos portátiles, como la radio de transistores desarrollada en 1954. Actualmente, el uso de tubos de vacío se limita a algunas aplicaciones de alta potencia, como transmisores de radio , así como a algunos instrumentos musicales y amplificadores de audio de alta gama . ^{[ 21 ]}

A partir de la década de 1970, se conectaron cada vez más transistores en un solo chip, lo que permitió alcanzar mayores niveles de integración (como la integración a pequeña, mediana y gran escala ) en los circuitos integrados . Muchos amplificadores disponibles comercialmente en la actualidad se basan en circuitos integrados. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

Para fines específicos, se han utilizado otros elementos activos. Por ejemplo, en los inicios de la comunicación por satélite , se empleaban amplificadores paramétricos . El circuito principal consistía en un diodo cuya capacitancia se modificaba mediante una señal de radiofrecuencia generada localmente. En determinadas condiciones, esta señal de radiofrecuencia proporcionaba energía que era modulada por la señal satelital, extremadamente débil, recibida en la estación terrestre.

Los avances en la electrónica digital desde finales del siglo XX proporcionaron nuevas alternativas a los amplificadores convencionales de ganancia lineal mediante el uso de conmutación digital para variar la forma del pulso de señales de amplitud fija, lo que dio como resultado dispositivos como el amplificador de clase D.

Todos los amplificadores incluyen algún tipo de dispositivo activo: este es el dispositivo que realiza la amplificación propiamente dicha. El dispositivo activo puede ser un tubo de vacío , un componente discreto de estado sólido, como un transistor individual , o parte de un circuito integrado , como en un amplificador operacional . ^{[ 29 ]}

Los amplificadores de transistores (o amplificadores de estado sólido) son el tipo de amplificador más común en uso hoy en día. Un transistor se utiliza como elemento activo. La ganancia del amplificador está determinada por las propiedades del propio transistor, así como por el circuito en el que se encuentra integrado. ^{[ 30 ]}

Entre los dispositivos activos comunes en los amplificadores de transistores se incluyen los transistores de unión bipolar (BJT) y los transistores de efecto de campo de óxido metálico-semiconductor (MOSFET).

Las aplicaciones son numerosas. Algunos ejemplos comunes son los amplificadores de audio en equipos de música domésticos o sistemas de megafonía , la generación de alta potencia de radiofrecuencia para equipos semiconductores, y aplicaciones de radiofrecuencia y microondas como transmisores de radio.

La amplificación basada en transistores se puede realizar mediante diversas configuraciones: por ejemplo, un transistor de unión bipolar puede realizar amplificación con base común , colector común o emisor común ; un MOSFET puede realizar amplificación con puerta común , fuente común o drenador común . Cada configuración tiene características diferentes.

Los amplificadores de tubo de vacío (también conocidos como amplificadores de válvulas) utilizan un tubo de vacío como dispositivo activo. Si bien los amplificadores de semiconductores han desplazado en gran medida a los amplificadores de válvulas para aplicaciones de baja potencia, estos últimos pueden ser mucho más rentables en aplicaciones de alta potencia, como radares, equipos de contramedidas y equipos de comunicaciones. Muchos amplificadores de microondas son amplificadores de válvulas especialmente diseñados, como el klistrón , el girotrón , el tubo de onda progresiva y el amplificador de campo cruzado , y estas válvulas de microondas proporcionan una potencia de salida de dispositivo único mucho mayor en frecuencias de microondas que los dispositivos de estado sólido. ^{[ 31 ]} Los tubos de vacío siguen utilizándose en algunos equipos de audio de alta gama, así como en amplificadores de instrumentos musicales , debido a la preferencia por el " sonido de tubo ".

Los amplificadores magnéticos son dispositivos similares a un transformador, donde un devanado se utiliza para controlar la saturación de un núcleo magnético y, por lo tanto, modificar la impedancia del otro devanado. ^{[ 32 ]} Su uso ha disminuido considerablemente debido al desarrollo de amplificadores semiconductores, pero aún son útiles en el control de HVDC y en circuitos de control de energía nuclear, ya que no se ven afectados por la radiactividad.

Las resistencias negativas pueden utilizarse como amplificadores, como el amplificador de diodo túnel . ^{[ 33 ] [ 34 ]}

Un amplificador de potencia es un amplificador diseñado principalmente para aumentar la potencia disponible para una carga . En la práctica, la ganancia de potencia del amplificador depende de las impedancias de la fuente y la carga , así como de la ganancia inherente de voltaje y corriente. El diseño de un amplificador de radiofrecuencia (RF) generalmente optimiza las impedancias para la transferencia de potencia, mientras que los diseños de amplificadores de audio e instrumentación normalmente optimizan la impedancia de entrada y salida para minimizar la carga y maximizar la integridad de la señal. Un amplificador que se dice que tiene una ganancia de 20  dB podría tener una ganancia de voltaje de 20  dB y una ganancia de potencia disponible mucho mayor a 20  dB (relación de potencia de 100), pero en realidad proporcionaría una ganancia de potencia mucho menor si, por ejemplo, la entrada proviene de un  micrófono de 600 Ω y la salida se conecta a una toma de entrada de 47 kΩ para un amplificador de potencia. En general, el amplificador de potencia es el último "amplificador" o circuito real en una cadena de señal (la etapa de salida) y es la etapa de amplificación que requiere atención a la eficiencia de potencia. 

Los amplificadores de potencia de audio se utilizan normalmente para alimentar altavoces . Suelen tener dos canales de salida y proporcionan la misma potencia a cada uno. Un amplificador de potencia de RF se encuentra en las etapas finales de los transmisores de radio. Un controlador de servomotor amplifica una tensión de control para ajustar la velocidad de un motor o la posición de un sistema motorizado.

Los circuitos amplificadores de potencia (etapas de salida) se clasifican como A, B, AB y C para diseños analógicos , y clase D y E para diseños conmutados. Las clases de amplificadores de potencia se basan en la proporción de cada ciclo de entrada (ángulo de conducción) durante la cual un dispositivo amplificador deja pasar corriente. ^{[ 35 ]} La imagen del ángulo de conducción se deriva de la amplificación de una señal sinusoidal. Si el dispositivo está siempre encendido, el ángulo de conducción es de 360°. Si está encendido solo durante la mitad de cada ciclo, el ángulo es de 180°. El ángulo de flujo está estrechamente relacionado con la eficiencia de potencia del amplificador .

Un amplificador operacional es un circuito amplificador que generalmente presenta una ganancia de lazo abierto muy alta y entradas diferenciales. Los amplificadores operacionales se han popularizado como bloques de ganancia estandarizados en circuitos debido a su versatilidad; su ganancia, ancho de banda y otras características pueden controlarse mediante retroalimentación a través de un circuito externo. Si bien hoy en día el término se aplica comúnmente a los circuitos integrados, el diseño original del amplificador operacional utilizaba válvulas, y los diseños posteriores emplearon circuitos con transistores discretos.

Un amplificador totalmente diferencial es similar a un amplificador operacional, pero también tiene salidas diferenciales. Estos suelen construirse utilizando transistores bipolares (BJT) o transistores de efecto de campo (FET) .

Estos amplificadores utilizan líneas de transmisión balanceadas para separar los amplificadores individuales de una sola etapa, cuyas salidas se suman mediante la misma línea de transmisión. La línea de transmisión es balanceada, con la entrada en un extremo y en un solo lado de la misma, y ​​la salida en el extremo opuesto, también en el lado opuesto de la línea de transmisión balanceada. La ganancia de cada etapa se suma linealmente a la salida, en lugar de multiplicarse entre sí como en una configuración en cascada. Esto permite alcanzar un ancho de banda mayor que el que se podría obtener incluso con los mismos elementos de etapa de ganancia.

Estos amplificadores no lineales tienen una eficiencia mucho mayor que los amplificadores lineales y se utilizan cuando el ahorro de energía justifica la complejidad adicional. Los amplificadores de clase D son el principal ejemplo de este tipo de amplificación.

Un amplificador de resistencia negativa es un tipo de amplificador regenerativo que utiliza la retroalimentación entre la fuente y la puerta del transistor para transformar la impedancia capacitiva de la fuente en una resistencia negativa en su puerta. En comparación con otros tipos de amplificadores, un amplificador de resistencia negativa requiere muy poca potencia para lograr una ganancia muy alta, manteniendo al mismo tiempo un bajo nivel de ruido.

Los amplificadores de vídeo están diseñados para procesar señales de vídeo y tienen anchos de banda variables según si la señal de vídeo es para SDTV, EDTV, HDTV 720p o 1080i/p, etc. La especificación del ancho de banda depende del tipo de filtro utilizado y del punto en el que se mide ( por ejemplo, -1 dB o -3 dB ). Ciertos requisitos de respuesta escalón y sobreimpulso son necesarios para obtener una imagen de televisión aceptable. ^{[ 36 ]}

Los amplificadores de tubo de onda progresiva (TWTA) se utilizan para la amplificación de alta potencia en bajas frecuencias de microondas. Por lo general, pueden amplificar en un amplio espectro de frecuencias; sin embargo, no suelen ser tan sintonizables como los klistrones. ^{[ 37 ]}

Los klistrones son dispositivos de vacío de haz lineal especializados, diseñados para proporcionar una amplificación de alta potencia y ampliamente sintonizable de ondas milimétricas y submilimétricas. Los klistrones están diseñados para operaciones a gran escala y, a pesar de tener un ancho de banda más estrecho que los amplificadores de onda progresiva (TWTA), tienen la ventaja de amplificar coherentemente una señal de referencia, de modo que su salida puede controlarse con precisión en amplitud, frecuencia y fase.

Los dispositivos de estado sólido , como los MOSFET de silicio de canal corto, como los FET de metal-óxido-semiconductor de doble difusión (DMOS), los FET de GaAs , los transistores bipolares de heterounión SiGe y GaAs (HBT), los HEMT , los diodos IMPATT y otros, se utilizan especialmente en frecuencias de microondas bajas y niveles de potencia del orden de vatios, específicamente en aplicaciones como terminales de RF portátiles/ teléfonos móviles y puntos de acceso, donde el tamaño y la eficiencia son factores determinantes. Nuevos materiales como el nitruro de galio ( GaN ) o GaN sobre silicio o sobre carburo de silicio /SiC están surgiendo en transistores HEMT y aplicaciones donde se requiere una eficiencia mejorada, un ancho de banda amplio y un funcionamiento aproximado de unos pocos a unas pocas decenas de GHz con una potencia de salida de unos pocos vatios a unos pocos cientos de vatios. ^{[ 38 ] [ 39 ]}

Dependiendo de las especificaciones del amplificador y los requisitos de tamaño, los amplificadores de microondas pueden fabricarse como unidades integradas monolíticamente, integradas en módulos, basadas en componentes discretos o cualquier combinación de estas opciones.

El máser es un amplificador de microondas no electrónico.

Los amplificadores de instrumentos son una gama de amplificadores de potencia de audio que se utilizan para aumentar el nivel de sonido de instrumentos musicales, como guitarras, durante las actuaciones. El tono de un amplificador proviene principalmente del orden y la cantidad en que aplica ecualización y distorsión. ^{[ 40 ]}

Estos amplificadores se utilizan para amplificar la voz de una persona con vatios. Algunos ejemplos son los megáfonos , los micrófonos , los amplificadores personales, etc. Se utilizan en eventos deportivos, escuelas, obras de construcción y sistemas de seguridad contra incendios.

Una clasificación de los amplificadores se basa en qué terminal del dispositivo es común tanto al circuito de entrada como al de salida. En el caso de los transistores bipolares de unión , las tres clases son emisor común, base común y colector común. Para los transistores de efecto de campo , las configuraciones correspondientes son fuente común, puerta común y drenador común; para los tubos de vacío , cátodo común, rejilla común y placa común.

El circuito de emisor común (o fuente común, cátodo común, etc.) se configura generalmente para amplificar una tensión aplicada entre la base y el emisor, y la señal de salida, tomada entre el colector y el emisor, se invierte con respecto a la entrada. En este circuito, la tensión de entrada se aplica entre la base y el colector, y la de salida se toma entre el emisor y el colector. Esto provoca una retroalimentación negativa, y la tensión de salida tiende a seguir la tensión de entrada. Esta configuración también se utiliza cuando la entrada presenta una alta impedancia y no carga la fuente de señal, aunque la amplificación de tensión es menor que uno. Por lo tanto, el circuito de colector común se conoce mejor como seguidor de emisor, seguidor de fuente o seguidor de cátodo.

Un amplificador cuya salida no presenta retroalimentación a su entrada se describe como "unilateral". La impedancia de entrada de un amplificador unilateral es independiente de la carga, y la impedancia de salida es independiente de la impedancia de la fuente de señal. ^{[ 41 ]}

Un amplificador que utiliza retroalimentación para conectar parte de la salida a la entrada es un amplificador bilateral . La impedancia de entrada de un amplificador bilateral depende de la carga, y la impedancia de salida de la impedancia de la fuente de señal. Todos los amplificadores son bilaterales en cierta medida; sin embargo, en condiciones de funcionamiento donde la retroalimentación es lo suficientemente pequeña como para despreciarla en la mayoría de los casos, se suele modelar como unilateral, simplificando así el análisis (véase el artículo sobre la base común para un ejemplo).

Otra forma de clasificar los amplificadores es según la relación de fase entre la señal de entrada y la de salida. Un amplificador inversor produce una salida desfasada 180 grados con respecto a la señal de entrada (es decir, una inversión de polaridad o imagen especular de la entrada, como se observa en un osciloscopio ). Un amplificador no inversor mantiene la fase de las formas de onda de la señal de entrada. Un seguidor de emisor es un tipo de amplificador no inversor, lo que indica que la señal en el emisor de un transistor sigue (es decir, coincide con ganancia unitaria, aunque posiblemente con un desfase) la señal de entrada. El seguidor de voltaje también es un tipo de amplificador no inversor con ganancia unitaria.

Esta descripción puede aplicarse a una sola etapa de un amplificador o a un sistema de amplificación completo.

Otros amplificadores pueden clasificarse según su función o características de salida. Estas descripciones funcionales suelen aplicarse a sistemas o subsistemas de amplificación completos y rara vez a etapas individuales. ^{[ 42 ]}

• Un amplificador servo indica un bucle de retroalimentación integrado para controlar activamente la salida a un nivel deseado. Un servo de CC indica su uso en frecuencias de hasta niveles de CC, donde no se producen las fluctuaciones rápidas de una señal de audio o RF. Estos se utilizan a menudo en actuadores mecánicos o dispositivos como motores de CC que deben mantener una velocidad o par constantes . Un amplificador servo de CA puede hacer esto para algunos motores de CA. ^{[ 43 ] [ 44 ]}
• Un amplificador lineal responde a diferentes componentes de frecuencia de forma independiente y no genera distorsión armónica ni distorsión por intermodulación . Ningún amplificador puede proporcionar una linealidad perfecta (incluso el amplificador más lineal presenta algunas no linealidades, ya que los dispositivos amplificadores —transistores o tubos de vacío— siguen leyes de potencia no lineales , como las leyes cuadráticas, y se basan en técnicas de circuitos para reducir esos efectos). ^{[ 45 ] [ 46 ]}
• Un amplificador no lineal genera una distorsión significativa y, por lo tanto, modifica el contenido armónico; existen situaciones en las que esto resulta útil. Los circuitos amplificadores que proporcionan intencionadamente una función de transferencia no lineal incluyen:
  • Se puede emplear un dispositivo como un rectificador controlado de silicio o un transistor utilizado como interruptor para encender o apagar completamente una carga, como una lámpara, en función de un umbral en una entrada continuamente variable.
  • Por ejemplo , un amplificador no lineal en un ordenador analógico o un convertidor RMS verdadero pueden proporcionar una función de transferencia especial, como una función logarítmica o cuadrática.
  • Se puede elegir un amplificador de RF de clase C porque puede ser muy eficiente, pero es no lineal. Si se le añade un circuito resonante sintonizado , se pueden reducir los armónicos no deseados (distorsión) lo suficiente como para que resulte útil en transmisores . Alternativamente, se puede seleccionar un armónico específico ajustando la frecuencia de resonancia del circuito resonante a una frecuencia superior a la fundamental en los circuitos multiplicadores de frecuencia .
  • Los circuitos de control automático de ganancia requieren que la ganancia de un amplificador se controle mediante la amplitud promedio en el tiempo, de modo que la amplitud de salida varíe poco cuando se reciben estaciones débiles. Se supone que las no linealidades están dispuestas de manera que la amplitud de señal relativamente pequeña sufra poca distorsión (interferencia entre canales o intermodulación ), pero aun así sea modulada por la tensión continua de control de ganancia, que es relativamente grande .
  • Los circuitos detectores de AM que utilizan amplificación, como los detectores de ánodo doblado , los rectificadores de precisión y los detectores de impedancia infinita (excluyendo así los detectores sin amplificación, como los detectores de bigotes de gato ), así como los circuitos detectores de pico , se basan en cambios en la amplificación en función de la amplitud instantánea de la señal para obtener una corriente continua a partir de una entrada de corriente alterna .
  • Circuitos comparadores y detectores con amplificador operacional .
• Un amplificador de banda ancha tiene un factor de amplificación preciso en un amplio rango de frecuencias y se usa frecuentemente para potenciar señales de retransmisión en sistemas de comunicaciones. Un amplificador de banda estrecha amplifica un rango específico y limitado de frecuencias, excluyendo las demás.
• Un amplificador de RF amplifica las señales en el rango de radiofrecuencia del espectro electromagnético y se utiliza a menudo para aumentar la sensibilidad de un receptor o la potencia de salida de un transmisor . ^{[ 47 ]}
• Un amplificador de audio amplifica las frecuencias de audio . Esta categoría se subdivide en amplificación de señal pequeña y amplificadores de potencia optimizados para alimentar altavoces , a veces con varios amplificadores agrupados como canales separados o puenteables para adaptarse a diferentes requisitos de reproducción de audio. Algunos términos de uso frecuente en el ámbito de los amplificadores de audio son:
  • Preamplificador (preamp.), que puede incluir una etapa de fono con ecualización RIAA o preamplificadores de cabezal de cinta con filtros de ecualización CCIR . Pueden incluir filtros o circuitos de control de tono .
  • Amplificador de potencia (que normalmente alimenta altavoces ), amplificadores de auriculares y amplificadores de megafonía .
  • Los amplificadores estéreo implican dos canales de salida (izquierdo y derecho), aunque el término simplemente significa sonido "sólido" (en referencia a tridimensional); por lo tanto, el estéreo cuadrafónico se utilizaba para amplificadores con cuatro canales. Los sistemas 5.1 y 7.1 se refieren a sistemas de cine en casa con 5 o 7 canales espaciales normales, más un canal para el subwoofer .
• Los amplificadores buffer , que pueden incluir seguidores de emisor , proporcionan una entrada de alta impedancia para un dispositivo (quizás otro amplificador o una carga de alto consumo energético, como luces) que, de otro modo, consumiría demasiada corriente de la fuente. Los controladores de línea son un tipo de buffer que alimenta cables de interconexión largos o propensos a interferencias, posiblemente con salidas diferenciales a través de cables de par trenzado .

Los amplificadores a veces se clasifican según el método de acoplamiento de la señal en la entrada, la salida o entre etapas. Algunos tipos diferentes incluyen:

Amplificador acoplado resistivo-capacitivo (RC), que utiliza una red de resistencias y condensadores.

Por diseño, estos amplificadores no pueden amplificar señales de CC, ya que los condensadores bloquean el componente de CC de la señal de entrada. Los amplificadores acoplados por RC se utilizaban con frecuencia en circuitos con tubos de vacío o transistores discretos. En la era de los circuitos integrados, unos pocos transistores adicionales en un chip son mucho más baratos y pequeños que un condensador.

Amplificador acoplado inductivo-capacitivo (LC), que utiliza una red de inductores y condensadores.

Este tipo de amplificador se utiliza con mayor frecuencia en circuitos selectivos de radiofrecuencia.

Amplificador acoplado por transformador , que utiliza un transformador para adaptar impedancias o para desacoplar partes de los circuitos.

Con bastante frecuencia, no se pueden distinguir los amplificadores acoplados mediante LC y los acoplados mediante transformador, ya que un transformador es una especie de inductor.

Amplificador de acoplamiento directo , que no utiliza componentes de adaptación de impedancia ni de polarización.

Este tipo de amplificador era muy poco común en la época de las válvulas de vacío, cuando la tensión del ánodo (salida) superaba varios cientos de voltios y la de la rejilla (entrada) era de tan solo unos pocos voltios negativos. Por lo tanto, solo se utilizaban si la ganancia se especificaba hasta la corriente continua (por ejemplo, en un osciloscopio). En el contexto de la electrónica moderna, se recomienda a los desarrolladores utilizar amplificadores de acoplamiento directo siempre que sea posible. En las tecnologías FET y CMOS, el acoplamiento directo es predominante, ya que las compuertas de los MOSFET, en teoría, no dejan pasar corriente. Por consiguiente, el componente de corriente continua de las señales de entrada se filtra automáticamente.

En función del rango de frecuencia y otras propiedades, los amplificadores se diseñan según diferentes principios.

Los amplificadores que funcionan con corriente continua (CC) se utilizan únicamente cuando se requiere una respuesta de corriente continua. Estos amplificadores son vulnerables a pequeñas variaciones en las propiedades de sus componentes con el tiempo. Para evitar desviaciones indeseables en las propiedades del amplificador con CC, se emplean métodos especiales, como los amplificadores estabilizados por conmutación . Se pueden añadir condensadores de bloqueo de CC para eliminar las frecuencias de CC y subsónicas de los amplificadores de audio.

Los amplificadores se diseñan según diferentes principios, dependiendo de su rango de frecuencia y otras propiedades.

En cuanto cualquier conexión dentro del circuito supera aproximadamente el 1 % de la longitud de onda de la frecuencia máxima especificada (por ejemplo, a 100  MHz la longitud de onda es de 3  m, por lo que la longitud de conexión crítica es de aproximadamente 3  cm), las propiedades de diseño cambian radicalmente. Por ejemplo, una longitud y anchura específicas de una pista de PCB pueden utilizarse como elemento selectivo o de adaptación de impedancia. Por encima de unos cientos de MHz, resulta difícil utilizar elementos discretos, especialmente inductores. En la mayoría de los casos, se utilizan pistas de PCB con formas muy definidas ( técnicas de línea de transmisión ).

El rango de frecuencias que maneja un amplificador puede especificarse en términos de ancho de banda (lo que normalmente implica una respuesta de 3 dB cuando la frecuencia alcanza el ancho de banda especificado), o especificando una respuesta de frecuencia que se encuentre dentro de un cierto número de decibelios entre una frecuencia inferior y una superior (por ejemplo, "de 20 Hz a 20 kHz más o menos 1 dB").