Die Klasseneinteilung bei Leistungsverstärkern:
Klasse A:
Hier fließt durch das Endstufenbauteil (Endröhre oder Leistungstransistor) dauernd ein verhältnismäßig hoher Strom, der Ruhestrom. Das Tonsignal steuert die Stärke dieses Ruhestroms zwischen 0 und dem Wert des doppelten Ruhestroms. Klasse A ist bis heute die verzerrungsärmste Betriebsart, verbraucht aber im günstigsten Fall doppelt so viel Energie wie maximal verfügbar ist, Der Wirkungsgrad ist hier η=50% oder weniger und das nur bei optimaler Vollaussteuerung. Klasse A1 bedeutet bei Röhrenverstärkern, das die Endröhre ohne Gitterstrom angesteuert wird. Die Steuerleistung am Steuergitter (aufzubringende Treiberleistung) ist hier eine reine Blindleistung und wird deshalb als Leistungslose Steuerung bezeichnet. Bei Klasse A2 wird die Röhre bis in den positiven Gitterspannungsbereich ausgesteuert, wo bereits Gitterstrom fließt und zur Blindleistung auch eine erhebliche Wirkleistung vom Endstufentreiber aufgebracht werden muss. Bei MOSFETS fließt nie Gatestrom (dieses Wort gibt es nicht einmal), also immer in Klasse A1. Bei bipolaren Transistoren ist es per se Klasse AB2, da dort in Klasse A immer ein Basisstrom fließt.
Klasse A+:
Beim Klasse A+ Verstärker wird der Ruhestrom abhängig von der momentanen Aussteuerung geregelt, so das bei kleiner Ausgangsleistung nur ein kleiner Ruhestrom fließt. Bei der Reglung des Ruhestroms treten jedoch Ungenauigkeiten und zeitliche Probleme auf, die Verzerrungen erzeugen können.
Klasse B:
Hier fließt in jedem der beiden Endstufenbauteile nur in 50% der Zeit ein Strom, je nach dem ob die Ausgangsspannung gerade positiv oder negativ ist. In Klasse B sind die Endstufenbauteile so eingestellt, das sie im Ruhezustand gerade anfangen den Strom zu leiten. Der Wirkungsgrad ist hier maximal 78,5%. Praktisch sind selten mehr als 75% zu erreichen. Günstig ist hierbei die Eigenschaft, ohne Aussteuerung im besten Fall nur einem minimalen Strom zu verbrauchen, was für Batteriebetrieb wichtig ist. Beim Übergang von positiv nach negativ gibt es in Klasse B jedoch mehr oder weniger starke Übernahmeverzerrungen, die leise Tonsignale erheblich verzerren. Klasse B1, und B2 sind genau so zu verstehen wie bereits oben bei Klasse A1, A2 ausgeführt.
Klasse AB:
Wie der Name vermuten lässt, handelt sich es hierbei um einen Zwitter. Praktisch wird ein Klasse B Verstärker mit einem kleinen Ruhestrom versehen. Damit arbeitet der Klasse AB Verstärker bei leisen Tonsignalen als Klasse A Verstärker, bei größeren Aussteuerungen als Klasse B Verstärker.
Der Klasse AB Verstärker hat relativ geringe Verzerrungen und der Wirkungsgrad liegt etwas unter dem der Klasse B.
Klasse AB1 und -AB2: siehe Klasse A.
Klasse C:
Ist für Tonsignalverstärkung nicht zu gebrauchen, da beim Nulldurchgang starke Verzerrungen entstehen würden. Klasse C ist wie Klasse B, jedoch ganz ohne Strom im Ruhezustand. Das Endstufenbauteil ist damit in weniger als 50% der Signal Periode leitend. Klasse C Endstufen werden nur in Verbindung mit Schwingkreisen in der Hochfrequenztechnik als Sendeendstufe eingesetzt. Der fehlende Teil des Stromflusses beim Nulldurchgang wird durch den Schwingkreis ersetzt.
Klasse D:
zur Klasse D gehören alle Verstärker, bei der die Endstufenbauteile nur die beiden Zustände:
„voll leitend/durchgesteuert“ oder „gesperrt“ kennen, sie arbeiten digital. Klasse D Verstärker funktionieren wie Schaltnetzteile. Diese beiden Schaltzustände werden je nach Klasse D Verstärker Modell mit mindestens 40000 bis ca. 1Mio. mal pro Sekunde gewechselt (Taktfrequenz). Dabei sind die Zeiten „an“ und „aus“ unterschiedlich lang steuerbar, was mit Hilfe eines Tiefpasses eine resultierende Gleichspannung oder eine Wechselspannung mit maximal halber Taktfrequenz ergibt. Der Wert dieser Spannung kann positiv oder negativ sein und wird in seiner Höhe gesteuert. Im einfachsten Fall wird der Wert des Tonsignals am Eingang ständig mit dieser resultierenden Spannung am Ausgang verglichen und entsprechend das Tastverhältnis „ein“ Zeit zu „aus“ Zeit nachgeregelt. Dadurch entsteht am Verstärkerausgang eine dem Tonsignal entsprechende Ausgangsleistung. Der praktische Wirkungsgrad beträgt beim Klasse D Verstärker bis über 90%, theoretisch 100%. Bei hochwertiger Ausführung und hoher Schaltfrequenz sind sehr geringe Verzerrungen und bei relativ kleiner Schaltfrequenz nahezu beliebig große Ausgangsleistungen zu erreichen. Problematisch sind beim Klasse D Verstärker einerseits die nicht unendlich kleine Schaltzeit der Endstufenbauteile, was einerseits Verlustleistung, andererseits Verzerrungen erzeugt.
Verstärker mit digitalem Eingang wie S/P-Dif optisch oder koaxial werden auch als Digitalverstärker bezeichnet, die Endstufen arbeiten aber hier meist nicht in Klasse D sondern analog.
Klasse E und Klasse F:
Klasse F Verstärker braucht man um Klasse E Verstärker anzusteuern. Die Funktionsweise ist etwas kompliziert. Die Klasse E Endstufe besteht aus zwei unterschiedlichen Hochfrequenz Schwingkreisen aus Spule und Kondensator. Das aktive Endstufenbauteil wird periodisch eingeschaltet, wenn die Spannung am Endstufenbauteil nahe 0 Volt beträgt. Dabei werden die beiden Schwingkreise zu gedämpften Schwingungen angeregt. Die Ausgangsleistung entsteht durch eine Überlagerung von harmonischen Schwingungen der beiden Schwingkreise. Die Verzerrungen sind beim Klasse E Verstärkern sehr gering und der Wirkungsgrad ist noch höher als beim Klasse D, da kaum Schaltverluste entstehen. Bisher werden Klasse E Verstärker nur als Sendeendstufen für Hochfrequenzsender eingesetzt.
Klasse G und Klasse H:
Verstärker dieser Betriebsart werden nur für Verstärker mit sehr hoher Ausgangsleistung eingesetzt (PA-Endstufen). Die Idee ist, die Spannungsversorgung einer Klasse AB Endstufe abhängig von der momentan benötigten Ausgangsleistung zwischen einer kleinen und einer oder mehreren größeren Betriebsspannungen umzuschalten (Klasse G). Beim Klasse H Verstärker wird die Betriebsspannung nicht umgeschaltet, sondern abhängig von der Aussteuerung geregelt.
Dadurch kann viel Verlustleistung durch den Ruhestrom bei kleinen Ausgangsleistungen gespart werden, andererseits entstehen bei Klasse G und H auch mehr Beeinträchtigungen der Qualität des Tonsignals als bei Klasse AB.
Super Class A® und New Class A® Verstärker:
funktionieren ähnlich wie ein Klasse H Verstärker, jedoch wird hier nicht die Betriebsspannung geregelt, sondern der Massepunkt eines kleinen Klasse A Verstärkers mit kleiner Betriebsspannung und hohem Strom wird mit einem großen Klasse B oder Klasse C Verstärker dem Ausgangssignal nachgeführt, wodurch eine Sättigung der kleinen Klasse A Endstufe vermieden wird.
Klasse S und Current Dumper:
diese Verstärker arbeiten grundsätzlich als Klasse AB Verstärker. Jedoch wird in den Endstufenbauteilen immer ein minimaler Strom aufrecht erhalten, auch wenn gerade das andere Endstufenbauteil aktiv und leitend ist. Damit werden Verzerrungen vermieden, die durch Schaltzeiten der Endstufenbauteile entstehen würden (switching Distortions). Damit wird die Wiedergabequalität von Halbleiter Klasse AB Verstärkern noch etwas verbessert. Bei großen (Pc>100W) und zugleich langsamen (ft<3MHz) Leistungstransistoren können Schaltzeiten bis zu 10 Mikrosekunden entstehen. Zum Vergleich: Die Periodendauer von 10kHz beträgt 100µs.
Novell Verstärker:
Ist ein Klasse B Verstärker, bei dem das inaktiven Endstufenbauteil nicht gesperrt wird, sondern immer ein Minimalstrom aufrecht erhalten wird. Damit werden wie beim Klasse S Verstärker switching Distortions vermieden.