thumb|Um amplificador de áudio estéreo McIntosh com potência de saída de 50 watts por canal, usado em sistemas domésticos de áudio por componentes na década de 1970.Página da HiFi-Wiki com fac-símile da folha de dados.
thumb|Amplificação significa aumentar a amplitude (tensão ou corrente) de um sinal variável no tempo por um determinado fator, como mostrado aqui. O gráfico mostra a tensão de entrada (azul) e a tensão de saída (vermelho) de um amplificador linear ideal com um sinal arbitrário aplicado à entrada. Neste exemplo, o amplificador tem um ganho de tensão de 3; isto é, em qualquer instante .
Um amplificador, amplificador eletrônico ou, informalmente, amp é um dispositivo eletrônico capaz de aumentar a magnitude de um sinal (uma tensão ou corrente elétrica variável no tempo). É um circuito eletrônico de duas portas que utiliza energia elétrica de uma fonte de alimentação para aumentar a amplitude (magnitude da tensão ou da corrente) de um sinal aplicado aos seus terminais de entrada, produzindo na saída um sinal de amplitude proporcionalmente maior. A quantidade de amplificação fornecida por um amplificador é medida pelo seu ganho: a razão entre a tensão, corrente ou potência de saída e a correspondente grandeza de entrada. Um amplificador é definido como um circuito que possui ganho de potência maior que um.
Um amplificador pode ser um equipamento independente ou um circuito elétrico contido em outro dispositivo. A amplificação é fundamental para a eletrônica moderna, e amplificadores são amplamente utilizados em quase todos os equipamentos eletrônicos. Eles podem ser categorizados de diferentes maneiras. Uma delas é pela frequência do sinal eletrônico amplificado. Por exemplo, amplificadores de áudio amplificam sinais abaixo de 20 kHz, amplificadores de radiofrequência (RF) amplificam frequências na faixa entre 20 kHz e 300 GHz, e amplificadores de servo e de instrumentação podem operar em frequências muito baixas, até corrente contínua. Os amplificadores também podem ser categorizados por sua posição física na cadeia de sinal; um pré-amplificador pode preceder outros estágios de processamento de sinal, por exemplo, enquanto um amplificador de potência normalmente é usado após outros estágios de amplificação para fornecer potência de saída suficiente ao uso final do sinal. O primeiro dispositivo elétrico prático capaz de amplificar foi a válvula triodo, inventada em 1906 por Lee de Forest, o que levou aos primeiros amplificadores por volta de 1912. Atualmente, a maioria dos amplificadores utiliza transistores.
História Válvulas termiônicas O primeiro dispositivo prático de destaque capaz de amplificar foi a válvula triodo, inventada em 1906 por Lee de Forest, o que levou aos primeiros amplificadores por volta de 1912. As válvulas termiônicas foram usadas em quase todos os amplificadores até as décadas de 1960–1970, quando foram substituídas pelos transistores. Atualmente, a maioria dos amplificadores utiliza transistores, mas válvulas ainda são usadas em algumas aplicações. thumb|upright=0.7|Protótipo de amplificador de áudio de De Forest, publicado em 1914.
O desenvolvimento da tecnologia de comunicação por áudio na forma do telefone, patenteado pela primeira vez em 1876, criou a necessidade de aumentar a amplitude dos sinais elétricos para estender sua transmissão por distâncias cada vez maiores. Na telegrafia, esse problema havia sido resolvido com dispositivos intermediários nas estações que repunham a energia dissipada operando um registrador de sinal e um transmissor em sequência, formando um relé, de modo que uma fonte local de energia em cada estação intermediária alimentasse o trecho seguinte da transmissão. Para transmissão duplex, isto é, envio e recepção em ambas as direções, repetidores de relé bidirecionais foram desenvolvidos a partir do trabalho de C. F. Varley para transmissão telegráfica. A transmissão duplex era essencial para a telefonia e o problema não foi resolvido satisfatoriamente até 1904, quando H. E. Shreeve, da American Telephone and Telegraph Company, aperfeiçoou tentativas existentes de construir um repetidor telefônico formado por pares em sequência de transmissor de grânulos de carbono e receptor eletrodinâmico.Gherardi B., Jewett F.B., Telephone Repeaters, Transactions of the AIEE 38(11), 1 Oct 1919, p.1298 O repetidor de Shreeve foi testado pela primeira vez em uma linha entre Boston e Amesbury, Massachusetts, e dispositivos mais refinados permaneceram em serviço por algum tempo. Após a virada do século, descobriu-se que lâmpadas de mercúrio de resistência negativa podiam amplificar e elas também foram testadas em repetidores, com pouco sucesso.
O desenvolvimento das válvulas termiônicas, iniciado por volta de 1902, forneceu um método inteiramente eletrônico para amplificar sinais. A primeira versão prática desses dispositivos foi o Audion triodo, inventado em 1906 por Lee de Forest, O link leva a uma reimpressão do artigo no Scientific American Supplement, n.os 1665 e 1666, de 30 de novembro de 1907 e 7 de dezembro de 1907, p. 348–350 e 354–356. o que levou aos primeiros amplificadores por volta de 1912. Como o único dispositivo anterior amplamente usado para fortalecer um sinal era o relé empregado em sistemas de telegrafia, a válvula amplificadora foi inicialmente chamada de relé eletrônico. Os termos amplifier e amplification, derivados do latim amplificare (ampliar ou expandir), foram usados pela primeira vez para essa nova capacidade por volta de 1915, quando os triodos se tornaram difundidos.
A válvula termiônica amplificadora revolucionou a tecnologia elétrica. Ela tornou possíveis linhas telefônicas de longa distância, sistemas de sonorização, radiodifusão, filmes sonoros, gravação de som prática, radar, televisão e os primeiros computadores. Durante 50 anos, praticamente todos os dispositivos eletrônicos de consumo usaram válvulas termiônicas. Os primeiros amplificadores valvulados frequentemente empregavam realimentação positiva (regeneração), que podia aumentar o ganho, mas também tornar o amplificador instável e sujeito a oscilações. Grande parte da teoria matemática dos amplificadores foi desenvolvida nos Bell Telephone Laboratories entre as décadas de 1920 e 1940. Os níveis de distorção dos primeiros amplificadores eram altos, geralmente em torno de 5%, até 1934, quando Harold Black desenvolveu a realimentação negativa; isso permitiu reduzir muito os níveis de distorção, ao custo de menor ganho. Outros avanços na teoria da amplificação foram feitos por Harry Nyquist e Hendrik Wade Bode.
Durante 40 anos, a válvula termiônica foi praticamente o único dispositivo amplificador, excetuando-se dispositivos de potência especializados, como o amplificador magnético e a amplidina. Circuitos de controle de potência usaram amplificadores magnéticos até a segunda metade do século XX, quando dispositivos semicondutores de potência se tornaram mais econômicos e apresentaram velocidades de operação maiores. Os antigos repetidores eletroacústicos de carbono de Shreeve foram usados em amplificadores ajustáveis de aparelhos telefônicos para assinantes com deficiência auditiva até que o transistor permitiu amplificadores menores e de maior qualidade na década de 1950.AT&T, Bell System Practices Section C65.114, Telephone Sets for Subscribers with Impaired Hearing – 334 Type
Transistores Ver também: história do transistor, MOSFET, amplificador de potência de áudio e amplificador de potência de RF.
O primeiro transístor funcional foi um transistor de contato pontual inventado por John Bardeen e Walter Brattain em 1947 nos Bell Labs, onde William Shockley inventou posteriormente o transístor bipolar de junção (BJT) em 1948. Em seguida veio a invenção do transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor (MOSFET) por Mohamed M. Atalla e Dawon Kahng nos Bell Labs, em 1959. Devido ao escalonamento dos MOSFETs, isto é, à capacidade de reduzir suas dimensões a tamanhos cada vez menores, o MOSFET desde então tornou-se o dispositivo amplificador mais amplamente utilizado.
A substituição das válvulas eletrônicas por transistores durante as décadas de 1960 e 1970 provocou uma revolução na eletrônica, tornando possível uma grande classe de dispositivos eletrônicos portáteis, como o rádio transistorizado desenvolvido em 1954. Atualmente, o uso de válvulas termiônicas limita-se a algumas aplicações de alta potência, como transmissores de rádio, além de alguns amplificadores para instrumentos musicais e equipamentos de alta fidelidade voltados a audiófilos.
A partir da década de 1970, um número crescente de transistores passou a ser conectado em um único chip, criando escalas maiores de integração, como integração em pequena escala, média escala e integração em larga escala, em circuitos integrados. Muitos amplificadores disponíveis comercialmente atualmente são baseados em circuitos integrados.
Para fins especiais, outros elementos ativos foram usados. Por exemplo, nos primeiros tempos da comunicação por satélite, utilizaram-se amplificadores paramétricos. O circuito central era um diodo cuja capacitância era alterada por um sinal de RF gerado localmente. Em certas condições, esse sinal de RF fornecia energia modulada pelo sinal extremamente fraco do satélite recebido na estação terrestre.
Os amplificadores de classe D utilizam comutação para representar o sinal por uma sequência de pulsos, da qual se recupera a componente de áudio. A técnica foi proposta em 1958 e pode empregar circuitos de controle analógicos ou digitais; a designação "classe D" não implica, por si só, funcionamento digital.
Teoria de operação thumb|300px|Os quatro tipos de fonte dependente — variável de controle à esquerda e variável de saída à direita Em princípio, um amplificador é um quadripolo elétrico que produz na porta de saída uma réplica do sinal aplicado à porta de entrada, porém com magnitude aumentada.
A porta de entrada pode ser idealizada como uma entrada de tensão, que não absorve corrente e cuja saída é proporcional à tensão entre os terminais da porta, ou como uma entrada de corrente, sem tensão entre seus terminais, cuja saída é proporcional à corrente que atravessa a porta. A porta de saída pode ser idealizada como uma fonte de tensão dependente, com resistência de fonte nula e tensão de saída dependente da entrada, ou como uma fonte de corrente dependente, com resistência de fonte infinita e corrente de saída dependente da entrada. As combinações dessas escolhas resultam em quatro tipos de amplificadores ideais. Na forma idealizada, eles são representados pelos quatro tipos de fontes dependentes usados em análise linear, como mostra a figura:
Entrada Saída Fonte dependente Tipo de amplificador Unidades do ganho I I Fonte de corrente controlada por corrente, CCCS Amplificador de corrente Adimensional I V Fonte de tensão controlada por corrente, CCVS Amplificador de transresistência Ohm V I Fonte de corrente controlada por tensão, VCCS Amplificador de transcondutância Siemens V V Fonte de tensão controlada por tensão, VCVS Amplificador de tensão Adimensional
Cada tipo de amplificador, em sua forma ideal, possui resistências ideais de entrada e saída iguais às da fonte dependente correspondente:
Tipo de amplificador Fonte dependente Impedância de entrada Impedância de saída Corrente CCCS 0 ∞ Transresistência CCVS 0 0 Transcondutância VCCS ∞ ∞ Tensão VCVS ∞ 0