Con frecuencia denominado amplificador digital, el amplificador de clase D es un dispositivo electrónico que aumenta el tamaño de las señales eléctricas. Lo que distingue al amplificador de clase D de otros tipos de amplificadores es su diseño, que compensa el riesgo de una mayor distorsión por un nivel muy alto de eficiencia, lo que le permite ser más pequeño y liviano que otros amplificadores. Los amplificadores de clase D se utilizan con mayor frecuencia como amplificadores de altavoz en aplicaciones de audio y son especialmente populares en situaciones en las que el costo o el tamaño son un factor importante.
Los amplificadores de altavoz típicos usan al menos un transistor, una pequeña parte electrónica con tres cables, que generalmente está hecha de silicio, o chips de circuito integrado (IC) que contienen transistores. Una alimentación de energía constante entra en su «colector» mientras que una pequeña señal de nivel de línea se alimenta a su «base». La señal base controla la cantidad de energía del colector que pasa al «emisor», el cable del que proviene la señal amplificada. Los diseños de clase A, clase B y clase AB híbrida consumen energía constantemente para el colector, lo necesite o no. Esto tiende a hacerlos muy ineficientes y las grandes cantidades de energía no utilizada se convierten en calor, que el amplificador disipa a través de disipadores de calor grandes y voluminosos. El diseño de un amplificador de clase D elimina gran parte de esta ineficiencia.
Los amplificadores de clase D todavía usan transistores o chips IC, pero en lugar de simplemente hacer que la señal de la base sea más grande con la energía del colector, usan la señal de la base para encender y apagar el colector. Por ejemplo, para crear un nivel bajo de luz en una habitación sin un interruptor de atenuación, en teoría, el interruptor de luz podría encenderse y apagarse varias veces por segundo, haciendo que el ojo registre una luz más tenue que una bombilla completamente iluminada. Los amplificadores de clase D funcionan según el mismo principio, y cuando están «apagados», esencialmente no consumen energía.
El nombre inapropiado de “amplificador digital” se aplica a muchos componentes de amplificadores de clase D porque los pulsos cortos que utilizan podrían provenir de una fuente digital. Por otro lado, también pueden amplificar señales analógicas. De hecho, el diseño del amplificador de clase D es anterior a la tecnología de audio digital.
Cuando se introdujeron por primera vez, los amplificadores de clase D hicieron una serie de compromisos en la calidad del sonido para lograr niveles de salida de alta potencia a partir de un componente pequeño y económico. Debido a esta limitación, primero ganaron popularidad en aplicaciones como amplificadores de subwoofer donde el tipo de distorsión que creaba el diseño era más difícil de escuchar. A medida que la tecnología se volvió más refinada y la calidad del sonido mejoró, se expandieron a equipos de audio de bajo costo para el consumidor, así como a equipos portátiles, que requerían un bajo consumo de energía para maximizar la vida útil de la batería. En la segunda década del siglo XXI, los amplificadores de clase D se habían perfeccionado hasta el punto de que comenzaron a utilizarse en aplicaciones de audio profesional, así como en equipos estéreo de muy alta calidad para audiófilos.