Der Class-D-Verstärker wird häufig als digitaler Verstärker bezeichnet und ist ein elektronisches Gerät, das die Größe elektrischer Signale erhöht. Was den Class-D-Verstärker von anderen Verstärkertypen unterscheidet, ist sein Design, das das Risiko erhöhter Verzerrungen für einen sehr hohen Wirkungsgrad ausgleicht, wodurch er kleiner und leichter als andere Verstärker ist. Class-D-Verstärker werden am häufigsten als Lautsprecherverstärker in Audioanwendungen verwendet und sind besonders in Situationen beliebt, in denen entweder Kosten oder Größe ein wichtiger Faktor sind.
Typische Lautsprecherverstärker verwenden mindestens einen Transistor, einen kleinen elektronischen Teil mit drei Drähten, der typischerweise aus Silizium besteht, oder Chips mit integrierten Schaltkreisen (IC), die Transistoren enthalten. Eine konstante Stromversorgung geht in seinen „Kollektor“, während ein kleines Signal mit Line-Pegel in seine „Basis“ eingespeist wird. Das Basissignal steuert, wie viel von der Kollektorleistung zum „Emitter“ geleitet wird, der Leitung, von der das verstärkte Signal kommt. Class-A-, Class-B- und Hybrid-Class-AB-Designs ziehen ständig Strom für den Kollektor, ob er ihn braucht oder nicht. Dies führt dazu, dass sie sehr ineffizient werden und die große Menge an ungenutzter Leistung in Wärme umgewandelt wird, die der Verstärker über große und sperrige Kühlkörper abführt. Das Design eines Klasse-D-Verstärkers eliminiert einen Großteil dieser Ineffizienz.
Class-D-Verstärker verwenden immer noch Transistoren oder IC-Chips, aber anstatt einfach das Signal von der Basis mit Strom vom Kollektor zu vergrößern, verwenden sie das Signal der Basis, um den Kollektor ein- und auszuschalten. Um beispielsweise in einem Raum ohne Dimmschalter ein niedriges Lichtniveau zu erzeugen, könnte der Lichtschalter theoretisch mehrmals pro Sekunde ein- und ausgeschaltet werden, wodurch das Auge Licht registriert, das dunkler ist als eine vollständig beleuchtete Glühbirne. Class-D-Verstärker arbeiten nach dem gleichen Prinzip, und wenn sie „aus“ sind, verbrauchen sie im Wesentlichen keinen Strom.
Die falsche Bezeichnung „digitaler Verstärker“ wird auf viele Klasse-D-Verstärkerkomponenten angewendet, da die kurzen Impulse, die sie verwenden, von einer digitalen Quelle stammen könnten. Andererseits können sie auch analoge Signale verstärken. Tatsächlich ist das Class-D-Verstärkerdesign älter als die digitale Audiotechnologie.
Bei ihrer Einführung gingen Class-D-Verstärker eine Reihe von Kompromissen bei der Klangqualität ein, um mit einem kleinen, kostengünstigen Bauteil hohe Ausgangsleistungen zu erzielen. Aufgrund dieser Einschränkung wurden sie zuerst in Anwendungen wie Subwoofer-Verstärkern populär, bei denen die Art der Verzerrung, die das Design erzeugte, schwerer zu hören war. Als die Technologie verfeinert und die Klangqualität verbessert wurde, wurden kostengünstige Audiogeräte für Verbraucher sowie tragbare Geräte entwickelt, die einen geringen Stromverbrauch erforderten, um die Batterielebensdauer zu maximieren. Im zweiten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts wurden Class-D-Verstärker so weit verfeinert, dass sie sowohl in professionellen Audioanwendungen als auch in sehr hochwertigen, audiophilen Stereogeräten eingesetzt wurden.