三極真空管
三極管のデータシートにおいては通常、アノード電圧(Va)及びグリッド電圧(Vg)に対するアノード電流(Ia)が与えられる。ここから、回路設計者は特定の三極管の動作点を選択することができる。
画像に示された特性の例では、200Vのアノード電圧Vaと-1Vのグリッド電圧バイアスが選択される場合、2.25mAのプレート(アノード)電流となる(グラフの黄色の曲線を用いる)。グリッド電圧を変化させると、プレート電流が変化する。プレート負荷抵抗を適切に選択することにより、増幅が得られる。
クラスAの三極管増幅器では、アノード抵抗がアノードと正の電圧源の間に接続される。例えば、Ra = 10000オームの場合、電圧降下は次のようになる。
Ia = 2.25 mAのアノード電流が選ばれた場合、VRa = Ia × Ra = 22.5 V。
(グリッドでの)入力電圧増幅が−1.5 Vから−0.5 V(1 Vの差)に変化すると、アノード電流は1.2から3.3 mAに変化する(画像参照)。これにより、抵抗の電圧降下が12Vから33V(21V差)に変化する。
グリッド電圧が-1.5Vから−0.5Vに変化し、アノード抵抗電圧降下が12Vから33Vに変化するため、信号が増幅される。増幅率は出力電圧の振幅を入力電圧の振幅で割った値であり、この場合21である。