現今可攜式裝置面臨諸多挑戰，也因為要求更加嚴苛，更突顯出耳機放大器設計的重要性。目前耳機放大器由Class AB技術轉移至Class G，其技術有何區別，設計優勢又為何？
Class AB耳機放大器可降低交叉失真
Class AB是介於Class A與Class B之間的折衷方案，不像Class B的零偏壓電流或Class A的極大偏壓電流，Class AB的輸出級具有小量的偏壓電流。對於採用推、拉式兩種輸出裝置的傳導範圍多於180度，但遠低於360度。每一放大器的偏壓電流量不同，但若在交叉失真達到最小的情形下仍可保持良好的效率，則可在兩者間取得平衡。
圖1顯示Class AB輸出級。每個輸出裝置都因小量的偏壓電流而產生偏壓現象，因此兩者在沒有輸入訊號的情形下會呈現導通。偏壓電流越大，交叉失真的情形越少；但也會降低效能。
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| 圖1 簡單的Class AB輸出級 |
Class B放大器最大的效率為π/4或78.5%。若不考慮輸出級產生的Q電流，則Class AB將具有相同的最大效率；但若考慮Q電流，就會降低最大效率。具備飽和電壓的實際電晶體效能很難用一般的方程式推導出來，而I×R損失所造成的效率減損遠比因Q電流造成的減損來得大。
Class AB電力消耗會隨著放大器輸出功率的提升而增加，並在低於放大器最大輸出功率時達到峰值，然後開始下降。當放大器輸出功率等於電力消耗時，Class AB的電力消耗峰值會在效率為50%時發生。對於單聲道、單端Class AB放大器的峰值電力消耗(PDMAX)使用下列方程式表示：
PDMAX＝(總供給電壓)2/(2π2RL)(瓦)
電力的消耗量與負載阻抗成反比，也就是若負載阻抗降低一半，峰值電力消耗將會增加一倍。
電力消耗量會隨著供給電壓的平方值而增加。因此若供給電壓增加一倍將會使得峰值電力消耗增加 四倍。
Class G具高效率/低耗電優勢
Class G是對其他類別放大器進行修改的版本，以提升效率並降低電力消耗。Class G產品實際應用於音樂和聲音訊號具有較高的峰均值比，同時其訊號內容大部分屬於低階。為了降低電力消耗，Class G具有多種電壓供應模式，如業界推出的Class G耳機放大器在降壓輸出就具有兩個分離式電壓供應，分別為1.1伏特和1.8伏特。當輸出達到須要切換至較高電壓軌的臨界值時，電壓軌會從1.1伏特切換到1.8伏特；當輸出在一段時間內低於所需的電壓軌時，將會切換回較低的電壓軌，直到下一次達到臨界值為止。如此可大幅降低一般音樂或聲音來源的電力消耗。
一般而言，除非所需的電壓輸出振幅需求高於電源供應，否則將使用低電源供應。若電壓輸出振幅需求高於電源供應，則放大器將會把輸出級偏移到較高的供電軌一段時間，然後再回到較低的供電軌。以下簡單舉例。
在此電路圖(圖2)中使用Class AB輸出級，具有兩種電壓軌(共計四個，每個電壓軌都具備+/-)。其中使用一個金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)作為開關，可將輸出級的供電軌從低電壓(LV)切換為較高供電電壓(HV)。
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| 圖2 Class G基本的設計方法 |
控制供電軌切換的方法有數種，可採用輸出級的回饋，以及/或控制輸入及前置放大器級。控制也有一些時間常數，因此當轉換到較高供電軌時，在場效電晶體(FET)轉為關閉且輸出級移轉到較低的供電軌之前，會發生延遲情形。變動的速度也須要適當的控制，使得FET中的電力損耗降至最低。
設計者在應用Class G的時，須在許多因素間取得平衡。其中一項是需要多少供電軌及多少不同的電壓，才能在保持在相同的數字上轉換到較高的供電軌。四個總供電電壓(兩個不同的供電軌)似乎是最佳選擇。額外的供電軌雖可進一步降低電力消耗，但代價是較多的元件數量、複雜度變高及可靠性降低，此外，還有輸出級保持與較高供電軌連接的時間長度。在開啟和關閉FET開關時會損耗電力，因此當應用Class G時，上述的這些因素須取得平衡。
Class G效率與訊號特性息息相關
Class G的效率與來源(音樂或聲音)和訊號的特徵有著密不可分的關係。使用純正弦波時，在相同條件下，若與Class A、Class B或Class AB放大器比較，Class G並沒有效率增益。其中可能提出的一項改善論點，就是只要輸入訊號沒有大到足以導致供電軌中的切換，一個具有潛在輸出功率的放大器會等於另一類具有較低電力消耗的放大器。Class G放大器在較低的供電軌上運作，因此比另一類運作於相同訊號和輸出功率，但只有固定供電軌的放大器具有更高的效率。另一個論點就是，當Class G放大器在較高供電軌上連續運作時會具有較低的效率，因為在FET中損失的電力是導因於FET的導通電阻(RDS(on))和飽和電壓所導致。
理論上來說，理想的最高效率取決於輸出級的類別。Class AB的最高效率理想值為78.5%，這表示切換FET沒有RDS(on)或飽和電壓，以及理想的輸出裝置。
一種計算效率的可能方式是使用真實的訊號來計算固定期間內的平均輸出功率，也可以使用相同訊號和相同的固定期間來加以計算平均總功率，接著就可以計算出平均效率的數值。
Class G放大器其最大效率會出現在以最低供電軌運作，且峰值輸出功率未導致其轉換至較高供電軌的情況下。相較之下，在這樣條件下的效率將會遠高於在較高供電軌上運作的峰值輸出功率，主因在於開關FET中的損耗，雖然可以在FET中將功率損耗減到最小，但還是會有一些功率損耗。基本上峰值效率點取決於何時發生轉換到較高供電軌，在保守的設計中，若供電軌轉換越快，可能會在較高的供電軌上具有最高的效率；而相反的設計就是在供電軌轉換發生之前，讓輸出訊號非常接近截波的設計。
(本文作者任職於美國國家半導體)