为了满足消费者在移动终端上不断增长的灵活音频特性和Hi－Fi音效需求，手持设备音频芯片的设计人员正在优化D类放大器以满足移动应用中特殊的噪音与功耗管理需求。
音频性能与功耗预算
多媒体蜂窝电话等移动产品的设计人员今天正面临提供通用高质量音频功能的要求，包括高输出扬声器模式和扬声器与耳机同时工作。这对于渴望获得广泛基于音乐与视频服务的用户来说是必需的。为达成这一可能，对移动多媒体设备中的音频放大器提出了更多的要求。但是因为传统移动手持设备中AB类放大器的效率在大多数实用情况下不超过20%～25%，所以输出功率的一个小小增长将伴随电流消耗的巨大增长。今天的移动消费者不会接受隐藏在这种固有权衡下面的方式：更短的电池时间、更大更沉的电池，或者两者都是。
高效率移动放大器
D类放大器提供了应对这种挑战的潜在解决方案。通过获得比AB类放大器高得多的效率，它们已经应用于诸如多通道环绕音响系统等家用音视频设备中。音频输出规范现在一般已经达到6通道×50W再加上一个150W的低音通道。这样的系统没有D类放大器将不可实现，因为如果在6个通道间使用低效率AB类工作模式所产
生的功耗将带来不可解决的热量管理挑战。采用AB型放大器原理设计的环绕音响放大器的大小、重量和成本也是不可接受的。
以开关原理工作而不是使用输出晶体管特性的线性部分，D类放大器具有远高于输出同等功率的AB类放大器的效率。而且与高质量AB类放大器的性能相比，最新的D类设计现在还能获得非常低的总谐波失真（THD）。
但是实现一个适合移动应用的D类放大器是个不小的挑战。除了输出滤波设计和开关噪声管理等已知的问题，移动设备普遍的大小限制带来了一系列新问题，这些问题由于将高频转换放大器与敏感的模拟音频、DSP和功率管理功能集成到一个芯片中而产生。
D类操作概述
A类、B类和AB类放大器是线性放大器，它们的输出晶体管工作在工作区（active region）。A类放大器中，输出级的晶体管连续工作在工作区，具有相对高的电流消耗和极好的线性。最高的效率仅发生在最高的信号级别，大约不超过25％。在B类放大器中，高端和低端晶体管以一种推－拉方式交替工作。它理论上的极限最大效率在65％左右，但实际上远低于此。无论如何，工作于交越区的非线性操作带来了明显的失真。AB类放大器采用B类放大器的拓扑结构，但是晶体管偏置总能工作在线性区域。这以稍微增大功耗为代价，消除了B类放大器中的交越失真。
与这些线性放大器相比，D类放大器属于开关式放大器；实际上，它与同步降压变压器采用相同的工作原理和基本拓扑结构。要放大的音频信号输入到一个比较器和一个锯齿波信号相比较，得到一个脉冲宽度调制方波。方波的周期等于锯齿波，脉冲宽度代表音频信号的一个采样。锯齿波的频率设置成远高于音频信号的最大频率。这个PWM方波与它的反相信号驱动场效应管组成的H桥，使相反的场效应管开或关，输出代表音频信号方波采样的变化电流。因为输出晶体管要么开到过流，要么关闭以控制电流，所以D类系统中唯一的损耗是场效应管中的RDS（ON）损耗以及包括场效应管引线框、PCB布线、连线等在内的互连阻抗损耗。这样系统就只有因为器件本身和相互连接并非理想状况而导致的损耗，因而非常有效率。