ตัวขยายสัญญาณมีดีไซน์หลากหลายรูปแบบ แต่ละแบบมีคุณสมบัติต่างกันตามการกำหนดค่า และการทำงานของขั้นตอนเอาท์พุต คุณสมบัติสำคัญของตัวขยายสัญญาณที่ดีจะต้องมีความเป็นเชิงเส้น ตัวขยายสัญญาณ ประสิทธิภาพ และกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจริง  ซึ่งตัวขยายสัญญาณในโลกความเป็นจริงจะมีการแลกเปลี่ยนกันระหว่างคุณสมบัติที่กล่าวเหล่านี้

ตัวขยายสัญญาณขนาดใหญ่ หรือตัวขยายสัญญาณมักใช้ภาคขยายกำลังของระบบขยายเสียงขับโหลดลำโพง โดยลำโพงปกติมีค่าความต้านทานระหว่าง 4Ω ถึง 8Ω ด้วยวิธีการนี้ ตัวขยายสัญญาณต้องส่งกระแสระดับสูงมาขับพลังงานของลำโพงที่มีค่าความต้านทานต่ำให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ

ตัวขยายสัญญาณถูกจัดประเภทตามการกำหนดค่าและขั้นตอนการทำงานของวงจร วงจรของตัวขยายสัญญาณมีหน้าที่แยกแยะคุณสมบัติทางไฟฟ้าของตัวขยายสัญญาณประเภทต่าง ๆ  ต่อจากนี้จะเป็นรายละเอียดของระดับคลาสตัวขยายสัญญาณประเภทต่างๆ 

ตัวขยายสัญญาณคลาส  A

ตัวขยายสัญญาณคลาส A มักถูกใช้งานด้านระบบเสียงทั่วไป ใช้ทรานซิสเตอร์สวิตซ์เอาท์พุตเดี่ยว (เช่น ไบโพลาร์, FET, IGBT) ในการออกแบบ ทรานซิสเตอร์นี้ยังมีการปรับแต่งรอบจุด Q ไม่ให้เข้าสู่พื้นที่ตัด หรือพื้นที่ต้านจนทำให้สูญเสียการทำงาน ทำให้สามารถนำกระแสได้ตลอด 360 องศาของวงจรอินพุต อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของตัวขยายสัญญาณคลาส A คือ ตัวเอาท์พุตของทรานซิสเตอร์จะอยู่ในสถานะ “เปิด”ตลอด ส่งผลให้มีประสิทธิภาพในการทำงานต่ำ ประมาณ 30%

ตัวขยายสัญญาณคลาส B

ตัวขยายสัญญาณคลาส B ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาด้านประสิทธิภาพ และการให้ความร้อนที่พบในตัวขยายสัญญาณคลาส A ตัวขยายสัญญาณเหล่านี้ใช้ทรานซิสเตอร์ประเภทคอมพลิเมนตารี 

หนึ่งในแต่ละครึ่งของรูปคลื่นอยู่ในวงจรรูปแบบ "Push-Pull" เมื่อทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งทำงาน ทรานซิสเตอร์อีกตัวจะถูกสวิตซ์ให้อยู่ในสถานะ "ปิด" การออกแบบนี้เพิ่มประสิทธิภาพประมาณ 50% แต่อาจชักนำให้เกิดการบิดเบือนใกล้จุดตัดศูนย์ของรูปคลื่น

ตัวขยายสัญญาณคลาส AB

ตัวขยายสัญญาณคลาส AB  จะรวมคุณสมบัติของตัวขยายสัญญาณคลาส A และตัวขยายสัญญาณคลาส B เข้าด้วยกัน สามารถกำจัดปัญหาเรื่องความบิดเบือนที่เกิดขึ้นในตัวขยายสัญญาณคลาส B โดยการอนุญาตให้ทรานซิสเตอร์ทั้งสองอันดำเนินการพร้อมกันรอบจุดตัดศูนย์ของรูปคลื่น

 แรงดันไบอัสขนาดเล็กนี้ โดยทั่วไปจะมีค่าอยู่ที่ประมาณ 5% ถึง 10% ของกระแสในสภาวะปกติ ทำให้ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวขับเคลื่อนกระแสไปที่วงจรมากกว่าครึ่งรอบ ตัวขยายสัญญาณคลาส AB มีคุณสมบัติที่ดีในการสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความเป็นเชิงเส้น โดยมีประสิทธิภาพในการแปลงประมาณ 50% ถึง 60%

ตัวขยายสัญญาณคลาส C

ตัวขยายสัญญาณคลาส C มีประสิทธิภาพสูงแต่ความเป็นเชิงเส้นตํ่า เนื่องจากถูกปรับแต่งให้กระแสส่งออกมีค่าเทียบเท่าศูนย์เป็นระยะเวลานานมากกว่าครึ่งหนึ่งของวงจรสัญญาณไซนูซอยด์อินพุต  ส่งผลให้มีมุมนำกระแสอยู่ที่ประมาณ 90 องศา ระดับประสิทธิภาพของตัวขยายสัญญาณคลาส C อยู่ที่ประมาณ 80%  แต่ส่งผลต่อการทำให้สัญญาณเอาท์พุตบิดเบือน จึงไม่เหมาะต่อการใช้งานระบบเสียงทั่วไป และมักพบการใช้งานในสัญญาณคลื่นรูปไซน์ และตัวขยายสัญญาณความถี่วิทยุบางรุ่น

จากที่กล่าวไปข้างต้น สามารถสรุปได้ว่า ประเภทของตัวขยายสัญญาณจำแนกตามจุดปฏิบัติการ DC  ตัวขยายสัญญาณคลาส A ที่ความเป็นเชิงเส้นดี แต่ประสิทธิภาพต่ำ ตัวขยายสัญญาณคลาส B ที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นแต่ชักนำให้สัญญาณบิดเบือน  ตัวขยายสัญญาณคลาส AB ที่สร้างความสมดุลระหว่างคุณสมบัติทั้งสอง และสุดท้ายตัวขยายสัญญาณคลาส C ที่ให้ความสำคัญด้านประสิทธิภาพมากกว่าความเป็นเชิงเส้น

นอกจากตัวขยายสัญญาณคลาส  A, B, และ AB ที่ใช้ขยายสัญญาณอย่างแพร่หลาย ยังมีคลาสตัวขยายสัญญาณที่มีประสิทธิภาพสูงที่ใช้เทคนิคการสลับและการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลต่างๆ เช่น ตัวขยายสัญญาณคลาส D, ตัวขยายสัญญาณคลาส F, ตัวขยายสัญญาณคลาส G, ตัวขยายสัญญาณคลาส I, ตัวขยายสัญญาณคลาส S และตัวขยายสัญญาณคลาส T ซึ่งแต่ละตัวมีคุณสมบัติและวิธีใช้งานแตกต่างกัน