Електронні підсилювачі - це пристрої для збільшення потужності електричних коливань без зміни їх форми за допомогою електронних ламп або напівпровідникових тріодів (транзисторів). Електронні підсилювачі широко використовуються в біологічних і медичних дослідженнях як складові частини багатьох вимірювальних і реєструючих приладів для підвищення їх чутливості. Така необхідність виникає, зокрема, при вимірюванні та реєстрації біоелектричної активності органів і тканин на осцилографах. Осцилографом називають будь-який пристрій для реєстрації коливальних процесів в координатах «відхилення - час». До промислових приладів для реєстрації електричних процесів відносяться шлейфные (електронно-оптичні) осцилографи, що містять в якості відхиляючої системи шлейфному гальванометр - петлю обратнопараллельных тонких проводів з наклеєним дзеркальцем між полюсами сильного магніту. При проходженні струму петля разом з дзеркальцем повертається, а відбитий дзеркалом промінь падає на рухому фотоплівку. Поширені восьмишлейфные осцилографи Н-102 мають шлейфные гальванометри з внутрішнім опором 2-10 Ом і чутливістю (без підсилювачів) близько 20 мм відхилення на 1 мА струму при частотах до 900 Гц. Аналогічними осциллографами Н-105 роблять запис на широку (120 мм) фотопапір, причому є можливість використовувати спеціальну ультрафіолетову папір, що дає безпосередньо видиму запис при денному світлі. Электроннолучевые осцилографи різних систем мають в якості основного елемента осцилографічну трубку - скляну колбу, з одного боку має подогревный катод (джерело вільних електронів), а з іншого - екран, покритий люмінофором, що світиться в точці падіння електронного променя. За допомогою «блоку розгортки» промінь здійснює зворотно-поступальні руху по горизонтальній лінії, тоді як під впливом досліджуваних коливань він відхиляється по вертикалі. Электроннолучевые осцилографи промислових типів мають підсилювачі широко використовуються в медицині в якості осциллоскопов для візуального спостереження різних коливальних процесів, а при наявності фотоприставки - для їх реєстрації. Існують осцилографи з чорнильною записом і магнитописцы (спеціальні магнітофони) для клініко-фізіологічних досліджень.
Осцилографи, використовувані зазвичай у клініко-фізіологічних дослідженнях, що вимагають для повного відхилення величини в десятки і сотні вольт напруги (электроннолучевые, електромеханічні або чернильнопишущие осцилографи) або десятків міліампер струму (електронно-оптичні, або шлейфные), що в тисячі і сотні тисяч разів перевищує величину біоелектричних коливань. Це протиріччя усувається застосуванням електронних підсилювачів.
У з'єднанні з вимірювальними перетворювачами неелектричних величин в електричні (див. Датчики) електронні підсилювачі дозволяють реєструвати різні і досить слабкі біофізичні і біохімічні реакції і процеси в живому організмі (пульсові хвилі, тони і шуми серця, насичення крові киснем та ін) і передавати посилені коливання по радіо або по телефону (див. Телеметрія). Електронні підсилювачі використовуються в приладах для формування і посилення електричних коливань різної форми в цілях дії на органи і тканини (електронні стимулятори), а також для управління подачею світлових і звукових подразників (фотофоностимуляторы).
Принцип роботи електронних підсилювачів, як і підсилювачів будь-якого типу, полягає в тому, що підлягають посиленню слабкі коливання використовуються для управління потоком енергії, отриманої від спеціального джерела живлення (батареї акумуляторів, випрямлячі і т. д.). В якості керованого елемента (змінного електричного опору) служить електронна лампа, в якій розташовані три металевих електроду - катод, анод і керуюча сітка. Для постійного розігріву катода використовують додаткове джерело енергії. Катод і анод лампи підключені в зовнішній ланцюг, що містить джерело живлення і навантаження. Посилюються коливання електричного напруги подаються на вхідні клеми між сіткою і катодом. При відсутності сигналу на вході через лампу тече постійний струм, а при зміні потенціалу сітки по відношенню до катода збільшується або зменшується потік електронів (це рівносильно зміни опору лампи).
В залежності від типу навантаження (осцилографа) і вихідний величини розрізняють каскади (ступені) електронних підсилювачів: напруги, струму і потужності. Практично з одного каскаду можна отримати посилення до 100 - 200. При необхідності мати більше посилення використовують многокаскадные підсилювачі, в яких вихідні клеми попереднього каскаду з'єднуються з вхідними клемами наступного.
Набули поширення електронні підсилювачі на напівпровідникових триодах (транзисторах). У найпростішому випадку схема включення транзистора аналогічна схемі з електронною лампою. В зовнішній ланцюг включають електроди: емітер (аналог катода) і колектор (аналог анода), керуючим електродом є база (аналог сітки). Посилення по напрузі може досягати 100, а по потужності - до 1000 на один каскад. Перевагами напівпровідникових тріодів є малі розміри, великий термін роботи, відсутність джерел живлення для напруження (і тому миттєва підготовка до роботи), мале споживання енергії, що дозволяє, наприклад, виготовляти підсилювачі та електронні стимулятори обсягом у кілька кубічних сантиметрів для імплантації в грудну порожнину, надмініатюрні передавачі для эндорадиозондирования (див.) та інших цілей.
Основними характеристиками електронних підсилювачів: 1) коефіцієнт підсилення дорівнює добутку коефіцієнтів підсилення окремих каскадів; 2) частотна і фазова характеристики - графічне або табличне завдання залежності коефіцієнтів підсилення і зсуву фази коливань від їх частоти; 3) перехідна характеристика - зображення форми посиленою кривої в часі при подачі на вхід сигналу прямокутної форми; 4) амплітудна характеристика - залежність амплітуди коливань на виході від величини амплітуди на вході; 5) коефіцієнт нелінійності - відхилення амплітудної характеристики (у відсотках) від прямої лінії; 6) рівень шумів - величина ефективного напруги власних перешкод, віднесеного до входу підсилювача.
