増幅
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/04/10 23:58 UTC 版)
増幅対象の物理現象としては、電気信号（電圧・電流およびこれらの積としての電力）、光、空気圧・油圧など流体の圧力、機械的な振動や変位、音響・音波などがある。
増幅にはもとの物理現象を直接拡大する方法と、各々の物理現象を別な物理現象に置き換えて増幅し、それをもとの物理現象に戻すことで増幅を行う場合もある。前者はたとえば電気信号の増幅器（増幅回路）による増幅、ラマン増幅器による光増幅、後者は、マイクロフォン/スピーカーと増幅回路を用いた音響増幅や、光-電気/電気-光の変換素子を用いた光増幅などがそうである。
「増幅」と言っても、エネルギー保存の法則に従っており、入力エネルギーが単独で勝手に増える訳ではない。増幅用の外部エネルギー源が別途必要である。例えばオーディオアンプ（音声信号の増幅回路）では、音声信号と増幅用電流の２つをトランジスタに流し込めば出力の増減が出来る。
これはしばしば「川と水門」に例えられる。大きな川を流れる水の量を、水門の開閉によって制御するのである。川が外部エネルギー源に相当する。入力信号に比例した水門の開閉を行うと、流れ出る水の量（出力）が増減する。流れ出た水（出力）と入力信号は同じ形をしているが、水量は桁違いである。水門の開閉に必要なエネルギー損失は非常に小さい。しかし入力エネルギーの全てを出力として取り出せるわけではない。有効に取り出せる割合を「増幅器の効率」と呼ぶ。
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