基本的电荷灵敏前置放大器原理图如下图所示。其中，A是放大器的开环增益，C为耦合电容，Rd是探测器偏置电阻，Cf是反馈电容，与之并联的Rf是反馈电阻。为了保证Cf上电荷的积累，一般情况下，Rf为MΩ到GΩ量级。Rf主要有两个作用，一是用于泄放Cf上的电荷，二是产生直流负反馈以稳定放大器直流工作点。探测器与放大器之间的C起到隔直作用，取值为几千个pF量级。当探测器输出正比于入射线能量E的电荷量到电荷灵敏前置放大器时，电荷前放输出电压幅度Vom=Q/Cf。式中Q为探测器产生的电荷量，Q=Ee/W。E为入射能量，e为电子电荷，为1.6e库仑，W为平均电离能，对于硅半导体探测器，W=3.62*10MeV，而对于锗半导体探测器，W=2.96* 10MeV。不难推出，Vom∝Q∝E。对于电荷前放来说，其总的输入电容Cif=Ci+(1+A0)Cf。其中Ci=CD+CS+CA，CD为探测器体电容，CS为引线分布电容，CA是放大器输入电容，由于有(1+A0)Cf远远大于Ci，从而使得电荷前放的增益仅与反馈电容Cf有关，得出前放的电荷灵敏度为:AQ=1/Cf。