В отличие от модели PHA-2, выпущенной весной, PHA-3 имеет улучшенные характеристики и расширенную функциональность. При этом габариты усилителя практически такие же, а весит она даже меньше своего предшественника. Модель PHA-3 базируется на продвинутом чипе ESS Sabre ES9018S, имеющим динамический диапазон порядка 133 дБ и искажения не более 0,0001%. Усилитель для наушников же выполнен на паре микросхем 6120A2 от Texas Instruments. Sony PHA-3 поддерживает воспроизведение сигнала PCM в разрешении вплоть до 384 кГц/32 бит, а также формата DSD с частотой дискретизации 2,8 и 5,6 МГц. Питание устройства осуществляется через выделенный порт micro-USB, при этом в комплект входит отдельный адаптер переменного тока. На корпусе устройства расположен регулятор громкости и три разъёма для балансного и небалансного подключения наушников. При небалансном подключении 32 омных наушников максимальная выходная мощность составит 100 мВт на канал, а вот при балансном – целых 320 мВт! На противоположной стороне размещены три цифровых входа (USB, micro-USB и оптический интерфейс Toslink) плюс разъём mini-Jack 3,5 мм. Последний может служить как аналоговым входом, так и выходом, нужный вариант определяется позицией специального переключателя. Через USB модель PHA-3AC можно подключить к ПК или Mac, а также мобильным устройствам Apple или Sony линейки Walkman и Xperia. На боку PHA-3 есть ещё два переключателя: один изменяет коэффициент усиления выходного сигнала при использовании наушников с различным импедансом, а второй – активирует функцию DSEE HX, которая призвана повысить качество звучания сжатых файлов.
