В процессе разработки усилителей класса A, предназначенных для вычисления величины возвратных потерь и оптимальной передачи по выходу/входу S-параметры, которые измерены в рабочей точке транзистора. При доступности для транзистора в комбинации с наличием S-параметров шумовых параметров, проект выполняется (имеет возможность выполняться) с целью достижения оптимальных величин коэффициента шума (Noise Figure или NF) и так называемого Ganopt коэффициента, то есть коэффициента усиления по мощности. Наибольшая величина выходной мощности усилителей класса А зачастую высчитывается из значения выходной мощности, при котором коэффициент передачи по мощности снижается на децибел относительно линейного малосигнального режима, то есть P1dB.

Сами по себе S-параметры не дают возможности контролировать мощность P1dB, которая создается на выходе в отдельном каскаде изготавливаемого усилителя. Таким образом, равно как шумовые параметры транзистора применяются для того чтобы обеспечить шумовые характеристики усилителя, то для того чтобы обеспечить точки P1dB требуется наличие каких-то мощностных параметров. В частности к методам проектирования и анализа точек P1dB относится использование нелинейных разновидностей транзисторов и системы предназначенной для создания нелинейных схем на базе метода гармонического баланса. Наиболее существенном вопросом в этом плане является отсутствие (зачастую) доступности проектировщикам нелинейных моделей используемых транзисторов. Изготовители транзисторов не часто дают возможность клиентам пользоваться нелинейными моделями. Это обуславливается существенной стоимости программного обеспечения предназначенного для экстракции нелинейных моделей и существенной стоимостью оборудования для экстракции нелинейных моделей.

Таким образом, на сегодняшний день существует относительно небольшое число компаний, которые могут позволить себе столь существенные затраты. Подобная ситуация относится и к методу, в котором используются тюнеры для создания оптимального выходного и входного импедансов или нагрузочных контуров с постоянной мощностью транзистора. Определенно, все означенные методы являются практически обязательными к использованию при условии действия усилителя в глубоком нелинейном режиме, в другом варианте требуется наличие информации о тех нелинейных искажениях, которые относятся к проходящему через усилитель сигналу. В своей традиционной манере применения обыкновенного здравого смысла Криппс (Cripps) представил в литературе [2], [3] и [4] созданный им способ для оценки наибольшей возможно достижимой мощности каскадов усиления, которые функционируют в режиме (Class A) с малой нелинейностью.

При использовании означенного метода, транзистор аппроксимируется достаточно простой эквивалентной (по определенной совокупноси параметров идентичной) моделью, которая содержит внутренний источник (генератор) управляемый напряжением, а помимо этого последовательно включенную индуктивность, параллельно включенный конденсатор и паразитные выходные. Малая нелинейность не принимается во внимание, и крутизна характеристики транзистора учитывается в качестве линейной, расположенной ниже точки насыщения и выше точки отсечки. При всех указанных ранее допущениях Криппс использовал линейное математическое выражение, которое связывает нагрузочную линию с пределами тока и пределами напряжения на генераторе с характеристиками внешней нагрузки и мощностью передаваемой в эту нагрузку. В итоге он установил возможность представления соотношений между внешним импедансом и внутренней нагрузочной линией на диаграмме Смита при помощи контуров, которые имею одинаковую выходную мощность (load-pull). Подобный способ стал более чем популярным, благодаря простоте и возможности получать приемлемые результаты в существенной части практических случаев.

Доступная эквивалентная модель, в которой используются три элемента легко получается, при согласовании полной линейной эквивалентной схемы с набором S-параметров для конкретного транзистора. Однако, подобный метод не всегда является полноценным. Определенные нюансы обуславливаются отсутствием возможности учитывать потери в транзисторе или обратную связь.

В собственной статье [3] Криппс отмечает, отсутствие каких-либо трудностей во включении представленного в статье уравнения в любой линейный симулятор, для возможности рассчитывать мощностные характеристики по принципу, который используется для расчета коэффициента шума. Помимо этого, Криппс все-таки показал, возможности модификации метода, которые позволяют учитывать и обратные связи.

Таким образом, метод Криппса является базовой идейной основой для использования мощностных параметров в функционировании программного обеспечения компании AMPSA [1] и которые имеют более подробное описание в книге Абри [5]. Автором использована математическая отображающая функция, для выявления соотношения между » внешним напряжением и внутренним напряжением, а помимо этого внутренним выходным током». Подобная инновация в достаточно элегантной форме позволяет снять все ограничения метода Криппса.

Обратную связь и потери, изменения в конфигурации транзистора учитывают мощностные параметры. В итоге метод практически универсален, так как позволяет иметь значения точки компрессии P1dB для отдельного каждого каскада в многокаскадном усилителе учитывая взаимодействия с прилегающими каскадами. Интересным является поведение мощностных параметров, которое во многом напоминает поведение шумовых параметров. В частности точка P1dB не является зависимой от импеданса источника равно, как от импеданса нагрузки не зависит коэффициент шума. Обратная связь (параллельная или последовательная) воздействует на значение P1dB наподобие, воздействия на коэффициент шума, но мощностные параметры имеют существенное отличие. Они не нуждаются в специальном и дорогостоящем оборудовании и тщательных процедурах калибровки и измерений. Единственной информацией, требуемой для их получения является наличие рабочей точки, линейной модели транзистора, границ линейности (и наклон границ по возможности) вольт-амперной характеристики. При отсутствии в доступе малосигнальной модели транзистора возможно получение модели из набора S-параметров.

Метод проектирования по мощностным параметрам