为啥放大器的器件手册上给MAG和MSG这个指标？

本文摘要（由AI生成）：

这段文字主要介绍了和放大器增益相关的参数，包括 MAG、MSG 和 S21，以及它们各自的定义和应用场景。MAG 是源和负载与管子都处于共轭匹配状态时的增益；MSG 是 MAG 等于 k=1 的时候所对应的公式，在任何情况下都不可能从相应的管子中获得比 MSG 更高的增益；S21 是衡量增益的量，但它没能体现出管子增益的潜力。

(1) 

一个需要外匹配的管子的手册上，经常会有MAG和MSG这两个指标。

MAG的全称是Maximum available gain，MSG的全称是Maximum stabe gain.

除了MAG和MSG之外，我们还有一个和增益相关的参数，那就是S21。

如果去看那些内部没有做匹配的管子的话，你经常会看到这三个参量放在一幅图上，如下图所示(图来自Minicircuits的SAV-541+)。

之所以手册上会给出这两个指标(MAG,MSG)，是因为它们可以帮助我们比较哪个放大器可以设计出更高的增益。

（2）

从上图可以看到，S21与MSG/MAG的差别还挺大的。

S参数的定义如下图所示：

在测试S参数的时候，一般情况下，Zs=ZL=Z0，这样保证从源和负载反射回来反射电压波为0。这个时候，放大器前后是没有匹配网络的。

所以，虽然S21是衡量增益的量，却没能体现出管子增益的潜力。

(3)

而MAG，则是当源和负载与管子都处于一个共轭匹配的状态。

在文献[1]中，给出了放大器增益的三种定义。当放大器处于源和负载都处于共轭匹配的状态下时，三种定义的值是一致的，且值的大小即是MAG。

在分析中，用的最多的一种定义是，transducer power gain，即下式：

用它最多的原因，就是因为在最后的公式中，既包含了源端失配，又包含了负载端失配。

然后，结合一般放大器的组成部分，可以对上面的增益进行一些分割。

一般放大器，可以分为输入匹配部分，晶体管本身，输出匹配部分，因此，GT也可以差不多按照此方法进行分配。

因此，MAG多出来的部分，得益于输入和输出匹配网络带来的增益。

(4)

但是一个放大器，只有当K>1的时候，MAG才存在。

这是因为在计算MAG所对应的共轭匹配的GammaS和GammaL时，其公式中有一个开根号。

而要保证输入输出同时共轭匹配，那么根号里面的值，需要>0，这就等效于K>1。

(5)

那管子要是不满足K>1，该怎么衡量放大器的可得到的最大增益呢？

那就是用MSG，MSG是MAG等于k=1的时候，所对应的公式。

MSG的定义为：

就如文献[2]中所叙述，在任何情况下，都不可能从相应的管子中，获得比MSG更高的增益。

参考文献：

[1] 微波工程

[2] Microwaves101 | Stability factor

https://www.microwaves101.com/encyclopedias/stability-factor