La generazione di RF ad alta potenza è richiesta non solo da varie applicazioni di comunicazione wireless, come quelle cellulari e satellitari 4G e 5G, ma anche dai radar per il monitoraggio dello spazio aereo e delle condizioni meteorologiche, dai radar e dalle comunicazioni di disturbo, dall'imaging, dalla conversione DC/DC e persino dal riscaldamento RF.

Questa potenza viene erogata dall'amplificatore di potenza RF (PA), lo stadio finale di amplificazione prima dell'antenna. Ogni applicazione impone al PA una serie di requisiti propri in termini di frequenza, larghezza di banda, carico, potenza, efficienza e linearità.

Nelle comunicazioni, ad esempio, può essere necessaria una potenza RF significativa per raggiungere l'obiettivo della portata di trasmissione. Una tipica applicazione di comunicazione cellulare deve garantire una buona copertura del segnale e il trasferimento di dati ad alta velocità con il minor consumo possibile di batteria. Questa interazione di requisiti si traduce in compromessi progettuali tra efficienza spettrale, linearità ed efficienza energetica.

Questa potenza RF può essere generata utilizzando un'ampia varietà di tecniche o modalità di funzionamento degli amplificatori, o classi. Ciascuna classe si differenzia per il tempo di conduzione del transistor e per la forma delle forme d'onda della tensione e della corrente in uscita, nonché per l'insieme di compromessi che ne derivano.

Questo articolo è il primo di una serie che mira a rinfrescare queste considerazioni. Cominciamo con un'introduzione alle forme d'onda di base e consideriamo la potenza e l'efficienza che rappresentano.