Àü·ÂÈ¿À² (Efficiency, PAE)


 Power Efficiency Calculator

Power Efficiency Calculator

Vdc

= V

Eff

= %

Idc

= mA

Pout

= dBm

Pin

= dBm

PAE

= %

Gain

= dB

 

¢Ñ »ç¿ë¹æ¹ý
- È¿À²À» ¾Ë°íÀÚ ÇÏ´Â Àü·Â Ãâ·Â½Ã ÀԷµȠDC Àü¾Ð°ª°ú ±×¶§ È帥 Àüü Àü·ù°ªÀ» ÀÔ·ÂÇÏ°í, °è»êÇÑ´Ù.
- PAE¸¦ °è»êÇÏ°íÀÚ ÇÒ ¶§´Â Pin°ú GainÁß ÇÑ °¡Áö¸¸ Ãß°¡·Î ÀÔ·ÂÇÏ°í PAE °è»ê ¹öÆ°À» ´©¸¥´Ù.

 

 Àü·ÂÈ¿À² (Power Efficiency)
Àü·ÂÈ¿À²Àº ÁÖ·Î ´ëÀü·ÂÀ» ´Ù·ç´Â ¼Û½Å´Ü, ±×Áß¿¡¼­µµ Àü·ÂÁõÆø±â(Power Amplifier)ÀÇ ¼º´É ÁöÇ¥·Î ÁÖ·Î »ç¿ëµÈ´Ù. Àü·ÂÈ¿À²À̶õ, ¸» ±×´ë·Î ÀÔ·ÂµÈ Àü·ÂÀÌ ¾ó¸¶³ª ½ÇÁ¦ ½Åȣ󸮿¡ »ç¿ëµÇ¾ú´À³Ä¸¦ ³ªÅ¸³»´Â Áß¿äÇÑ ¼º´ÉÁöÇ¥ÀÌ´Ù. ´ç¿¬ÇÑ ¾ê±âÁö¸¸ È¿À²ÀÌ ÁÁ¾Æ¾ß ¼Ò¸ðÀü·ÂÀÌ Àû¾îÁö°í, ´õ ¿¡³ÊÁö¸¦ Àý¾àÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ÁÁÀº ½Ã½ºÅÛÀ» ±¸¼ºÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô µÈ´Ù.

Àü·Â ÁõÆø±â´Â ¸Å¿ì Å« Àü·ÂÀ» Ãâ·ÂÇØ¾ß ÇÏ´Â ¼Û½ÅºÎ ÃÖÁ¾´ÜÀÇ Æ¯¼º»ó, ´Ù¸¥ ¾î¶² ´Éµ¿È¸·Îº¸´Ù ¸¹Àº Àü·ÂÀ» ¼ÒºñÇϸç, Á¾Á¾ Àüü ¼Û¼ö½Å±â Àü·ÂÀÇ °ú¹Ý¼ö ÀÌ»ó È¤Àº ´ëºÎºÐÀ» Â÷ÁöÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ´Ù¹Ý»çÀÌ´Ù. ±×·¸Áö¸¸ ÀÌ·ÐÀûÀ¸·Î ¸ðµç ÀÔ·Â DC Àü¿øÀ» ¼Õ½Ç¾øÀÌ ÀüºÎ RF ½ÅÈ£ ÁõÆø¿¡ »ç¿ëÇÒ ¼ö´Â ¾ø´Ù. ƯÈ÷ ¼±Çü¼ºÀÌ Áß¿ä½ÃµÇ´Â CDMA¿¡¼­´Â ¼±Çü¼º°ú È¿À²ÀÌ trade-off °ü°è¸¦ °¡Áö±â ¶§¹®¿¡ È¿À²À» ³ôÀ̴µ¥ ÇÑ°èÁ¡ÀÌ Á¸ÀçÇÑ´Ù.

¶ÇÇÑ »ç¿ëµÇÁö ¸øÇÑ DCÀü·ÂÀº ±×´ë·Î ¿­·Î ¹æÃâµÇ±â ¶§¹®¿¡, È¿À²ÀÌ ³ª»Ú´Ù´Â Àǹ̴ Àü·ÂÁõÆø±â¿¡¼­ ¸Å¿ì ¸¹Àº ¿­ÀÌ ¹ß»ýÇÑ´Ù´Â Àǹ̰¡ µÈ´Ù. ±×·¡¼­ Àü·ÂÁõÆø±â¿¡¼­ ¹æ¿­ ±¸Á¶´Â Àüü ¼º´ÉÀ» Á¿ìÇÒ Á¤µµ·Î Áß¿äÇϸç, ÀÌ ÀÏ·ÃÀÇ ¸ðµç °úÁ¤ÀÌ È¿À²ÀÌ ¾ó¸¶À̳Ŀ¡ µû¶ó Å©°Ô Á¿ìµÈ´Ù.

Àü·ÂÈ¿À²Àº ±âº»ÀûÀ¸·Î °£´ÜÇÏ°Ô ¾Æ·¡¿Í °°Àº Àǹ̷Π¼ö½ÄÀÌ Á¤ÀÇµÉ ¼ö ÀÖ´Ù.

ÀÔ·ÂµÈ DC Àü·Â(°ø±ÞÀü¾Ð*»ç¿ëÀü·ù)ÀÌ ¾ó¸¶³ª Ãâ·Â RFÀü·Â¿¡ »ç¿ëµÇ¾ú´À³Ä¸¦ ³ªÅ¸³»´Â ºñÀ²À» ¹éºÐÀ²·Î ³ªÅ¸³½´Ù. ÀÌ°ÍÀº ÀÔ·ÂÀü·ÂÀÌ ¾ó¸¶³ª µÇ´À³Ä¸¦ ¹«½ÃÇÑ ´Ü¼ø È¿À²Ä¡·Î½á BJT/HBT °è¿­ÀÇ °æ¿ì´Â Collector Efficiency, FET/Hemt °è¿­ÀÇ °æ¿ì´Â Drain Efficiency¶ó°íµµ ºÎ¸¥´Ù.

 

 Àü·ÂºÎ°¡È¿À² (PAE : Power Added Efficiency)
À§ÀÇ È¿À² °è»êÀº ¸Å¿ì °£´ÜÇÏ°í ¸íÄèÇØ º¸À̱ä Çѵ¥, ²Ä²ÄÈ÷ »ìÆ캸¸é ÇÑ°¡Áö ¸ÍÁ¡ÀÌ Á¸ÀçÇÑ´Ù.
Àü·ÂÁõÆø±â¿¡ °ø±ÞµÈ DC Àü¿ø¸¸À¸·Î Ãâ·Â Àü·ÂÀÌ 100% »ý¼ºµÈ °ÍÀÌ ¾Æ´Ï¶ó´Â Á¡ÀÌ´Ù. Á¤È®ÇÏ°Ô Ç¥ÇöÇϸé, Àü·ÂÁõÆø±âÀÇ Ãâ·ÂÀü·ÂÀº ÀÔ·ÂµÈ Àü·Â¿¡ Ãß°¡ÀûÀ¸·Î Àü·ÂÀ» »ý¼ºÇس½ °³³äÀÌ µÈ´Ù.

¿¹¸¦ µé¾î ÀԷ¿¡ 1mW °¡ ÀԷµǾî Ãâ·Â¿¡¼­ 10mW°¡ Ãâ·ÂµÇ¾ú´Ù°í °¡Á¤Çغ¸ÀÚ. ±× Ãâ·Â 10mW´Â ÀüºÎ Àü·ÂÁõÆø±â°¡ »ý¼ºÇس½ °ÍÀϱî? ³ë¿ì~ ¾ö¹ÐÈ÷ ¸»Çؼ­ Àü·ÂÁõÆø±â´Â ÀԷ¿¡ ÀÌ¹Ì Á¸ÀçÇß´ø 1mW¶ó´Â Àü·Â¿¡ 9mWÀÇ Àü·ÂÀ» Ãß°¡·Î ¸¸µé¾î³»¼­ 1 + 9 = 10mW¸¦ »ý¼ºÇس½ °ÍÀÌ´Ù.

±×·¸´Ù¸é, ÀÌ Àü·Â ÁõÆø±â¿¡ ÀÔ·ÂµÈ DC Àü·Â¸¸À» »ç¿ëÇÏ¿© ¸¸µé¾îÁø RFÀü·ÂÀº 9mWÀϱî, 10mW Àϱî? 10mW¶ó°í ´ë´äÇÏ¿´´Ù¸é óÀ½ºÎÅÍ ´Ù½Ã ÀоîºÁ¾ß ÇÒ °ÍÀÌ´Ù (^.^;)

ÀÌ °æ¿ì, Àü·ÂÁõÆø±âÀÇ Àü·ÂÈ¿À²À» °è»êÇÒ ¶§ RF PoutÀ» 10mW·Î ³õ°í °è»êÇϱâ´Â ¹«Ã´ µÚÅë¼ö°¡ ÂòÂòÇÏ´Ù. Àü·ÂÁõÆø±â¿¡ °ø±ÞµÈ DCÀü·ÂÀº 10mW°¡ ¾Æ´Ï¶ó 9mW¸¸ Ãß°¡·Î »ý¼ºÇس±⠶§¹®ÀÌ°í, 1mW´Â ÀԷºο¡¼­ óÀ½ºÎÅÍ Á¸ÀçÇß´ø Àü·ÂÀ̱⠶§¹®ÀÌ´Ù. °á±¹ ÀÌ °æ¿ì ÁøÁ¤ÇÑ Àü·ÂÈ¿À² °è»êÀº ¾Æ·¡¿Í °°ÀÌ ¼öÇàÇØ¾ß °øÁ¤ÇÏ´Ù°í »ý°¢µÉ °ÍÀÌ´Ù. (DC ÀÔ·ÂÀü·ÂÀº 15mW·Î °¡Á¤ÇÑ´Ù)

È¿À² = 100 * (10mW - 1mW) / 15mW = 100 * 9 / 15 = 60%

ÀÌ·±½ÄÀ¸·Î, Á¤È®ÇÏ°Ô Àü·ÂÁõÆø±â¿¡¼­ »ý¼ºµÈ Àü·Â¸¸ µûÁö´Â È¿À²À» Àü·ÂºÎ°¡È¿À²(Power added efficiency, PAE)¶ó°í ÁöĪÇϸç, ¾Æ·¡¿Í °°Àº ¼ö½ÄÀ¸·Î Á¤ÀǵȴÙ. (´ÜÀ§´Â W)

Áï ±âÁ¸¿¡ ÀÌ¹Ì ¸¸µé¾îÁ® Æ÷ÇÔµÈ ÀÔ·Â Àü·Â·®Àº »©°í °è»êÇÏ´Â°Ô ¾ö¹ÐÇÑ Àǹ̿¡¼­ÀÇ ÁøÁ¤ÇÑ Àü·ÂÁõÆø±â¸¸ÀÇ È¿À²À̱⠶§¹®¿¡, PAE¶ó´Â ÁöÇ¥¸¦ »ç¿ëÇÏ°Ô µÈ´Ù. °á±¹ Àú À§¿¡¼­ °è»êÇÑ ´Ü¼øÇÑ Efficiency¿¡ ºñÇØ PAE´Â Ç×»ó ´õ ÀûÀº È¿À²°ªÀ» °¡Áö°Ô µÈ´Ù.

 

 PAE ¿Í Gain

Àü·ÂÁõÆø±âÀÇ È¿À²À» º¸´Ù ½ÇÁúÀûÀ¸·Î Æò°¡Çϱâ À§Çؼ± ´Ü¼øÇÑ efficiency°¡ ¾Æ´Ñ PAE ¶ó´Â °³³äÀ» µµÀÔÇØ¾ß ÇÑ´Ù´Â °ÍÀº ½±°Ô ÀÌÇØÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ±×·±µ¥, °ú¿¬ ¾ðÁ¦³ª PAE°¡ ½ÇÁ¦ÀûÀÎ °ªÀ» Á¦½ÃÇØÁÖ´Â °ÍÀϱî? PAEÀÇ ÁøÁ¤ÇÑ Àǹ̴ GainÀÌ ÀÛÀº °æ¿ì¿¡ ºûÀ» ¹ßÇÑ´Ù.

¿¹¸¦ µé¾î Ãâ·ÂÀÌ 30dBm (1W) ÀÎ ÁõÆø±â°¡ µÎ °³ Àִµ¥, ÁõÆø±â AÀÇ GainÀº 10dBÀÌ°í ÁõÆø±â BÀÇ GainÀº 20dB¶ó°í °¡Á¤ÇÑ´Ù. µ¿ÀÏÇÑ Ãâ·ÂÀü·Â¿¡¼­ È¿À²À» °è»êÇØ¾ß ÇÏ´Â °æ¿ì°¡ ´ëºÎºÐÀ̹ǷÎ, PAE·Î °è»êÇÑ È¿À²°ú ±×³É ´Ü¼øÈ÷ Ãâ·ÂÀü·ÂÀ¸·Î¸¸ °è»êÇÑ È¿À²À» ºñ±³Çغ¸µµ·Ï ÇÏÀÚ.
(ÀÔ·ÂµÈ DC Àü·ÂÀº 2W ¶ó°í °¡Á¤ÇÑ´Ù)

 

Gain

input Power
@ Pout = 30dBm

Efficiency

PAE

amp A

10dB

20dBm (0.1W)

( 1W / 2W ) * 100
= 50%

( 1W - 0.1W ) / 2W * 100
= 45%

amp B

20dB

10dBm (0.01W)

( 1W / 2W ) * 100
= 50%

( 1W - 0.01W ) / 2W * 100
= 49.5%

´ç¿¬È÷ PAE¿Í ±×³É EfficiencyÀÇ °ªÀÌ Â÷ÀÌ°¡ ¹ß»ýÇϴµ¥ À̵æÀÌ Å« amp B ¿¡¼­´Â 0.5%¹Û¿¡ ¿ÀÂ÷°¡ ¾øÁö¸¸, À̵æÀÌ ÀÛÀº amp A¿¡¼­´Â µÑ°£ÀÇ Â÷ÀÌ°¡ 5%³ª ¹ß»ýÇÑ´Ù. °á±¹ ÀÌ°ÍÀº ¹«¾ùÀ» ÀǹÌÇÒ±î?

PAE¶ó´Â ÁöÇ¥´Â ÁõÆø±â À̵æÀÌ Å« °æ¿ì¿¡´Â °ÅÀÇ Àǹ̰¡ ¾ø´Â ÁöÇ¥°¡ µÈ´Ù. À̵æÀÌ Å©´Ù´Â ¾ê±â´Â ÀԷ¿¡¼­ ´õ ÀÛÀº Àü·ÂÀÌ µé¾î¿Íµµ Á¤ÇØÁø Ãâ·Â Àü·ÂÀ» ³¾ ¼ö ÀÖ´Ù´Â ÀǹÌÀ̸ç, °á±¹ °è»ê»ó ÀÔ·ÂÀü·ÂÀÇ ¾çÀÌ Á¡Á¡ ÀÛ¾ÆÁö±â ¶§¹®¿¡ ±»ÀÌ °í·ÁÇÏÁö ¾Ê¾Æµµ µÇ´Â »óȲÀÎ °ÍÀÌ´Ù. Àü·ÂÁõÆø±âÀÇ À̵æÀÌ 30dB ¼öÁØÀ» ³Ñ¾î°¡¸é, PinÀ» °í·ÁÇÑ PAE¿Í ±×³É Efficiency °ªÀÇ Â÷ÀÌ´Â °ÅÀÇ ¾ø±â ¶§¹®¿¡ ±»ÀÌ ±ÍÂú°Ô PAE·Î °è»êÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ¾ø¾îÁö°Ô µÇ´Â ±×·± °ÍÀÌ´Ù.

°í·Î PAE´Â Àü·ÂÁõÆø±âÀÇ À̵æÀÌ 20dB ¼öÁØ ÀÌÇÏ·Î ³·À» ¶§¸¸ ÁÖ·Î °í·ÁÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ÀÖÀ¸¸ç ³ôÀº À̵æÀ» °¡Áö´Â Àü·ÂÁõÆø±â¿¡¼­´Â ±»ÀÌ PAE¿Í Efficiency¸¦ ±¸ºÐÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ¾ø¾îÁø´Ù. 

   << Back

Copyright by RF designhouse. All rights reserved.