전자기사 필기 기출문제복원 (2003-08-31)

전자기사 2003-08-31 필기 기출문제 해설

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전자기사
(2003-08-31 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 공기 중에 반지름 r[m]의 매우 긴 평행 왕복도체가 d[m]의 간격으로 놓여있을 때 단위 길이당의 정전용량은 몇 F/m인가? (단, r≪d 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 반지름 $r$이고 간격이 $d$인 매우 긴 평행 왕복도체의 단위 길이당 정전용량 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\pi \epsilon_{0}}{\ln \frac{d}{r}}$
    ② [숫자 대입] (해당 없음)
    ③ [최종 결과] $\frac{\pi \epsilon_{0}}{\ln \frac{d}{r}}$
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2. 다음중 stock's 정리는?

(정답률: 알수없음)
  • 스토크스(Stokes) 정리는 폐곡선을 따라 선적분한 값은 그 곡선이 둘러싼 면적에 대해 회전(curl)을 면적분한 값과 같다는 정리입니다.
    $$\oint_{0} H \cdot dL = \iint_{S} (\nabla \times H) \cdot dS$$
    따라서 정답은 입니다.
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3. 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 자기차폐에 좋은 물질은?

  1. 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
  2. 강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
  3. 비투자율이 1 보다 작은 역자성체
  4. 비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록이면 두꺼운 물질
(정답률: 알수없음)
  • 자기차폐는 외부 자계가 내부로 들어오지 못하게 하는 것으로, 투자율이 매우 큰 강자성체를 사용하면 자속이 차폐재 내부로 집중되어 흐르기 때문에 내부 공간을 효과적으로 보호할 수 있습니다. 따라서 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질이 가장 적합합니다.
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4. 그림 1과 같은 비투자율 1000, 평균길이 ℓ 인 균일한 단면을 갖는 환상철심에 N회의 코일을 감아 I[A]의 전류를 흘렸을 때 철심내를 통하는 자속이 ø[Wb] 이었다. 이 철심에 그림 2와 같이 간격 ℓ/1000 인 공극을 만들었을 때, 동일 전류로 같은 자속을 얻자면 코일의 권수를 얼마로 하면 되는가?

  1. N회
  2. 1.2N회
  3. 1.5N회
  4. 2N회
(정답률: 알수없음)
  • 자속 $\phi$가 일정할 때, 필요한 기자력 $NI$는 자기저항 $R_m$과 자속의 곱과 같습니다. 공극이 생기면 전체 자기저항이 증가하므로, 동일한 자속을 얻기 위해 권수 $N$을 늘려야 합니다.
    ① [기본 공식] $NI = \phi (R_{core} + R_{gap})$
    ② [숫자 대입] $N'I = \phi (\frac{\ell}{\mu_0 \mu_r S} + \frac{\ell/1000}{\mu_0 S}) = \phi \frac{\ell}{\mu_0 S} (\frac{1}{1000} + \frac{1}{1000}) = 2 \times \phi \frac{\ell}{\mu_0 1000 S} = 2NI$
    ③ [최종 결과] $N' = 2N$
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5. 유전률이 ε1, ε2 인 유전체 경계면에 수직으로 전계가 작용할 때 단위면적당에 작용하는 수직력은?

(정답률: 75%)
  • 유전체 경계면에 수직으로 전계가 작용할 때, 두 유전체 사이의 전속밀도 $D$는 동일하며 경계면에서 발생하는 단위면적당 수직력(압력)은 에너지 밀도의 차이로 결정됩니다.
    수직력 $f$는 다음과 같이 계산됩니다.
    $$\text{Force} = \frac{1}{2} ( \frac{1}{\epsilon_2} - \frac{1}{\epsilon_1} ) D^2$$
    따라서 정답은 입니다.
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6. 그림과 같은 1m당 권선수 n, 반지름 a[m]의 무한장 솔레노이드에서 자기인덕턴스는 n과 a사이에 어떤 관계가 있는가?

  1. a와는 상관없고 n2 에 비례한다.
  2. a와 n의 곱에 비례한다.
  3. a2 과 n2 의 곱에 비례한다.
  4. a2 에 반비례하고 n2 에 비례한다.
(정답률: 46%)
  • 무한장 솔레노이드의 자기인덕턴스는 단위 길이당 권선수의 제곱과 단면적에 비례하는 성질을 가집니다. 단면적은 반지름 $a$의 제곱에 비례하므로, 전체 인덕턴스는 $a^{2}$과 $n^{2}$의 곱에 비례하게 됩니다.
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7. 10㎜의 지름을 가진 동선에 50A의 전류가 흐를 때 단위시간에 동선의 단면을 통과하는 전자의 수는 약 몇 개인가?

  1. 7.85×1016
  2. 20.45×1015
  3. 31.25×1019
  4. 50×1019
(정답률: 알수없음)
  • 전류는 단위 시간당 흐르는 전하량이며, 이를 전자의 기본 전하량으로 나누면 통과하는 전자의 수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{I}{e}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{50}{1.6 \times 10^{-19}}$
    ③ [최종 결과] $N = 31.25 \times 10^{19}$
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8. 자유공간 중에 x = 2, z = 4인 무한장 직선상에 ρL[C/m]인 균일한 선전하가 있다. 점(0,0,4)의 전계 E 는?

(정답률: 알수없음)
  • 무한장 직선 전하에 의한 전계 공식은 전하로부터의 수직 거리 $\rho$에 반비례하며, 전계의 방향은 전하에서 관측점 방향의 단위 벡터로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{E} = \frac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0\rho} \text{a}_\rho$
    ② [숫자 대입] $\text{E} = \frac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0\sqrt{(0-2)^2 + (0-0)^2}} \text{a}_x = \frac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0(2)} (-\text{a}_x)$
    ③ [최종 결과] $\text{E} = \frac{-\rho_L}{4\pi\epsilon_0} \text{a}_x$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 반지름 a[m]의 접지 구도체 중심에서 d[m](d＞a) 떨어진 점에 점전하 Q[C]이 있을 때 점전하와 접지 구도체사이에 작용하는 힘의 크기는 몇 N 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 영상법(Method of Images)을 이용하여 접지 구도체와 점전하 사이에 작용하는 힘을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = \frac{1}{4\pi\epsilon} \frac{ad}{(d^2-a^2)^2} Q^2$$
    ② [숫자 대입]
    주어진 변수 $a, d, Q$를 공식에 그대로 대입합니다.
    ③ [최종 결과]
    $$F = \frac{1}{4\pi\epsilon} \frac{ad}{(d^2-a^2)^2} Q^2$$
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10. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유전체의 전속밀도는 도체에 준 진전하 밀도와 같다.
  2. 유전체의 전속밀도는 유전체의 분극전하 밀도와 같다.
  3. 유전체의 분극선의 방향은 -분극전하에서 +분극전하로 향하는 방향이다.
  4. 유전체의 분극도는 분극전하 밀도와 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 유전체의 전속밀도 $D$는 진전하 밀도와 같으며, 분극전하 밀도 $P$와는 $D = \epsilon_{0}E + P$의 관계를 가집니다. 따라서 전속밀도가 분극전하 밀도와 같다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    분극선의 방향: -분극전하에서 +분극전하로 향하는 것이 맞음
    분극도: 분극전하 밀도와 동일한 개념임
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11. ohm의 법칙을 미분형으로 표시하면?

  1. i = E/ρ
  2. i = ρE
  3. i = ▽E
  4. i = div E
(정답률: 알수없음)
  • 옴의 법칙을 미분 형태로 나타내면 전류밀도 $i$는 전계 $E$에 비례하고 비저항 $\rho$에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $i = \frac{E}{\rho}$
    ② [숫자 대입] (해당 없음)
    ③ [최종 결과] $i = \frac{E}{\rho}$
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12. 강자성체의 자속밀도 B 의 크기와 자화의 세기 J 의 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?

  1. J 는 B 와 같다.
  2. J 는 B 보다 약간 작다.
  3. J 는 B 보다 약간 크다.
  4. J 는 B 보다 대단히 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체에서 자속밀도 $B$는 외부 자기장과 자화의 세기 $J$의 합으로 나타나며, 관계식 $B = \mu_{0}(H + J)$가 성립합니다. 이때 강자성체는 매우 큰 투자율을 가지므로 자화의 세기 $J$가 지배적이지만, 수식 구조상 $J$는 $B$보다 약간 작은 값을 갖게 됩니다.
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13. 평등전계 E[V/m]인 절연유(비유전률 5) 중에 있는 구형기포 중의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 유전체 내에 존재하는 구형 기포(공기) 내부의 전계 세기는 외부 전계 $E$와 유전율의 비에 의해 결정되며, 공식은 $\frac{3 \epsilon_r}{2 \epsilon_r + 1} E$ 입니다.
    ① [기본 공식] $E_{in} = \frac{3 \epsilon_r}{2 \epsilon_r + 1} E$
    ② [숫자 대입] $E_{in} = \frac{3 \times 5}{2 \times 5 + 1} E$
    ③ [최종 결과] $E_{in} = \frac{15}{11} E$
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14. 반지름이 1mm이고, 3μC의 전하를 가진 도체구를 비유전률 5인 기름에서 공기 중으로 꺼내는데 필요한 에너지는 몇 J인가?

  1. 7.2
  2. 14.4
  3. 28.8
  4. 32.4
(정답률: 알수없음)
  • 고립도체구의 정전용량 공식을 이용하여 기름 속에서의 에너지와 공기 중에서의 에너지 차이(필요한 에너지)를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta W = \frac{Q^2}{8 \pi \epsilon_0 r} ( 1 - \frac{1}{\epsilon_r} )$
    ② [숫자 대입] $\Delta W = \frac{(3 \times 10^{-6})^2}{8 \pi (8.854 \times 10^{-12})(1 \times 10^{-3})} ( 1 - \frac{1}{5} )$
    ③ [최종 결과] $\Delta W = 32.4$
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15. TEM(횡전자파)은?

  1. 진행방향의 E , H 성분이 모두 존재한다.
  2. 진행방향의 E , H 성분이 모두 존재하지 않는다.
  3. 진행방향의 E 성분만 존재하고 H 성분은 존재하지 않는다.
  4. 진행방향의 H 성분만 존재하고 E 성분은 존재하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • TEM(Transverse Electromagnetic Mode, 횡전자파)은 전계($E$)와 자계($H$)가 모두 진행 방향에 수직인 성분만 가지며, 진행 방향으로는 성분이 존재하지 않는 파동 모드입니다.
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16. 길이 ℓ[m]인 동축 원통도체의 내외원통에 각각 +λ, -λ [C/m]의 전하가 분포되어 있다. 내외 원통사이에 유전률 ε인 유전체가 채워져 있을 때, 전계의 세기는 몇 V/m인가? (단, a, b는 내외 원통의 반지름이고 원통 중심에서의 거리 r은 a＜r＜b인 경우이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 가우스 법칙을 이용하여 동축 원통 도체 사이($a < r < b$)의 전계 세기를 구하면, 전하 밀도 $\lambda$와 유전율 $\epsilon$에 의해 결정됩니다.
    $$\frac{\lambda}{2 \pi \epsilon r}$$
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17. 반지름 a[m]인 원에 내접하는 정 n 변형의 회로에 I[A]가 흐를 때, 그 중심에서의 자계의 세기는 몇 AT/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 반지름 $a$인 원에 내접하는 정 $n$변형 회로 중심에서의 자계 세기는 비오-사바르 법칙을 응용한 정다각형 회로 공식을 사용하여 구할 수 있습니다.
    $$\frac{n I \tan \frac{\pi}{n}}{2 \pi a}$$
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18. 30V/m의 전계내의 60V 되는 점에서 1μC의 전하를 전계방향으로 70cm 이동한 경우, 그 점의 전위는 몇 V 인가?

  1. 9
  2. 21
  3. 39
  4. 51
(정답률: 알수없음)
  • 전위차는 전계의 세기와 이동 거리의 곱으로 계산하며, 나중 전위는 처음 전위에서 전위 강하분을 뺀 값으로 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{final} = V_{initial} - E \times d$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{final} = 60 - 30 \times 0.7$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{final} = 39$$
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19. 자화율(magnetic susceptibility) x는 상자성체에서 일반적으로 어떤 값을 갖는가?

  1. x = 0
  2. x ＞0
  3. x＜ 0
  4. x = 1
(정답률: 알수없음)
  • 자화율 $\chi$는 물질이 외부 자기장에 반응하여 자화되는 정도를 나타냅니다. 상자성체는 외부 자기장 방향으로 약하게 자화되는 성질이 있으므로 자화율은 항상 0보다 큰 양수 값을 갖습니다.
    $\chi > 0$
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20. 균일하게 원형단면을 흐르는 전류 I[A]에 의한, 반지름 a[m], 길이 ℓ [m], 비투자율 μr인 원통도체의 내부 인덕턴스는 몇 H 인가?

  2. 10-7, μ, ℓ
  3. 2×10-7, μ, ℓ
(정답률: 알수없음)
  • 원통 도체 내부의 인덕턴스는 내부 자속을 적분하여 계산하며, 비투자율 $\mu$와 길이 $\ell$에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{1}{2} \times 10^{-7} \mu \ell$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{1}{2} \times 10^{-7} \mu \ell$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{1}{2} \times 10^{-7} \mu \ell$$
    따라서 정답은 입니다.
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2과목: 회로이론

21. 지수함수 e-αt의 라플라스 변환은?

  1. 1/S-α
  2. 1/S+α
  3. S+α
  4. S-α
(정답률: 알수없음)
  • 지수함수 $e^{-\alpha t}$의 라플라스 변환 기본 정의에 따라, 변수 $t$가 $s$ 영역으로 변환되면 지수 부분의 계수가 분모의 $s$에 더해지는 형태가 됩니다.
    $$\mathcal{L}\{e^{-\alpha t}\} = \frac{1}{s + \alpha}$$
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22. 단자 회로에 인가되는 전압과 유입되는 전류의 크기만을 생각하는 겉보기 전력은?

  1. 유효전력
  2. 무효전력
  3. 평균전력
  4. 피상전력
(정답률: 알수없음)
  • 피상전력은 전압의 실효값과 전류의 실효값을 단순히 곱한 값으로, 위상차를 고려하지 않고 겉으로 보이는 전력을 의미합니다.

    오답 노트
    유효전력: 실제로 소비되는 전력
    무효전력: 에너지를 저장했다가 되돌려주는 전력
    평균전력: 유효전력과 같은 의미
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23. 다음 4단자 회로망에서의 Y-Parameter Y11, Y21는?

  1. Y11= 1/Za, Y21= 1/Zb
  2. Y11= 1/Zb, Y21= 1/Za
  3. Y11= 1/Za, Y21=- 1/Za
  4. Y11= 1/Zb, Y21=- 1/Zb
(정답률: 알수없음)
  • Y-파라미터(어드미턴스 파라미터)는 출력측을 단락($V_2 = 0$)시킨 상태에서 입력 전류와 전압의 비로 구합니다. 회로에서 출력측을 단락하면 $Z_b$는 무시되고 입력단에서 본 어드미턴스는 $Z_a$의 역수가 됩니다.
    ① [기본 공식] $Y_{11} = \frac{I_1}{V_1} \big|_{V_2=0}, Y_{21} = \frac{I_2}{V_1} \big|_{V_2=0}$
    ② [숫자 대입] $Y_{11} = \frac{1}{Z_a}, Y_{21} = -\frac{1}{Z_a}$
    ③ [최종 결과] $Y_{11} = \frac{1}{Z_a}, Y_{21} = -\frac{1}{Z_a}$
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24. RC 고역필터에 폭이 T인 단일 구형파를 입력했을 때 출력파는 어느 것이 가장 가까운가? (단, 시정수 τ ≪ T)

(정답률: 알수없음)
  • RC 고역필터(High Pass Filter)는 급격한 변화(고주파 성분)만 통과시키고 완만한 성분(저주파 성분)은 차단합니다. 구형파가 입력되면 전압이 급격히 변하는 상승 엣지와 하강 엣지 부분에서만 뾰족한 펄스 형태의 출력이 나타나며, 시정수 $\tau$가 매우 작으므로 빠르게 감쇠하는 형태가 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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25. RL 직렬 회로에 t = 0일 때,직류 전압 100[V]를 인가하면 흐르는 전류 i(t)는? (단, R = 50[Ω], L = 10[H]이다.)

  1. 2(1-e5t)
  2. 2(1-e-5t)
  3. 1.96(1-et/5 )
  4. 1.96(1+e-t/5)
(정답률: 알수없음)
  • RL 직렬 회로에 직류 전압을 인가했을 때 시간에 따라 흐르는 전류의 과도 응답 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{V}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ② [숫자 대입] $i(t) = \frac{100}{50}(1 - e^{-\frac{50}{10}t})$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 2(1 - e^{-5t})$
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26. 다음 변압기 결선에서 제3고조파를 발생하는 것은?

  1. △-Y
  2. Y-△
  3. △-△
  4. Y-Y
(정답률: 알수없음)
  • 변압기 결선 중 Y-Y 결선은 제3고조파 전류가 흐를 수 있는 경로가 없기 때문에, 자속의 왜곡으로 인해 제3고조파 전압이 발생하게 됩니다. 반면 델타($\Delta$) 결선이 포함된 경우 제3고조파가 델타 회로 내를 순환하며 외부로 나타나지 않습니다.
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27. 그림과 같은 회로에서 저항 10[Ω]의 지로를 흐르는 전류는?

  1. 1 [A]
  2. 2 [A]
  3. 4 [A]
  4. 5 [A]
(정답률: 알수없음)
  • 회로의 전압원과 전류원이 병렬로 연결된 구조에서 특정 저항에 흐르는 전류를 구하는 문제입니다. 모든 가지가 병렬로 연결되어 있으므로, 저항 $10 \Omega$에 걸리는 전압은 전압원 $10 \text{ V}$와 동일합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{10}{10}$
    ③ [최종 결과] $I = 1$
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28. 전송손실의 단위 1[neper]는 몇 데시벨(㏈) 인가?

  1. 1.414
  2. 1.732
  3. 5.677
  4. 8.686
(정답률: 알수없음)
  • 네퍼(Np)와 데시벨(dB) 사이의 환산 관계를 묻는 문제입니다. $1 \text{ Np}$는 $20 \log_{10} e$ 값과 같으며, 이를 계산하면 약 $8.686 \text{ dB}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $1 \text{ Np} = 20 \log_{10} e$
    ② [숫자 대입] $1 \text{ Np} = 20 \times 0.4343$
    ③ [최종 결과] $1 \text{ Np} = 8.686$
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29. 그림과 같은 회로에서 L1 = 3[H], L2 = 5[H], M = 2[H]일 때 a, b 간의 인덕턴스는?

  1. 1.65[H]
  2. 2.25[H]
  3. 2.75[H]
  4. 3.75[H]
(정답률: 알수없음)
  • 상호 인덕턴스가 존재하는 두 인덕터가 병렬로 연결된 회로의 합성 인덕턴스를 구하는 문제입니다. 그림의 점 표시를 통해 두 인덕터가 가동 결합 상태임을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{L_1 L_2 - M^2}{L_1 + L_2 - 2M}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{3 \times 5 - 2^2}{3 + 5 - 2 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $L = 2.75$
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30. 구동점 임피던스(driving-point impedance)함수에 있어서 극(pole)은?

  1. 아무런 상태도 아니다.
  2. 개방회로 상태를 의미한다.
  3. 단락회로 상태를 의미한다.
  4. 전류가 많이 흐르는 상태를 의미한다.
(정답률: 알수없음)
  • 구동점 임피던스 함수에서 극(pole)은 임피던스 값이 무한대가 되는 지점을 의미하며, 이는 회로가 전류를 흘릴 수 없는 개방회로 상태가 됨을 뜻합니다.
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31. 다음 회로에서 Norton의 정리를 이용해서 콘덴서에 걸리는 전압을 구하면?

  1. V(S) = I(S)/(SL+R)SC+1
  2. V(S) = I(S)R/(SL+R)SC+1
  3. V(S) = I(S)/(SL+R)+1
  4. V(S) = I(S)R/(SL+R)SC
(정답률: 알수없음)
  • 노턴의 정리를 이용하여 회로를 등가 전류원과 병렬 임피던스로 변환한 후, 전압 분배 법칙을 적용하여 콘덴서 $C$에 걸리는 전압 $V(S)$를 구합니다.
    전체 임피던스는 $R$과 $(sL + \frac{1}{sC})$의 병렬 합이며, $V(S)$는 전류원 $I(S)$가 이 병렬 회로에 흐를 때 $C$ 부분에 걸리는 전압입니다.
    ① [기본 공식] $V(S) = I(S) \times \frac{R \times \frac{1}{sC}}{R + sL + \frac{1}{sC}}$
    ② [숫자 대입] $V(S) = I(S) \times \frac{\frac{R}{sC}}{\frac{(sL+R)sC+1}{sC}}$
    ③ [최종 결과] $V(S) = \frac{I(S)R}{(sL+R)sC+1}$
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32. 그림과 같은 유도결합회로에서 단자 ab간의 합성 임피던스가 실수가 되기 위한 주파수 ω 의 값은?

(정답률: 알수없음)
  • 유도결합회로에서 합성 임피던스가 실수가 된다는 것은 허수부(리액턴스 성분)가 0이 되는 공진 상태를 의미합니다. 주어진 회로 구성에서 $\omega$에 대한 조건식을 도출하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\omega = \sqrt{\frac{L_1}{C(L_1L_2 - M^2)}}$
    ② [숫자 대입] 해당 공식의 형태와 일치하는 보기를 선택
    ③ [최종 결과] $\omega = \sqrt{\frac{L_1}{C(L_1L_2 - M^2)}}$
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33. 파형률에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 실효값을 평균값으로 나눈 값이다.
  2. 클 수록 정류를 했을 때 효율이 좋아진다.
  3. 어떠한 파형에 대하여도 그 값은 1 이상이다.
  4. 동일한 파형에 대하여는 주파수에 관계없이 일정하다.
(정답률: 알수없음)
  • 파형률은 실효값을 평균값으로 나눈 값으로, 파형의 찌그러짐 정도를 나타냅니다. 파형률이 클수록 파형이 뾰족하거나 불연속적임을 의미하며, 이는 정류 후 리플 성분을 증가시켜 정류 효율을 떨어뜨립니다.

    오답 노트
    실효값을 평균값으로 나눈 값이다: 파형률의 정의이므로 옳음
    어떠한 파형에 대하여도 그 값은 1 이상이다: 실효값은 항상 평균값보다 크거나 같으므로 옳음
    동일한 파형에 대하여는 주파수에 관계없이 일정하다: 파형의 모양만 같다면 주파수와 무관하므로 옳음
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34. 그림과 같은 저항회로에서 합성저항이 Rab = 12[Ω]일 때 병렬 저항 Rx의 값은 몇 [Ω]인가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 알수없음)
  • 전체 합성저항은 직렬 저항과 병렬 저항의 합으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $R_{ab} = R_{series} + \frac{R_x \times R_{parallel}}{R_x + R_{parallel}}$
    ② [숫자 대입] $12 = 10 + \frac{R_x \times 6}{R_x + 6}$
    ③ [최종 결과] $R_x = 3$
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35. 그림의 회로에서 릴레이의 동작 전류는 10[mA], 코일의 저항은 1[kΩ ], 인덕턴스는 L[H]이다. S가 닫히고 18[ms] 이내로 이 릴레이가 작동하려면 L[H]은 약 얼마인가?

  1. 26
  2. 30
  3. 50
  4. 68
(정답률: 알수없음)
  • RL 직렬회로에서 전류가 동작 전류에 도달하는 시간은 시정수 $\tau = \frac{L}{R}$과 관련이 있으며, $i(t) = \frac{V}{R}(1 - e^{-\frac{Rt}{L}})$ 공식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $L = -\frac{R \cdot t}{\ln(1 - \frac{iR}{V})}$
    ② [숫자 대입] $L = -\frac{1000 \times 0.018}{\ln(1 - \frac{0.01 \times 1000}{20})}$
    ③ [최종 결과] $L = 26$
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36. 다음과 같은 회로에서 t = 0에서 스위치 K가 닫혔다. 전류의 파형이 오실로스코프에 나타났을 때 전류의 초기값이 10[mA]로 측정되었다. i(t)의 식은?

  1. i(t) = 102e-10t
  2. i(t) = 10-1e20t
  3. i(t) = 10-2e-20t
  4. i(t) = 10e10t
(정답률: 알수없음)
  • RC 직렬회로에서 스위치를 닫았을 때 전류는 지수함수적으로 감소하며, 초기 전류 $i(0)$와 시정수 $\tau = RC$에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = i(0)e^{-\frac{t}{RC}}$
    ② [숫자 대입] $i(t) = 10 \times 10^{-3} e^{-\frac{t}{10^{4} \times 5 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 10^{-2} e^{-20t}$
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37. 회로망에서 ①전압원 ②전류원 ③마디 ④인덕터 ⑤루프 ⑥캐패시터에 대한 쌍대가 되는 형태는?

  1. ① - ③, ② - ⑤, ④ - ⑥
  2. ① - ②, ③ - ⑥, ④ - ⑤
  3. ① - ②, ③ - ⑤, ④ - ⑥
  4. ① - ③, ④ - ⑤, ② - ⑥
(정답률: 알수없음)
  • 회로망의 쌍대성(Duality)은 회로 요소와 개념이 서로 대응되는 성질을 말합니다.
    핵심 대응 관계는 다음과 같습니다.
    - 전압원 $\leftrightarrow$ 전류원
    - 마디(Node) $\leftrightarrow$ 루프(Loop)
    - 인덕터(L) $\leftrightarrow$ 캐패시터(C)
    따라서 전압원-전류원, 마디-루프, 인덕터-캐패시터가 쌍대가 됩니다.
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38. 2개 이상의 전원을 내포한 선형 회로에서 어떤 가지에 흐르는 전류나 단자의 전압에 대해 해석하는데 사용하는 것은?

  1. Norton의 정리
  2. Thevenin의 정리
  3. 치환정리
  4. 중첩의 원리
(정답률: 알수없음)
  • 여러 개의 독립 전원이 존재하는 선형 회로에서 특정 가지의 전류나 전압을 구할 때, 각 전원이 단독으로 존재한다고 가정하여 계산한 값들을 모두 합산하여 구하는 방식이 중첩의 원리입니다.
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39. 다음 그림과 같은 그래프의 나무(Tree) 수는?

  1. 4
  2. 6
  3. 16
  4. 32
(정답률: 알수없음)
  • 그래프의 나무(Tree) 수는 케일리 공식 또는 행렬식 방법을 통해 구할 수 있습니다. 제시된 그래프는 정점(node)이 4개이며, 모든 정점이 서로 연결된 완전 그래프 $K_4$에서 간선 하나가 빠진 형태이거나 특정 구조를 가집니다. 해당 그래프의 인접 행렬을 이용한 계산 결과 나무의 수는 16입니다.
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40. 2단자 임피던스가 일 때 극점(pole)은?

  1. -3
  2. 0
  3. -1, -2, -3
  4. -1, -2
(정답률: 알수없음)
  • 극점(pole)은 전달함수나 임피던스 식의 분모를 0으로 만드는 $s$의 값입니다. 주어진 임피던스 식 $$\frac{s+3}{s^2+3s+2}$$ 의 분모를 인수분해하여 0이 되는 값을 찾습니다.
    $$\text{분모} = s^2+3s+2 = (s+1)(s+2) = 0$$
    따라서 극점은 -1, -2입니다.
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3과목: 전자회로

41. 다음과 같은 빈 브리지(Wine Bridge)형 발진 회로의 발진 주파수는?

(정답률: 알수없음)
  • 빈 브리지(Wine Bridge) 발진 회로의 발진 주파수는 회로의 $R, C$ 성분에 의해 결정되는 고유의 공식으로 계산합니다.
    해당 회로의 발진 주파수 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi \sqrt{C_{1}R_{1}C_{2}R_{2}}}$
    ② [숫자 대입] (공식 자체가 정답의 형태임)
    ③ [최종 결과]
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42. 그림의 회로는?

  1. 반가산기
  2. 전가산기
  3. 반감산기
  4. 디코더
(정답률: 알수없음)
  • 두 개의 입력 $x, y$에 대해 XOR 게이트를 통해 합($Y$)을 구하고, AND 게이트를 통해 자리올림수($Z$)를 구하는 회로 구성은 반가산기의 논리 회로입니다.
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43. 그림에서 점유율(duty cycle)를 나타내는 식은?

  1. τ/B
  2. E/B
  3. τ/T
  4. E/T
(정답률: 70%)
  • 점유율(Duty Cycle)은 한 주기($T$) 동안 신호가 활성화(High) 상태로 유지되는 시간($\tau$)의 비율을 의미합니다.
    $$\text{Duty Cycle} = \frac{\tau}{T}$$
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44. 이상적인 연산 증폭기의 특성 중 옳지 않은 것은?

  1. 입력 임피던스(Ri) = 0
  2. 대역폭(BW) = ∞
  3. 출력 임피던스(R0) = 0
  4. 전압이득 │Av│ = ∞
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 연산 증폭기는 입력 신호를 손실 없이 받아들이고 출력 신호를 부하에 상관없이 일정하게 내보내야 하므로, 입력 임피던스는 무한대($\infty$)여야 하며 출력 임피던스는 $0$이어야 합니다.

    오답 노트
    대역폭(BW) = $\infty$: 모든 주파수 대역에서 동일한 이득을 가짐
    출력 임피던스($R_0$) = $0$: 전압 강하 없이 출력 가능
    전압이득 $|A_v| = \infty$: 아주 작은 입력으로도 큰 출력 가능
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45. 주어진 회로는 어떤 종류의 발진기인가?

  1. colpitts 발진기
  2. hartley 발진기
  3. wien bridge 발진기
  4. phase-shift 발진기
(정답률: 알수없음)
  • 회로 구성에서 인덕터 $L$ 하나와 두 개의 커패시터 $C_1, C_2$가 분압 회로 형태로 연결되어 주파수를 결정하는 구조는 colpitts 발진기의 전형적인 특징입니다.
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46. 그림과 같은 콜피츠(Colpitts) 발진기의 발진주파수는?

  1. ≒ 850 ㎑
  2. ≒ 200 ㎑
  3. ≒ 205.5 ㎑
  4. ≒ 2055 ㎑
(정답률: 알수없음)
  • 콜피츠 발진기의 주파수는 인덕터 $L$과 두 커패시터 $C_1, C_2$의 합성 정전용량에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{L\frac{C_1 C_2}{C_1 + C_2}}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{10 \times 10^{-3} \times \frac{100 \times 10^{-12} \times 150 \times 10^{-12}}{100 \times 10^{-12} + 150 \times 10^{-12}}}}$
    ③ [최종 결과] $f \approx 205.5\text{ kHz}$
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47. 아래 연산증폭기 응용회로의 기능은?

  1. 적분기
  2. 미분기
  3. 가산기
  4. 감산기
(정답률: 알수없음)
  • 연산 증폭기의 입력단에 커패시터 $C$가 연결되고 피드백 경로에 저항 $R$이 연결된 회로 구성은 입력 전압의 변화율(미분)에 비례하는 출력을 내보내는 미분기 회로의 전형적인 형태입니다.
    출력 전압 $V_o$는 $V_o = -RC \frac{dV_i}{dt}$의 관계를 가집니다.
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48. 그림과 같은 회로에서 컬렉터 전류 Ic를 구하면? (단, β = 100 이고 실리콘 트랜지스터이며 VBE = 0.7[V]임)

  1. 0.2 [㎃]
  2. 0.5 [㎃]
  3. 5 [㎃]
  4. 20 [㎃]
(정답률: 알수없음)
  • 베이스 전류 $I_B$를 먼저 구한 뒤, 전류 증폭률 $\beta$를 곱하여 컬렉터 전류 $I_C$를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_B = \frac{V_{BB} - V_{BE}}{R_B}$$
    $$I_C = \beta \times I_B$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_B = \frac{4.7 - 0.7}{20000} = 0.0002\text{ A}$$
    $$I_C = 100 \times 0.0002 = 0.02\text{ A}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_C = 20\text{ mA}$$
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49. 그림에서 A는 연산 증폭기이다. Vi - Vo의 관계는?

(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 연산 증폭기를 이용한 리미터(Limiter) 또는 클램퍼 회로의 일종으로, 다이오드와 전압원 $V_B$가 피드백 경로에 포함되어 출력 전압의 상한선을 제한합니다.
    입력 전압 $V_i$가 특정 값 이하일 때는 다이오드가 도통되어 출력 전압 $V_o$가 $V_B$로 유지되다가, 입력 전압이 증가함에 따라 반전 증폭기 특성에 의해 $V_o$가 감소하는 특성을 보입니다.
    이러한 입출력 관계를 나타낸 그래프는 와 같습니다.
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50. 십진수 13을 Excess-3 code로 변환하면?

  1. 0110 1001
  2. 1010 0101
  3. 0100 0110
  4. 0100 0010
(정답률: 알수없음)
  • Excess-3 코드는 십진수 각 자릿수에 3을 더한 후 이를 4비트 2진수로 변환하는 방식입니다.
    십진수 13의 각 자릿수 1과 3에 각각 3을 더하면 4와 6이 됩니다.
    숫자 4를 2진수로 변환하면 0100, 숫자 6을 2진수로 변환하면 0110이므로 최종 결과는 0100 0110입니다.
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51. 위상 변조(PM) 방식에서 변조 지수는?

  1. 신호파의 진폭에 비례한다.
  2. 신호파의 주파수에 비례한다.
  3. 신호파의 진폭에 반비례한다.
  4. 신호파의 주파수에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 위상 변조(PM)에서 변조 지수 $\beta$는 변조 신호의 최대 위상 편차를 의미하며, 이는 변조 신호파의 진폭 $A_m$에 직접적으로 비례하는 특성을 가집니다.
    따라서 정답은 신호파의 진폭에 비례한다는 내용입니다.
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52. B급 TR 푸시풀 전력 증폭기의 최대 출력은?

  1. Vcc2/RL
  2. Vcc2/2RL
  3. 2Vcc2/RL
  4. Vcc2/4RL
(정답률: 알수없음)
  • B급 푸시풀 증폭기의 최대 출력 전력은 출력 전압의 최댓값이 $V_{CC}$일 때, 부하 저항 $R_L$에 전달되는 평균 전력으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P_{max} = \frac{V_{CC}^2}{2R_L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P_{max} = \frac{V_{CC}^2}{2R_L}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_{max} = \frac{V_{CC}^2}{2R_L}$$
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53. 부궤환(negative feedback) 회로의 장점이 아닌 것은?

  1. 내부 잡음 일부가 경감된다.
  2. 비직선 일그러짐이 감소된다.
  3. 입ㆍ출력 임피던스를 변화시킬 수 있다.
  4. 이득이 높아지고, 주파수 특성이 평탄해진다.
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환(Negative Feedback)은 출력의 일부를 입력으로 되돌려 전체 이득을 희생하는 대신 안정성을 얻는 방식입니다.
    부궤환을 적용하면 비직선 왜곡 감소, 잡음 경감, 대역폭 확대, 임피던스 조절이 가능하지만, 전체 이득은 반드시 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    이득이 높아지고: 부궤환 시 이득은 감소합니다.
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54. 그림과 같은 쌍안정 멀티바이브레이터에서 Q1 → OFF, Q2 → ON 상태라고 할 때 C1과 C2 에 충전된 전압의 크기는 얼마인가?

  1. │VC1│ = │VC2│
  2. │VC1│ = │VC2│ = VCC
  3. │VC1│ ＞ │VC2│
  4. │VC1│ ＜ │VC2│
(정답률: 알수없음)
  • 쌍안정 멀티바이브레이터에서 $Q_1$이 OFF이고 $Q_2$가 ON인 상태일 때, $Q_1$의 컬렉터 전압은 $V_{CC}$에 가깝고 $Q_2$의 컬렉터 전압은 거의 $0V$가 됩니다. 이때 커패시터 $C_1$과 $C_2$에 걸리는 전압 차이를 분석하면 $|V_{C1}|$이 $|V_{C2}|$보다 크게 형성됩니다.
    따라서 정답은 $|V_{C1}| > |V_{C2}|$입니다.
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55. 다음 회로에서 Re의 중요한 역할은?

  1. 출력증대
  2. 주파수 대역증대
  3. 바이어스 전압감소
  4. 동작점의 안정화
(정답률: 알수없음)
  • 회로의 이미지를 분석하면 에미터 저항 $R_e$가 연결된 구조입니다. 에미터 저항은 온도 변화나 TR의 특성 차이로 인해 컬렉터 전류가 변동될 때, 이를 억제하여 동작점(Q-point)이 변하지 않도록 유지하는 역할을 합니다.
    따라서 정답은 동작점의 안정화입니다.
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56. 이미터 접지 증폭기에서 α = 0.98, ICO = 0.1[㎃]이고, IB = 0.2[㎃] 일 때 컬렉터 전류는 몇 [㎃]인가?

  1. 12.5
  2. 14
  3. 14.8
  4. 24.8
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 컬렉터 전류는 베이스 전류에 의한 증폭분과 누설 전류의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_C = \frac{\alpha}{1-\alpha} I_B + I_{CO}$
    ② [숫자 대입] $I_C = \frac{0.98}{1-0.98} \times 0.2 + 0.1$
    ③ [최종 결과] $I_C = 14.8$
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57. 트랜지스터의 고주파 특성으로 α차단 주파수(fα)는 무엇으로 결정되는가?

  1. 컬렉터에 인가하는 전압에 비례한다.
  2. 베이스 폭과 켈렉터 용량에 각각 반비례한다
  3. 베이스 폭의 자승에 반비례하고, 컬렉터 확산 계수에 비례한다.
  4. 이미터에 인가하는 전압에 비례하고, 컬렉터 용량에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 $\alpha$ 차단 주파수 $f_{\alpha}$는 베이스 영역에서 캐리어가 확산되는 시간(전송 시간)에 의해 결정됩니다. 전송 시간은 베이스 폭의 자승에 비례하고 확산 계수에 반비례하므로, 주파수는 그 역수인 베이스 폭의 자승에 반비례하고 컬렉터 확산 계수에 비례하게 됩니다.
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58. 그림과 같은 논리회로의 출력은? (단, A,B,C,D는 입력 단자이고, VO는 출력이다.)

  1. AB+CD
  2. A+B+C+D
  3. ABCD
  4. (A+B)(C+D)
(정답률: 70%)
  • 제시된 회로 는 다이오드 논리 회로입니다. 왼쪽 부분은 A 또는 B가 입력될 때 전압이 형성되는 OR 게이트 구조이며, 오른쪽 부분은 C 또는 D가 입력될 때 전압이 형성되는 OR 게이트 구조입니다. 최종 출력 $V_O$는 이 두 경로가 모두 활성화되어야 하므로 두 OR 연산 결과의 AND 결합인 $(A+B)(C+D)$가 됩니다.
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59. 커패시터로 필터를 구성한 전파 정류기에서 부하 저항이 감소하면 리플(ripple) 전압은?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 관계없다.
  4. 주파수가 변화한다.
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터 필터 회로에서 리플 전압은 부하 저항에 반비례하는 특성을 가집니다. 부하 저항이 감소하면 커패시터의 방전 속도가 빨라져 전압 변동폭이 커지므로 리플 전압은 증가하게 됩니다.
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60. FET가 보통의 접합 트랜지스터에 대해 갖는 장점이 아닌것은?

  1. 입력 임피던스가 크다.
  2. 진공관이나 트랜지스터에 비하여 잡음이 적다.
  3. 이득×대역폭이 커서 고주파에서도 사용 가능하다.
  4. 오프셋 전압이 없으므로 좋은 초퍼로서 사용할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • FET는 입력 임피던스가 매우 높고 잡음이 적으며 오프셋 전압이 없는 장점이 있지만, 일반적으로 접합 트랜지스터(BJT)에 비해 전압 이득이 낮아 이득×대역폭 특성이 더 우월하다고 볼 수 없습니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 주양자수 n이 3인 전자각 M에 들어갈 수 있는 최대 전자수는?

  1. 2
  2. 8
  3. 18
  4. 32
(정답률: 알수없음)
  • 주양자수 $n$인 전자각에 수용 가능한 최대 전자수는 $2n^2$ 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = 2n^2$
    ② [숫자 대입] $N = 2 \times 3^2$
    ③ [최종 결과] $N = 18$
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62. 낮은 전압에서는 큰 저항을 나타내며, 높은 전압에서는 작은 저항값을 갖는 소자는?

  1. 바랙터(Varractor)
  2. 바리스터(Varistor)
  3. 세미스터(semistor)
  4. 서미스터(thermistor)
(정답률: 알수없음)
  • 바리스터(Varistor)는 전압 의존성 저항기로, 인가되는 전압이 낮을 때는 매우 높은 저항을 유지하다가 특정 전압(임계 전압) 이상이 되면 저항이 급격히 감소하여 회로를 보호하는 특성을 가집니다.
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63. Fermi-Dirac 분포 함수는?

  1. f(E) = 1/1-e(E-EF)/kT
  2. f(E) = 1/1+e(E-EF)/kT
  3. f(E) = 1-e(E-EF)/kT
  4. f(E) = 1+e(E-EF)/kT
(정답률: 알수없음)
  • Fermi-Dirac 분포 함수는 에너지 상태 $E$에 전자가 존재할 확률을 나타내며, 페르미 에너지 $E_F$와 온도 $T$에 의해 결정됩니다.
    $$f(E) = \frac{1}{1 + e^{(E-E_F)/kT}}$$
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64. JFET의 핀치오프 전압에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 채널의 폭에 비례한다.
  2. 재료의 비유전율에 반비례한다.
  3. 채널 부분의 도우핑 밀도에 비례한다.
  4. 드레인 소스간을 개방한 경우는 공간 전하층으로 채널이 막혔을 때의 게이트 역전압이다.
(정답률: 알수없음)
  • 핀치오프 전압은 채널의 폭과는 무관하며, 주로 도핑 농도, 재료의 유전율, 채널의 두께 등에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    재료의 비유전율에 반비례한다: 맞음
    채널 부분의 도우핑 밀도에 비례한다: 맞음
    드레인 소스간을 개방한 경우는 공간 전하층으로 채널이 막혔을 때의 게이트 역전압이다: 맞음
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65. 절대온도 0[°K]에서 진성 반도체의 모든 가전자는?

  1. 전도대에 존재한다.
  2. 금지대에 존재한다.
  3. 가전자대에 존재한다.
  4. 전도대와 가전자대에 존재한다.
(정답률: 알수없음)
  • 절대온도 $0\text{ K}$에서는 열에너지가 전혀 없으므로, 진성 반도체의 모든 가전자는 에너지가 가장 낮은 상태인 가전자대(Valence Band)에 가득 차 있게 됩니다.
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66. 일 함수(work function)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 금속의 종류에 따라 값이 다르다.
  2. 일 함수가 큰 것이 전자 방출이 쉽게 일어난다.
  3. 표면장벽 에너지와 Fermi 준위와의 차를 일 함수라 한다.
  4. 전자가 방출되기 위해서 최소한 이 일 함수에 해당되는 에너지를 공급받아야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 일 함수는 전자를 금속 표면 밖으로 방출시키기 위해 필요한 최소 에너지를 의미하므로, 일 함수 값이 작을수록 전자가 더 쉽게 방출됩니다.

    오답 노트
    표면장벽 에너지와 Fermi 준위의 차이: 일 함수의 정의임
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67. 반도체에 전장을 가하면 전자는 어떤 운동을 하는가?

  1. 원 운동
  2. 불규칙 운동
  3. 포물선 운동
  4. 타원 운동
(정답률: 알수없음)
  • 반도체 내의 전자는 전장을 가하더라도 격자 진동이나 불순물과의 끊임없는 충돌로 인해 일정한 방향으로 나아가지 못하고 불규칙 운동(Random Motion)을 하게 됩니다.
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68. 전계의 세기 E = 105[V/m]의 평등 전계 중에 놓인 전자에 가해지는 전자의 가속도는 약 얼마인가?

  1. 1600[m/s2]
  2. 1.602× 10-14[m/s2]
  3. 5.93× 105 [m/s2]
  4. 1.75× 1016[m/s2]
(정답률: 알수없음)
  • 전계 내의 전자가 받는 힘 $F = qE$와 뉴턴의 제2법칙 $F = ma$를 이용하여 가속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $a = \frac{qE}{m}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{1.602 \times 10^{-19} \times 10^{5}}{9.11 \times 10^{-31}}$
    ③ [최종 결과] $a = 1.75 \times 10^{16}$
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69. 부성(負性) 저항의 특성이 가장 현저하게 나타나는 것은?

  1. 광 다이오드
  2. 터널 다이오드
  3. 제너 다이오드
  4. 쇼트키 다이오드
(정답률: 알수없음)
  • 터널 다이오드는 전압이 증가함에 따라 전류가 오히려 감소하는 구간이 존재하는 부성 저항(Negative Resistance) 특성을 갖는 대표적인 소자입니다.
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70. 실리콘이 정제하기 어려운 이유는?

  1. 에너지 밴드캡이 크다.
  2. 단결정 형성이 안된다.
  3. 표면 장력이 크다.
  4. 녹는 온도가 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 실리콘(Si)은 게르마늄(Ge)에 비해 녹는점이 매우 높기 때문에, 고온 공정이 필요하며 이 과정에서 불순물 제어와 정제가 까다롭습니다.
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71. 기압 1[mmHg] 정도의 글로우 방전(glow discharge)에서 생기는 관내 발광 부분이 아닌 것은?

  1. 양광주(positive column)
  2. 부 글로우(negative glow)
  3. 음극 글로우(cathode glow)
  4. 패러데이 암부(faraday dark space)
(정답률: 알수없음)
  • 글로우 방전 시 관내에는 음극 글로우, 부 글로우, 양광주 등이 나타나 발광합니다. 패러데이 암부는 글로우 방전이 아닌 낮은 기압의 방전 현상이나 특정 조건에서 나타나는 암부 영역으로, 일반적인 글로우 방전의 주요 발광 부분에 해당하지 않습니다.
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72. 진성 반도체에서 온도가 상승하면 페르미 준위는?

  1. 전도대 쪽으로 접근한다.
  2. 가전자대 쪽으로 접근한다.
  3. 도우너 준위에 접근한다.
  4. 금지대 중앙에 위치한다.
(정답률: 알수없음)
  • 진성 반도체는 불순물이 섞이지 않은 순수 상태이므로, 온도가 상승하더라도 전자와 정공의 농도가 동일하게 증가합니다. 따라서 페르미 준위는 항상 금지대 중앙에 위치하게 됩니다.
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73. 진성반도체 Si의 300[K]에서의 저항율을 636[Ωㆍm],전자 및 정공의 이동도를 각각 0.15[m2/Vㆍsec], 0.05[m2/Vㆍsec] 이라고 하면 그때의 전자 밀도는 약 얼마인가?

  1. 9.8×1010개/m3
  2. 9.8×1012개/m3
  3. 4.9×1013개/m3
  4. 4.9×1016개/m3
(정답률: 알수없음)
  • 반도체의 전도도는 전자와 정공의 농도 및 이동도의 합으로 결정되며, 저항율은 전도도의 역수입니다. 진성반도체에서는 전자 밀도와 정공 밀도가 같으므로 이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{1}{n(e\mu_e + e\mu_h)}$
    ② [숫자 대입] $636 = \frac{1}{n(1.6 \times 10^{-19}(0.15 + 0.05))}$
    ③ [최종 결과] $n = 4.9 \times 10^{16}$
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74. 접합 트랜지스터에서 주입된 과잉 소수 캐리어는 베이스 영역을 어떤 방법에 의해서 흐르는가?

  1. 확산에 의해서
  2. 드리프트에 의해서
  3. 컬렉터 접합에 가한 바이어스 전압에 의해서
  4. 이미터 접합에 가한 바이어스 전압에 의해서
(정답률: 알수없음)
  • 접합 트랜지스터의 베이스 영역은 매우 얇고 도핑 농도가 낮아 전계가 거의 형성되지 않습니다. 따라서 주입된 과잉 소수 캐리어는 농도 차이에 의해 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 확산(Diffusion) 현상에 의해 컬렉터로 이동합니다.
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75. 물질의 구성과 관계없는 요소는?

  1. 광자
  2. 중성자
  3. 양자
  4. 전자
(정답률: 알수없음)
  • 물질은 기본적으로 전자, 양성자, 중성자와 같은 입자로 구성됩니다. 반면 광자는 전하가 없는 빛의 입자로, 물질을 구성하는 기본 입자가 아니라 에너지를 전달하는 매개 입자입니다.

    오답 노트
    양자: 물리량의 최소 단위를 의미하며, 물질 구성의 기본 원리와 밀접한 관련이 있습니다.
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76. 컬렉터 접합부의 온도 상승으로 트랜지스터가 파괴되는 현상은?

  1. Saturation 현상
  2. break down 현상
  3. thermal runaway 현상
  4. pinch off 현상
(정답률: 알수없음)
  • 컬렉터 접합부의 온도 상승이 베이스 전류를 증가시키고, 이것이 다시 컬렉터 전류를 증가시켜 온도를 더욱 높이는 양의 피드백 과정이 반복되어 소자가 파괴되는 현상을 thermal runaway(열 폭주) 현상이라고 합니다.
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77. 두 도체 또는 반도체의 폐회로에서 두 접합점의 온도차로서 전류가 생기는 현상은?

  1. 홀(Hall) 효과
  2. 광전(Photo) 효과
  3. 지벡(Seebeck) 효과
  4. 펠티어(Peltier) 효과
(정답률: 알수없음)
  • 서로 다른 두 금속 또는 반도체의 접합점에서 온도 차이가 발생할 때 전위차가 생겨 전류가 흐르는 현상을 지벡(Seebeck) 효과라고 합니다.

    오답 노트
    홀(Hall) 효과: 자계 내 전류 흐르는 도체 측면에 전압 발생
    광전(Photo) 효과: 빛을 비추었을 때 전자가 방출되는 현상
    펠티어(Peltier) 효과: 전류를 흘렸을 때 접합부에서 흡열 또는 발열이 일어나는 현상
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78. 균일 자계 B에 자계와 직각 방향으로 속도 V를 갖고 입사한 전자의 각속도는? (단, 전자의 질량을 m, 전하량은 q)

  1. mV/qB
  2. qB/m
  3. 2πm/qB
  4. qB/2πm
(정답률: 알수없음)
  • 자기장 내에서 전하를 띤 입자가 받는 로런츠 힘이 구심력으로 작용하여 원운동을 하게 됩니다. 이때 각속도는 질량, 전하량, 자계의 세기에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\omega = \frac{qB}{m}$ 각속도는 전하량과 자계의 곱을 질량으로 나눈 값입니다.
    ② [숫자 대입] $\omega = \frac{qB}{m}$
    ③ [최종 결과] $\omega = \frac{qB}{m}$
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79. 전자 방출에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 금속을 고온으로 가열하면 자유전자의 일부가 금속 외부로 방출되는 현상을 열전자 방출이라 한다.
  2. 금속의 표면에 빛을 입사시키면 전자가 방출되는 현상을 광전자 방출이라 한다.
  3. 금속의 표면에 강한 전계를 가하면 전자가 방출되는 현상을 2차 전자 방출이라 한다.
  4. 금속의 표면에 전계를 가하면 금속 표면의 열전자 방출량 보다 전자 방출이 증가하는 현상을 Shottky 효과라 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 금속 표면에 매우 강한 전계를 가하여 전자가 방출되는 현상은 전계 방출(Field Emission)이라고 합니다.

    오답 노트
    2차 전자 방출: 고에너지 전자가 금속 표면에 충돌하여 전자가 튀어나오는 현상
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80. 터널 다이오드(Tunnel Diode)에서 터넬링(Tunnelling)은 언제 발생하는가?

  1. 역방향에서만 발생
  2. 정전압이 높을 때만 발생
  3. 바이어스가 영 일때 발생
  4. 아주 낮은 전압에 있는 정방향에서 발생
(정답률: 알수없음)
  • 터널 다이오드는 매우 높은 도핑 농도로 인해 공핍층이 매우 얇아, 아주 낮은 전압의 정방향 바이어스 상태에서 전자가 에너지 장벽을 뚫고 지나가는 터널링 현상이 발생합니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 흐름도(flowchart)에서 기호는?

  1. 프로세스(process)
  2. 판단(decision)
  3. 시작, 끝(terminal)
  4. 반복(repeat)
(정답률: 알수없음)
  • 흐름도에서 기호는 프로그램의 시작과 끝을 나타내는 터미널(terminal) 기호입니다.
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82. DMA(Direct Memory Access) 장치의 역할은?

  1. CPU 대신 메모리에 연결된 버스의 사용권을 허가하는 역할을 한다.
  2. CPU로 옮길 데이터를 메모리에서 찾아 전송하는 역할을 한다.
  3. 메모리와 입ㆍ출력장치 간에 대량의 자료를 전송하는 역할을 한다.
  4. CPU에서 입ㆍ출력장치로 데이터를 전송하는 역할을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • DMA는 CPU의 개입 없이 메모리와 입·출력 장치 간에 직접 대량의 데이터를 전송하여 시스템의 전체적인 데이터 전송 효율을 높이는 장치입니다.
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83. 수행 시간이 길어 특수 목적의 기계 이외에는 별로 사용하지 않는 명령 형식이지만 연산 후 입력 자료가 변환되지 않고 보존되는 장점을 가진 명령 형식은?

  1. 3-주소명령형식
  2. 2-주소명령형식
  3. 1-주소명령형식
  4. 0-주소명령형식
(정답률: 알수없음)
  • 3-주소 명령 형식은 두 개의 소스 피연산자와 하나의 목적지 피연산자를 모두 지정하므로, 연산 후에도 입력 자료(소스)가 변환되지 않고 그대로 보존되는 장점이 있습니다. 다만, 명령어의 길이가 길어져 수행 시간이 늘어나는 단점이 있습니다.
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84. 마이크로컴퓨터 내에서 각 장치 간의 정보 교환을 위해 필요한 물리적 연결을 무엇이라 하는가?

  1. I/O processor
  2. control line
  3. bus
  4. register
(정답률: 알수없음)
  • 마이크로컴퓨터 내부에서 CPU, 메모리, 입출력 장치 등 여러 장치 간에 데이터를 주고받기 위해 공통으로 사용하는 물리적인 전기적 연결 통로를 버스(bus)라고 합니다.
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85. 컴퓨터나 주변장치 사이에 데이터 전송을 수행할 때 I/O 준비나 완료 상태를 나타내는 신호가 필요한 비동기식 입ㆍ출력 시스템에 널리 쓰이는 방식은?

  1. Polling
  2. Interrupt
  3. Paging
  4. Handshaking
(정답률: 37%)
  • 비동기식 입출력 시스템에서 송신측과 수신측이 서로 준비 상태와 완료 상태를 신호로 주고받으며 데이터 전송을 조율하는 방식을 핸드셰이킹(Handshaking)이라고 합니다.
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86. 제어 신호를 발생하는 제어 데이터가 아닌 것은?

  1. 중앙처리장치의 제어점을 제어하는 데이터
  2. 메이저 상태간의 변천을 제어하는 데이터
  3. 인스트럭션의 순서를 제어하는 데이터
  4. 주변장치를 제어하는 데이터
(정답률: 알수없음)
  • 제어 데이터는 CPU 내부의 제어점, 상태 변천, 인스트럭션 순서 등 시스템 내부의 동작 흐름을 제어하는 데 사용됩니다. 주변장치를 제어하는 데이터는 외부 장치와의 인터페이스를 위한 I/O 제어 영역에 해당하므로 내부 제어 데이터와는 구분됩니다.
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87. 스택(stack)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 가장 나중에 저장한 자료를 가장 먼저 내보낸다.
  2. 가장 먼저 저장한 자료를 가장 먼저 내보낸다.
  3. 저장한 순서에 관계없이 주소를 주면 자료를 읽을 수 있다.
  4. 스택포인터(또는 스택의 top)는 가장 먼저 저장된 자료의 위치를 표시한다.
(정답률: 알수없음)
  • 스택은 후입선출(LIFO, Last-In First-Out) 구조의 자료구조로, 가장 나중에 저장한 자료를 가장 먼저 내보내는 특징을 가집니다.

    오답 노트
    가장 먼저 저장한 자료를 먼저 내보냄: 큐(Queue)의 특징
    주소를 통해 자료를 읽음: 랜덤 액세스(Random Access) 특징
    스택포인터: 가장 마지막에 저장된 자료(Top)의 위치를 표시
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88. 그림과 같은 논리게이트 회로는 어떤 동작을 나타내고 있는가?

  1. A와 B입력에 대한 일치동작
  2. A ＞ B 판정 검출동작
  3. A ＜ B 판정 검출동작
  4. A와 B입력의 NAND 논리동작
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로 의 논리식을 분석하면 $Z = (A \cdot B) + (\bar{A} \cdot \bar{B})$가 됩니다. 이는 $A$와 $B$가 모두 1이거나 모두 0일 때, 즉 두 입력이 서로 일치할 때만 결과가 1이 되는 일치동작(XNOR)을 나타냅니다.
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89. 다음 주소지정 방식 중에서 반드시 누산기를 필요로 하는 방식은?

  1. 3-주소지정 방식
  2. 2-주소지정 방식
  3. 1-주소지정 방식
  4. 0-주소지정 방식
(정답률: 10%)
  • 1-주소지정 방식은 연산자 하나와 메모리 주소 하나만을 명시하며, 나머지 하나의 피연산자는 반드시 누산기(Accumulator)에 저장되어 있어야 하는 방식입니다.
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90. 10진수 4와 10진수 13에 해당하는 그레이 코드(gray code)를 비트 단위(bitwise) OR 연산을 하면 결과는?

  1. 0110
  2. 1011
  3. 0010
  4. 1111
(정답률: 알수없음)
  • 10진수를 그레이 코드로 변환한 후 비트 단위 OR 연산을 수행합니다.
    1. 10진수 4 $\rightarrow$ 2진수 $0100_2$ $\rightarrow$ 그레이 코드 $0110_2$
    2. 10진수 13 $\rightarrow$ 2진수 $1101_2$ $\rightarrow$ 그레이 코드 $1011_2$
    3. OR 연산 수행:
    $$0110 \text{ OR } 1011 = 1111$$
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91. A, B가 각각 합하는 수의 비트이고 Co가 낮은 자리에서의 올림수 비트일 때 전가산기의 합(S)에 대한 불 함수로 옳지 않은 것은?

  3. S=(A ⊕ B) ⊕ Co
(정답률: 알수없음)
  • 전가산기의 합 $S$는 세 입력 $A, B, C_o$에 대한 XOR 연산으로 정의됩니다. 따라서 $S = A \oplus B \oplus C_o$와 동일한 논리적 의미를 갖는 식들이 정답이 됩니다.

    오답 노트
    $$S = (A \oplus C_o) + (\bar{A} \oplus C_o) + (B \oplus C_o) + (\bar{B} \oplus C_o)$$ : 전가산기의 합을 나타내는 올바른 불 함수 식이 아니므로 옳지 않습니다.
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92. 휘발성(volatile)과 가장 밀접한 관계를 갖는 메모리는?

  1. RAM
  2. ROM
  3. PROM
  4. EPROM
(정답률: 알수없음)
  • RAM은 전원이 차단되면 저장된 내용이 사라지는 휘발성(Volatile) 메모리의 대표적인 예입니다.

    오답 노트
    ROM, PROM, EPROM: 전원이 꺼져도 내용이 유지되는 비휘발성 메모리
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93. 인터럽트 처리 과정 중 인터럽트 장치를 소프트웨어에 의하여 판별하는 방법은?

  1. 스택
  2. 벡터 인터럽트
  3. 폴링
  4. 핸드쉐이킹
(정답률: 알수없음)
  • 폴링은 CPU가 소프트웨어적으로 각 장치의 상태를 순차적으로 확인하여 인터럽트 발생 여부를 판별하는 방식입니다.

    오답 노트
    벡터 인터럽트: 하드웨어적으로 인터럽트 벡터 주소를 통해 판별함
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94. 논리 연산 중 마스크 동작은 어느 동작과 같은가?

  1. OR
  2. AND
  3. EX-OR
  4. NOT
(정답률: 알수없음)
  • 마스크 동작은 특정 비트의 값만 추출하거나 가리기 위해 사용하며, 1과 AND 연산을 하면 원래 값이 유지되고 0과 AND 연산을 하면 0이 되는 특성을 이용합니다.
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95. 16비트로 나타낼 수 있는 정수의 범위는?

  1. -216 ~ 216
  2. -216-1 ~ 216+1
  3. -215 ~ 215
  4. -215 ~ 215-1
(정답률: 알수없음)
  • n비트로 표현 가능한 부호 있는 정수의 범위는 2의 보수 방식을 기준으로 $-2^{n-1}$ 부터 $2^{n-1}-1$ 까지입니다.
    ① [기본 공식] $-2^{n-1} \sim 2^{n-1}-1$
    ② [숫자 대입] $-2^{16-1} \sim 2^{16-1}-1$
    ③ [최종 결과] $-2^{15} \sim 2^{15}-1$
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96. 부호화된 데이터를 해독하여 정보를 찾아내는 조합논리 회로는?

  1. 인코더
  2. 디코더
  3. 디멀티플렉서
  4. 멀티플렉서
(정답률: 알수없음)
  • 디코더는 부호화된(Encoded) 데이터를 다시 원래의 정보로 해독하여 출력하는 조합논리 회로입니다.

    오답 노트
    인코더: 디코더의 반대 기능으로 정보를 부호화함
    멀티플렉서: 여러 입력 중 하나를 선택해 출력함
    디멀티플렉서: 하나의 입력을 여러 출력 중 하나로 보냄
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97. 인스트럭션 수행을 위한 마이크로 오퍼레이션 중 우선적으로 이루어져야 하는 것은?

  1. MBR ← PC
  2. MAR ← PC
  3. PC ← PC+1
  4. IR ← MBR
(정답률: 알수없음)
  • 인스트럭션 사이클의 첫 단계인 인출(Fetch) 단계에서는 다음에 실행할 명령어의 주소를 메모리에서 가져와야 합니다.
    따라서 프로그램 카운터(PC)가 가리키는 주소를 메모리 주소 레지스터(MAR)로 전송하는 MAR ← PC 과정이 가장 우선적으로 이루어져야 합니다.
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98. interrupt 중에서 operator에 의하여 발생되는 것은?

  1. I/O interrupt
  2. program interrupt
  3. external interrupt
  4. supervisor call interrupt
(정답률: 알수없음)
  • 인터럽트는 발생 원인에 따라 구분됩니다.
    외부 인터럽트(external interrupt)는 CPU 외부의 하드웨어 장치나 운영자(operator)의 조작 등에 의해 발생하는 인터럽트를 의미합니다.

    오답 노트
    I/O interrupt: 입출력 장치에 의해 발생
    program interrupt: 프로그램 실행 중 오류(0으로 나누기 등)로 발생
    supervisor call interrupt: 프로그램이 OS에 서비스를 요청할 때 발생
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99. 다음 명령은 명령 형식 중 어디에 속하는가?

  1. 3번지 명령
  2. 2번지 명령
  3. 1번지 명령
  4. 0번지 명령
(정답률: 알수없음)
  • 명령어 형식에서 '번지 명령'은 오퍼랜드(피연산자)의 개수에 따라 결정됩니다.
    제시된 이미지 의 ADD R1, A, B 명령은 목적지인 R1과 두 개의 소스 피연산자인 A, B까지 총 3개의 주소를 지정하고 있으므로 3번지 명령에 해당합니다.
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100. 운영체제를 설명한 것이 아닌 것은?

  1. 사용자와 하드웨어간의 중간 대화 통로
  2. 컴퓨터 시스템 장치를 효율적으로 관리
  3. 컴퓨터를 사용자가 편리하게 이용 가능
  4. 업무에 사용하도록 개발한 응용프로그램
(정답률: 알수없음)
  • 운영체제(OS)는 하드웨어와 사용자 사이에서 시스템 자원을 효율적으로 관리하고 인터페이스를 제공하는 시스템 소프트웨어입니다. 반면, 업무에 사용하도록 개발한 응용프로그램은 운영체제 위에서 구동되는 소프트웨어이므로 운영체제 자체에 해당하지 않습니다.
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