전자기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

전자기사 2004-05-23 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전자기사 2004-05-23 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전자기사
(2004-05-23 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 비유전률 4, 비투자율 4인 매질내에서의 전자파의 전파속도는 자유공간에서의 빛의 속도의 몇 배인가?

  1. 1/3
  2. 1/4
  3. 1/9
  4. 1/16
(정답률: 알수없음)
  • 매질 내에서의 전파 속도는 자유 공간에서의 빛의 속도를 비유전율과 비투자율의 제곱근 곱으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_r \mu_r}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{c}{\sqrt{4 \times 4}}$
    ③ [최종 결과] $v = \frac{1}{4}c$
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2. Maxwell의 전자기파 방정식이 아닌 것은?

(정답률: 알수없음)
  • Maxwell의 전자기파 방정식은 전계와 자계의 상호 유도 및 전하 분포를 설명하는 4가지 방정식으로 구성됩니다. 는 앙페르의 주회적분 법칙으로, 전자기파의 전파를 설명하는 Maxwell 방정식의 형태가 아닌 일반적인 정자계 법칙에 해당합니다.
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3. 면전하밀도가 ρs[C/m2]인 무한히 넓은 도체판에서 R[m] 만큼 떨어져 있는 점의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 무한 평면 도체판에 의한 전계의 세기는 판으로부터의 거리 $R$과 관계없이 일정하며, 면전하밀도와 유전율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\rho_s}{2\epsilon_0}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\rho_s}{2\epsilon_0}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{\rho_s}{2\epsilon_0}$
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4. 전위함수 V=5x2y+z[V]일 때 점(2,-2,2)에서 체적전하밀도 ρ[C/m3]의 값은?

  1. 5εo
  2. 10εo
  3. 20εo
  4. 25εo
(정답률: 알수없음)
  • 포아송 방정식을 이용하여 전위함수 $V$의 라플라시안을 구하면 체적전하밀도 $\rho$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\rho = -\epsilon_0 \nabla^2 V = -\epsilon_0 (\frac{\partial^2 V}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 V}{\partial y^2} + \frac{\partial^2 V}{\partial z^2})$
    ② [숫자 대입] $\rho = -\epsilon_0 (10y + 0 + 0) = -\epsilon_0 (10 \times (-2))$
    ③ [최종 결과] $\rho = 20\epsilon_0$
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5. 쌍극자 모멘트가 M[C·m]인 전기쌍극자에 의한 임의의 점 P의 전계의 크기는 전기쌍극자의 중심에서 축방향과 점 P를 잇는 선분사이의 각이 얼마일 때 최대가 되는가?

  1. 0
  2. π/2
  3. π/3
  4. π/4
(정답률: 알수없음)
  • 전기쌍극자에 의한 전계의 크기는 축방향($\theta = 0$)에서 최대가 되고, 수직 방향($\theta = \pi/2$)에서 최소가 됩니다. 따라서 전계의 크기가 최대가 되는 각도는 $0$입니다.
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6. x > 0 인 영역에서 ε1 = 3 인 유전체, x < 0 인 영역에 ε2 = 5인 유전체가 있다. 유전률 ε2 인 영역에서 전계 E2 = 20ax + 30ay - 40az[V/m]일 때, 유전률 ε1인 영역에서의 전계 E1은 몇 V/m 인가?

  1. (100/3)ax+30ay-40az
  2. 20ax+90ay-40az
  3. 100ax+10ay-40az
  4. 60ax+30ay-40az
(정답률: 알수없음)
  • 두 유전체 경계면에서 전계의 접선 성분은 동일하고, 전속밀도의 법선 성분은 연속이라는 경계 조건을 이용합니다. $x$축 방향은 법선 성분이므로 $\epsilon_1 E_{1x} = \epsilon_2 E_{2x}$가 성립하고, $y, z$축 방향은 접선 성분이므로 $E_{1y} = E_{2y}$, $E_{1z} = E_{2z}$가 성립합니다.
    ① $E_{1x} = \frac{\epsilon_2}{\epsilon_1} E_{2x}$
    ② $E_{1x} = \frac{5}{3} \times 20 = \frac{100}{3}$
    ③ $E_1 = \frac{100}{3}a_x + 30a_y - 40a_z$
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7. 8m 길이의 도선으로 만들어진 정방형 코일에 π[A]가 흐를 때 정방형의 중심점에서의 자계의 세기는 몇 A/m 인가?

  1. √2/2
  2. √2
  3. 2√2
  4. 4√2
(정답률: 알수없음)
  • 정방형 코일의 중심 자계는 한 변에 의한 자계의 4배이며, 한 변의 길이는 $8\text{m} / 4 = 2\text{m}$입니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{2\pi I}{\ell} \times \frac{\sqrt{2}}{2}$ (정방형 중심 자계 공식)
    ② [숫자 대입] $H = \frac{2\pi \times \pi}{2} \times \frac{\sqrt{2}}{2}$ (단, 문제의 $\pi\text{A}$를 전류 $I$로 대입하고 $\pi^2 \approx 10$ 또는 단순화 처리)
    ③ [최종 결과] $H = \sqrt{2}$
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8. 전기회로에서 도전도(Ω/m)에 대응하는 것은 자기회로에서 무엇인가?

  1. 자속
  2. 기자력
  3. 투자율
  4. 자기저항
(정답률: 알수없음)
  • 전기회로의 도전도는 전류의 흐름을 돕는 정도를 나타내며, 이에 대응하는 자기회로의 개념은 자속의 흐름을 돕는 정도인 투자율입니다.
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9. N회 감긴 환상코일의 단면적이 S[m2]이고 평균 길이가 ℓ[m]이다. 이 코일의 권수를 반으로 줄이고 인덕턴스를 일정하게 하려고 할 때, 다음 중 옳은 것은?

  1. 단면적을 2배로 한다.
  2. 길이를 1/4배로 한다.
  3. 전류의 세기를 4배로 한다.
  4. 비투자율을 2배로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 환상코일의 인덕턴스 공식을 이용하여 권수가 변할 때 인덕턴스를 일정하게 유지하기 위한 조건을 찾습니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu N^2 S}{\ell}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu (\frac{1}{2}N)^2 S}{\ell'} = \frac{\mu \frac{1}{4}N^2 S}{\ell'}$
    ③ [최종 결과] $L = \frac{\mu N^2 S}{4\ell'}$
    기존 인덕턴스 $L$과 동일하려면 분모의 $4\ell'$이 $\ell$과 같아야 하므로, 길이는 $\ell' = \frac{1}{4}\ell$이 되어야 합니다.
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10. 강자성체의 히스테리시스 루프의 면적은?

  1. 강자성체의 단위 체적당의 필요한 에너지이다.
  2. 강자성체의 단위 면적당의 필요한 에너지이다.
  3. 강자성체의 단위 길이당의 필요한 에너지이다.
  4. 강자성체의 전체 체적의 필요한 에너지이다.
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체의 히스테리시스 루프 면적은 자화 과정에서 발생하는 에너지 손실을 의미하며, 이는 물질의 단위 체적당 소모되는 에너지(에너지 밀도)와 같습니다.
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11. 환상철심에 권수 NA인 A코일과 권수 NB인 B코일이 있을 때, A코일의 자기인덕턴스가 LA[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 H 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 상호인덕턴스는 두 코일의 권수비에 비례하여 결정됩니다.
    A코일의 자기인덕턴스 $L_A$는 권수의 제곱에 비례하므로, 상호인덕턴스 $M$은 $M = L_A \frac{N_B}{N_A}$로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $M = L_A \frac{N_B}{N_A}$
    ② [숫자 대입] $M = L_A \frac{N_B}{N_A}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{L_A N_B}{N_A}$
    따라서 정답은 입니다.
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12. 반지름 a[m], 전하 Q[C]을 가진 두 개의 물방울이 합쳐서 한개의 물방울이 되었다. 합쳐진 후의 정전에너지를 합쳐지기 전과 비교하면 어떻게 되는가?

  1. 변화하지 않는다.
  2. 2배로 감소한다.
  3. 1/2로 감소한다.
  4. 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 두 물방울이 합쳐지면 전체 전하량은 $2Q$가 되고, 부피 보존 법칙에 의해 반지름은 $\sqrt[3]{2}a$로 증가합니다.
    정전에너지 $W = \frac{Q^2}{8\pi \epsilon_0 a}$에서 전하량의 제곱($Q^2$) 증가분이 반지름($a$)의 증가분보다 크기 때문에, 합쳐진 후의 전체 정전에너지는 합쳐지기 전보다 증가하게 됩니다.
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13. 유전률 ε=10 이고 전계의 세기가 100V/m인 유전체 내부에 축적되는 에너지 밀도는 몇 Ｊ/m3인가?

  1. 2.5×104
  2. 5×104
  3. 4.5×109
  4. 9×109
(정답률: 알수없음)
  • 유전체 내부에 축적되는 에너지 밀도는 유전율과 전계 세기의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $u = \frac{1}{2} \epsilon E^2$
    ② [숫자 대입] $u = \frac{1}{2} \times 10 \times 100^2$
    ③ [최종 결과] $u = 5 \times 10^4$
    따라서 에너지 밀도는 $5 \times 10^4$ J/m$^3$ 입니다.
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14. 면적 A[m2], 간격 d[m]인 평행판콘덴서의 전극판에 비유전률 εr인 유전체를 가득히 채웠을 때 전극판간에 V[V]를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 N 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 평행판 콘덴서의 정전 에너지 변화율을 통해 전극판을 떼어내는 데 필요한 힘을 구할 수 있습니다.
    에너지 $W = \frac{1}{2}CV^2$이고 $C = \frac{\epsilon_0 \epsilon_r A}{d}$이므로, 힘 $F = \frac{dW}{dd}$를 계산하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\epsilon_0 \epsilon_r A V^2}{2d^2}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{\epsilon_0 \epsilon_r A V^2}{2d^2}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{\epsilon_0 \epsilon_r V^2 A}{2d^2}$
    따라서 정답은 입니다.
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15. 자계 중에 이것과 직각으로 놓인 도선에 Ｉ[A]의 전류를 흘리니 F[N]의 힘이 작용하였다. 이 도선을 v[m/s]의 속도로 자계와 직각으로 운동시키면 기전력은 몇 V 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 자계 내 도선이 받는 힘의 공식과 전자기 유도 기전력 공식을 결합하여 풀이합니다.
    먼저 힘의 공식 $F = BIl$에서 자속밀도 $B$는 $B = \frac{F}{Il}$ 입니다. 이를 기전력 공식 $e = Blv$에 대입하면 $e = \frac{F}{Il} \cdot lv = \frac{Fv}{I}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $e = \frac{Fv}{I}$
    ② [숫자 대입] $e = \frac{Fv}{I}$
    ③ [최종 결과] $e = \frac{Fv}{I}$
    따라서 정답은 입니다.
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16. 10A의 전류가 흐르고 있는 도선이 자계내에서 운동하여 5Wb의 자속을 끊었다고 하면, 이 때 전자력이 한 일은 몇 Ｊ인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 75
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 전류가 흐르는 도선이 자속을 끊으며 운동할 때 전자력이 한 일은 전류와 끊은 자속의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = I \Phi$
    ② [숫자 대입] $W = 10 \times 5$
    ③ [최종 결과] $W = 50$
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17. 면적 100cm2 인 두장의 금속판을 0.5cm 인 일정 간격으로 평행 배치한 후 양판간에 1000V의 전위를 인가하였을 때 단위면적당 작용하는 흡인력은 몇 N/m2 인가?

  1. 1.77×10-1
  2. 1.77×10-2
  3. 3.54×10-1
  4. 3.54×10-2
(정답률: 알수없음)
  • 평행판 사이의 단위면적당 흡인력은 전계 강도 $E$를 이용하여 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2} \epsilon_0 E^2 = \frac{1}{2} \epsilon_0 (\frac{V}{d})^2$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2} \times 8.854 \times 10^{-12} \times (\frac{1000}{0.005})^2$
    ③ [최종 결과] $f = 1.77 \times 10^{-1}$
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18. 내도체의 반지름이 a[m]이고, 외도체의 내반지름이 b[m], 외반지름이 c[m]인 동축케이블의 단위길이당 자기인덕턴스는 몇 H/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 동축케이블의 단위길이당 자기인덕턴스는 내도체와 외도체 사이의 공간에 형성되는 자속을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} \ln \frac{b}{a}$
    ② [숫자 대입] $L = \frac{\mu_0}{2\pi} \ln \frac{b}{a}$
    ③ [최종 결과]
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19. 영역 1의 자유공간에서 전파 E0i[V/m]와 자파 H0i[A/m]가 비유전율 εr=3을 가진 유전체 영역으로 수직하게 입사 될 때 계면에서의 값으로 옳은 것은?

  1. 반사 전파의 크기는 -0.268E0i 이다.
  2. 투과 전파의 크기는 0.732E0i 이다.
  3. 반사 자파의 크기는 1.268H0i 이다.
  4. 투과 자파의 크기는 1.268H0i 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 자유공간에서 유전체로 수직 입사할 때, 투과 자파의 크기는 투과 계수 $\tau_H$를 이용하여 구할 수 있습니다. 자유공간의 고유 임피던스를 $\eta_0$, 유전체의 고유 임피던스를 $\eta_1$이라 할 때, $\eta_1 = \frac{\eta_0}{\sqrt{\epsilon_r}}$이며 투과 자파 $H_0^t$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $H_0^t = \frac{2\eta_0}{\eta_0 + \eta_1} H_0^i$
    ② [숫자 대입] $H_0^t = \frac{2\eta_0}{\eta_0 + \frac{\eta_0}{\sqrt{3}}} H_0^i = \frac{2}{1 + \frac{1}{1.732}} H_0^i = \frac{2}{1.577} H_0^i$
    ③ [최종 결과] $H_0^t = 1.268 H_0^i$
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20. 무한장 직선도선에 흐르는 직류전류 Ｉ에 의해, 무한장 직선도선의 전류 상하에 존재하는 자침이, 그림과 같이 자침중심축을 중심으로 회전하여 정지하였다. (ㄱ) (ㄴ) (ㄷ) (ㄹ)의 극을 순서적으로 잘 배열한 것은?

  1. S, N, S, N
  2. S, N, N, S
  3. N, S, N, S
  4. N, S, S, N
(정답률: 알수없음)
  • 앙페르의 오른나사 법칙을 이용하여 직선 도선 주위의 자기장 방향과 자침의 극성을 결정하는 문제입니다.
    전류 $I$ 방향으로 오른손 엄지를 향했을 때, 나머지 네 손가락이 감기는 방향이 자기장의 방향입니다. 도선 위쪽에서는 자기장이 안쪽으로 들어가고, 아래쪽에서는 바깥쪽으로 나옵니다. 자침의 N극은 자기장의 방향을 따라 정렬하므로, 도선 위쪽 자침의 오른쪽이 N극, 왼쪽이 S극이 되며, 도선 아래쪽 자침은 반대로 왼쪽이 N극, 오른쪽이 S극이 됩니다.
    따라서 (ㄱ) N, (ㄴ) S, (ㄷ) S, (ㄹ) N 순으로 배열됩니다.
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2과목: 회로이론

21. 그림에서 전류 I1과 I2는?

  1. I1=2[A], I2=0
  2. I1=1[A], I2=0
  3. I1=1[A], I2=1[A]
  4. I1=2[A], I2=1[A]
(정답률: 알수없음)
  • 회로의 대칭성과 전류원 위치를 분석하여 각 가지의 전류를 구하는 문제입니다. 주어진 회로는 중앙의 $20\text{ A}$ 전류원을 중심으로 좌우가 대칭 구조이며, 외부 루프의 저항 배치가 동일합니다. 전류원 $20\text{ A}$가 중앙에서 분배될 때, 대칭 경로를 통해 전류가 흐르며 외곽의 $I_2$ 방향으로는 전위차가 발생하지 않아 흐르지 않게 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_1 = \frac{V}{R_{total}}$
    ② [숫자 대입] $I_1 = \frac{20}{20} = 1, I_2 = 0$
    ③ [최종 결과] $I_1 = 1\text{ A}, I_2 = 0\text{ A}$
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22. 임피던스Z(s)가 인 2단자 회로에 직류전원 20[A]를 인가 할 때 이 회로의 단자 전압은?

  1. 20[V]
  2. 40[V]
  3. 200[V]
  4. 400[V]
(정답률: 알수없음)
  • 직류전원을 인가할 때의 단자 전압을 구하는 문제입니다. 직류 상태에서는 $s \to 0$으로 수렴하므로, 임피던스 식에 $s=0$을 대입하여 직류 임피던스를 먼저 구합니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times Z(0)$
    ② [숫자 대입] $V = 20 \times \frac{0 + 20}{0^2 + 2RL(0) + 1} = 20 \times 20$
    ③ [최종 결과] $V = 400\text{ V}$
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23. 전송선로의 특성 임피던스가 50[Ω]이고, 부하저항이 150[Ω]이면 부하에서의 반사계수는?

  1. 0
  2. 0.5
  3. 0.3
  4. 1
(정답률: 알수없음)
  • 부하 임피던스와 특성 임피던스의 차이에 의해 발생하는 전압 반사 비율을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0}$
    ② [숫자 대입] $\Gamma = \frac{150 - 50}{150 + 50}$
    ③ [최종 결과] $\Gamma = 0.5$
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24. 수동 4단자 회로망(또는 2단자 쌍 회로망)이 가역적이기 위한 조건이 바르지 못한 것은?(단, 다음의 그림에서 I1=Y11V1+Y12V2, -I2=Y21V1+Y22V2이고 V1과 I1에 관해서는 V1=AV2+BI2, I1=CV2+DI2이다.)

  1. Z12=Z21
  2. Y12=Y21
  3. AB-CD=1
  4. h12=-h21
(정답률: 알수없음)
  • 수동 4단자 회로망이 가역적(Reciprocal)이기 위해서는 임피던스, 어드미턴스, 전송 파라미터 간의 대칭 조건이 성립해야 합니다.
    가역 조건은 $Z_{12} = Z_{21}$, $Y_{12} = Y_{21}$, $h_{12} = -h_{21}$이며, 전송 파라미터(A, B, C, D)의 경우 $AD - BC = 1$이 성립해야 합니다.

    오답 노트
    AB-CD=1: 가역 조건은 $AD - BC = 1$이므로 잘못된 식입니다.
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25. 그림과 같은 정 K형 필터가 있다고 할 때, 이 필터는?

  1. 중역필터
  2. 대역필터
  3. 저역필터
  4. 고역필터
(정답률: 알수없음)
  • 회로 구성에서 직렬 성분이 커패시터($2C$)이고 병렬 성분이 인덕터($2L$)인 경우, 저주파는 커패시터에 의해 차단되고 고주파만 통과시키는 고역필터(High Pass Filter)가 됩니다.
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26. 대칭 4단자 회로망의 영상 임피던스는?

(정답률: 알수없음)
  • 대칭 4단자 회로망에서 영상 임피던스는 $Z_0 = \sqrt{BC}$ 또는 $\sqrt{\frac{A}{C}}$ 등으로 표현되며, 주어진 보기 중 정답은 입니다.
    이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$\sqrt{\frac{B}{C}}$$
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27. 1 neper는 약 몇 dB인가?

  1. 3.146
  2. 8.686
  3. 7.076
  4. 6.326
(정답률: 알수없음)
  • 네퍼(Neper)와 데시벨(dB) 사이의 변환 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $1\text{ Np} = 20\log_{10}e\text{ dB}$
    ② [숫자 대입] $1\text{ Np} = 20 \times 0.4343\text{ dB}$
    ③ [최종 결과] $8.686\text{ dB}$
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28. 라플라스 변환식 F(S)=1/(S2+2S+5)의 역 변환은?

  1. (1/2)e-tsin2 t
  2. e-tsin2t
  3. e-2tsin7 t
  4. (1/2)e-2tsin5 t
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 라플라스 변환식의 분모를 완전제곱식으로 변형하여 역변환 공식을 적용합니다.
    분모 $S^2+2S+5 = (S+1)^2+2^2$이므로, $\frac{1}{(S+a)^2+\omega^2}$ 형태의 역변환 공식 $\frac{1}{\omega}e^{-at}\sin(\omega t)$를 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}^{-1}\{ \frac{1}{(S+a)^2+\omega^2} \} = \frac{1}{\omega}e^{-at}\sin(\omega t)$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}^{-1}\{ \frac{1}{(S+1)^2+2^2} \} = \frac{1}{2}e^{-1t}\sin(2t)$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{2}e^{-t}\sin(2t)$
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29. 다른 두 종류의 금속선으로 된 폐 회로의 두 접합점의 온도를 달리 하였을 때 열기전력이 발생하는 효과는?

  1. peltier 효과
  2. Seebeck 효과
  3. Pinch 효과
  4. Thomson 효과
(정답률: 알수없음)
  • 서로 다른 두 종류의 금속선을 연결하여 폐회로를 만들고, 두 접합점의 온도 차이를 주었을 때 전위차가 발생하는 현상을 Seebeck 효과라고 합니다.
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30. 어떤 주파수 f에서 R과 C에 걸린 전압이 다음 그림과 같았다. 만약 주파수 f를 2배로 하면 C에 걸린 전압은?

  1. 1.9 Vrms
  2. 1 Vrms
  3. 2 Vrms
  4. 0.5 Vrms
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터의 리액턴스 $X_C$는 주파수 $f$에 반비례하며, 전압 $V_C$ 역시 리액턴스에 비례하여 결정됩니다. 주파수가 2배가 되면 리액턴스는 $1/2$배가 되어 전압도 $1/2$배로 감소합니다.
    ① [기본 공식] $V_C \propto X_C = \frac{1}{2\pi f C}$
    ② [숫자 대입] $V_{C, new} = 1\text{ Vrms} \times \frac{f}{2f}$
    ③ [최종 결과] $V_{C, new} = 0.5\text{ Vrms}$
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31. 단위계단함수의 라플라스 변환은?

  1. 1
  2. S
  3. 1/S
  4. 1/(S-1)
(정답률: 알수없음)
  • 단위계단함수 $u(t)$는 $t \ge 0$에서 값이 1이고 $t < 0$에서 0인 함수입니다. 라플라스 변환 정의식에 따라 적분하면 다음과 같은 결과가 도출됩니다.
    $$F(s) = \int_{0}^{\infty} 1 \cdot e^{-st} dt = \frac{1}{s}$$
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32. 이상 변압기의 조건 중 옳지 않은 것은?

  1. 코일에 관계되는 손실이 0이다.
  2. 두 코일간의 결합계수가 1이다.
  3. 동손, 철손이 약간 있어야 한다.
  4. 각 코일의 인덕턴스가 ∞ 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이상 변압기는 에너지 손실이 전혀 없는 가상의 변압기를 말합니다. 따라서 모든 전력 손실이 0이어야 하며, 누설 자속이 없는 완전한 결합 상태여야 합니다.

    오답 노트
    동손, 철손이 약간 있어야 한다: 이상 변압기는 손실이 0이어야 하므로 틀린 설명입니다.
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33. 그림과 같은 회로에서 테브난 등가 저항은?

  1. 2Ω
  2. 4Ω
  3. 6Ω
  4. 8Ω
(정답률: 알수없음)
  • 테브난 등가 저항은 전압원을 단락시키고 부하 저항 $R_L$을 제거한 상태에서 바라본 합성 저항을 구합니다. 전압원을 단락하면 $R_1$과 $R_2$가 병렬 연결되고, 이 뭉치가 다시 $R_3$와 직렬로 연결된 구조가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R_{th} = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2} + R_3$
    ② [숫자 대입] $R_{th} = \frac{3 \times 6}{3 + 6} + 2$
    ③ [최종 결과] $R_{th} = 4\Omega$
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34. 다음 회로에서 전압 전달비를 구하면? (단, S=jω 이다.)

  1. 1/(RCS + 1)
  2. R/(RCS + 1)
  3. CS/(RCS + 1)
  4. RCS/(RCS + 1)
(정답률: 알수없음)
  • 전압 전달비는 입력 전압 $E_{1}$에 대한 출력 전압 $E_{2}$의 비를 의미하며, 이는 회로의 전압 분배 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다. 저항 $R$과 커패시터의 임피던스 $\frac{1}{CS}$가 직렬로 연결된 구조입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{Z_{2}}{Z_{1} + Z_{2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{\frac{1}{CS}}{R + \frac{1}{CS}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{1}{RCS + 1}$
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35. 4단자 회로망에 있어서 4단자 정수(또는 ABCD 파라미터) 중 정수 A와 C의 정의가 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 4단자 정수(ABCD 파라미터)는 입력 전압 $V_{1}$, 입력 전류 $I_{1}$을 출력 전압 $V_{2}$, 출력 전류 $I_{2}$의 함수로 나타낸 것입니다.
    정수 $A$는 출력단을 개방($I_{2}=0$)했을 때의 전압비 $\frac{V_{1}}{V_{2}}$이며, 정수 $C$는 출력단을 개방($I_{2}=0$)했을 때의 전달 어드미턴스 $\frac{I_{1}}{V_{2}}$로 정의됩니다.
    따라서 $\text{}$가 옳은 정의입니다.
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36. 그림은 이상적 변압기이다. 성립되지 않는 관계식은? (단, n1,n2는 1차 및 2차 코일의 권회수, n는 이다.)

  2. V1i1=V2i2
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 변압기에서 전압비는 권수비에 비례하고, 전류비는 권수비에 반비례하며, 입력 전력과 출력 전력은 동일합니다.
    전압비 $\frac{V_{1}}{V_{2}} = \frac{n_{1}}{n_{2}}$이며, 인덕턴스 비는 권수비의 제곱에 비례하여 $\frac{L_{1}}{L_{2}} = (\frac{n_{1}}{n_{2}})^{2}$가 성립합니다. 따라서 $n = \sqrt{\frac{L_{2}}{L_{1}}}$이 아니라 $n = \sqrt{\frac{L_{1}}{L_{2}}}$ 또는 권수비 정의에 따라 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = \sqrt{\frac{L_{1}}{L_{2}}}$가 되어야 합니다.

    오답 노트
    $\frac{n_{1}}{n_{2}}$: 전압비 $\frac{V_{1}}{V_{2}}$와 동일하므로 옳은 관계입니다.
    $V_{1}i_{1} = V_{2}i_{2}$: 이상적 변압기의 입력 전력과 출력 전력이 같음을 의미하므로 옳은 관계입니다.
    $n = \sqrt{\frac{L_{2}}{L_{1}}}$: 인덕턴스 비는 권수비의 제곱에 비례하므로 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = \sqrt{\frac{L_{1}}{L_{2}}}$가 맞으며, 제시된 식은 역수 관계이므로 틀렸습니다.
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37. 그림과 같은 주기적 교류 전류의 실효치는?

  1. 2[A]
  2. 4[A]
  3. 2/3[A]
  4. √2[A]
(정답률: 알수없음)
  • 주기적인 구형파의 실효치(RMS)는 한 주기 동안의 제곱 평균의 제곱근으로 계산합니다. 주어진 그래프에서 전류의 절대값은 항상 $2\text{A}$로 일정하므로, 실효치 또한 동일한 값이 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_{rms} = \sqrt{\frac{1}{T} \int_{0}^{T} i(t)^{2} dt}$
    ② [숫자 대입] $I_{rms} = \sqrt{\frac{1}{T} \int_{0}^{T} 2^{2} dt}$
    ③ [최종 결과] $I_{rms} = 2\text{A}$
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38. 두 회로간에 쌍대 관계가 옳지 않은 것은?

  1. K· V· L → K· C· L
  2. 테브낭 정리 → 노튼 정리
  3. 전압원 → 전류원
  4. 폐로전류 → 절점전류
(정답률: 알수없음)
  • 회로 이론에서 쌍대성(Duality)이란 전압과 전류, 저항과 컨덕턴스 등 서로 대응되는 개념을 바꾸어도 회로의 수학적 형태가 유지되는 성질을 말합니다.
    K·V·L(키르히호프 전압 법칙)은 K·C·L(키르히호프 전류 법칙)과, 테브낭 정리는 노튼 정리와, 전압원은 전류원과 서로 쌍대 관계에 있습니다.

    오답 노트
    폐로전류 $\rightarrow$ 절점전류: 폐로전류(망 전류)의 쌍대는 절점전류가 아니라 절점전압(또는 그 반대)의 관계가 성립해야 하므로 옳지 않습니다.
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39. 저항 3[Ω], 유도리액턴스 4[Ω]의 직렬회로에 60[㎐]의 정현파 전압 180[V]를 가했을때 흐르는 전류의 실효치는?

  1. 26[A]
  2. 36[A]
  3. 45[A]
  4. 60[A]
(정답률: 알수없음)
  • 저항과 유도리액턴스가 직렬로 연결된 회로의 전체 임피던스를 구한 뒤, 옴의 법칙을 적용하여 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + X_L^2}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{180}{\sqrt{3^2 + 4^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 36\text{ A}$
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40. 시정수 T인 RL직렬회로에 t=0에서 직류전압을 가하였을때 t=4T에서의 회로 전류는 정상치의 몇 %인가? (단, 초기치는 0으로 한다.)

  1. 63
  2. 86
  3. 95
  4. 98
(정답률: 알수없음)
  • RL 직렬회로에서 전압 인가 시 전류의 상승 곡선 식을 사용하여 $t=4T$ 시점의 전류 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = I_0(1 - e^{-\frac{t}{T}})$
    ② [숫자 대입] $i(4T) = I_0(1 - e^{-4})$
    ③ [최종 결과] $i(4T) \approx 0.982 I_0 = 98\%$
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3과목: 전자회로

41. 불 대수의 정리 중에서 옳지 않은 것은?

  1. C + CㆍB = C
  2. Aㆍ(A + B) = A
  3. A + AB + AD = A
  4. Aㆍ(A + AB) = A + B
(정답률: 알수없음)
  • 불 대수의 흡수 법칙과 분배 법칙을 적용하면 $A \cdot (A + AB) = A \cdot A + A \cdot AB = A + AB = A$가 되어야 합니다. 따라서 $A + B$라고 설명한 내용은 옳지 않습니다.

    오답 노트
    C + C · B = C : 흡수 법칙 적용
    A · (A + B) = A : 흡수 법칙 적용
    A + AB + AD = A : A(1 + B + D) = A 적용
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42. 증폭기의 고주파 특성 결정에 가장 관계가 되는 것은?

  1. 이득-대역폭적
  2. 결합 캐패시터
  3. 바이패스 캐패시터
  4. 트랜지스터의 내부 캐패시터
(정답률: 알수없음)
  • 증폭기의 고주파 특성은 트랜지스터 내부의 기생 캐패시턴스 성분에 의해 결정됩니다. 주파수가 높아질수록 이 내부 캐패시터들이 리액턴스를 감소시켜 신호를 접지로 누설시키므로, 고주파 응답 특성을 결정짓는 핵심 요소가 됩니다.
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43. 그림과 같은 동조증폭기에서 코일의 큐를 Qc,부하만의 큐를 QL이라 할 때 이 증폭기 전체의 선택도 Q는 어떤 관계식이 되는가? (단, , QL=RLωoC 이며, hoe는 거의 0 이다.)

  1. Q = Qc + QL
  3. Q = Qc / QL
(정답률: 알수없음)
  • 동조회로에서 전체 선택도 $Q$는 코일 자체의 선택도 $Q_c$와 부하에 의한 선택도 $Q_L$의 병렬 합산 형태로 결정됩니다.
    $$\frac{1}{Q} = \frac{1}{Q_c} + \frac{1}{Q_L}$$
    이를 $Q$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    $$Q = \frac{Q_c Q_L}{Q_c + Q_L}$$
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44. 직류 전원 공급 장치를 구성하는 회로가 아닌 것은?

  1. 정류기
  2. 필터
  3. 전압조정기
  4. 발진기
(정답률: 알수없음)
  • 직류 전원 공급 장치는 교류를 직류로 바꾸는 정류기, 리플을 제거하는 필터, 전압을 일정하게 유지하는 전압조정기로 구성됩니다. 발진기는 특정 주파수의 교류 신호를 생성하는 회로이므로 직류 전원 공급 장치의 구성 요소가 아닙니다.
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45. C급 전력 증폭기의 특징으로 옳지 못한 것은?

  1. 차단점 이하에서 바이어스한다.
  2. 전력 손실이 많아 효율이 떨어진다.
  3. 최대 효율은 A급 및 B급 증폭기보다 높다.
  4. 입력주기의 짧은 부분에서는 직선영역에서 동작한다.
(정답률: 알수없음)
  • C급 증폭기는 도통각이 $180^\circ$ 미만으로 매우 짧아 전력 효율이 매우 높으며, 전력 손실이 적은 것이 특징입니다.

    오답 노트
    전력 손실이 많아 효율이 떨어진다: 전력 효율이 가장 높은 증폭기 방식입니다.
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46. 전계효과 트랜지스터(FET)의 소신호 모델에서 전달 컨덕턴스 gm은?

(정답률: 알수없음)
  • FET의 전달 컨덕턴스 $g_m$은 드레인-소스 전압 $V_{DS}$가 일정할 때, 게이트-소스 전압 $V_{GS}$의 변화에 따른 드레인 전류 $i_D$의 변화율을 의미합니다.
    $$\frac{\partial i_D}{\partial V_{GS}} \bigg|_{V_{DS}}$$
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47. 그림의 회로에서 Re의 중요한 역할은?

  1. 동작점의 안정화
  2. 주파수 대역폭 증대
  3. 바이어스 전압감소
  4. 출력증대
(정답률: 알수없음)
  • 에미터 저항 $R_e$는 온도 변화나 소자 특성 차이로 인해 컬렉터 전류가 변동될 때, 피드백 작용을 통해 베이스-에미터 전압을 조절함으로써 동작점(Q-point)이 변하지 않도록 안정화시키는 역할을 합니다.
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48. 전가산기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 입력이 가수, 피가수, 자리 올림수 등 3개가 된다.
  2. 합은 공식으로 (A + B)ㆍC + AㆍB로 나타난다.
  3. 반가산기 2개로 전가산기를 만들 수 있다.
  4. 합의 공식은 (A⊕B)⊕C 이다. 이 때 가수 A, 피가수 B, 자리올림수 C이다.
(정답률: 알수없음)
  • 전가산기에서 합(Sum)은 세 입력의 XOR 연산으로 결정되며, 자리올림수(Carry)는 다수결 논리(Majority logic)로 결정됩니다. 합은 공식으로 $(A + B) \cdot C + A \cdot B$로 나타난다는 설명은 합이 아니라 자리올림수(Carry)를 구하는 공식이므로 옳지 않습니다.

    오답 노트
    입력이 가수, 피가수, 자리 올림수 등 3개가 된다: 전가산기의 기본 정의입니다.
    반가산기 2개로 전가산기를 만들 수 있다: 반가산기 2개와 OR 게이트 1개로 구성 가능합니다.
    합의 공식은 $(A \oplus B) \oplus C$이다: 세 입력의 XOR 연산이 정확한 합의 공식입니다.
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49. 2진 코드(1010)2를 그레이 코드(Gray Code)로 변환하면?

  1. 1111
  2. 1110
  3. 1010
  4. 1011
(정답률: 알수없음)
  • 2진 코드를 그레이 코드로 변환할 때는 첫 번째 비트는 그대로 내려쓰고, 두 번째 비트부터는 이전 2진 비트와 현재 2진 비트를 XOR 연산합니다.
    1. 첫 번째 비트: $1 \rightarrow 1$
    2. 두 번째 비트: $1 \oplus 0 = 1$
    3. 세 번째 비트: $0 \oplus 1 = 1$
    4. 네 번째 비트: $1 \oplus 0 = 1$
    따라서 결과는 $1111$이 됩니다.
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50. 다음 회로의 전압이득()은? (단, hie = 1.1[㏀],hfe = 60,hre = 2.5×10-4RL = 1[㏀],R1 = 5.5[㏀],R2 = 1.2[㏀],Re = 1[㏀])

  1. 약 -45.5
  2. 약 -54.5
  3. 약 -62.7
  4. 약 -40.5
(정답률: 알수없음)
  • 공통 이미터 증폭기에서 바이패스 커패시터 $C_e$가 연결되어 에미터 저항 $R_e$가 단락된 상태의 전압 이득을 구하는 문제입니다. 전압 이득은 출력 저항과 입력 임피던스의 곱에 전류 이득을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $A_v = -h_{fe} \frac{R_L \parallel R_C}{h_{ie}}$
    ② [숫자 대입] $A_v = -60 \frac{1 \text{ k}\Omega}{1.1 \text{ k}\Omega}$
    ③ [최종 결과] $A_v = -54.5$
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51. 포토 커플러(photo coupler)란?

  1. 태양 전지의 일종이다.
  2. 빛을 전기로 변환하는 장치이다.
  3. 전기를 빛으로 변환하는 장치이다.
  4. 발광소자와 수광소자를 하나로 조합한 장치이다.
(정답률: 알수없음)
  • 포토 커플러는 전기적 신호를 빛으로 바꾸는 발광소자(LED)와 빛을 다시 전기적 신호로 바꾸는 수광소자(Photodiode/Phototransistor)를 하나의 패키지로 조합하여, 입력과 출력 사이를 빛으로 절연시킨 장치입니다.
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52. 궤환 발진기에서 바크하우젠(Bark hausen)의 발진 조건을 표시한 것 중 옳은 것은?

  1. β A = 0
  2. β A ＜ 1
  3. -β A = 1
  4. β A ＞1
(정답률: 알수없음)
  • 발진기가 지속적으로 발진하기 위해서는 루프 이득(Loop Gain)의 크기가 1이어야 하며, 위상 조건이 만족되어야 합니다. 궤환 발진기에서 위상 반전이 일어나는 경우, 바크하우젠의 조건은 $-\beta A = 1$로 표현됩니다.
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53. 다음 회로의 이름은?

  1. Cascade 회로
  2. Darlington 회로
  3. Double Ended P-P
  4. Single Ended P-P
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 첫 번째 트랜지스터의 에미터(E)가 두 번째 트랜지스터의 베이스(B)에 연결되어 전류 증폭도를 극대화한 구조입니다. 이러한 연결 방식을 Darlington 회로라고 합니다.
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54. 적분 회로로 사용 가능한 회로는?

  1. 저역 통과 RC 회로
  2. 고역 통과 RC 회로
  3. 대역 소거 RC 회로
  4. 대역 통과 RC 회로
(정답률: 알수없음)
  • 적분 회로는 입력 신호의 누적 합을 출력하는 회로로, 낮은 주파수 성분은 통과시키고 높은 주파수 성분은 차단하는 특성을 가집니다. 이러한 특성을 가진 회로가 바로 저역 통과 RC 회로입니다.
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55. 변조도가 100[%]인 AM파의 전력이 30[kW]라면 반송파 성분의 전력은 몇 [kW]가 되는가?

  1. 20
  2. 30
  3. 40
  4. 50
(정답률: 알수없음)
  • AM파의 총 전력은 반송파 전력과 양측파대 전력의 합으로 구성되며, 변조도 $m$에 따른 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $P_{total} = P_{c} (1 + \frac{m^{2}}{2})$
    ② [숫자 대입] $30 = P_{c} (1 + \frac{1^{2}}{2})$
    ③ [최종 결과] $P_{c} = 20 \text{ kW}$
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56. 그림의 연산증폭기에서 입력 Vi= -V이면 출력 Vo는? (단, 연산증폭기는 이상적인 것이라 한다.)

  1. -Ve-t/RC
  2. Ve-t/RC
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 반전 적분기 회로입니다. 입력 전압 $V_i$가 인가될 때 출력 전압 $V_o$는 입력 전압을 시간으로 적분한 값에 $-RC$를 곱한 형태가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_o = -\frac{1}{RC} \int V_i dt$
    ② [숫자 대입] $V_o = -\frac{1}{RC} \int (-V) dt$
    ③ [최종 결과] $V_o = \frac{V}{RC}t$
    따라서 정답은 입니다.
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57. 전력 이득을 가장 크게 얻을 수 있는 결합 방식은?

  1. RC 결합
  2. 변성기 결합
  3. 임피던스 결합
  4. 이득이 모두 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 변성기 결합은 임피던스 정합이 가능하여 전압 이득뿐만 아니라 전력 전송 효율을 극대화할 수 있으므로 전력 이득을 가장 크게 얻을 수 있는 방식입니다.
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58. 다음 Karnaugh 도로 된 함수를 최소화 하면?

  1. AB
  4. AC
(정답률: 알수없음)
  • 카르노 맵에서 값이 1인 영역을 가장 크게 묶어 간소화합니다. 표를 보면, $A$가 1인 행($AB$와 $A\bar{B}$)과 $C$가 1인 열($CD$와 $C\bar{D}$)이 교차하는 $2 \times 2$ 영역이 모두 1입니다. 이 묶음에서 변하지 않는 변수는 $A$와 $C$이므로, 최소화된 함수는 $AC$가 됩니다.
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59. 트랜지스터의 고주파 특성으로 α 차단 주파수(fα)는 어느 것에 의하여 결정되는가?

  1. 컬렉터 용량에만 반비례한다.
  2. 컬렉터에 인가하는 전압에 비례한다.
  3. 베이스폭과 컬렉터 용량에 각각 비례한다.
  4. 베이스폭의 자승에 반비례하고 확산계수에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 $\alpha$ 차단 주파수 $f_\alpha$는 베이스 영역에서의 전하 운반자 확산 시간 $\tau_B$에 의해 결정됩니다. 이때 확산 시간은 베이스 폭 $W_B$의 자승에 비례하고 확산 계수 $D_B$에 반비례하므로, 주파수는 그 역수인 베이스 폭의 자승에 반비례하고 확산 계수에 비례하게 됩니다.
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60. 수정 발진회로의 특징 중 옳은 것은?

  1. 효율을 높일 수 있다.
  2. 출력을 높일 수 있다.
  3. 잡음을 감소시킬 수 있다.
  4. 발진 주파수의 안정도가 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 수정 발진회로는 수정 진동자의 매우 높은 Q-factor(품질 계수)를 이용하여 주파수 편차가 극히 적은 매우 안정적인 발진 주파수를 얻을 수 있는 것이 가장 큰 특징입니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 실리콘 단결정 반도체에서 N형 불순물로 사용될 수 있는 것은?

  1. 인듐(In)
  2. 갈륨(Ga)
  3. 인(P)
  4. 알루미늄(Al)
(정답률: 알수없음)
  • 실리콘(Si)은 4족 원소이며, N형 반도체를 만들기 위해서는 전자가 하나 더 많은 5족 원소를 불순물로 첨가해야 합니다. 인(P)은 5족 원소이므로 N형 불순물로 사용됩니다.

    오답 노트
    인듐(In), 갈륨(Ga), 알루미늄(Al): 3족 원소로 P형 불순물임
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62. 어느 광전 음극의 한계 파장 λ0가 5700[A]이라 한다. 이 광전 음극의 일 함수는 약 몇 V인가?

  1. 0.92
  2. 0.46
  3. 2.18
  4. 1.09
(정답률: 알수없음)
  • 광전 음극의 일함수 $W$는 한계 파장 $\lambda_0$에 반비례하며, 플랑크 상수와 빛의 속도를 이용해 계산합니다.
    ① $W = \frac{hc}{\lambda_0}$
    ② $W = \frac{1.24 \times 10^{-6}}{5700 \times 10^{-10}}$
    ③ $W = 2.18$
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63. α 차단 주파수가 10㎒인 트랜지스터에서 이것을 이미터 접지로 사용할 경우 β차단 주파수는 약 몇 ㎑인가? (단, α =0.98이다.)

  1. 100
  2. 150
  3. 204
  4. 408
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 $\alpha$ 차단 주파수($f_{\alpha}$)와 $\beta$ 차단 주파수($f_{\beta}$) 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f_{\beta} = \frac{f_{\alpha}}{1 - \alpha}$
    ② [숫자 대입] $f_{\beta} = \frac{10 \times 10^{6}}{1 - 0.98}$
    ③ [최종 결과] $f_{\beta} = 500 \times 10^{6} \text{ Hz} = 500 \text{ MHz}$
    *(제시된 정답 204와 계산 결과가 상이하나, 일반적인 공식 적용 시 위와 같습니다. 단, 문제의 의도가 다른 파라미터 관계일 수 있으나 표준 공식으로는 500MHz가 도출됩니다. 정답 204에 도달하는 논리가 부족하여 스킵 대상이나, 요청에 따라 공식 기반 풀이를 제공합니다.)
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64. 금속 표면에 빛을 조사하면 금속 내의 전자가 방출하는 현상은?

  1. 열전자 방출
  2. 냉음극 방출
  3. 2차전자 방출
  4. 광전자 방출
(정답률: 알수없음)
  • 금속 표면에 특정 진동수 이상의 빛(광자)을 조사했을 때, 금속 내부의 전자가 에너지를 흡수하여 표면 밖으로 튀어나오는 현상을 광전자 방출이라고 합니다.
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65. 트랜지스터의 안정도(stability factor)는?

(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 안정도(Stability Factor)는 역포화 전류의 변화량에 대해 컬렉터 전류가 얼마나 변화하는지를 나타내는 척도입니다.
    $$S = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_{CO}}$$
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66. 트랜지스터에서 발생하는 잡음이 아닌 것은?

  1. 열 잡음
  2. 산탄 잡음
  3. 플리커 잡음
  4. 분배 잡음
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터에서 발생하는 주요 잡음으로는 전자의 불규칙한 열운동에 의한 열 잡음, 전하 입자의 불연속적인 흐름에 의한 산탄 잡음, 저주파에서 발생하는 플리커 잡음이 있습니다. 분배 잡음은 트랜지스터의 고유 잡음 유형에 해당하지 않습니다.
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67. 트랜지스터 증폭기에서 부하 저항이 클수록 전류 이득은?

  1. 변함없다.
  2. 감소한다.
  3. 증가한다.
  4. 베이스 접지에서만 증가하고, 이미터 접지나 컬렉터 접지에서는 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터 증폭기에서 부하 저항이 커지면 출력 전압은 증가하지만, 회로의 전체적인 전류 흐름이 제한되어 결과적으로 전류 이득은 감소하게 됩니다.
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68. 2종의 금속을 접속하고 직류를 흘리면 그 접합부에 온도 차이가 생기는 효과는?

  1. Early 효과
  2. Hall 효과
  3. Seebeck 효과
  4. Peltier 효과
(정답률: 알수없음)
  • 서로 다른 2종의 금속 접합부에 직류 전류를 흘렸을 때, 접합부에서 열의 흡수 또는 방출이 일어나 온도 차이가 발생하는 현상을 Peltier 효과라고 합니다.

    오답 노트
    Seebeck 효과: 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 현상
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69. Fermi-Dirac의 분포 함수는? (단,E는 에너지준위,α ,β 는 Lagrangean multiplier 이다.)

  2. eα +β -1
  4. P=ε α +β +1
(정답률: 알수없음)
  • 페르미-디락 분포 함수는 특정 에너지 준위에 전자가 존재할 확률을 나타내며, 분모에 지수 함수 형태의 항이 포함된 구조를 가집니다.
    정답은 이며, 이를 수식으로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{1}{1 + e^{\frac{E - E_f}{KT}}}$$
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70. 전자볼트(electron volt, eV)는 전자 한 개가 1볼트의 전위차를 통과할 때 얻는 운동 에너지를 1[eV]로 정한 것이다. 1[eV]는 대략 몇 J(joule)인가?

  1. 9.109 × 10-31
  2. 1.759 × 10-11
  3. 1.602 × 10-19
  4. 6.547 × 10-34
(정답률: 알수없음)
  • 전자 1개가 $1\text{V}$의 전위차를 통과할 때 얻는 에너지는 전자의 전하량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $E = q \times V$
    ② [숫자 대입] $E = 1.602 \times 10^{-19} \times 1$
    ③ [최종 결과] $E = 1.602 \times 10^{-19}$
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71. n채널 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transister)에 흐르는 전류는 주로 어느 현상에 의한 것인가?

  1. 전자의 확산 현상
  2. 정공의 확산 현상
  3. 정공의 드리프트 현상
  4. 전자의 드리프트(drift) 현상
(정답률: 알수없음)
  • n채널 FET는 다수 캐리어인 전자가 전계(Electric Field)에 의해 끌려가는 드리프트(drift) 현상을 통해 전류가 흐르는 소자입니다.

    오답 노트
    확산 현상: 농도 차이에 의해 이동하는 현상으로 FET의 주된 전류 흐름과는 거리가 멉니다.
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72. 정자계내에서 자계와 수직이 아닌 임의의 각도로 운동 하는 전자의 궤도는?

  1. 직선 운동
  2. 원 운동
  3. 나선 운동
  4. 포물선 운동
(정답률: 알수없음)
  • 전자가 자계와 수직으로 운동하면 원 운동을 하지만, 수직이 아닌 임의의 각도로 입사하면 자계 방향의 속도 성분(직선 운동)과 수직 방향의 속도 성분(원 운동)이 합성되어 나선 운동을 하게 됩니다.
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73. 전자가 광속도로 운동을 할 때, 이 전자의 질량은?

  1. 0이 된다.
  2. 무한대가 된다.
  3. 정지 질량과 같다.
  4. 정지 질량보다 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 특수 상대성 이론에 따르면 물체의 속도가 광속 $c$에 가까워질수록 상대론적 질량은 급격히 증가하며, 속도가 광속에 도달하면 질량은 무한대가 됩니다.
    $$\text{질량} = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}$$
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74. n채널 J-FET와 그 특성이 비슷한 진공관은?

  1. 2극관
  2. 3극관
  3. 4극관
  4. 5극관
(정답률: 알수없음)
  • n채널 J-FET는 게이트 전압으로 드레인 전류를 제어하는 특성을 가지며, 이는 진공관 중에서 그리드 전압으로 플레이트 전류를 정밀하게 제어하는 5극관의 동작 특성과 가장 유사합니다.
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75. 반도체에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. P형 반도체에서 majority carrier는 정공이다.
  2. P형 반도체에서 첨가한 3가의 불순물을 Donor라고 한다.
  3. N형 반도체에서 첨가한 5가의 불순물을 Acceptor라고 한다.
  4. N형 반도체에서 majority carrier는 양이온과 자유 전자이다.
(정답률: 알수없음)
  • P형 반도체는 3가 불순물을 도핑하여 정공(hole)이 다수 캐리어(majority carrier)가 되는 반도체입니다.

    오답 노트
    P형 반도체에서 첨가한 3가의 불순물을 Donor라고 한다: 3가 불순물은 전자를 받는 Acceptor입니다.
    N형 반도체에서 첨가한 5가의 불순물을 Acceptor라고 한다: 5가 불순물은 전자를 주는 Donor입니다.
    N형 반도체에서 majority carrier는 양이온과 자유 전자이다: 다수 캐리어는 오직 자유 전자뿐입니다.
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76. 터널 다이오드(tunnel diode)의 특징 중 옳지 않은 것은?

  1. 부성 저항 특성이다.
  2. 역바이어스 상태에서는 도체이다.
  3. 작은 정바이어스 상태에서 저항은 대단히 크다.
  4. 고속 스위칭 회로와 마이크로 웨이브 발진기에 응용 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 터널 다이오드는 매우 높은 도핑 농도로 인해 얇은 공핍층을 가지며, 작은 정바이어스 상태에서 터널링 효과에 의해 전류가 급격히 증가하므로 저항이 매우 작아집니다.

    오답 노트
    역바이어스 상태에서는 도체이다: 역방향에서도 터널링이 가능하여 전류가 흐릅니다.
    부성 저항 특성이다: 전압이 증가함에도 전류가 감소하는 구간이 존재합니다.
    고속 스위칭 회로와 마이크로 웨이브 발진기에 응용 된다: 빠른 응답 속도 덕분에 고주파 회로에 사용됩니다.
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77. 확산 정수 D, 이동도 μ , 절대 온도 T 간의 관계식을 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 확산 정수 $D$, 이동도 $\mu$, 절대 온도 $T$ 사이의 관계를 나타내는 아인슈타인 관계식(Einstein relation)에 의해 다음과 같은 식이 성립합니다.
    $$\frac{D}{\mu} = \frac{KT}{e}$$
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78. 온도가 상승하면 불순물 반도체의 페르미 준위는?

  1. 전도대쪽으로 접근한다.
  2. 가전대쪽으로 접근한다.
  3. 금지대 중앙에 위치한다.
  4. 금지대 중앙으로 접근한다.
(정답률: 알수없음)
  • 온도가 매우 높아지면 불순물에 의한 캐리어보다 열적으로 생성된 전자와 정공의 수가 압도적으로 많아져 진성 반도체와 같은 성질을 띠게 됩니다. 따라서 페르미 준위는 금지대 중앙으로 접근하게 됩니다.
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79. 300[eV]로 가속된 전자가 0.01[Wb/m2]인 균등한 자계중에 자계의 방향과 60° 의 각도를 이루며 사출되었다. 전자가 그리는 궤도의 직경은? (단, 전자의 전하 e = 1.602×10-19[coul], 전자의 질량 m = 9.106×10-31[㎏]이다.)

  1. 약 2.02×10-2[m]
  2. 약 1.01×10-2[m]
  3. 약 2.02×10-4[m]
  4. 약 1.01×10-4[m]
(정답률: 알수없음)
  • 전자의 에너지로부터 속도를 구하고, 자기장 내에서 전자가 그리는 원운동의 궤도 직경을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$d = \frac{2mv \sin\theta}{eB}$$
    ② [숫자 대입]
    $$d = \frac{2 \times 9.106 \times 10^{-31} \times \sqrt{\frac{2 \times 1.602 \times 10^{-19} \times 300}{9.106 \times 10^{-31}}} \times \sin 60^{\circ}}{1.602 \times 10^{-19} \times 0.01}$$
    ③ [최종 결과]
    $$d = 1.01 \times 10^{-2}$$
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80. Ge의 진성 캐리어 밀도는 상온에서 Si보다 높다. 그 이유의 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. Ge의 에너지갭이 Si의 에너지갭보다 좁기 때문에
  2. Si의 에너지갭이 Ge의 에너지갭보다 좁기 때문에
  3. Ge의 캐리어 이동도가 Si보다 크기 때문에
  4. Ge의 캐리어 이동도가 Si보다 작기 때문에
(정답률: 알수없음)
  • 에너지갭이 좁을수록 전자가 가전자대에서 전도대로 전이하기 쉬워져 진성 캐리어 밀도가 높아집니다. Ge는 Si보다 에너지갭이 좁기 때문에 상온에서 더 많은 캐리어가 생성됩니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 순차 접근(Sequential Access) 방식을 사용하는 장치는?

  1. 반도체 메모리
  2. 자기드럼
  3. 자기테이프
  4. 자기디스크
(정답률: 알수없음)
  • 데이터를 처음부터 순서대로 읽어야 하는 순차 접근 방식의 대표적인 장치는 자기테이프입니다.

    오답 노트
    반도체 메모리, 자기드럼, 자기디스크: 원하는 위치에 즉시 접근하는 직접 접근(Random Access) 방식입니다.
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82. 연산 결과를 일시적으로 기억하고 있는 레지스터는?

  1. 누산기(accumulator)
  2. 기억 레지스터(storage register)
  3. 메모리 레지스터(memory register)
  4. 인스트럭션 카운터(instruction counter)
(정답률: 알수없음)
  • 누산기(accumulator)는 ALU(산술논리연산장치)와 연결되어 연산 과정에서 발생하는 중간 결과나 최종 결과를 일시적으로 저장하는 특수 레지스터입니다.
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83. 중앙처리장치에서 하는 일이 아닌 것은?

  1. 산술 연산을 한다.
  2. 센서(sensor) 신호의 변환을 담당한다.
  3. 명령 레지스터에 기억된 명령을 해독한다.
  4. 명령 처리 순서를 결정하는 각종 제어 신호를 만들어 낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 중앙처리장치(CPU)는 제어, 연산, 기억 기능을 수행하며, 센서 신호의 변환은 CPU 외부의 ADC(Analog-to-Digital Converter)와 같은 인터페이스 장치가 담당합니다.
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84. 다음의 코드 시스템 중에서 성질이 다른, 즉 오류 수정 기능이 있는 것은?

  1. Gray 코드
  2. 한글 완성형 코드
  3. parity 코드
  4. Hamming 코드
(정답률: 알수없음)
  • Hamming 코드는 데이터 전송 중 발생한 오류를 검출할 뿐만 아니라, 오류가 발생한 정확한 위치를 찾아내어 스스로 수정할 수 있는 기능을 가진 코드입니다.

    오답 노트
    parity 코드: 오류 검출만 가능, 수정 불가
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85. 서브 루틴을 호출할 때 복귀 주소(return address)를 기억하는데 주로 사용하는 것은?

  1. 플래그
  2. 프로그램 카운터
  3. 스택
  4. ALU
(정답률: 알수없음)
  • 서브 루틴 호출 시 복귀 주소는 LIFO(Last-In First-Out) 구조인 스택에 저장되어, 서브 루틴 종료 후 가장 최근에 저장된 주소부터 꺼내어 원래 위치로 돌아갈 수 있게 합니다.
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86. 컴퓨터 주기억장치의 용량을 1M 바이트의 크기로 구성하려고 한다.1바이트가 8비트이고 패리티 비트를 포함한다면 64Kbit DRAM 칩이 몇 개가 필요한가?

  1. 16
  2. 17
  3. 128
  4. 144
(정답률: 알수없음)
  • 전체 필요한 비트 수를 계산한 뒤, 개별 DRAM 칩의 용량으로 나누어 필요한 칩의 개수를 구합니다. 패리티 비트를 포함하므로 1바이트는 $8 + 1 = 9$ 비트가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{칩 개수} = \frac{\text{전체 용량} \times \text{바이트당 비트 수}}{\text{칩당 용량}}$
    ② [숫자 대입] $\text{칩 개수} = \frac{1 \times 1024 \times 1024 \times 9}{64 \times 1024}$
    ③ [최종 결과] $\text{칩 개수} = 144$
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87. 인터럽트(interrupt)의 발생 원인으로 옳지 않은 것은?

  1. 부 프로그램 호출
  2. 오퍼레이터에 의한 동작
  3. 불법적인 인스트럭션(instruction)의 수행
  4. 정전 또는 자료 전달 과정에서 오류의 발생
(정답률: 알수없음)
  • 인터럽트는 CPU가 프로그램을 실행하는 도중 예기치 않은 상황이나 외부 요청이 발생했을 때 현재 작업을 중단하고 처리하는 메커니즘입니다. 부 프로그램 호출은 프로그램의 정상적인 실행 흐름(Call/Return)에 해당하며, 이는 인터럽트가 아닌 일반적인 제어 흐름의 변경입니다.

    오답 노트
    오퍼레이터 동작: 외부 하드웨어 인터럽트
    불법 인스트럭션: 내부 예외(Exception) 인터럽트
    정전 및 오류: 하드웨어 오류 인터럽트
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88. 10진법 11을 16진법으로 표현하면?

  1. 11
  2. A
  3. B
  4. C
(정답률: 알수없음)
  • 10진수 10부터 15까지는 16진수에서 알파벳 A부터 F까지로 표기합니다.
    10진수 10 = A, 11 = B, 12 = C, 13 = D, 14 = E, 15 = F 이므로 11은 B로 표현됩니다.
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89. 마이크로컴퓨터 시스템 구성에 관련된 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. CPU의 실행 속도는 메모리 액세스(access)시간과 무관하다.
  2. 데이터의 전송 선로인 데이터 버스는 쌍방향이다.
  3. 인터럽트는 소프트웨어적으로 발생시킬 수 있다.
  4. DMA는 데이터의 고속 전송을 담당한다.
(정답률: 알수없음)
  • CPU는 명령어를 실행하기 위해 메모리에서 데이터를 읽어와야 하므로, 메모리 액세스 시간이 길어지면 CPU의 전체적인 실행 속도는 느려질 수밖에 없습니다. 따라서 두 요소는 밀접한 관계가 있습니다.

    오답 노트
    데이터 버스: CPU와 메모리 간 양방향 전송 가능
    인터럽트: 소프트웨어(SVC 등) 및 하드웨어적으로 발생 가능
    DMA: CPU 개입 없이 메모리와 I/O 장치 간 고속 전송 수행
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90. 완충 기억기구(Buffer Storage)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 내부 처리 속도를 올리기 위한 기구이다.
  2. 모든 기종에 따라 완충기억기구는 동일한 모델이다.
  3. 완충기억기구는 시스템의 성능을 대폭 향상시켜준다.
  4. 주기억장치와 CPU 사이의 동작속도 불균형을 보완하는 기구이다.
(정답률: 알수없음)
  • 완충 기억기구는 CPU와 주기억장치 사이의 속도 차이를 보완하여 시스템 성능을 향상시키는 장치입니다. 하드웨어 구성과 설계는 시스템의 아키텍처나 기종에 따라 서로 다르게 설계되므로 모든 기종에 동일한 모델을 사용한다는 설명은 틀렸습니다.
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91. 시프트 레지스터에서 가장 시간이 적게 걸리는 입ㆍ출력 방식은?

  1. 직렬입력-직렬출력
  2. 직렬입력-병렬출력
  3. 병렬입력-직렬출력
  4. 병렬입력-병렬출력
(정답률: 알수없음)
  • 데이터를 한 번에 하나씩 처리하는 직렬 방식보다, 여러 비트를 동시에 처리하는 병렬 방식이 전송 속도가 훨씬 빠릅니다. 따라서 입력과 출력 모두 병렬로 처리하는 방식이 가장 시간이 적게 걸립니다.
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92. 운영체제의 구성 요소와 거리가 가장 먼 것은?

  1. 파일 관리(File Management)
  2. 작업 관리(Job Management)
  3. 작업 계획(Job Scheduler)
  4. 라이브러리(Library)
(정답률: 알수없음)
  • 운영체제는 시스템 자원을 효율적으로 관리하기 위해 파일 관리, 작업 관리, 작업 계획(스케줄링), 메모리 관리 등을 수행합니다.

    오답 노트
    라이브러리: 프로그램 개발 시 재사용하기 위해 미리 만들어 놓은 함수들의 집합으로, 운영체제의 핵심 관리 구성 요소가 아닌 소프트웨어 자원입니다.
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93. 메모리 장치와 주변 장치 사이에서 데이터의 입ㆍ출력 전송이 직접 이루어지는 것은?

  1. MIMD
  2. UART
  3. MIPS
  4. DMA
(정답률: 알수없음)
  • DMA(Direct Memory Access)는 CPU의 개입 없이 메모리와 주변 장치 사이에서 데이터를 직접 전송하여 시스템의 효율성을 높이는 방식입니다.
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94. n개의 비트(bit)로 정수를 표시할 때 2의 보수 표현법에 의한 범위를 적절히 나타낸 것은?

  1. -2n ∼ 2n-1
  2. -2n-1 ∼ 2n-1
  3. -2n-1 ∼ (2n-1-1)
  4. -(2n-1-1) ∼ (2n-1-1)
(정답률: 알수없음)
  • 2의 보수 표현법은 부호 비트 1비트를 제외한 $n-1$ 비트로 숫자를 표현하며, 음수 영역을 하나 더 표현할 수 있는 특징이 있습니다.
    ① [기본 공식] $-2^{n-1} \sim (2^{n-1}-1)$
    ② [숫자 대입] (변수 $n$에 대한 일반식으로 대입 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $-2^{n-1} \sim (2^{n-1}-1)$
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95. 중앙처리장치가 수행하는 명령어들을 기능별 네가지로 분류하였을 때 속하지 않는 것은?

  1. 함수연산기능
  2. 전달기능
  3. 기억기능
  4. 입ㆍ출력기능
(정답률: 알수없음)
  • 중앙처리장치(CPU)의 명령어 기능은 크게 연산, 전달, 입출력, 제어 기능으로 분류됩니다. 기억기능은 CPU 내부의 레지스터가 아닌 메모리(RAM) 등 기억장치의 역할이므로 명령어 기능 분류에 속하지 않습니다.
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96. 스택 구조의 컴퓨터에 사용되는 명령어 방식은?

  1. 0-주소 명령어 방식
  2. 1-주소 명령어 방식
  3. 3-주소 명령어 방식
  4. 인덱스드 주소 모드 방식
(정답률: 알수없음)
  • 스택 구조의 컴퓨터는 오퍼랜드(피연산자)를 명시하지 않고 스택의 최상단(Top)에 있는 데이터를 자동으로 이용하므로, 주소 필드가 없는 0-주소 명령어 방식을 사용합니다.
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97. 프로그램 카운터가 명령어의 번지와 더해져서 유효번지를 결정하는 어드레싱 모드는?

  1. 레지스터 모드
  2. 간접번지 모드
  3. 상대번지 모드
  4. 인덱스 어드레싱 모드
(정답률: 알수없음)
  • 상대번지 모드는 프로그램 카운터(PC)의 현재 값에 명령어 내의 변위(Offset)를 더하여 실제 데이터가 저장된 유효번지를 결정하는 방식입니다.
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98. 순서도를 작성하는 일반 규칙으로 옳지 않은 것은?

  1. 한국산업규격의 표준 기호를 사용한다.
  2. 제어 흐름에 따라 위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽으로 그린다.
  3. 기호 내부에 처리내용을 자세하게 기술하고, 주석은 기술하지 않도록 한다.
  4. 문제가 복잡하고 어려울 때는 블록 별로 나누어 단계적으로 그린다.
(정답률: 알수없음)
  • 순서도는 흐름을 한눈에 파악하기 위해 기호 내부의 처리 내용은 간결하게 작성해야 하며, 필요한 경우 주석을 통해 상세 설명을 보완하는 것이 올바른 규칙입니다.
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99. 어셈블리 언어로 프로그램을 작성할 때 절대 번지 대신에 간단한 기호명칭을 사용할 수 있는데 이러한 번지를 무엇이라 하는가?

  1. self address
  2. symbolic address
  3. relative address
  4. symbolic relative address
(정답률: 알수없음)
  • 어셈블리 언어에서 메모리의 실제 물리적 주소(절대 번지) 대신 프로그래머가 이해하기 쉬운 문자로 정의하여 사용하는 주소를 symbolic address라고 합니다.
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100. CPU는 4개의 사이클 반복으로 동작을 행한다. 이 중 4개의 사이클에 속하지 않는 것은?

  1. Fetch cycle
  2. Execute cycle
  3. Interrupt cycle
  4. Branch cycle
(정답률: 알수없음)
  • CPU의 기본 동작 사이클은 명령어를 가져오는 Fetch cycle, 해석하는 Decode cycle, 실행하는 Execute cycle, 그리고 인터럽트를 처리하는 Interrupt cycle로 구성됩니다.

    오답 노트
    Branch cycle: 별도의 독립된 사이클이 아니라 Execute cycle 내에서 분기 명령을 통해 구현되는 동작입니다.
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