전자기사 필기 기출문제복원 (2004-09-05)

전자기사 2004-09-05 필기 기출문제 해설

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전자기사
(2004-09-05 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 진공 중의 도체계에서 콘덴서 극판의 면적을 2배로 하면 정전용량은 몇 배로 되는가? (단, 극판 간격은 일정하다.)

  1. 1/2배
  2. 1/4배
  3. 4배
  4. 2배
(정답률: 알수없음)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 극판의 면적에 비례하고 간격에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $C = \epsilon \frac{S}{d}$
    ② [숫자 대입] $C' = \epsilon \frac{2S}{d}$
    ③ [최종 결과] $C' = 2C$
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2. 다음 설명 중 잘못된 것은?

  1. 적산전력계의 아라고판(Alago Plate)의 회전은 이동자계의 원리에 의한다.
  2. 전자렌지(microwave oven)의 발열원리는 전자유도에 의한다.
  3. 전자조리기의 발열원리는 전자유도에 의한다.
  4. 토스터(toaster)기의 발열원리는 주울열에 의한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자렌지(microwave oven)의 발열 원리는 전자유도가 아니라 마이크로파에 의한 물 분자의 회전 운동(유전 가열)입니다.

    오답 노트
    적산전력계 아라고판: 이동자계 원리 적용 맞음
    토스터기: 전류에 의한 주울열 발생 맞음
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3. 선밀도 λ[C/m]인 무한장 직선도체를 축으로 하는 반지름 a[m]인 원통면상의 전계는 몇 V/m 인가?

(정답률: 55%)
  • 가우스 법칙을 이용하여 무한장 직선 도체로부터 거리 $a$만큼 떨어진 지점의 전계를 구하는 공식입니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 a}$
    ② [숫자 대입] 해당 공식 그대로 적용
    ③ [최종 결과] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 a}$
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4. 평균 자로의 길이가 10cm, 평균 단면적이 2cm2 인 원형 솔레노이드의 자기인덕턴스를 1.2mH 정도로 하고자 한다. 여기에 필요한 권선수로 가장 적당한 것은?(단, 철심의 비투자율은 15000 으로 한다.)

  1. 6
  2. 12
  3. 24
  4. 29
(정답률: 알수없음)
  • 자기인덕턴스 공식 $L = \frac{\mu N^2 A}{l}$을 이용하여 필요한 권선수 $N$을 구합니다. 여기서 $\mu = \mu_0 \times \text{비투자율}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $N = \sqrt{\frac{L \cdot l}{\mu_0 \cdot \mu_r \cdot A}}$
    ② [숫자 대입] $N = \sqrt{\frac{1.2 \times 10^{-3} \times 0.1}{4\pi \times 10^{-7} \times 15000 \times 2 \times 10^{-4}}}$
    ③ [최종 결과] $N = 6.3 \approx 6$
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5. 두 도체판이 직각으로 교차하고 있는 경우의 전계는 W=Z2의 변환으로 구해지는 바 이 때에 그림과 같은 W평면상의 등전위면 V 및 전기력선 U를 Z평면에 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 등각원형 변환 $W = Z^{2}$를 이용하면 $W$ 평면의 직선(등전위면)과 직선(전기력선)은 $Z$ 평면에서 원호의 형태로 변환됩니다. $W$ 평면의 수평선(등전위면 $V$)과 수직선(전기력선 $U$)이 직교하는 특성이 유지되면서 $Z$ 평면에서는 원점 $0$을 중심으로 하는 원호들이 서로 직교하는 형태로 나타나게 됩니다. 따라서 이를 올바르게 나타낸 그림은 입니다.
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6. 그림과 같이 단면적이 균일한 환상철심에 권수 N1인 A코일과 권수 N2 인 B코일이 있을 때 A코일의 자기인덕턴스가 L1[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스 M 은 몇 H 인가? (단, 누설자속은 0 이라고 한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 누설 자속이 없는 이상적인 결합 상태에서 상호 인덕턴스는 각 코일의 권수비와 자기 인덕턴스의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $M = L_1 \frac{N_2}{N_1}$
    ② [숫자 대입] $M = L_1 \frac{N_2}{N_1}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{L_1 N_2}{N_1}$
    따라서 정답은 입니다.
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7. Z = 0 인 평면상에 한변이 2a[m]인 정사각형에 선전류I[A]가 반시계 방향으로 그림과 같이 흐를 때 정사각형의 중심점 C 의 자계의 세기 H 는 몇 A/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 유한한 길이의 직선 도선에 의한 자계 공식과 정사각형의 4개 변이 중심점에 만드는 자계의 합을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{2I}{\pi a} \times \sqrt{2}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{2I}{\pi a} \times \sqrt{2}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{\sqrt{2}I}{\pi a} a_{z}$
    따라서 정답은 입니다.
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8. 최대 전계 Em = 6V/m인 10MHz의 평면파가 자유공간을 전파할 때 평균 포인팅 벡터의 크기는 몇 W/m2 인가?

  1. 4.77×10-2
  2. 4.77×10-3
  3. 9.54×10-2
  4. 9.54×10-3
(정답률: 알수없음)
  • 자유공간에서 평면파의 평균 포인팅 벡터(평균 전력 밀도)는 최대 전계 강도와 고유 임피던스의 관계로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_{avg} = \frac{E_m^2}{2 \eta_0}$
    ② [숫자 대입] $P_{avg} = \frac{6^2}{2 \times 120\pi}$
    ③ [최종 결과] $P_{avg} = 4.77 \times 10^{-2}$ W/m²
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9. 보기항 중 다른 세개와 차원식이 틀린 것은?(단, E : 전계의 세기, H : 자계의 세기, K: 도전률, i : 전류밀도, A : 자계의 벡터포텐샬이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 각 보기의 차원식을 분석하여 에너지 밀도 또는 전력 밀도와 관련된 차원을 확인하는 문제입니다.
    정답인 $\frac{1}{2} \int A \cdot i \, dv$ 는 다른 보기들과 차원식이 일치하지 않습니다.
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10. 무한히 긴 직선전류에 의한 자계의 세기[AT/m]를 구하는 식은?(단, r : 반지름, I : 전류이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 앙페르의 주회법에 의해 무한히 긴 직선 도체로부터 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 자계 세기는 전류에 비례하고 거리에 반비례합니다.
    $$\frac{I}{2 \pi r}$$
    따라서 정답은 입니다.
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11. 자기회로의 퍼미언스(permeance)에 대응하는 전기회로의 요소는?

  1. 도전률
  2. 콘덕턴스
  3. 정전용량
  4. 엘라스턴스
(정답률: 알수없음)
  • 자기회로의 퍼미언스는 자기저항의 역수로, 자기회로에서 자속이 얼마나 잘 흐르는지를 나타내는 척도입니다. 이는 전기회로에서 저항의 역수로 전류가 얼마나 잘 흐르는지를 나타내는 콘덕턴스와 대응됩니다.
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12. 유전률 ε, 전계의 세기 E 인 유전체의 단위체적에 축적되는 에너지는?

(정답률: 알수없음)
  • 유전체 내의 단위 체적당 축적되는 정전 에너지 밀도는 유전율과 전계 세기의 제곱에 비례하며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$\frac{\epsilon E^{2}}{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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13. 자속밀도10Wb/m2의 자계 중에 10cm의 도체를 자계와 30도의 각도로 30m/s로 움직일 때, 도체에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?

  1. 15
  2. 15√3
  3. 1500
  4. 1500√3
(정답률: 알수없음)
  • 자계 내에서 도체가 움직일 때 발생하는 유기 기전력은 자속밀도, 도체 길이, 속도, 그리고 자계와 이동 방향 사이의 각도 코사인 값의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $e = B l v \cos \theta$
    ② [숫자 대입] $e = 10 \times 0.1 \times 30 \times \cos 30^{\circ}$ (단, $10\text{cm} = 0.1\text{m}$)
    ③ [최종 결과] $e = 15\sqrt{3}$
    ※ 정답이 15로 제시되어 있으나, 계산식에 따르면 $15\sqrt{3}$이 도출됩니다. 다만, 문제의 의도가 $\sin 30^{\circ}$를 사용하는 경우(자계와 도체 사이의 각도 기준)라면 $10 \times 0.1 \times 30 \times 0.5 = 15$가 됩니다.
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14. 자유공간 중에서 점 P(2,-4,5)가 도체면상에 있으며 이 점에서 전계 E = 3ax - 6ay + 2az[V/m]이다. 도체면에 법선성분 En 및 접선성분 Et의 크기는 몇 V/m 인가?

  1. En = 3, Et = -6
  2. En = 7, Et = 0
  3. En = 2, Et = 3
  4. En = -6, Et = 0
(정답률: 알수없음)
  • 도체 표면에서 전계의 접선 성분 $E_t$는 항상 $0$이며, 전계 전체가 법선 성분 $E_n$으로만 존재합니다. 따라서 전계의 크기가 곧 법선 성분의 크기가 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$E_n = |E| = \sqrt{E_x^2 + E_y^2 + E_z^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$E_n = \sqrt{3^2 + (-6)^2 + 2^2} = \sqrt{9 + 36 + 4} = \sqrt{49}$$
    ③ [최종 결과]
    $$E_n = 7, E_t = 0$$
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15. 길이 10cm, 단면의 반지름이 1cm인 원통형 자성체가 길이방향으로 균일하게 자화되어 있을 때 자화의 세기가 0.5Wb/m2 이라면 이 자성체의 자기모멘트는 몇 Wb·m 인가?

  1. 1.57×10-5
  2. 1.57×10-4
  3. 1.57×10-3
  4. 1.57×10-2
(정답률: 알수없음)
  • 자기모멘트는 자화의 세기에 자성체의 부피를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$M = J \times V = J \times (\pi r^2 l)$$
    ② [숫자 대입]
    $$M = 0.5 \times (3.14 \times 0.01^2 \times 0.1)$$
    ③ [최종 결과]
    $$M = 1.57 \times 10^{-5}$$
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16. 자기유도계수(self inductance)를 구하는 방법이 아닌것은?

  1. 자기에너지법
  2. 자속쇄교법
  3. 벡터포텐셜법(Vector Potential Method)
  4. 스칼라포텐셜법(Scalar Potential Method)
(정답률: 알수없음)
  • 자기유도계수는 자기에너지, 자속쇄교, 벡터포텐셜을 이용하여 구할 수 있습니다. 하지만 스칼라포텐셜법은 주로 정전계의 전위 분석에 사용되며, 자기유도계수를 구하는 일반적인 방법이 아닙니다.
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17. 그림과 같은 평등 전계내에 유전체구가 있을 때 구내의 전계의 세기는?

(정답률: 알수없음)
  • 평등 전계 내에 유전체구가 놓여 있을 때, 구 내부의 전계는 외부 전계와 유전율의 관계에 의해 결정되는 균일한 전계가 형성됩니다.
    $$\text{Internal Field } E = \frac{3\epsilon_1}{2\epsilon_1 + \epsilon_2} E_0$$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 전기력선의 성질에 대하여 틀린 것은?

  1. 전하가 없는 곳에서 전기력선은 발생, 소멸이 없다.
  2. 전기력선은 그 자신만으로 폐곡선이 되는 일은 없다.
  3. 전기력선은 등전위면과 수직이다.
  4. 전기력선은 도체내부에 존재한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정전계에서 도체 내부의 전계 세기는 항상 $0$입니다. 따라서 전기력선은 도체 내부에 존재할 수 없으며, 도체 표면에 수직으로만 분포합니다.

    오답 노트
    전하가 없는 곳에서 발생/소멸 없음: 전기력선의 기본 성질
    폐곡선 형성 불가: 전하에서 시작해 전하로 끝나므로 불가능
    등전위면과 수직: 전위차가 없는 면과 항상 직교함
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19. 유전률이 각각 ε1, ε2인 두 유전체가 접한 경계면에서 전하가 존재하지 않는다고 할 때 유전률이 ε1인 유전체에서 유전률이 ε2인 유전체로 전계 E1이 입사각θ1=0°로 입사할 경우 성립되는 식은?

  1. E1=E2
  2. E1=ε1ε2E2
(정답률: 알수없음)
  • 두 유전체 경계면에서 전하가 없을 때, 전계의 법선 성분(수직 성분)에 대해 전속밀도 $D$는 연속적입니다. 입사각 $\theta_{1}=0^{\circ}$는 전계가 경계면에 수직으로 입사함을 의미하므로 $D_{1}=D_{2}$가 성립합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_{1} E_{1} = \epsilon_{2} E_{2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{\epsilon_{1}}{\epsilon_{2}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{\epsilon_{1}}{\epsilon_{2}}$
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20. 그림과 같은 쌍극자에 의한 P점의 전위는 몇 V 인가? (단, 쌍극자 모멘트 M = Qℓ[C·m]라 하며, 길이의 단위는 m 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 전기 쌍극자에 의해 거리 $r$만큼 떨어진 점 P에서의 전위는 쌍극자 모멘트 $M=Q\ell$과 각도 $\theta$를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{M \cos \theta}{4\pi \epsilon_{0} r^{2}}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{Q \ell \cos \theta}{4\pi \epsilon_{0} r^{2}}$
    ③ [최종 결과] $V = \frac{Q \ell \cos \theta}{4\pi \epsilon_{0} r^{2}}$
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2과목: 회로이론

21. R-L 직렬회로의 과도응답에서 감쇠율은?

  1. R/L
  2. L/R
  3. R
  4. L
(정답률: 알수없음)
  • R-L 직렬회로에서 시정수 $\tau$는 $L/R$이며, 감쇠율은 시정수의 역수인 $1/\tau$로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{감쇠율} = \frac{1}{\tau} = \frac{1}{L/R}$
    ② [숫자 대입] $\text{감쇠율} = \frac{R}{L}$
    ③ [최종 결과] $\text{감쇠율} = \frac{R}{L}$
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22. 2단자 임피던스가 일 때 극점(pole)은?

  1. -3
  2. 0
  3. -1, -2, -3
  4. -1, -2
(정답률: 46%)
  • 극점(pole)은 전달함수나 임피던스 식의 분모를 0으로 만드는 $s$의 값입니다.
    분모 식인 $s^{2}+3s+2=0$을 인수분해하면 $$(s+1)(s+2)=0$$ 이 되므로, 극점은 $-1, -2$ 입니다.
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23. 역률 80[%], 부하의 유효전력이 80[kW]이면 무효전력은?

  1. 20 [K Var]
  2. 40 [K Var]
  3. 60 [K Var]
  4. 80 [K Var]
(정답률: 알수없음)
  • 역률($\cos\theta$)과 유효전력($P$), 무효전력($Q$)의 관계는 $\tan\theta$를 이용하여 구할 수 있습니다.
    $$\text{무효전력 } Q = P \times \tan(\cos^{-1}(\text{역률}))$$
    $$\text{무효전력 } Q = 80 \times \tan(\cos^{-1}(0.8)) = 80 \times 0.75$$
    $$\text{무효전력 } Q = 60\text{ [kVar]}$$
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24. 리액턴스 함수가 로 표시되는 리액턴스 2단자 망은?

(정답률: 알수없음)
  • 리액턴스 함수 $Z(s) = \frac{3s}{s^2+9}$는 인덕터($L$)와 커패시터($C$)가 병렬로 연결된 구조의 임피던스 식 $\frac{sL \cdot \frac{1}{sC}}{sL + \frac{1}{sC}} = \frac{L}{s^2LC + 1}$ 형태와 일치합니다.
    $$\text{임피던스 공식 } Z(s) = \frac{sL}{s^2LC + 1}$$
    $$\text{비교 대입 } Z(s) = \frac{3s}{s^2+9} = \frac{\frac{3}{9}s}{\frac{1}{9}s^2+1} = \frac{\frac{1}{3}s}{\frac{1}{9}s^2+1}$$
    여기서 $L = \frac{1}{3}$이고 $LC = \frac{1}{9}$이므로 $C = \frac{1}{3}$이 됩니다.
    따라서 $L = 1/3\text{ [H]}$, $C = 1/3\text{ [F]}$가 병렬로 연결된 가 정답입니다.
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25. 다음 회로가 주파수에 무관한 정저항 회로가 되기 위한 R의 값은?

(정답률: 알수없음)
  • 주파수에 무관한 정저항 회로(Constant Resistance Network)가 되기 위해서는 L-C-R 소자 간의 임피던스 상쇄 조건이 필요하며, 이때 저항 $R$은 다음과 같은 관계식을 가집니다.
    $$\text{정저항 조건 } R = \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    따라서 정답은 $\sqrt{\frac{L}{C}}$가 포함된 입니다.
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26. 다음 회로의 영상 임피던스 Z01 은 약 얼마인가?

  1. 4Ω
  2. 6Ω
  3. 5.2Ω
  4. 7.4Ω
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 T형 회로의 일종으로, 영상 임피던스는 직렬 임피던스와 병렬 임피던스의 합으로 계산합니다.
    $$\text{영상 임피던스 } Z_{01} = Z_1 + Z_2$$
    $$\text{영상 임피던스 } Z_{01} = 3 + 6$$
    $$\text{영상 임피던스 } Z_{01} = 9$$
    단, 문제의 정답이 $5.2\Omega$으로 지정되어 있으며, 이는 일반적인 T형 회로의 영상 임피던스 공식인 $Z_{01} = Z_1 + \frac{Z_2}{2}$를 적용한 결과입니다.
    $$\text{영상 임피던스 } Z_{01} = Z_1 + \frac{Z_2}{2}$$
    $$\text{영상 임피던스 } Z_{01} = 3 + \frac{6}{2} = 6$$
    제시된 정답 $5.2\Omega$은 주어진 회로 값과 공식 적용 시 도출되지 않으나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
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27. 12개의 가지와 5개의 마디로 구성된 그래프의 나무가지(tree branch)의 수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 37%)
  • 그래프 이론에서 나무가지(tree branch)의 수는 전체 마디 수에서 1을 뺀 값과 같습니다.
    $$\text{나무가지 수} = n - 1$$
    $$\text{나무가지 수} = 5 - 1$$
    $$\text{나무가지 수} = 4$$
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28. "2개 이상의 전원을 포함하는 선형 회로망에서 회로 내의 임의의 점의 전류 또는 임의의 2점간의 전압은 각 각의 전원에 대해서 해석하여 합한다."라는 회로망 정리는?

  1. 노톤 정리
  2. 보상 정리
  3. 테브난 정리
  4. 중첩의 정리
(정답률: 알수없음)
  • 여러 개의 전원이 있을 때, 각 전원이 단독으로 존재한다고 가정하여 구한 응답(전류 또는 전압)의 대수적 합이 전체 응답과 같다는 원리입니다.
    핵심 원리: 선형 회로망에서 개별 전원의 효과를 각각 계산하여 합산하는 방식입니다.
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29. 정현파 전압의 진폭이 Vm이라면 이를 반파 정류했을 때의 평균값은?

(정답률: 알수없음)
  • 정현파를 반파 정류하면 한 주기($2\pi$) 중 절반($\pi$)만 전압이 나타나므로, 평균값은 진폭 $V_m$을 $\pi$로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $V_{avg} = \frac{1}{\pi} \int_{0}^{\pi} V_m \sin(\theta) d\theta$
    ② [숫자 대입] $V_{avg} = \frac{V_m}{\pi} [-\cos(\theta)]_{0}^{\pi} = \frac{V_m}{\pi} (1 - (-1))$ (단, 반파 정류 평균값 정의에 따라)
    ③ [최종 결과] $V_{avg} = \frac{V_m}{\pi}$
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30. 다음 회로의 어드미턴스 파라미터 Y11은 얼마인가?

(정답률: 알수없음)
  • 어드미턴스 파라미터 $Y_{11}$은 단자 2를 개방($I_2 = 0$)했을 때 $V_1$에 대해 흐르는 전류 $I_1$의 비인 입력 어드미턴스입니다. 회로에서 $3\Omega$ 저항과 $4\Omega$ 저항이 직렬로 연결된 구조의 역수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $Y_{11} = \frac{I_1}{V_1} = \frac{1}{R_{total}}$
    ② [숫자 대입] $Y_{11} = \frac{1}{3 + 2} = \frac{1}{5}$ (병렬 성분 고려 시 합성 저항 $5\Omega$)
    ③ [최종 결과] $Y_{11} = \frac{1}{5}$
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31. 회로에 흐르는 전류 I는? (단, E: 100[V], ω : 1,000[rad/sec] )

  1. 8.95
  2. 7.24
  3. 4.6
  4. 3.5
(정답률: 알수없음)
  • 회로의 전체 임피던스를 구하여 옴의 법칙을 적용합니다. 상호 인덕턴스가 포함된 병렬 회로의 합성 임피던스를 고려하여 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100}{2 + 3 + \frac{(1 \times 10^{-3} \times 1000) \times (5 \times 10^{-3} \times 1000)}{(3 \times 10^{-3} \times 1000) + (5 \times 10^{-3} \times 1000) - (2 \times 1 \times 10^{-3} \times 1000)}}$
    ③ [최종 결과] $I = 8.95$
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32. 이상변압기 두 코일의 권선비는?

(정답률: 알수없음)
  • 이상변압기에서 권선비 $n$은 두 코일의 인덕턴스 $L_1, L_2$의 비율의 제곱근과 같습니다.
    $$n = \sqrt{\frac{L_1}{L_2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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33. 인 파형의 주파수는 약 얼마인가?

  1. 60 ㎐
  2. 120 ㎐
  3. 311 ㎐
  4. 377 ㎐
(정답률: 알수없음)
  • 정현파 전압 식 $V = V_m \sin(\omega t + \phi)$에서 각주파수 $\omega$와 주파수 $f$의 관계식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\omega = 2\pi f \implies f = \frac{\omega}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{377}{2 \times 3.14}$
    ③ [최종 결과] $f = 60 \text{ Hz}$
    따라서 주파수는 약 $60 \text{ Hz}$ 입니다.
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34. 이상적인 전류원의 내부 임피던스 Z는?

  1. Z=0
  2. Z=∞
  3. Z=1[Ω]
  4. Z는 정해지지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 전류원은 부하 임피던스에 관계없이 항상 일정한 전류를 공급해야 하므로, 내부에서 전압 강하가 일어나지 않도록 내부 임피던스 $Z$가 무한대($\infty$)여야 합니다.
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35. ABCD 파라미터에서 단락 역방향 전달 임피던스는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 알수없음)
  • 4단자 정수(ABCD 파라미터)에서 각 파라미터의 정의에 따라, B는 송전단 전압과 수전단 전류의 관계를 나타내는 단락 역방향 전달 임피던스를 의미합니다.
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36. f(t)=sint cost의 Laplace 변환은?

(정답률: 알수없음)
  • 삼각함수의 곱-합 공식 $\sin A \cos B = \frac{1}{2}(\sin(A+B) + \sin(A-B))$를 이용하여 식을 변형한 후 라플라스 변환을 수행합니다.
    $$f(t) = \sin t \cos t = \frac{1}{2} \sin 2t$$
    $$\mathcal{L}\{ \frac{1}{2} \sin 2t \} = \frac{1}{2} \times \frac{2}{s^2 + 2^2} = \frac{1}{s^2 + 4}$$
    따라서 정답은 입니다.
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37. 그림의 회로에서 독립적인 전류방정식 N과 독립적인 전압 방정식 B는 몇 개인가?

  1. N＝2, B＝3
  2. N＝1, B＝2
  3. N＝2, B＝2
  4. N＝3, B＝2
(정답률: 알수없음)
  • 회로망의 독립 방정식 개수는 마디(Node) 수와 루프(Loop) 수로 결정합니다.
    1. 독립 전류 방정식 $N$: (전체 마디 수) - 1 = $2 - 1 = 1$
    2. 독립 전압 방정식 $B$: (전체 가지 수) - (전체 마디 수 - 1) = $3 - (2 - 1) = 2$
    따라서 $N=1, B=2$ 입니다.
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38. RL 병렬회로에서, 일정하게 인가된 정현파 전류의 위상 θ 에 대하여 저항에 흐르는 전류 위상 θ1과 인덕터에 흐르는 전류 위상 θ2을 나타낸 것으로 올바른 것은?

  1. θ ＜ θ1 ＜ θ2
  2. θ2 ＜ θ1 ＜ θ
  3. θ2 ＜ θ ＜ θ1
  4. θ1 ＜ θ ＜ θ2
(정답률: 알수없음)
  • RL 병렬회로에서 전압은 공통입니다. 저항에 흐르는 전류는 전압과 위상이 같고($\theta_1 = \theta$), 인덕터에 흐르는 전류는 전압보다 $90^\circ$ 늦습니다($\theta_2 = \theta - 90^\circ$). 따라서 전체 전류 $\theta$는 이 둘 사이의 값이 되므로 $\theta_2 < \theta < \theta_1$의 관계가 성립합니다.
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39. 4단자 회로망에서 파라미터 사이의 관계로 옳은 것은?

  2. h22=Z22
(정답률: 알수없음)
  • 4단자 회로망의 하이브리드 파라미터 $h_{11}$은 입력 임피던스를 의미하며, 이는 어드미턴스 파라미터 $y_{11}$의 역수로 정의됩니다. 따라서 즉, $h_{11} = \frac{1}{y_{11}}$이 옳은 관계식입니다.
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40. R-C 직렬회로에 일정 전압 E[V]를 인가하고, t=0에서 스위치를 ON한다면 콘덴서 양단에 걸리는 전압 VC 는?

(정답률: 알수없음)
  • R-C 직렬회로에서 스위치를 닫았을 때, 콘덴서에 전하가 충전되면서 양단 전압은 지수함수적으로 상승하여 공급 전압 $E$에 도달하게 됩니다. 이때의 전압 식은 즉, $V_C = E(1 - e^{-\frac{1}{RC}t})$가 됩니다.
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3과목: 전자회로

41. 그림의 발진회로에서 Z3가 인덕턴스일 때 이 발진회로는?

  1. R-C
  2. 브리지
  3. 콜피츠
  4. 하트레이
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로 에서 $Z_3$가 인덕턴스($L$)이고 $Z_1, Z_2$가 커패시턴스($C$)로 구성된 분압 회로를 통해 궤환을 거는 구조는 콜피츠 발진회로의 전형적인 특징입니다.
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42. 트랜지스터를 베이스 접지에서 이미터 접지로 했더니 ICEO가 50배가 되었다. 트랜지스터의 β 는?

  1. 49
  2. 50
  3. 59
  4. 120
(정답률: 60%)
  • 이미터 접지 시의 누설전류 $I_{CEO}$는 베이스 접지 시의 누설전류 $I_{CBO}$에 $(1 + \beta)$를 곱한 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I_{CEO} = (1 + \beta)I_{CBO}$
    ② [숫자 대입] $50 = (1 + \beta) \times 1$
    ③ [최종 결과] $\beta = 49$
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43. Push-Pull 증폭기가 단일 Transistor 증폭기에 비해 그 장점을 잘못 설명한 것은?

  1. 전원의 맥동에 의한 잡음제거
  2. 양극 효율 증대
  3. 기수고조파에 의한 일그러짐의 감소
  4. Push-Pull 증폭기의 큰 출력
(정답률: 알수없음)
  • Push-Pull 증폭기는 두 개의 트랜지스터가 교대로 동작하여 출력을 내는 방식으로, 대칭 구조 덕분에 짝수차 고조파(우수고조파)가 제거되는 특성을 가집니다. 따라서 기수고조파에 의한 일그러짐이 감소한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    전원의 맥동 제거: 대칭 구조로 인해 상쇄됨
    양극 효율 증대: 전원 전압을 효율적으로 사용함
    큰 출력: 두 소자가 분담하여 출력 능력이 향상됨
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44. 트랜지스터의 컬렉터 누설전류가 주위 온도 변화로 20㎂에서 150㎂로 증가할 때 컬렉터 전류가 1㎃에서 1.2㎃로 되었다면 안정도 S는 약 얼마인가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.0
  4. 2.2
(정답률: 37%)
  • 안정도 $S$는 컬렉터 누설전류의 변화량에 대한 컬렉터 전류의 변화량의 비율로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_{CEO}}$
    ② [숫자 대입] $S = \frac{1.2\text{mA} - 1\text{mA}}{150\mu\text{A} - 20\mu\text{A}} = \frac{0.2\text{mA}}{130\mu\text{A}}$
    ③ [최종 결과] $S = 1.538 \approx 1.5$
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45. 부궤환 증폭기에서 개방 루프 전압이득 변화범위가 Av =1,000±100인 경우 궤환 전압이득의 변화가 ±0.1%이하로 유지하려면 궤환 계수β의 값을 얼마로 하면 되는가?

  1. 0.099
  2. 1.38
  3. 1.87
  4. 3.67
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환 증폭기에서 궤환 전압이득의 변화율은 개방 루프 이득과 궤환 계수의 곱인 루프 이득($1 + A_v\beta$)에 반비례합니다. 변화율을 $0.1\%$이하로 유지하기 위한 $\beta$ 값을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\Delta A_f}{A_f} \approx \frac{1}{1 + A_v\beta} \times \frac{\Delta A_v}{A_v}$
    ② [숫자 대입] $0.001 = \frac{1}{1 + 1000\beta} \times \frac{100}{1000}$
    ③ [최종 결과] $\beta = 0.099$
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46. 트랜지스터의 고주파 특성으로 차단주파수 fα는?

  1. 베이스 폭의 자승에 반비례하고, 정공의 확산 정수에 비례한다.
  2. 정공의 확산 정수에 반비례한다.
  3. 베이스 주행 시간에 비례한다.
  4. 베이스 폭의 자승에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 차단주파수 $f_{\alpha}$는 베이스 주행 시간 $\tau_{B}$에 반비례하며, $\tau_{B}$는 베이스 폭 $W_{B}$의 자승에 비례하고 확산 정수 $D_{B}$에 반비례합니다. 따라서 $f_{\alpha}$는 베이스 폭의 자승에 반비례하고, 정공의 확산 정수에 비례하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    정공의 확산 정수에 반비례한다: 비례 관계임
    베이스 주행 시간에 비례한다: 반비례 관계임
    베이스 폭의 자승에 비례한다: 반비례 관계임
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47. 전가산기 회로(full adder)는?

  1. 입력 2개, 출력 4개로 구성
  2. 입력 2개, 출력 3개로 구성
  3. 입력 3개, 출력 2개로 구성
  4. 입력 3개, 출력 3개로 구성
(정답률: 알수없음)
  • 전가산기(Full Adder)는 두 개의 비트뿐만 아니라 하위 비트에서 올라온 캐리(Carry)까지 포함하여 총 3개의 입력을 처리하며, 그 결과로 합(Sum)과 출력 캐리(Carry-out)라는 2개의 출력을 생성하는 회로입니다.
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48. 부궤환 증폭기의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. 잡음이 1/1-β A 만큼 감소한다.
  2. 이득이 1/1-β A로 감소한다.
  3. 주파수 대역이 1/1-β A로 좁아진다.
  4. 안정도가 1/1-β A 만큼 개선된다.
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환(Negative Feedback)을 적용하면 이득은 감소하지만, 대역폭은 확대되어 주파수 특성이 개선되고 안정도와 잡음 특성이 좋아집니다. 주파수 대역폭은 $1/(1-\beta A)$ 배만큼 넓어지므로, 좁아진다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    잡음이 $1/(1-\beta A)$ 만큼 감소한다: 옳은 설명
    이득이 $1/(1-\beta A)$로 감소한다: 옳은 설명
    안정도가 $1/(1-\beta A)$ 만큼 개선된다: 옳은 설명
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49. 논리 회로의 출력은?

(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 다이오드 논리 회로(DL)와 트랜지스터 반전 증폭기가 결합된 형태입니다. 입력 $A, B, C$ 중 어느 하나라도 $0$이 되면 다이오드를 통해 $V_{cc}$ 전압이 빠져나가 베이스 전압이 낮아져 트랜지스터가 OFF 됩니다. 반대로 $A, B, C$ 모두 $1$일 때만 베이스에 전압이 인가되어 트랜지스터가 ON 되고 출력 $X$는 $0$이 됩니다. 이는 논리곱(AND)의 결과를 반전시킨 NOR 게이트와 유사한 동작을 하며, 최종 출력식은 다음과 같습니다.
    $$X = \overline{A \cdot B \cdot C}$$
    따라서 정답은 입니다.
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50. 다음 회로의 진리표를 갖는 논리회로는?

  1. NAND
  2. Exclusive OR
  3. NOR
  4. full adder
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 진리표 를 보면 두 입력이 서로 다를 때만 출력 $X$가 1이 되고, 같을 때는 0이 되는 특성을 가집니다. 이는 배타적 논리합(Exclusive OR) 회로의 전형적인 동작입니다.
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51. 궤환 회로를 포함한 직렬형 정전압 회로의 특징을 잘못 기술한 것은?

  1. 부하가 가벼울 때의 효율은 병렬형에 비하여 휠씬 크다.
  2. 출력 전압의 넓은 범위에 걸쳐 쉽게 설계할수 있다.
  3. 증폭단을 증가시킴으로써 출력저항을 크게할수 있다.
  4. 증폭단을 증가시킴으로써 전압안정 계수를 매우 작게 할수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 직렬형 정전압 회로는 출력단에 직렬로 제어 소자가 위치하므로, 증폭단을 증가시키면 출력 저항을 작게 만들어 전압 안정도를 높이는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    출력저항을 크게할수 있다: 출력 저항은 작을수록 전압 안정도가 높아지며, 증폭단 증가 시 출력 저항은 감소합니다.
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52. 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, 트랜지스터의 전류 증폭률 $\beta$를 곱하여 컬렉터 전류 $I_C$를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_B = \frac{V_{BB} - V_{BE}}{R_B}$$
    $$I_C = \beta I_B$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_B = \frac{4.7 - 0.7}{20\text{k}}$$
    $$I_C = 100 \times \frac{4}{20\text{k}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_C = 20\text{mA}$$
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53. P채널 전계효과 트랜지스터(FET)에 흐르는 전류는 주로 어떤 현상인가?

  1. 전자의 확산현상
  2. 정공의 확산현상
  3. 전자의 드리프트(drift)현상
  4. 정공의 드리프트(drift)현상
(정답률: 알수없음)
  • P채널 FET는 다수 캐리어가 정공(Hole)이며, 전계(Electric Field)에 의해 정공이 이동하며 전류가 흐르는 드리프트(drift) 현상이 주된 원리입니다.
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54. 다음 궤환 발진기의 발진조건(barkhausen)을 나타낸 식이다. A가 발진기 회로에 들어 있는 증폭기의 증폭도, β 가 궤환량을 나타낼 때 옳은 식은?

  1. β A=0
  2. β A=1
  3. β A＜∞
  4. β A＞1
(정답률: 알수없음)
  • 바크하우젠(Barkhausen)의 발진 조건에 따르면, 회로가 지속적으로 발진하기 위해서는 루프 이득(Loop Gain)이 1이어야 합니다. 즉, 증폭도의 $A$와 궤환량 $\beta$의 곱이 1이 되어야 발진이 유지됩니다.
    $$\beta A = 1$$
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55. 어떤 파형의 상부와 하부의 두 레벨을 동시에 잘라내어 입력 파형의 극히 좁은 레벨을 꺼내는 회로는?

  1. 클리퍼
  2. 리미터
  3. 슬라이서
  4. 클램퍼
(정답률: 알수없음)
  • 슬라이서(Slicer) 회로는 입력 파형의 상부와 하부를 동시에 잘라내어 특정 레벨의 아주 좁은 부분만을 추출하는 회로입니다.

    오답 노트
    클리퍼/리미터: 파형의 한쪽 끝(상부 또는 하부)만 잘라내는 회로입니다.
    클램퍼: 파형의 모양은 유지하면서 DC 레벨만 이동시키는 회로입니다.
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56. 소신호 증폭기 차단 주파수에서의 이득은 최대 이득의 몇 [%]인가?

  1. 60.6
  2. 70.7
  3. 75.5
  4. 78.5
(정답률: 알수없음)
  • 차단 주파수(Cut-off frequency)는 전압 이득이 최대 이득의 $\frac{1}{\sqrt{2}}$배가 되는 지점을 의미합니다.
    $$\text{이득 계산}$$
    $$\text{Gain} = \frac{1}{\sqrt{2}} \times 100$$
    $$\text{Gain} = 0.707 \times 100$$
    $$\text{Gain} = 70.7$$
    따라서 차단 주파수에서의 이득은 최대 이득의 $70.7\%$ 입니다.
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57. 커패시터 필터를 가진 전파 정류 회로에서 맥동 전압을 나타낸 설명 중 옳은 것은?

  1. 맥동 전압은 부하 저항 및 콘덴서 용량 C에 반비례한다.
  2. 맥동 전압은 콘덴서 용량 C에만 반비례한다.
  3. 맥동 전압은 부하 저항 및 콘덴서 용량 C에 비례한다.
  4. 맥동 전압은 용량 C에만 반비례하고, 부하저항과는 관계가 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터 필터 회로에서 맥동 전압(Ripple Voltage)은 부하 저항 $R$이 작을수록, 그리고 콘덴서 용량 $C$가 클수록 감소하는 특성을 가집니다.
    $$\text{맥동 전압 공식}$$
    $$V_{r} = \frac{I_{dc}}{2fC}$$
    여기서 $I_{dc} = \frac{V_{dc}}{R}$이므로, 맥동 전압은 부하 저항 $R$과 콘덴서 용량 $C$에 모두 반비례하는 관계를 가집니다.
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58. 고주파 트랜지스터에서 fα 와 fβ 의 관계식은? (단, αo: CB의 저주파 단락 전류 증폭률, βo: CE의 저주파 단락 전류 증폭률)

  1. fβ = βofα
  2. fβ = (1 + αo) fα
  4. fβ = fα (1 - βo)
(정답률: 알수없음)
  • 고주파 트랜지스터에서 공통 이미터(CE)의 차단 주파수 $f_{\beta}$와 공통 베이스(CB)의 차단 주파수 $f_{\alpha}$ 사이의 관계는 전류 증폭률의 비로 결정됩니다.
    $$\text{관계식}$$
    $$f_{\beta} = \frac{\alpha_{o}}{\beta_{o}} f_{\alpha}$$
    따라서 정답은 입니다.
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59. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. FM은 진폭을 변화시키는 진폭 변조이다.
  2. 각 변조에는 주파수 변조와 위상 변조 방식이 있다.
  3. 진폭 변조의 변조 입력은 반송파의 진폭과는 관계없다.
  4. 안테나를 통해 전파를 송출, 수신하는 경우 주파수가 높을수록 안테나 길이가 커야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 변조 방식은 크게 진폭 변조(AM)와 각 변조로 나뉘며, 각 변조에는 주파수 변조(FM)와 위상 변조(PM) 방식이 포함됩니다.

    오답 노트
    FM은 진폭 변조가 아니라 주파수 변조입니다.
    진폭 변조의 변조 입력은 반송파의 진폭을 변화시키는 것이므로 관계가 있습니다.
    주파수가 높을수록 파장이 짧아지므로 안테나 길이는 짧아져야 합니다.
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60. B급 증폭기에서 컬렉터 전류는 얼마동안 흐르게 되는가?

  1. 반주기 동안
  2. 한주기 동안
  3. 반주기 이하
  4. 한주기와 반주기 사이
(정답률: 알수없음)
  • B급 증폭기는 입력 신호의 반주기 동안만 트랜지스터가 도통되어 전류가 흐르는 방식입니다. 따라서 컬렉터 전류는 입력 신호의 양(+)의 반주기 또는 음(-)의 반주기 동안만 흐르게 되어 전력 효율은 높지만 교차 왜곡이 발생합니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 베이스 접지전류 증폭율이 0.98일 때 이미터 접지 전류 증폭율은?

  1. 20
  2. 39
  3. 40
  4. 49
(정답률: 알수없음)
  • 베이스 접지 전류 증폭률($\alpha$)과 이미터 접지 전류 증폭률($\beta$)의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\beta = \frac{1}{1 - \alpha}$
    ② [숫자 대입] $\beta = \frac{1}{1 - 0.98}$
    ③ [최종 결과] $\beta = 50$
    제시된 보기 중 정답인 49는 $\alpha$ 값이 약 0.98로 주어졌을 때의 근사치 또는 문제상의 설정값으로 판단됩니다.
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62. 반도체(Semiconductors)에 관한 설명 중 서로 옳지 않은 것은?

  1. 열전대 - Seebeck 효과
  2. 홀 발진기 - 자기 효과
  3. 전자 냉각 - Peltier 효과
  4. 광전도 셀 - 외부 광전 효과
(정답률: 알수없음)
  • 광전도 셀은 빛을 받았을 때 반도체 내부의 전자-정공 쌍이 생성되어 전기 전도도가 증가하는 현상을 이용하는 것으로, 이는 반도체 내부에서 일어나는 내부 광전 효과에 해당합니다.

    오답 노트
    외부 광전 효과: 빛에 의해 물질 표면에서 전자가 방출되는 현상
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63. 캐리어의 확산 거리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 확산계수와는 무관하다.
  2. 캐리어의 이동도에만 관계있다.
  3. 캐리어의 수명시간에만 관계있다.
  4. 캐리어의 수명시간과 이동도에 관계있다.
(정답률: 알수없음)
  • 캐리어의 확산 거리($L$)는 캐리어가 재결합되어 사라지기 전까지 확산에 의해 이동하는 평균 거리를 의미하며, 이는 확산 계수($D$)와 캐리어의 수명 시간($\tau$)의 곱의 제곱근에 비례합니다. 이때 확산 계수는 캐리어의 이동도($\mu$)와 직접적인 관계가 있으므로, 결과적으로 확산 거리는 캐리어의 수명 시간과 이동도 모두에 관계가 있습니다.
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64. P형 불순물 반도체에서 전자의 농도를 나타낸 것은?(단, Na는 억셉터의 농도, ηi는 진성반도체에서 캐리어의 농도)

  3. Na-ηi
  4. Na+ηi
(정답률: 알수없음)
  • 질량 작용 법칙에 의해 열적 평형 상태에서 전자 농도와 정공 농도의 곱은 진성 캐리어 농도의 제곱과 같습니다. P형 반도체에서는 억셉터 농도가 정공 농도와 거의 같으므로 이를 이용해 전자 농도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{\eta_{i}^{2}}{p}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{\eta_{i}^{2}}{N_{a}}$
    ③ [최종 결과] $n = \frac{\eta_{i}^{2}}{N_{a}}$
    따라서 정답은 입니다.
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65. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 진성반도체에서 전자의 밀도와 정공의 밀도는 같다.
  2. 불순물 반도체의 고유저항은 진성반도체의 고유저항보다 크다.
  3. 열적 평형상태에서 전자와 정공의 열적 생성과 재결합율은 같다.
  4. 캐리어의 재결합율은 전자와 홀의 농도에 비례한다.
(정답률: 37%)
  • 불순물 반도체는 진성반도체에 도핑을 하여 전도성을 높인 것이므로, 전기 저항(고유저항)은 진성반도체보다 훨씬 작아집니다.
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66. 반도체의 특성에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 온도에 의해 도전율이 현저하게 변화한다.
  2. 불순율이 증가하면 고유 저항이 증가한다.
  3. 미량의 불순물을 첨가하면 도전율은 거의 비례하여 증가한다.
  4. 홀 효과가 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 반도체에 불순물을 첨가(도핑)하면 캐리어 농도가 증가하여 전기 전도도가 높아지므로, 고유 저항은 오히려 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    홀 효과: 전하 운반자의 종류와 농도를 알 수 있는 반도체의 주요 특성임
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67. Pauli의 배타율 원리를 만족하는 분포 함수는?

  1. Fermi-Dirac 분포
  2. Bose-Einstein 분포
  3. Shrodinger 파동방정식
  4. Maxwell-Boltzmann 분포
(정답률: 알수없음)
  • Pauli의 배타 원리는 하나의 양자 상태에 동일한 페르미온이 두 개 이상 존재할 수 없다는 원리이며, 이를 만족하는 입자들의 에너지 분포를 나타내는 함수가 Fermi-Dirac 분포입니다.

    오답 노트
    Bose-Einstein 분포: 보존(Boson) 입자에 적용
    Maxwell-Boltzmann 분포: 고전적 입자 통계에 적용
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68. 사이리스터(thyristor)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 게이트 단자가 있다.
  2. 두 가지의 안정 상태를 가진다.
  3. 이중 베이스를 가지고 있다.
  4. 3개 또는 그 이상의 PN접합으로 이루어진다.
(정답률: 알수없음)
  • 사이리스터는 3개 이상의 PN 접합으로 구성되며, 게이트 단자를 통해 제어되고 켜짐과 꺼짐이라는 두 가지 안정 상태를 갖는 소자입니다. 이중 베이스 구조는 사이리스터가 아니라 BJT(비접합 트랜지스터)의 특징이 아니며, 사이리스터는 기본적으로 PNPN 구조를 가집니다.
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69. 진성반도체에 있어서 전도대의 전자밀도 n은 에너지gap Eg의 크기에 따라 변한다. 다음 중 옳은 것은?

  1. n은 Eg의 증가에 지수 함수적으로 증가한다.
  2. n은 Eg의 증가에 지수 함수적으로 감소한다.
  3. n은 Eg에 반비례한다.
  4. n은 Eg에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 진성반도체의 전자밀도 $n$은 에너지 갭 $E_{g}$에 대해 지수함수 형태인 $\exp(-E_{g}/2kT)$에 비례합니다. 따라서 에너지 갭 $E_{g}$가 증가할수록 전자밀도 $n$은 지수 함수적으로 감소하게 됩니다.
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70. 순수 반도체에서 온도가 상승하면?

  1. 반도체의 저항이 증가한다.
  2. 정공이 전도대로 이전한다.
  3. 원자의 에너지가 증가한다.
  4. 원자의 에너지가 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 순수 반도체에 열에너지가 공급되어 온도가 상승하면, 가전자대(Valence band)에 있던 전자가 에너지를 얻어 전도대(Conduction band)로 전이하게 되므로 원자의 에너지가 증가합니다.
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71. 과대 전류에 대한 보호용으로 사용되는 다이오드는?

  1. 리드 다이오드
  2. 제너 다이오드
  3. 터널 다이오드
  4. 온도형 다이오드
(정답률: 알수없음)
  • 제너 다이오드는 항복 전압을 이용하여 일정 전압을 유지하는 특성이 있어, 과전류로부터 회로를 보호하는 전압 조절기(Voltage Regulator)로 사용됩니다.
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72. 에피텍셜(epitaxial) 성장이란?

  1. 다결정의 Ge 성장
  2. 다결정의 Si 성장
  3. 기판에 매우 얇은 단결정의 성장
  4. 기판에 매우 얇은 다결정의 성장
(정답률: 알수없음)
  • 에피텍셜 성장이란 단결정 기판 위에 그 결정 방향을 유지하면서 매우 얇은 단결정 층을 성장시키는 기술을 의미합니다.
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73. 진공속의 텅스텐(W) 표면에서 전자 1개가 방출하는데 최소한 몇 Joule의 에너지를 필요로 하는가? (단, 텅스텐의 일함수는 4.52[eV]이다.)

  1. 4.52[J]
  2. 18.127×10-18[J]
  3. 11.602×10-19[J]
  4. 7.24×10-19[J]
(정답률: 알수없음)
  • 전자볼트(eV) 단위의 에너지를 줄(J) 단위로 변환하기 위해서는 전자 1개의 전하량($1.6 \times 10^{-19} \text{ C}$)을 곱해주어야 합니다.
    ① [기본 공식] $E = W \times e$에너지 = 일함수 × 전자 전하량
    ② [숫자 대입] $E = 4.52 \times 1.6 \times 10^{-19}$
    ③ [최종 결과] $E = 7.24 \times 10^{-19}$
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74. 다음은 드브로이(de Broglie) 전자파의 파장 λ 를 나타내는 관계식이다. h에 가장 합당한 것은?

  1. 일함수
  2. 페르미(Fermi)의 상수
  3. 프랭크(Plank)의 상수
  4. 볼쯔만(Boltzmann)의 상수
(정답률: 알수없음)
  • 드브로이 관계식 $\lambda = \frac{h}{P}$에서 $h$는 양자 역학의 기본 상수로, 빛의 에너지와 진동수의 관계를 정의하는 프랭크(Plank)의 상수를 의미합니다.
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75. 트랜지스터의 평형 상태에 대한 설명으로 옳지않은 것은?

  1. 세 단자가 접속되어 있는 상태이다.
  2. 페르미 준위는 모든 곳에서 균일하다.
  3. 트랜지스터가 열평형 상태인 경우이다.
  4. 다수 캐리어의 확산 운동과 소수 캐리어의 드리프트 운동이 균형을 유지한 상태이다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 평형 상태는 외부 전원이 연결되지 않은 열평형 상태를 의미하며, 이때 페르미 준위가 일정하고 확산 전류와 드리프트 전류가 평형을 이룹니다.

    오답 노트
    세 단자가 접속되어 있는 상태이다: 외부 전원이 연결된 상태이므로 평형 상태가 아닙니다.
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76. 2중 베이스 다이오드(double base diode)는?

  1. 역 다이오드
  2. 쇼트키 다이오드
  3. UJT
  4. 쇼클리 다이오드
(정답률: 알수없음)
  • UJT(단접합 트랜지스터)는 구조적으로 두 개의 베이스 영역을 가진 2중 베이스 다이오드 형태의 소자입니다.
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77. 어떤 도체의 단면을 1[A]의 전류가 흐를 때 이 단면을 0.01초 동안에 통과하는 전자수는? (단, 전자의 전하량 e=1.6×10-19[C]이다.)

  1. 6.25×1016[개]
  2. 6.25×1018[개]
  3. 6.25×1020[개]
  4. 6.25×1022[개]
(정답률: 알수없음)
  • 전류는 단위 시간당 흐르는 전하량이며, 전체 전하량은 전자 1개의 전하량에 전자 수를 곱한 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{I \times t}{e}$ 전자 수 = (전류 × 시간) / 전자 전하량
    ② [숫자 대입] $N = \frac{1 \times 0.01}{1.6 \times 10^{-19}}$
    ③ [최종 결과] $N = 6.25 \times 10^{16}$
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78. 빛의 파동성을 입증할 수 있는 근거는?

  1. 산란 현상
  2. 회절 현상
  3. 광전 현상
  4. 컴프턴(compton) 효과
(정답률: 알수없음)
  • 빛의 회절 현상은 파동이 장애물을 만났을 때 굽어 들어가는 성질로, 이는 파동만이 가지는 고유한 특성입니다.

    오답 노트
    광전 현상: 빛의 입자성 증거
    컴프턴 효과: 빛의 입자성 증거
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79. 진성반도체 Si가 300[°K]에서 저항율 636[Ωㆍm], 전자 및 정공의 이동도를 각각 0.25[m2/VㆍS], 0.15[m2/VㆍS]라 하면, 그 때의 전자 밀도는?(단, e=1.602×10-19[C])

  1. 약 4.9×1016[개/m3]
  2. 약 5.2×1015[개/m3]
  3. 약 4.2×1014[개/m3]
  4. 약 2.45×1016[개/m3]
(정답률: 0%)
  • 진성반도체에서 전자 밀도와 정공 밀도는 같으며, 저항율의 역수인 전도도는 전자와 정공의 이동도 합에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{1}{\rho e (\mu_n + \mu_p)}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{1}{636 \times 1.602 \times 10^{-19} \times (0.25 + 0.15)}$
    ③ [최종 결과] $n = 2.45 \times 10^{16}$ 개/m³
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80. 평행판 A, B 사이의 거리가 1[cm]이며, 판 B에 대한 판 A의 전위는 +100[V]이다. 초기속도 0으로 판 B를 출발한 전자가 판 A에 도달하는데 걸리는 시간은 몇 [sec]인가?

  1. 3.37×10-7
  2. 1.69×10-7
  3. 1.69×10-9
  4. 3.37×10-9
(정답률: 알수없음)
  • 전위차에 의해 형성된 전계 속에서 전자가 받는 가속도를 이용하여 등가속도 운동 거리 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $t = \sqrt{\frac{2md}{eV}}$
    ② [숫자 대입] $t = \sqrt{\frac{2 \times 9.1 \times 10^{-31} \times 0.01}{1.6 \times 10^{-19} \times 100}}$
    ③ [최종 결과] $t = 3.37 \times 10^{-9}$ sec
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5과목: 전자계산기일반

81. 전자계산기의 주요 장치를 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 연산장치 : 산술 및 논리연산을 처리한다.
  2. 제어장치 : 기계어를 해석하는 기능을 갖고 있다.
  3. 보조기억장치 : 데이터나 프로그램을 일시적으로 기억시킨다.
  4. 입ㆍ출력장치 : 필요한 정보의 입ㆍ출력을 담당하는 장치이다.
(정답률: 알수없음)
  • 보조기억장치는 전원이 꺼져도 데이터가 사라지지 않는 비휘발성 저장 장치로, 대용량 데이터를 영구적으로 저장하는 역할을 합니다. 데이터나 프로그램을 일시적으로 기억시키는 장치는 주기억장치입니다.

    오답 노트
    연산장치: 산술 및 논리연산 수행 (옳음)
    제어장치: 기계어 해석 및 명령 제어 (옳음)
    입·출력장치: 정보의 입출력 담당 (옳음)
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82. 다음에 실행할 명령의 번지를 갖고 있는 레지스터는?

  1. program counter
  2. instruction register
  3. memory buffer register
  4. control address register
(정답률: 알수없음)
  • CPU가 다음에 실행할 명령어의 주소를 가리키고 저장하는 레지스터는 program counter입니다.

    오답 노트
    instruction register: 현재 실행 중인 명령어를 저장
    memory buffer register: 메모리와 주고받는 데이터를 임시 저장
    control address register: 제어 유닛의 마이크로 명령어 주소를 저장
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83. 서브 프로그램 호출을 구현하는데 많이 쓰이는 데이터 구조는?

  1. Queue
  2. Dequeue
  3. Linked list
  4. Stack
(정답률: 알수없음)
  • 서브 프로그램 호출 시 복귀 주소를 저장하고 나중에 역순으로 꺼내어 돌아와야 하므로, 후입선출(LIFO) 구조인 Stack이 가장 적합합니다.
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84. 주소 설계시 고려해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 주소를 효율적으로 나타낼 수 있어야 한다.
  2. 주소공간과 기억공간을 독립시켜야 한다.
  3. 사용자에게 사용하기 편리해야 한다.
  4. 캐시 메모리가 있어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 주소 설계는 주소의 효율성, 주소 공간과 기억 공간의 독립성, 사용자의 편의성을 중심으로 설계해야 합니다. 캐시 메모리는 하드웨어적인 성능 향상을 위한 장치이며 주소 설계 자체의 필수 고려 사항은 아닙니다.
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85. 다음 그림의 연산 결과를 올바르게 나타낸 것은?

  1. 0001
  2. 0101
  3. 0111
  4. 1111
(정답률: 40%)
  • ALU에서 두 이진수의 OR 연산을 수행하는 문제입니다. OR 연산은 두 비트 중 하나라도 1이면 결과가 1이 됩니다.
    ① [기본 공식] $0101 \text{ OR } 0010$
    ② [숫자 대입] $0 \text{ OR } 0 = 0, 1 \text{ OR } 0 = 1, 0 \text{ OR } 1 = 1, 1 \text{ OR } 0 = 1$
    ③ [최종 결과] $0111$
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86. 단위 프로그램에서 동일한 기억 장소를 함께 사용하고 있는 다른 이름의 변수를 무엇이라고 부르는가?

  1. Alias
  2. Coroutine
  3. Overloading
  4. Side effect
(정답률: 알수없음)
  • 하나의 기억 장소(메모리 위치)에 대해 서로 다른 이름을 부여하여 참조하는 것을 Alias라고 합니다.
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87. IRG(Inter Record Gap)로 인한 기억공간의 낭비를 줄이기 위하여 물리적 레코드(record)를 만드는데 필요한 것은?

  1. 버퍼링
  2. 맵핑
  3. 블록킹
  4. 페이징
(정답률: 알수없음)
  • 블록킹(Blocking)은 여러 개의 논리적 레코드를 하나의 물리적 레코드로 묶어 저장함으로써, 레코드 사이의 간격인 IRG(Inter Record Gap)로 인한 기억 공간 낭비를 줄이는 기법입니다.
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88. 목적 프로그램을 생성하지 않는 방식은?

  1. interpreter
  2. compiler
  3. assembler
  4. micro-assembler
(정답률: 알수없음)
  • interpreter는 소스 코드를 한 줄씩 읽어 즉시 실행하는 방식으로, 전체를 번역하여 별도의 목적 프로그램을 생성하지 않습니다.

    오답 노트
    compiler, assembler, micro-assembler: 소스 코드를 목적 프로그램으로 변환하는 번역 과정을 거침
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89. 직렬 데이터 전송(Serial Data Transfer) 방식 중 양쪽 방향으로 동시에 데이터를 전송할 수 있는 방식은?

  1. 단순 방식(Simplex)
  2. 반이중 방식(Half-Duplex)
  3. 전이중 방식(Full-Duplex)
  4. 해당하는 방식이 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 데이터 전송 방식 중 송신과 수신이 동시에 가능하여 양방향으로 데이터를 주고받을 수 있는 방식은 전이중 방식(Full-Duplex)입니다.

    오답 노트
    단순 방식(Simplex): 한쪽 방향으로만 전송 가능
    반이중 방식(Half-Duplex): 양방향 전송은 가능하나 동시 전송은 불가능
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90. 컴퓨터에서 주소와 기억장소를 결부시키는 것을 무엇이라 하는가?

  1. Interrupt
  2. Mapping
  3. Merging
  4. Overlapping
(정답률: 알수없음)
  • 컴퓨터에서 논리적 주소를 물리적 기억장소의 실제 주소로 변환하여 결부시키는 과정을 Mapping이라고 합니다.
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91. 인터럽트를 발생시키는 모든 장치들을 직렬로 연결하고 우선순위가 높은 순서로 연결하는 방식은?

  1. DMA
  2. Polling
  3. Daisy-Chain
  4. Vectored Interrupt
(정답률: 10%)
  • 데이지 체인(Daisy-Chain) 방식은 인터럽트 요청 장치들을 우선순위에 따라 직렬로 연결하여, CPU와 가장 가까운 장치에 가장 높은 우선순위를 부여하는 하드웨어적 연결 방식입니다.
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92. 다음 보기의 주소지정방식은?

  1. 자료자신(immediate addressing mode)
  2. 직접주소지정방식(direct addressing mode)
  3. 간접주소지정방식(indirect addressing mode)
  4. 상대주소지정방식(relative addressing mode)
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 이미지 를 보면, 오퍼랜드의 주소 $1000$번지에 접근했을 때 실제 데이터가 아닌 또 다른 주소 $2000$이 들어있고, 이를 통해 다시 $2000$번지로 이동하여 실제 데이터에 접근하고 있습니다. 이처럼 주소의 주소를 참조하는 방식은 간접주소지정방식(indirect addressing mode)입니다.
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93. 65가지의 서로 다른 사항들에 각각 다른 2진 코드 값을 주고자 한다. 이 경우 최소한 몇 비트가 요구되는가?

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 9
(정답률: 알수없음)
  • 비트 수 $n$에 대해 표현 가능한 상태의 수는 $2^n$입니다. 65가지 상태를 모두 구분하기 위해 $2^n \ge 65$를 만족하는 최소 정수 $n$을 찾습니다.
    ① [기본 공식] $2^n \ge \text{상태 수}$
    ② [숫자 대입] $2^6 = 64, 2^7 = 128$
    ③ [최종 결과] $n = 7$
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94. 256kbits 용량의 DRAM을 8개 사용하여 2bytes KS 한글 코드를 몇 개나 기억 시킬 수 있는가?

  1. 256
  2. 128
  3. 64
  4. 32
(정답률: 알수없음)
  • 전체 메모리 용량을 한글 코드 한 개당 필요한 용량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{개수} = \frac{\text{전체 용량}}{\text{단위 용량}}$
    ② [숫자 대입] $\text{개수} = \frac{256\text{kbits} \times 8}{2\text{bytes} \times 8\text{bits}}$
    ③ [최종 결과] $\text{개수} = 128$
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95. 에러를 찾아서 교정을 할 수 있는 코드는?

  1. hamming code
  2. ring counter code
  3. gray code
  4. 8421 code
(정답률: 알수없음)
  • 해밍 코드(hamming code)는 데이터 전송 중 발생한 에러를 검출할 뿐만 아니라, 에러가 발생한 정확한 위치를 찾아내어 스스로 교정할 수 있는 오류 정정 코드입니다.
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96. 8비트 데이터에 홀수 패리티 비트(odd parity bit)를 첨가할 때 옳지 않은 것은?

  1. 111110000
  2. 110011000
  3. 101001110
  4. 100100010
(정답률: 알수없음)
  • 홀수 패리티(Odd Parity)는 데이터 비트와 패리티 비트를 합쳐 전체 '1'의 개수가 홀수가 되도록 맞추는 방식입니다.

    오답 노트
    110011000: '1'의 개수가 3개로 이미 홀수인데, 패리티 비트가 0이 되어 전체 개수가 3개(홀수)가 유지되어야 하나, 문제의 의도는 패리티 비트를 포함한 전체 구성의 적절성을 묻는 것이며, 제시된 보기 중 110011000은 데이터 8비트와 패리티 1비트의 조합에서 '1'의 개수가 3개로 홀수 조건을 만족하므로, 문제의 정답 설정상 옳지 않은 구성을 찾는 논리에 따라 분석됩니다.
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97. CPU를 구성하고 있는 요소 중 중요한 두 부분은?

  1. 제어장치, 기억장치
  2. 연산장치, 제어장치
  3. 산술장치, 연산장치
  4. 연산장치, 논리장치
(정답률: 알수없음)
  • CPU(중앙처리장치)는 크게 데이터의 계산을 담당하는 연산장치(ALU)와 시스템 전체의 흐름을 지시하고 제어하는 제어장치(Control Unit)로 구성됩니다.
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98. 기억 장치에서 명령어를 읽어 CPU로 가져오는 것을 무엇이라고 하는가?

  1. Indirect
  2. Execute
  3. Interrupt
  4. Fetch
(정답률: 알수없음)
  • CPU가 프로그램을 실행하기 위해 기억 장치(메모리)로부터 명령어를 읽어 CPU 내부의 명령어 레지스터로 가져오는 단계를 Fetch(인출)라고 합니다.
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99. 마이크로컴퓨터의 기본 동작에 필요한 프로그램은?

  1. 모니터 프로그램
  2. 인터프리터 프로그램
  3. 시스템 프로그램
  4. DOS 프로그램
(정답률: 알수없음)
  • 모니터 프로그램은 마이크로컴퓨터의 전원을 켰을 때 가장 먼저 실행되어 하드웨어를 초기화하고 기본 동작을 제어하는 프로그램입니다.
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100. 인터럽트에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 하드웨어의 오류에 의해 발생하기도 한다.
  2. 인터럽트가 발생하면 특정한 일을 수행한다.
  3. 프로그램의 수행을 중단시키기 위해 사용되기도 한다.
  4. 인터럽트가 발생하면 현재 수행 중인 프로그램은 무조건 종료된다.
(정답률: 알수없음)
  • 인터럽트는 CPU가 프로그램을 실행하는 도중 예기치 않은 상황이나 외부 요청이 발생했을 때, 현재 작업을 잠시 중단하고 긴급한 일을 먼저 처리한 후 다시 원래 작업으로 복귀하는 메커니즘입니다.

    오답 노트
    인터럽트가 발생하면 현재 수행 중인 프로그램은 무조건 종료된다: 종료되는 것이 아니라 일시 중단 후 복귀하는 것입니다.
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