전자기사 필기 기출문제복원 (2005-05-29)

전자기사 2005-05-29 필기 기출문제 해설

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전자기사
(2005-05-29 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 미분방정식의 형태로 나타낸 멕스웰의 전자계 기초 방정식에 해당되는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 맥스웰 방정식은 전자기장의 기본 원리를 설명하는 4가지 미분방정식으로 구성됩니다.
    $\text{rot } E = -\frac{\partial B}{\partial t}$ (패러데이 법칙)
    $\text{rot } H = i + \frac{\partial D}{\partial t}$ (앙페르-맥스웰 법칙)
    $\text{div } D = \rho$ (가우스 법칙 - 전기장)
    $\text{div } B = 0$ (가우스 법칙 - 자기장)
    따라서 위 식들을 모두 포함하고 있는 가 정답입니다.
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2. 라디오 방송의 평면파 주파수를 710kHz라 할 때 이 평면파가 콘크리트 벽(εs = 5, μs=1)속을 지날 때, 전파속도는 몇 m/s 인가?

  1. 1.34×108
  2. 2.54×108
  3. 4.38×108
  4. 4.86×108
(정답률: 알수없음)
  • 매질 내에서의 전파 속도는 진공 중의 빛의 속도를 유전율과 투자율의 곱의 제곱근으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_s \mu_s}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{5 \times 1}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 1.34 \times 10^8$$
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3. 평면 도체로부터 수직거리 a[m]인 곳에 점전하 Q[C]이 있다. Q 와 평면도체사이에 작용하는 힘은 몇 N 인가? (단, 평면 도체 오른편을 유전율 ε의 공간이라 한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 평면 도체와 점전하 사이의 힘은 영상전하법을 이용하여 구합니다. 거리 $2a$만큼 떨어진 곳에 크기가 $-Q$인 영상전하가 있다고 가정하여 쿨롱의 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon} \frac{Q(-Q)}{(2a)^{2}}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon} \frac{-Q^{2}}{4a^{2}}$
    ③ [최종 결과] $F = -\frac{Q^{2}}{16\pi\epsilon a^{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 강자성체의 자속밀도 B 의 크기와 자화의 세기 J의 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?

  1. J는 B 와 같다.
  2. J는 B 보다 약간 작다.
  3. J는 B 보다 약간 크다.
  4. J는 B 보다 대단히 크다.
(정답률: 30%)
  • 강자성체에서 자속밀도 $B$는 외부 자기장뿐만 아니라 물질 내부의 자화의 세기 $J$에 의해 결정됩니다. 일반적으로 강자성체 내부에서 자화의 세기 $J$는 자속밀도 $B$와 매우 유사한 크기를 가지나, 물리적 정의상 $B = \mu_0(H + J)$ 관계에서 $J$는 $B$보다 약간 작은 값을 가집니다.
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5. 진공의 전하분포 공간내에서 전위가 V = x2 + y2 [V]로 표시될 때, 전하밀도는 몇 C/m3 인가?

  1. -4εo
  2. - 2εo
(정답률: 알수없음)
  • 포아송 방정식 $\nabla^{2}V = -\frac{\rho}{\epsilon_{0}}$을 이용하여 전하밀도 $\rho$를 구하는 문제입니다.
    전위 $V = x^{2} + y^{2}$를 각각 $x$와 $y$에 대해 두 번 편미분하여 라플라시안을 구하면 $\frac{\partial^{2}V}{\partial x^{2}} = 2$, $\frac{\partial^{2}V}{\partial y^{2}} = 2$가 되어 $\nabla^{2}V = 4$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\rho = -\epsilon_{0} \nabla^{2}V$
    ② [숫자 대입] $\rho = -\epsilon_{0} \times 4$
    ③ [최종 결과] $\rho = -4\epsilon_{0}$
    따라서 전하밀도는 $-4\epsilon_{0}$입니다.
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6. 그림과 같이 단면적 S[m2], 평균 자로의 길이 ℓ[m], 투자율 μ[H/m]인 철심에 N1, N2 의 권선을 감은 무단 솔레노이드가 있다. 누설자속을 무시할 때 권선의 상호 인덕턴스는 몇 H 가 되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 상호 인덕턴스는 두 권선 사이의 자기적 결합 정도를 나타내며, 누설 자속이 없을 때 투자율, 권수, 단면적, 자로 길이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{\mu N_1 N_2 S}{\ell}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{\mu N_1 N_2 S}{\ell}$
    ③ [최종 결과]
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7. 자계 중에 이것과 직각으로 놓인 도체에 I[A]의 전류를 흘릴 때 f[N]의 힘이 작용하였다. 이 도체를 v[m/s]의 속도로 자계와 직각으로 운동시킬 때의 기전력 e[V]는?

(정답률: 알수없음)
  • 자계 내 도체에 흐르는 전류가 받는 힘의 공식과 도체가 운동할 때 발생하는 유도 기전력 공식을 결합하여 유도합니다.
    ① [기본 공식] $f = BIl \implies B = \frac{f}{Il} \text{ 이고 } e = Blv \text{ 이므로 } e = \frac{f}{Il}lv$
    ② [숫자 대입] $e = \frac{f \times v}{I}$
    ③ [최종 결과] $e = \frac{fv}{I}$
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8. 임의의 단면을 가진 2 개의 원주상의 무한히 긴 평행도체가 있다. 지금 도체의 도전률을 무한대라고 하면 C, L, ε및 μ사이의 관계는? (단, C는 두 도체간의 단위길이당 정전용량, L은 두 도체를 한개의 왕복회로로 한 경우의 단위길이당 자기인덕턴스, ε은 두 도체사이에 있는 매질의 유전률, μ는 두 도체사이에 있는 매질의 투자율이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 무한히 긴 평행도체에서 단위길이당 정전용량 $C$와 자기인덕턴스 $L$의 곱은 매질의 유전율 $\epsilon$과 투자율 $\mu$의 곱과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$L C = \epsilon \mu$$
    ② [숫자 대입]
    $$L C = \epsilon \mu$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{LC} = \epsilon \cdot \mu$$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 그림과 같이 한변의 길이가 ℓ[m]인 정6각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 중심 자계의 세기는 몇 A/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 정육각형의 중심에서 한 변까지의 수직 거리 $d$는 $\frac{\sqrt{3}}{2}\ell$이며, 비오-사바르 법칙에 의해 한 변이 만드는 자계의 세기를 구한 뒤 6배를 하여 전체 자계를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = 6 \times \frac{I}{4\pi d}(\sin\theta_1 + \sin\theta_2)$
    ② [숫자 대입] $H = 6 \times \frac{I}{4\pi \frac{\sqrt{3}}{2}\ell}(\sin 60^\circ + \sin 60^\circ)$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{\sqrt{3}I}{\pi\ell}$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 주파수의 증가에 대하여 가장 급속히 증가하는 것은?

  1. 표피효과의 두께의 역수
  2. 히스테리시스 손실
  3. 교번자속에 의한 기전력
  4. 와전류 손실
(정답률: 알수없음)
  • 주파수 $f$ 증가에 따른 손실의 증가율을 비교하면, 와전류 손실은 주파수의 제곱($f^2$)에 비례하여 가장 급격하게 증가합니다.

    오답 노트

    표피효과의 두께의 역수: $\sqrt{f}$에 비례
    히스테리시스 손실: $f^{1.6}$에 비례
    교번자속에 의한 기전력: $f$에 비례
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11. 비유전율 εs = 5 인 등방 유전체의 한 점에서 전계의 세기가 E = 104 V/m일 때 이 점의 분극률 xe 는 몇 F/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 분극률 $\chi_e$는 유전체의 비유전율 $\epsilon_s$와 진공의 유전율 $\epsilon_0$의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\chi_e = \epsilon_0 (\epsilon_s - 1)$
    ② [숫자 대입] $\chi_e = 8.854 \times 10^{-12} \times (5 - 1)$
    ③ [최종 결과]
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12. 반지름 a[m], 중심간 거리 d[m]인 두 개의 무한장 왕복선로에 서로 반대 방향으로 전류 I[A] 가 흐를 때, 한 도체에서 x[m] 거리인 A 점의 자계의 세기는 몇 AT/m 인가? (단, d ≫ a, x ≫ a 라고 한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 두 개의 무한장 도선에 반대 방향으로 전류가 흐를 때, A 점의 전체 자계는 각 도선에 의한 자계의 합으로 구합니다. 두 전류의 방향이 반대이므로 A 점에서는 두 자계의 방향이 같아 서로 더해집니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi x} + \frac{I}{2\pi (d-x)}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{I}{2\pi} (\frac{1}{x} + \frac{1}{d-x})$
    ③ [최종 결과]
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13. 전하밀도 ps[C/m2]인 무한 판상 전하분포에 의한 임의점의 전장에 대하여 틀린 것은?

  1. 전장은 판에 수직방향으로만 존재한다.
  2. 전장의 세기는 전하밀도 ps 에 비례한다.
  3. 전장의 세기는 거리 r 에 반비례한다.
  4. 전장의 세기는 매질에 따라 변한다.
(정답률: 알수없음)
  • 무한 판상 전하분포에 의한 전계의 세기는 $$E = \frac{\rho_s}{2\epsilon}$$ 로, 전하밀도 $\rho_s$에 비례하며 거리 $r$에 관계없이 일정(균일)한 것이 특징입니다.

    오답 노트

    전장의 세기는 거리 $r$에 반비례한다: 거리와 무관하게 일정함
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14. 자화된 철의 온도를 높일 때 자화가 서서히 감소하다가 급격히 강자성이 상자성으로 변하면서 강자성을 잃어버리는 온도는?

  1. 켈빈(Kelvin)온도
  2. 연화(Transition)온도
  3. 전이온도
  4. 큐리(Curie)온도
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체인 철의 온도를 높이면 원자들의 배열이 흐트러지며 자화가 감소하다가, 특정 온도 이상에서 강자성 성질을 잃고 상자성으로 변하게 됩니다. 이 임계 온도를 큐리(Curie)온도라고 합니다.
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15. 그림과 같이 반지름 a[m]인 원형 도선에 전하가 선밀도 λ [C/m]로 균일하게 분포되어 있다. 그 중심에 수직한 z 축상의 한점 P 의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 원형 도선에 균일하게 분포된 전하에 의해 $z$축 상의 한 점 $P$에 형성되는 전계는, 반지름 방향 성분은 상쇄되고 $z$축 방향 성분만 합산되어 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda za}{2\epsilon_{0}(a^{2}+z^{2})^{3/2}}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\lambda za}{2\epsilon_{0}(a^{2}+z^{2})^{3/2}}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{\lambda za}{2\epsilon_{0}(a^{2}+z^{2})^{3/2}}$
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16. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기력선의 방정식은 "전기력선의 접선방향이 전계의 방향이다."에서 유래된 것이다.
  2. "전기력선은 스스로 루프(loop)를 만들 수 없다."라함은 전계의 세기의 유일성을 나타내는 것이다.
  3. 구좌표로 표시한 전기력선의 방정식은 로 표시된다.
  4. 진공 중에서 1[C]의 점전하로부터 발산되어 나오는 전기력선의 수는 약 1.13×1011 개 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 구좌표계에서 전기력선의 방정식은 각 성분 전계의 비와 좌표 증분 사이의 관계를 나타내며, 제시된 수식은 올바른 형태가 아닙니다.

    오답 노트

    전기력선의 접선방향이 전계의 방향이다: 옳은 설명
    전기력선은 스스로 루프를 만들 수 없다: 전계의 유일성을 나타내는 옳은 설명
    진공 중 $1\text{C}$의 점전하에서 나오는 전기력선 수: $\frac{1}{\epsilon_{0}} \approx 1.13 \times 10^{11}$개로 옳은 설명
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17. 공극(air gap)이 δ[m]인 강자성체로 된 환상 영구자석에서 성립하는 식은? (단, ℓ[m]는 영구자석의 길이이며 ℓ ≫ δ이고, 자속 밀도와 자계의 세기를 각각 B[Wb/m2], H[AT/m]라 한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 환상 영구자석에서 공극 $\delta$가 자석의 길이 $\ell$보다 매우 작을 때($\ell \gg \delta$), 자계의 세기와 자속 밀도의 관계는 공극의 자기 저항이 지배적인 영향을 미치며 다음과 같은 관계식이 성립합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{B}{H} = -\frac{\ell\mu_{0}}{\delta}$
    ② [숫자 대입] $\frac{B}{H} = -\frac{\ell\mu_{0}}{\delta}$
    ③ [최종 결과] $\frac{B}{H} = -\frac{\ell\mu_{0}}{\delta}$
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18. 면적이 S[m2]이고 극간의 거리가 d[m]인 평행판콘덴서에 비유전률 εs 의 유전체를 채울 때 정전용량은 몇 F 인가?

(정답률: 알수없음)
  • 평행판 콘덴서의 정전용량은 전극의 면적에 비례하고, 극간 거리와 유전율에 의해 결정됩니다. 유전체가 채워진 경우 진공의 유전율 $\epsilon_{0}$와 비유전율 $\epsilon_{s}$의 곱을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\epsilon_{0}\epsilon_{s}S}{d}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{\epsilon_{0}\epsilon_{s}S}{d}$
    ③ [최종 결과] $C = \frac{\epsilon_{0}\epsilon_{s}S}{d}$
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19. 변위전류와 관계가 가장 깊은 것은?

  1. 반도체
  2. 유전체
  3. 자성체
  4. 도체
(정답률: 알수없음)
  • 변위전류는 도체가 아닌 유전체 내부에서 전속밀도가 시간적으로 변화할 때 흐르는 가상의 전류를 의미하므로 유전체와 가장 깊은 관계가 있습니다.
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20. 그림과 같이 전류가 흐르는 반원형 도선이 평면 z = 0 상에 놓여 있다. 이 도선이 자속밀도 B = 0.8 a x - 0.7 a y + a z [Wb/m2] 인 균일 자계내에 놓여 있을 때 도선의 직선부분에 작용하는 힘은 몇 N 인가?

  1. 4 a x + 3.2 a z
  2. 4 ax - 3.2 a z
  3. 5 a x - 3.5 a z
  4. - 5 ax + 3.5 a z
(정답률: 알수없음)
  • 자기장 내에서 전류가 흐르는 직선 도선이 받는 힘은 전류의 방향, 도선의 길이, 자속밀도의 외적으로 계산합니다.
    도선의 직선 부분은 $y$축 방향으로 길이 $L = 0.08\text{m}$이며, 전류 $I = 50\text{A}$가 $-y$ 방향으로 흐릅니다.
    ① [기본 공식]
    $$\mathbf{F} = I(\mathbf{L} \times \mathbf{B})$$
    ② [숫자 대입]
    $$\mathbf{F} = 50 ( -0.08\mathbf{a}_y \times (0.8\mathbf{a}_x - 0.7\mathbf{a}_y + 1\mathbf{a}_z) )$$
    ③ [최종 결과]
    $$\mathbf{F} = 4\mathbf{a}_x - 3.2\mathbf{a}_z$$
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2과목: 회로이론

21. 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 전압과 전류, 마디와 루프, 인덕터와 캐패시터가 서로 대응되는 성질을 말합니다.
    전압원 - 전류원, 마디 - 루프, 인덕터 - 캐패시터가 각각 쌍대 관계입니다.
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22. R-L-C 직렬회로에서 자유 진동 주파수는?

(정답률: 알수없음)
  • R-L-C 직렬회로에서 저항 $R$이 존재할 때, 감쇠 진동이 발생하며 이때의 자유 진동 주파수(감쇠 고유 주파수)는 다음과 같습니다.
    $$\frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{1}{LC} - (\frac{R}{2L})^2}$$
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23. h 파라미터 중 단락 순방향 전류 이득은?

  1. h11
  2. h21
  3. h12
  4. h22
(정답률: 알수없음)
  • h 파라미터에서 $h_{21}$은 출력 단자를 단락시켰을 때 입력 전류에 대한 출력 전류의 비를 나타내는 단락 순방향 전류 이득을 의미합니다.

    오답 노트

    $h_{11}$: 입력 임피던스
    $h_{12}$: 역방향 전달 컨덕턴스
    $h_{22}$: 출력 어드미턴스
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24. 두함수 f1(t)=1, f2(t)=e -t 일 때 합성 적분치는?

  1. e -t
  2. 1 - et
  3. 1 - e-t
(정답률: 알수없음)
  • 합성 적분치(Convolution Integral)는 두 함수의 곱을 적분하여 구합니다. $f_1(t)=1$과 $f_2(t)=e^{-t}$의 합성 적분 과정은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$y(t) = \int_{0}^{t} f_1(t-\tau) f_2(\tau) d\tau$$
    ② [숫자 대입]
    $$y(t) = \int_{0}^{t} 1 \times e^{-\tau} d\tau$$
    ③ [최종 결과]
    $$y(t) = [-e^{-\tau}]_{0}^{t} = 1 - e^{-t}$$
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25. R-L-C 직렬 회로에 t=0 인 순간, 직류 전압을 인가한다면 2계 선형 미분 방정식은?

(정답률: 알수없음)
  • R-L-C 직렬 회로에서 키르히호프 전압 법칙(KVL)을 적용하면 $L \frac{di}{dt} + Ri + \frac{1}{C} \int i dt = E$가 됩니다. 이를 시간 $t$에 대해 한 번 더 미분하여 2계 선형 미분 방정식 형태로 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$L \frac{d^2i}{dt^2} + R \frac{di}{dt} + \frac{1}{C}i = 0$$
    ② [양변 L로 나누기]
    $$\frac{d^2i}{dt^2} + \frac{R}{L} \frac{di}{dt} + \frac{1}{LC}i = 0$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{d^2i}{dt^2} + \frac{R}{L} \frac{di}{dt} + \frac{1}{LC}i = 0$$
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26. S 평면 상에서 전달함수의 극점(pole)이 그림과 같은 위치에 있으면 이 회로망의 상태는?

  1. 발진하지 않는다.
  2. 점점 더 크게 발진한다.
  3. 지속 발진한다.
  4. 감쇄 진동한다.
(정답률: 알수없음)
  • S 평면에서 극점이 좌반평면(실수부가 음수)에 위치하고 허수축에서 떨어져 있는 복소수 형태로 존재하면, 응답은 지수적으로 감소하면서 진동하는 형태를 띱니다. 에서 극점이 좌반평면에 위치하므로 감쇄 진동합니다.
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27. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 루프 해석법과 절점 해석법은 망로 해석법과는 달리 비평면 회로에 대해서도 적용될 수 있다.
  2. 루프 해석법과 망로 해석법은 절점 해석법과는 달리 비평면 회로에 대해서만 적용할 수 있다.
  3. 루프 해석법과 망로 해석법 및 절점 해석법 모두 비평면 회로에 대해서도 적용될 수 있다.
  4. 루프 해석법과 절점 해석법은 망로 해석법과는 달리 평면 회로에 대해서만 적용될 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 절점 해석법과 루프 해석법은 회로의 기하학적 구조에 상관없이 적용 가능하므로 비평면 회로에서도 사용할 수 있습니다. 반면, 망로 해석법은 평면 회로에서만 정의되는 망로(Mesh) 개념을 사용하므로 비평면 회로에는 적용할 수 없습니다.
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28. 두 코일간의 유도 결합의 정도를 나타내는 결합계수 K에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. K=1은 상호자속이 전혀 없는 경우이다.
  2. K=0은 유도결합이 전혀 없는 경우이다.
  3. K=1은 누설자속이 전혀 없는 경우이다.
  4. 결합계수 K는 0과 1사이의 값을 갖는다.
(정답률: 28%)
  • 결합계수 $K$는 두 코일 간의 자속 결합 정도를 나타내며 $0 \le K \le 1$의 범위를 갖습니다.

    오답 노트

    K=1은 상호자속이 전혀 없는 경우이다: $K=1$은 모든 자속이 결합되어 누설자속이 전혀 없는 완전 결합 상태를 의미합니다. 상호자속이 전혀 없는 경우는 $K=0$입니다.
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29. 다음 4단자 정수의 표현이 옳지 않은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 4단자 정수 $C$는 출력측을 개방($I_{2}=0$)했을 때의 전압비 $\frac{I_{1}}{V_{2}}$로 정의됩니다.

    오답 노트

    : $C$의 정의는 $\frac{I_{1}}{V_{2}}$이며 조건은 $I_{2}=0$이어야 하므로, $\frac{V_{1}}{V_{2}}$ 및 $I_{1}=0$으로 표기된 식은 잘못되었습니다.
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30. RL 직렬회로에 일정한 정현파 전압을 인가하였다. 이 때 인덕터의 양단 전압을 측정하였을 경우에 나타나는 현상은?

  1. 신호원의 전압과 위상이 동일한 형태로 나타난다.
  2. 저항양단 전압보다 90°만큼 앞선 위상이 나타난다.
  3. 인덕터 전류와의 위상이 동일한 형태로 나타난다.
  4. 신호원 전압보다 90°만큼 앞선 위상이 나타난다.
(정답률: 알수없음)
  • RL 직렬회로에서 인덕터($L$)에 흐르는 전류는 저항($R$)에 흐르는 전류와 동일합니다. 인덕터 양단 전압은 전류보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞서므로, 결과적으로 저항 양단 전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞서게 됩니다.
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31. 정현 대칭에서는 어떤 함수식이 성립하는가?

  1. f(t)=f(t)
  2. f(t)=-f(t)
  3. f(t)=f(-t)
  4. f(t)=-f(-t)
(정답률: 알수없음)
  • 정현 대칭(기함수, Odd function)은 원점에 대하여 대칭인 함수를 말하며, 함수식으로는 $f(-t) = -f(t)$ 또는 $f(t) = -f(-t)$가 성립합니다.
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32. 그림에서 Vab를 구하면 몇 [V]인가?

  1. 2.5
  2. -2.5
  3. 5
  4. -5
(정답률: 36%)
  • 전하량 보존 법칙($Q = CV$)을 이용하여 각 지점의 전압을 구합니다. 전체 전압 $10 \text{ V}$가 병렬로 연결된 두 가지 경로로 나뉩니다. 왼쪽 경로는 $1 \text{ F}$와 $1 \text{ F}$가 직렬 연결되어 전압이 $5 \text{ V}$씩 분배되고, 오른쪽 경로는 $1 \text{ F}$와 $3 \text{ F}$가 직렬 연결되어 전압이 분배됩니다. 점 a의 전압은 $5 \text{ V}$이며, 점 b의 전압은 전체 $10 \text{ V}$ 중 $1 \text{ F}$와 $3 \text{ F}$의 분배 법칙에 의해 $10 \times \frac{3}{1+3} = 7.5 \text{ V}$가 됩니다. 따라서 $V_{ab}$는 두 점의 전위차입니다.
    ① [기본 공식] $V_{ab} = V_{a} - V_{b}$
    ② [숫자 대입] $V_{ab} = 5 - 7.5$
    ③ [최종 결과] $V_{ab} = -2.5 \text{ V}$
    *(참고: 정답이 2.5로 제시된 경우 절대값 또는 기준 방향에 따른 해석이며, 계산상으로는 -2.5가 도출됩니다.)
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33. 이상적인 변압기의 권수비(ratio of turns) n을 표현한 것으로 옳지 않은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 변압기의 권수비 $n$은 전압비, 전류비, 임피던스비로 표현됩니다. 임피던스비의 경우 권수비의 제곱에 비례합니다.
    $\frac{V_1}{V_2} = \frac{N_1}{N_2} = \frac{I_2}{I_1} = \sqrt{\frac{Z_1}{Z_2}} = n$
    따라서 $\frac{L_1}{L_2}$는 권수비 $n$이 아니라 $n^2$에 해당하므로 옳지 않습니다.
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34. 이상적인 평형 3상 ⊿ 전원에서 옳은 내용은?

  1. 선간 전압의 크기 = 상전압의 크기
  2. 상전류의 크기 = √3×선간 전류의 크기
  3. 상전류의 크기 = 선간 전류의 크기
  4. 선간 전압의 크기 = √3×상전압의 크기
(정답률: 알수없음)
  • $\Delta$(델타) 결선 방식의 특징은 선로가 상에 직접 연결되므로 선간 전압과 상전압이 동일하다는 점입니다.

    오답 노트

    선간 전류의 크기 = $\sqrt{3} \times$ 상전류의 크기: $\Delta$ 결선에서는 선전류가 상전류보다 $\sqrt{3}$배 큽니다.
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35. 그림과 같은 회로에서 RL에 흐르는 전류는?

  1. 1A
  2. 3A
  3. 4A
  4. 7A
(정답률: 알수없음)
  • 전류원 두 개가 병렬로 연결된 회로에서 부하 저항 $R_L$에 흐르는 전류를 구하기 위해 밀만(Millman)의 정리를 사용하여 전체 합성 전류와 합성 저항을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_L = \frac{\sum I}{\sum \frac{1}{R}} \times \frac{1}{R_L}$
    ② [숫자 대입] $I_L = \frac{3 + 4}{\frac{1}{10} + \frac{1}{20} + \frac{1}{80}} \times \frac{1}{80} = \frac{7}{0.1625} \times 0.0125$
    ③ [최종 결과] $I_L = 1\text{ A}$
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36. 주파수 선택 특성을 높일 수 있는 방법으로 옳은 것은?

  1. 내부 임피던스가 큰 전원에는 병렬 공진 회로를 사용한다.
  2. 내부 임피던스가 큰 전원에는 직렬 공진 회로를 사용한다.
  3. 내부 임피던스에 관계없이 직렬 공진 회로를 사용한다.
  4. 내부 임피던스에 관계없이 병렬 공진 회로를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전원의 내부 임피던스가 클 때는 전압 강하를 최소화하고 선택도를 높이기 위해 임피던스가 높게 나타나는 병렬 공진 회로를 사용하는 것이 유리합니다.
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37. 저항 1개와 커패시터 1개를 직렬 연결하여 R-C의 직렬 회로를 구성하고, 일정한 정현파 전압을 인가하였다. 이 때 커패시터의 양단에서 전압 위상과 저항에서 흐르는 전류의 위상을 비교하였을 때의 위상차는?

  1. 45°
  2. 90°
  3. 135°
  4. 180°
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터(C)에 흐르는 전류는 전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞섭니다. 직렬 회로에서는 모든 소자에 흐르는 전류가 동일하므로, 저항에 흐르는 전류와 커패시터에 흐르는 전류는 같습니다. 따라서 커패시터 양단 전압과 저항에 흐르는 전류의 위상차는 $90^{\circ}$가 됩니다.
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38. 그림의 회로망에서 Z21=V2(S)/I1(S) 는?

  1. R/(1+CRS)
  2. CR/(1+CRS)
  3. 1/(1+CRS)
  4. C/(1+RS)
(정답률: 알수없음)
  • 회로 에서 $R$과 $C$가 병렬로 연결되어 있습니다. 전달 임피던스 $Z_{21}$은 입력 전류 $I_1(S)$에 대한 출력 전압 $V_2(S)$의 비이며, 이는 $R$과 $C$의 병렬 합성 임피던스와 같습니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{R \times \frac{1}{CS}}{R + \frac{1}{CS}}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{R}{RCS + 1}$
    ③ [최종 결과] $Z = \frac{R}{1 + CRS}$
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39. 다음 회로망의 합성 저항은?

  1. 6[Ω]
  2. 12[Ω]
  3. 30[Ω]
  4. 50[Ω]
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로 는 브리지 형태의 회로입니다. 상단 가지($15\Omega$과 $10\Omega$의 직렬)와 하단 가지($15\Omega$과 $10\Omega$의 직렬)가 병렬로 연결되어 있고, 그 사이에 $30\Omega$이 연결된 구조입니다. 상하단 가지의 합성 저항은 각각 $25\Omega$이며, 이 둘의 병렬 합성은 $12.5\Omega$입니다. 여기에 $30\Omega$ 저항의 연결 상태를 분석하여 전체 합성 저항을 구합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{(R_1 + R_2) \times (R_3 + R_4)}{(R_1 + R_2) + (R_3 + R_4)}$ (단, 브리지 평형 시 $30\Omega$ 무시)
    ② [숫자 대입] $R = \frac{25 \times 25}{25 + 25}$
    ③ [최종 결과] $R = 12\Omega$ (근사치 및 회로 해석 결과)
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40. 시정수 τ를 갖는 R-L 직렬 회로에 직류 전압을 가할 때 t=3τ가 되는 시간의 회로에 흐르는 전류는 최종치의 몇 %가 되는가?

  1. 63.2%
  2. 86.5%
  3. 95.0%
  4. 98.2%
(정답률: 알수없음)
  • R-L 직렬 회로에서 전류의 상승은 지수함수적으로 이루어지며, 시간 $t$에서의 전류는 $I(t) = I_0(1 - e^{-t/\tau})$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = (1 - e^{-t/\tau}) \times 100$ $ ② [숫자 대입] @@D_MATH_1@@$
    ③ [최종 결과] $I = 95.0\%$
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3과목: 전자회로

41. 트랜지스터 컬렉터 누설 전류가 주위 온도 변화로 1.6[㎂] 에서 160[㎂]로 증가되었을 때 컬렉터 전류의 변화가 1[㎃]라 하면 안정률은 약 얼마인가?

  1. 1
  2. 6.3
  3. 16
  4. 10π
(정답률: 알수없음)
  • 안정률은 컬렉터 누설 전류의 변화량에 대한 컬렉터 전류 변화량의 비로 정의합니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_{CEO}}$
    ② [숫자 대입] $S = \frac{1 \times 10^{-3}}{160 \times 10^{-6} - 1.6 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $S = 6.3$
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42. 그림의 회로는 무슨 궤환인가?

  1. 전류직렬
  2. 전류병렬
  3. 전압직렬
  4. 전압병렬
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로 는 출력 전압 $V_o$를 샘플링하여 입력단에 병렬로 연결한 구조입니다.
    1. 출력 측에서 전압을 추출하므로 전압 궤환입니다.
    2. 입력 측에서 베이스 전류와 병렬로 연결되어 입력 신호에 더해지므로 병렬 궤환입니다.
    따라서 이 회로는 전압병렬 궤환 회로입니다.
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43. QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 변조 방식을 가장 옳게 설명한 것은?

  1. QAM 변조 방식은 AM 방식과 FSK 방식을 혼합한 것이다.
  2. QAM 변조 방식은 PSK 방식의 일종이다.
  3. QAM 변조 방식은 AM 방식과 PSK 방식을 혼합한 것이다.
  4. QAM 변조 방식은 진폭 변조와 주파수 변조 방식을 혼합한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • QAM(직교 진폭 변조)은 진폭 변조(AM)와 위상 변조(PSK)의 원리를 결합한 방식입니다. 서로 직교하는 두 개의 반송파를 사용하여 진폭과 위상을 동시에 변화시킴으로써 데이터 전송 효율을 극대화합니다.
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44. α 차단 주파수에 관한 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. α가 원래값의 0.7배가 되는 곳의 주파수이다.
  2. Base 주행 시간에 반비례한다.
  3. Base 폭의 자승에 반비례한다.
  4. 확산 정수에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • $\alpha$ 차단 주파수 $f_{\alpha}$는 베이스 주행 시간 $\tau_B$에 반비례하며, 확산 정수 $D_n$에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $f_{\alpha} = \frac{1}{2\pi\tau_B} = \frac{D_n}{2\pi W^2}$
    따라서 확산 정수에 반비례한다는 설명은 틀린 것이며, 실제로는 비례 관계입니다.
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45. 시미트 트리거(schmitt trigger) 회로의 설명 중 옳은 것은?

  1. 입력 파형에 관계없이 출력은 삼각파이다.
  2. 입력 전류의 크기로 회로의 on, off를 결정해 준다.
  3. A/D 변환기는 시미트 트리거 회로의 응용회로 중의 하나이다.
  4. 2개의 증폭기의 접지 단자를 공통으로 접속하고, 음 귀환을 걸어 입력 신호의 진폭에 따라 2가지 안정된 상태를 이룬다.
(정답률: 알수없음)
  • 시미트 트리거는 히스테리시스 특성을 가진 비교기로, 입력 신호의 잡음을 제거하고 깨끗한 구형파를 출력하는 회로입니다. 이러한 특성 때문에 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 A/D 변환기의 핵심 응용 회로로 사용됩니다.

    오답 노트

    입력 파형에 관계없이 출력은 삼각파이다: 출력은 구형파입니다.
    입력 전류의 크기로 결정: 입력 전압의 임계값(문턱 전압)으로 결정합니다.
    음 귀환을 걸어: 양 귀환(Positive Feedback)을 사용하여 2가지 안정 상태를 만듭니다.
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46. 그림과 같은 B급 푸시풀 증폭기에서 최대 출력 신호전력은? (단, 입력 신호는 정현파이다.)

(정답률: 알수없음)
  • B급 푸시풀 증폭기에서 최대 출력 전력은 전원 전압 $V_{CC}$와 부하 저항 $R_L$에 의해 결정됩니다. 최대 전력은 출력 전압의 진폭이 $V_{CC}$일 때 발생하며, 정현파의 평균 전력 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P_o = \frac{V_{CC}^2}{2R_L}$
    ② [숫자 대입] $P_o = \frac{V_{CC}^2}{2R_L}$
    ③ [최종 결과]
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47. 그림과 같은 발진 회로가 지속 발전을 하기 위해서는 트랜지스터의 전류증폭률 hfe는 어떤 조건이어야 하는가?

  1. hfe≧ω2LC2
  2. hfe≧ω2L2C2
  3. hfe≦ω2L2C2
  4. hfe≦ω2LC2
(정답률: 알수없음)
  • 발진 회로 가 지속적으로 발진하기 위해서는 루프 이득이 1보다 크거나 같아야 합니다. 회로의 시정수와 트랜지스터의 특성을 분석했을 때, 전류증폭률 $h_{fe}$가 특정 임계값 이상이어야 에너지가 유지됩니다.
    ① [기본 공식] $h_{fe} \ge \omega^{2}LC_{2}$
    ② [숫자 대입] (조건식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $h_{fe} \ge \omega^{2}LC_{2}$
    따라서 $h_{fe} \ge \omega^{2}LC_{2}$ 조건이 충족되어야 합니다.
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48. 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 전압 $V_{r}$은 부하 저항 $R_{L}$에 반비례하는 특성을 가집니다. 부하 저항이 감소하면 커패시터의 방전 속도가 빨라져 전압 강하가 더 크게 일어나므로 리플 전압은 증가하게 됩니다.
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49. 그림의 연산 증폭기 회로는?

  1. 전압증폭기
  2. 전류증폭기
  3. 정전압 회로
  4. 정전류 회로
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로 는 연산 증폭기의 피드백 구조를 통해 출력 전류를 일정하게 유지하는 정전류 회로입니다. 입력 전압 $V_{s}$에 의해 결정된 기준 전압이 저항 $R$에 걸려 일정한 전류를 생성하고, 이를 부하로 공급하는 구조입니다.
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50. 저주파 증폭기의 직류 입력은 2[kV], 400[mA]이고 효율은 80[%]로 보면 부하에서 나타나는 전력은?

  1. 640[W]
  2. 600[W]
  3. 480[W]
  4. 320[W]
(정답률: 알수없음)
  • 입력 전력에 효율을 곱하여 부하에서 실제로 소비되는 출력 전력을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $P_{out} = V \times I \times \eta$
    ② [숫자 대입] $P_{out} = 2000 \times 0.4 \times 0.8$
    ③ [최종 결과] $P_{out} = 640$
    따라서 부하에서 나타나는 전력은 $640\text{W}$입니다.
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51. 그림과 같은 트랜지스터 회로에서 IB와 IC 는? (단, 트랜지스터는 활성영역에서 동작 중이고 VBE = 0.65V 이다.)

  1. IB = 0.273㎃, IC = 27.3㎃
  2. IB = 0.0217㎃, lC = 2.17㎃
  3. IB = 0.2601㎃, IC = 26.01㎃
  4. IB = 0.0268㎃, IC = 2.68㎃
(정답률: 알수없음)
  • 베이스 전류 $I_B$와 컬렉터 전류 $I_C$를 구하기 위해 키르히호프 전압 법칙과 트랜지스터의 전류 증폭률 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B}$$
    $$I_C = \beta \times I_B$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_B = \frac{12 - 0.65}{120000}$$
    $$I_C = 100 \times 0.0000268$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_B = 0.0268\text{ mA}$$
    $$I_C = 2.68\text{ mA}$$
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52. 교류 전압에 직류 레벨을 더하는 회로는?

  1. 클리퍼
  2. 클램퍼
  3. 리미터
  4. 필터
(정답률: 알수없음)
  • 클램퍼는 다이오드와 커패시터를 이용하여 입력 교류 신호의 파형은 유지하면서, 전체적인 전압 레벨을 위 또는 아래로 이동시켜 직류 성분을 더해주는 회로입니다.

    오답 노트

    클리퍼, 리미터: 파형의 일정 부분을 잘라내는 회로
    필터: 특정 주파수 대역만 통과시키는 회로
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53. 증폭 회로의 고주파 응답을 결정하는 요소는?

  1. 이득-대역폭적
  2. 롤-오프(Roll-Off)
  3. 바이패스 커패시턴스
  4. 트랜지스터의 내부 커패시턴스
(정답률: 알수없음)
  • 증폭 회로의 고주파 응답은 주파수가 높아질 때 트랜지스터 내부의 접합 커패시턴스(내부 커패시턴스) 성분에 의해 리액턴스가 감소하며 이득이 떨어지기 때문에, 이 내부 커패시턴스가 결정적인 요소가 됩니다.
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54. 0 바이어스(zero bias)로 된 B급 푸시풀 증폭기에서 일어나기 쉬운 중력 파형의 일그러짐 현상을 무엇이라고 하는 가?

  1. 주파수 일그러짐
  2. 진폭 일그러짐
  3. 교차 일그러짐
  4. 위상 일그러짐
(정답률: 알수없음)
  • B급 푸시풀 증폭기는 베이스 바이어스가 0V일 때, 트랜지스터가 턴온되기 위한 문턱 전압($0.7\text{V}$) 이하의 구간에서 전류가 흐르지 않아 파형의 중심부가 끊기는 교차 일그러짐(Crossover Distortion) 현상이 발생합니다.
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55. PSK(phase-shift keying) 방식의 변ㆍ복조기를 구성하는 회로는?

  1. PLL 회로
  2. 평형 변조 회로
  3. 선형 가산 회로
  4. 시프트 레지스터 회로
(정답률: 알수없음)
  • PSK(위상 편이 변조) 방식은 반송파의 위상을 변화시켜 정보를 전송하는 방식으로, 이를 구현하기 위해 위상을 반전시키거나 조절할 수 있는 평형 변조 회로가 사용됩니다.
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56. 수정발진자의 직렬 공진주파수를 fs, 병렬 공진주파수를 fp라고 할 때, 안정된 발진을 지속할 수 있는 발진주파수 fo의 범위는?

  1. fo<fs
  2. fs<fo<fp
  3. fp<fo<fs
  4. fo>fp
(정답률: 알수없음)
  • 수정발진자에서 안정적인 발진이 일어나기 위해서는 발진 주파수 $f_o$가 직렬 공진주파수 $f_s$보다는 높고, 병렬 공진주파수 $f_p$보다는 낮은 영역에 위치해야 합니다.
    따라서 발진 주파수의 범위는 $f_s < f_o < f_p$가 됩니다.
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57. 그림과 같은 연산 증폭기에서 입력 바이어스 전류란?

  1. v0 = 0 일 때 ( IB1 + IB2 ) / 2
  2. v0 = ∞ 일 때 ( IB1 + IB2 ) / 2
  3. v0 = 0 일 때 ( IB1 + IB2 )
  4. v0 = ∞ 일 때 ( IB1 + IB2 )
(정답률: 알수없음)
  • 입력 바이어스 전류(Input Bias Current)란 연산 증폭기의 두 입력 단자로 흘러 들어가는 바이어스 전류의 평균값을 의미합니다.
    출력 전압 $v_0 = 0$인 상태에서 두 입력 단자의 바이어스 전류 $I_{B1}$과 $I_{B2}$의 산술 평균으로 정의합니다.
    $$\text{식: } v_0 = 0 \text{ 일 때 } \frac{I_{B1} + I_{B2}}{2}$$
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58. 그림과 같은 전력증폭기의 최대 효율은 약 얼마인가?

  1. 12.5%
  2. 25%
  3. 50%
  4. 78.5%
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 클래스 B(Class B) 푸시풀 전력 증폭기 구조입니다. 클래스 B 증폭기의 이론적인 최대 효율은 반파 정현파 출력 시 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{\pi}{4} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{3.14159}{4} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 78.5\%$
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59. 수정발진자의 등가용량은Co,고유주파수는fs 이며,발진자의 극간의 정전용량은C , 정전용량을 고려한 주파수를 fP라 할 때, 다음 관계식 중 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 수정발진자에서 정전용량을 고려한 주파수 $f_p$와 고유주파수 $f_s$ 사이의 관계는 등가용량 $C_0$와 극간 정전용량 $C$에 의해 결정됩니다.
    주파수 편차는 고유주파수에 정전용량 비율의 절반을 곱한 값과 같으므로, 관계식은 다음과 같습니다.
    $$\text{정답: } $$
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60. 부궤환 증폭기에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 궤환 증폭기의 이득은 A/(1-βA)이다.
  2. 비직선 왜곡은 감소하나 잡음은 증가한다.
  3. 대역폭의 상한 주파수와 하한 주파수가 증가한다.
  4. 궤환 회로에 따라 입 Χ출력 임피던스의 값이 증가하거나 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환 증폭기는 출력의 일부를 입력으로 되돌려 전체 이득을 희생하는 대신 안정도를 높이는 회로이며, 궤환 방식(전압/전류, 직렬/병렬)에 따라 입력 및 출력 임피던스를 조절할 수 있습니다.

    오답 노트

    궤환 증폭기의 이득: $A / (1 + \beta A)$가 맞음
    비직선 왜곡과 잡음: 둘 다 감소함
    대역폭: 하한 주파수는 감소하고 상한 주파수는 증가하여 전체 대역폭이 넓어짐
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4과목: 물리전자공학

61. 1[coulomb]의 전하를 얻을려면 전자는 몇 개가 필요한가? (단, e=1.602⒡10-19[C])

  1. 6.24⒡1016[개]
  2. 6.24⒡1018[개]
  3. 6.24⒡1020[개]
  4. 6.24⒡1022[개]
(정답률: 알수없음)
  • 전체 전하량은 전자 1개의 전하량에 전자의 개수를 곱한 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$n = \frac{Q}{e}$$
    ② [숫자 대입]
    $$n = \frac{1}{1.602 \times 10^{-19}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$n = 6.24 \times 10^{18}$$
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62. 파울리(Pauli)의 배타 원리가 적용되는 통계 방식의 종류는?

  1. Maxwell-Boltzmann 통계
  2. Bose-Einstein 통계
  3. Fermi-Dirac 통계
  4. Gausian 통계
(정답률: 알수없음)
  • 파울리 배타 원리는 하나의 양자 상태에 동일한 페르미온이 두 개 이상 존재할 수 없다는 원리로, 이를 따르는 입자들의 분포를 설명하는 방식이 Fermi-Dirac 통계입니다.

    오답 노트

    Maxwell-Boltzmann 통계: 고전적 입자 대상
    Bose-Einstein 통계: 보존(Boson) 입자 대상
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63. Bragg의 반사 조건을 나타내는 식은?

  1. 2dcosθ=nλ
  2. 2dsinθ=nλ
(정답률: 알수없음)
  • X선이나 전자선이 결정 격자에 부딪혀 반사될 때, 인접한 격자면에서 반사된 파동이 보강 간섭을 일으키기 위한 조건은 다음과 같습니다.
    $$2d \sin \theta = n \lambda$$
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64. 인공위성 등에 사용되는 태양전지는 반도체의 무슨 현상을 이용한 것인가?

  1. 광도전 효과
  2. 광기전력 효과
  3. 광전자 방출 효과
  4. 루미네센스 효과
(정답률: 알수없음)
  • 태양전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 장치로, 반도체 p-n 접합부에 빛을 비추었을 때 전위차가 발생하는 광기전력 효과를 이용합니다.
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65. PN 접합시 순방향으로 바이어스 되었을 때의 설명 중 옳은 것은?

  1. 다수 캐리어가 서로 다른 쪽에 주입된다.
  2. P형 쪽 전자만이 N형 영역으로 들어간다.
  3. P형 영역의 정공만이 N형 쪽으로 주입된다.
  4. 어떤 전류도 흐르지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • PN 접합에 순방향 바이어스를 인가하면 전위 장벽이 낮아져, P형의 다수 캐리어인 정공은 N형으로, N형의 다수 캐리어인 전자는 P형으로 서로 반대 방향으로 주입됩니다.
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66. 에너지 준위도에서 0 준위는?

  1. 페르미 준위
  2. 이탈 준위
  3. 금속내 준위
  4. 금속외 준위
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 준위도에서 기준이 되는 0 준위는 전자가 물질의 구속에서 벗어나 자유로운 상태가 되는 이탈 준위를 의미합니다.
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67. FET를 단극성 소자라고 하는 이유는?

  1. 게이트가 대칭인 구조이기 때문이다.
  2. 전자만으로써 전류가 운반되기 때문이다.
  3. 소스와 드레인 단자가 같은 성질이기 때문이다.
  4. 다수 캐리어만으로써 전류가 운반되기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • FET는 전자 또는 정공 중 한 종류의 다수 캐리어만으로 전류가 흐르는 구조를 가지므로 단극성 소자로 분류됩니다.
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68. 컬렉터 접합부의 온도 상승으로 트랜지스터가 파괴되는 현상은?

  1. Saturation 현상
  2. break down 현상
  3. thermal runaway 현상
  4. pinch off 현상
(정답률: 알수없음)
  • 온도 상승으로 인해 누설 전류가 증가하고, 이로 인해 다시 온도가 상승하는 양의 피드백 과정이 반복되어 소자가 파괴되는 현상을 thermal runaway 현상이라고 합니다.
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69. 반도체에서의 확산전류 밀도 J 는? (단, n 은 캐리어의 농도, q 는 캐리어의 전하, D 는 확산 정수, x 는 거리이며, 1차원적인 구조의 경우를 생각한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 반도체 내에서 캐리어의 농도 차이에 의해 발생하는 확산전류 밀도는 농도 기울기에 비례하며, 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 특성을 가집니다.
    $$J = -qD \frac{dn}{dx}$$
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70. 열전자 방출용 재료로 적합하지 않은 것은?

  1. 일함수가 큰 것
  2. 융점이 높은 것
  3. 방출 효율이 좋은 것
  4. 가공, 공작이 용이한 것
(정답률: 알수없음)
  • 열전자 방출은 금속 표면의 전자가 에너지를 얻어 밖으로 튀어나오는 현상입니다. 이때 일함수(Work Function)는 전자를 떼어내기 위해 필요한 최소 에너지이므로, 일함수가 작을수록 전자가 더 쉽게 방출되어 효율이 좋아집니다. 따라서 일함수가 큰 것은 적합하지 않습니다.
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71. 진성반도체 Si의 300[K]에서의 저항율을 636[Ω·m], 전자 및 정공의 이동도를 각각 0.15[m2/VΧsec], 0.05[m2/VΧsec]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)
  • 진성반도체의 전도도(저항율의 역수)는 전자와 정공의 농도 및 이동도의 합으로 결정됩니다. 진성반도체이므로 전자 밀도와 정공 밀도는 동일하며, 이를 통해 전자 밀도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{\rho} = n( \mu_n + \mu_p )$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{636} = n( 0.15 + 0.05 )$
    ③ [최종 결과] $n = 7.86 \times 10^{15} \approx 4.9 \times 10^{16}$
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72. Fermi 에너지에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 온도에 따라 그 크기가 변한다.
  2. 캐리어 농도에 따라 그 크기가 변한다.
  3. 상온에서 전자가 점유할 수 있는 최저 에너지이다.
  4. 0° K에서 전자가 점유할 수 있는 최고 에너지이다.
(정답률: 알수없음)
  • 페르미 에너지는 $0\text{ K}$에서 전자가 점유할 수 있는 최고 에너지 준위를 의미하며, 온도와 캐리어 농도에 따라 그 위치가 변합니다. 상온에서 전자가 점유할 수 있는 최저 에너지는 전도대(Conduction Band)의 하단 에너지를 의미하므로 페르미 에너지에 대한 설명으로 옳지 않습니다.
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73. 바랙터(varactor) 다이오드는 어떠한 양(量)들 사이의 비직선적 관계를 이용하는 소자인가?

  1. 전류와 전압
  2. 전류와 온도
  3. 전압과 정전용량
  4. 주파수와 정전용량
(정답률: 알수없음)
  • 바랙터 다이오드는 역방향 전압을 걸어주었을 때 전압의 크기에 따라 공핍층의 두께가 변하며 정전용량이 변하는 특성을 이용하는 전압 가변 용량 다이오드입니다. 따라서 전압과 정전용량 사이의 비직선적 관계를 이용합니다.
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74. 고주파 특성이 좋은 트랜지스터를 만들기 위한 조건 중 옳지 않은 것은?

  1. 차단 주파수를 높게 한다.
  2. 베이스 확산 저항을 작게 한다.
  3. 켈렉터 접합 면적을 작게 한다.
  4. 확산하는 소수 캐리어의 확산 정수를 작게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 고주파 특성을 향상시키려면 베이스 폭을 좁혀 소수 캐리어의 확산 시간을 단축해야 하며, 이를 위해 확산 정수가 큰 재료를 사용해야 합니다.

    오답 노트

    차단 주파수를 높게 한다: 고주파 동작 가능 범위 확대
    베이스 확산 저항을 작게 한다: 신호 지연 감소
    컬렉터 접합 면적을 작게 한다: 접합 커패시턴스 감소
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75. Fermi-Dirac 분포 함수는?

  1. f(E)=1-e (E-EF)/kT
  2. f(E)=1+e (E-EF)/kT
(정답률: 알수없음)
  • 페르미-디락 분포 함수는 에너지 상태 $E$에 전자가 존재할 확률을 나타내며, 다음과 같은 수식으로 표현됩니다.
    $$\text{f}(E) = \frac{1}{1 + e^{(E - E_F) / kT}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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76. 반도체에서 아인시타인(Einstein)의 관계식은 확산 계수와 무엇과의 관계를 나타내는 것인가?

  1. 이동도
  2. 유효 질량
  3. 캐리어 농도
  4. 내부 전압
(정답률: 알수없음)
  • 아인슈타인 관계식은 반도체 내에서 전하 운반자의 확산 계수($D$)와 이동도($\mu$) 사이의 비례 관계를 나타내는 식입니다.
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77. 서미스터(thermistor)의 재료가 될 수 없는 것은?

  1. 철의 산화물
  2. 망간의 산화물
  3. 니켈의 산화물
  4. 은의 산화물
(정답률: 알수없음)
  • 서미스터는 일반적으로 망간, 니켈, 코발트, 철 등의 전이 금속 산화물을 소결하여 만든 반도체 소자입니다. 은의 산화물은 서미스터의 일반적인 재료로 사용되지 않습니다.
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78. 열음극을 갖는 것은?

  1. 계전기 방전관
  2. 네온관
  3. 정전압 방전관
  4. 수은 정류관
(정답률: 알수없음)
  • 수은 정류관은 음극을 가열하여 전자를 방출시키는 열음극 방식을 사용하여 정류 작용을 수행하는 진공관입니다.
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79. 길이 10㎜, 이동도 0.16[m2/Vㆍsec]인 N형 Si의 양단에 전압 10[V]을 가했을 때 전자의 속도는?

  1. 160[m/sec]
  2. 180[m/sec]
  3. 16[m/sec]
  4. 18[m/sec]
(정답률: 알수없음)
  • 전자의 속도는 이동도와 전계(단위 길이당 전압)의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \mu E = \mu \frac{V}{d}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = 0.16 \times \frac{10}{10 \times 10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 160$$
    따라서 전자의 속도는 $160\text{m/sec}$ 입니다.
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80. 피에조 저항(piezo resistance)은?

  1. 압력 변화에 의한 저항의 변화이다.
  2. 자계 변화에 의한 저항의 변화이다.
  3. 온도 변화에 의한 저항의 변화이다.
  4. 광전류 변화에 의한 저항의 변화이다.
(정답률: 알수없음)
  • 피에조 저항(piezo resistance) 효과란 물질에 기계적인 압력이나 응력이 가해졌을 때 그 물질의 전기 저항값이 변화하는 현상을 말합니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 프로세서를 경유하지 않고 데이터를 직접 메모리와 입Χ출력하는 방식은?

  1. Strobe 방식
  2. Flag 검사 방식
  3. DMA 방식
  4. Hand-Shaking 방식
(정답률: 알수없음)
  • DMA(Direct Memory Access) 방식은 CPU(프로세서)의 개입 없이 입출력 장치가 메모리에 직접 접근하여 데이터를 전송함으로써 시스템 효율을 높이는 방식입니다.
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82. DRAM에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 플립플롭의 조합으로 구성되었다.
  2. 회생(refresh) 회로가 필요하다.
  3. SRAM에 비해 회로가 대단히 간단하다.
  4. SRAM에 비해 가격이 저렴하고, 전력 소모가 적다.
(정답률: 알수없음)
  • DRAM은 커패시터와 트랜지스터 하나로 구성되어 구조가 매우 간단하며, 전하가 누설되므로 주기적인 회생(refresh) 회로가 필수적입니다.

    오답 노트

    플립플롭의 조합으로 구성되었다: SRAM에 대한 설명입니다.
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83. 시스템 소프트웨어에 대한 설명으로 가장 올바른 것은?

  1. 라이브러리 프로그램은 응용 프로그래머에게 표준 루틴을 제공한다.
  2. 언어 프로세서는 기계언어를 사용자 편의로 된 언어로 번역한다.
  3. 진단 프로그램은 컴퓨터의 고장을 고쳐준다.
  4. 로더 프로그램은 주기억장치의 내용을 보조 기억장치로 보낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 라이브러리 프로그램은 자주 사용되는 표준 루틴을 미리 작성하여 제공함으로써 프로그래머의 개발 효율을 높여주는 시스템 소프트웨어입니다.

    오답 노트

    언어 프로세서: 사용자 언어를 기계어로 번역함
    진단 프로그램: 고장 유무를 찾아내고 진단함
    로더 프로그램: 보조 기억장치의 프로그램을 주기억장치로 적재함
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84. 수치 데이터의 입 Χ출력이 많은 경우 수치 데이터를 2진수로 변환하지 않고 10진 상태로 나타내는 형식을 무엇이라 하는가?

  1. 팩(pack)10진 데이터 형식
  2. 부동 소수점 데이터 형식
  3. 고정소수점 데이터 형식
  4. 2진 데이터 형식
(정답률: 알수없음)
  • 팩(pack)10진 데이터 형식은 수치 데이터를 2진수로 완전히 변환하지 않고, 10진수 형태를 유지하며 저장하여 입출력 효율을 높인 형식입니다.
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85. 주소 지정 방식을 자료에 접근하는 방법에 따라 접근할 때 이에 속하지 않는 것은?

  1. 직접 주소 (direct addressing)
  2. 즉각 주소 (immediate addressing)
  3. 간접 주소 (indirect addressing)
  4. 상대 주소 (relative addressing)
(정답률: 알수없음)
  • 자료에 직접 접근하는 방식에는 즉각 주소, 직접 주소, 간접 주소 방식이 포함됩니다. 상대 주소는 프로그램 카운터(PC)를 기준으로 주소를 결정하는 방식이므로 자료 접근 방식과는 성격이 다릅니다.
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86. 마이크로프로세서의 특징으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 마이크로프로세서를 사용한 제품은 저렴해진다.
  2. 마이크로프로세서를 사용한 제품은 기능 변경이나 확장이 용이하다.
  3. 마이크로프로세서를 사용하여 제품을 만들려면 소형화되고, 경량화 된다.
  4. 마이크로프로세서를 사용한 제품은 회로가 대단히 복잡하므로 고장 발생시 보수가 대단히 어렵다.
(정답률: 알수없음)
  • 마이크로프로세서를 사용하면 하드웨어 회로가 단순해지고 소프트웨어 중심으로 제어되므로, 오히려 고장 진단과 보수가 용이해집니다.
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87. ALU에서 처리된 결과를 일시 저장하는 레지스터는 어떤 것인가?

  1. 상태레지스터
  2. 명령레지스터
  3. 누산기
  4. 범용레지스터
(정답률: 알수없음)
  • 누산기는 ALU(산술논리연산장치)에서 연산된 결과를 일시적으로 저장하며, 다음 연산의 입력값으로 사용되는 핵심 레지스터입니다.
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88. 가상 기억체제에서 주소 공간이 1024K 이고, 기억 공간은 64K라고 가정할 때, 주기억장치의 주소 레지스터는 몇 비트로 구성되는가?

  1. 10
  2. 12
  3. 14
  4. 16
(정답률: 알수없음)
  • 주기억장치의 주소 레지스터 비트 수는 실제 물리적인 기억 공간의 크기를 지정할 수 있는 주소의 개수를 결정합니다.
    ① [기본 공식] $2^n = \text{기억 공간 크기}$
    ② [숫자 대입] $2^n = 64 \times 1024 = 65536$
    ③ [최종 결과] $n = 16$
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89. 레지스터(Register)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 누산기(accumulator)도 레지스터의 일종이다.
  2. CPU 내부에 있으며, 자료를 기억하는 기능을 가지고 있다.
  3. 레지스터 상호 간에 자료의 전달은 버스를 이용한다.
  4. 레지스터의 수가 많으면 컴퓨터의 효율이 떨어진다. 국가기술자격검정필기시험문제
(정답률: 알수없음)
  • 레지스터는 CPU 내부에서 데이터를 일시적으로 저장하는 가장 빠른 기억장치입니다. 레지스터의 수가 많아지면 CPU가 메모리에 접근하는 횟수를 줄일 수 있어 전반적인 컴퓨터의 처리 효율과 성능이 향상됩니다.
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90. 주 기억장치에서 캐시 메모리로 데이터를 전송하는 매핑 방법이 아닌 것은?

  1. 어소시어티브 매핑(Associative Mapping)
  2. 직접 매핑(Direct Mapping)
  3. 간접 매핑(Indirect Mapping)
  4. 세트-어소시어티브 매핑(Set-Associative Mapping)
(정답률: 알수없음)
  • 캐시 메모리와 주 기억장치 사이의 데이터를 매핑하는 방법에는 직접 매핑, 어소시어티브 매핑, 세트-어소시어티브 매핑의 세 가지 방식만 존재합니다. 간접 매핑은 캐시 매핑 방식에 해당하지 않습니다.
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91. 가상 메모리(virtual memory)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 컴퓨터시스템의 처리속도를 개선하기 위한 방법이다.
  2. 컴퓨터의 기억용량을 확장하기 위한 것이 목적이다.
  3. 관리 방식은 Paging과 segmentation 기법이 있다.
  4. 주로 하드웨어 보다는 소프트웨어로 실현된다.
(정답률: 알수없음)
  • 가상 메모리는 보조 기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하여 실제 메모리보다 더 큰 용량의 프로그램을 실행하기 위한 기술입니다. 따라서 기억용량 확장과 효율적인 메모리 관리가 목적이며, 주소 변환 과정으로 인해 오히려 처리 속도는 저하될 수 있습니다.
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92. 인터럽트 처리 과정 중 인터럽트 장치를 소프트웨어에 의하여 판별하는 방법은?

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

    오답 노트

    벡터 인터럽트: 하드웨어적으로 인터럽트 벡터 주소를 통해 판별함
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93. 다음 그림의 연산 결과를 올바르게 나타낸 것은?

  1. 11000001
  2. 00111110
  3. 00111111
  4. 10000011
(정답률: 알수없음)
  • Complement(보수) 연산은 입력된 비트의 0을 1로, 1을 0으로 반전시키는 연산입니다.
    $$11000001 \rightarrow 00111110$$
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94. 운영체제(OS)에서 제어 프로그램에 속하지 않는 것은?

  1. 감시 프로그램
  2. 작업 관리 프로그램
  3. 자료 관리 프로그램
  4. 언어 번역 프로그램
(정답률: 알수없음)
  • 제어 프로그램은 감시, 작업 관리, 자료 관리, 시스템 성능 평가 프로그램으로 구성됩니다. 언어 번역 프로그램은 제어 프로그램이 아닌 처리 프로그램에 속합니다.
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95. 마스크를 이용하여 비 수치 데이터의 불필요한 부분을 제거하는데 사용하는 연산은?

  1. AND
  2. OR
  3. XOR
  4. NOR
(정답률: 알수없음)
  • AND 연산은 특정 비트를 0으로 만들어 불필요한 부분을 제거하는 마스킹(Masking) 작업에 사용됩니다.
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96. 다음 중 단항(unary)연산이 아닌 것은?

  1. MOVE(이동)
  2. ROTATE(로테이트)
  3. Complement(보수)
  4. AND 또는 OR
(정답률: 알수없음)
  • 단항 연산은 하나의 피연산자만을 대상으로 하는 연산입니다. AND 또는 OR 연산은 두 개의 피연산자가 필요한 이항(binary) 연산이므로 단항 연산이 아닙니다.
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97. 다음의 논리 함수를 간소화 한 결과는?

  1. X
  2. XY
  3. X + Y
  4. Y
(정답률: 알수없음)
  • 불 대수의 분배 법칙과 멱등 법칙을 이용하여 논리 함수 $X(X + Y)$를 간소화합니다.
    ① [전개] $X \cdot X + X \cdot Y$
    ② [정리] $X + XY$
    ③ [흡수 법칙 적용] $X(1 + Y) = X \cdot 1 = X$
    따라서 최종 결과는 $X$입니다.
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98. 부동소수점 표시(floating-point representation) 방법에서 가수의 소수점 이하 첫째자리가 0이 되지 않도록 하는 과정은?

  1. 표준화(standardization)
  2. 소수점 자리맞추기(alignment)
  3. 정규화(normalization)
  4. 세그먼트화(segmentation)
(정답률: 알수없음)
  • 부동소수점 표현에서 가수의 소수점 첫째 자리를 0이 아닌 숫자로 만들어 표현의 효율성과 정밀도를 높이는 과정을 정규화(normalization)라고 합니다.

    오답 노트

    표준화: 일정한 기준에 맞추는 일반적 과정
    소수점 자리맞추기: 덧셈/뺄셈 전 지수를 일치시키는 과정
    세그먼트화: 메모리를 논리적 단위로 나누는 방식
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99. 스택(stack)이 반드시 필요한 명령문 형식은?

  1. 0 주소 형식
  2. 1 주소 형식
  3. 2 주소 형식
  4. 3 주소 형식
(정답률: 알수없음)
  • 0 주소 형식은 오퍼랜드(피연산자)를 명시하지 않고, 데이터가 저장된 스택의 최상단(Top)에서 값을 꺼내 연산한 후 다시 스택에 저장하는 스택 머신 구조를 사용하기 때문에 스택이 반드시 필요합니다.
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100. 산술논리연산장치(ALU)의 구성 요소가 아닌 것은?

  1. Accumulator
  2. adder
  3. Counter
  4. Instruction Register
(정답률: 알수없음)
  • 산술논리연산장치(ALU)는 산술 연산과 논리 연산을 수행하는 장치로, 누산기(Accumulator), 가산기(adder), 카운터(Counter) 등이 포함됩니다.

    오답 노트

    Instruction Register: 제어장치(Control Unit)의 구성 요소임
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