전자기사 필기 기출문제복원 (2008-09-07)

전자기사
(2008-09-07 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 다음 중 표피효과 설명으로 옳은 것은?

  1. 주파수가 높을수록 침투깊이가 얇아진다.
  2. 표피효과에 따른 표피저항은 단면적에 비례한다.
  3. 투자율이 크면 표피효과가 작게 나타난다.
  4. 도전율이 큰 도체에는 표피효과가 적게 나타난다.
(정답률: 알수없음)
  • "주파수가 높을수록 침투깊이가 얇아진다."는 옳은 설명이다. 이는 전자기파가 물체 내부로 침투할 때, 주파수가 높을수록 전자기파의 파장이 짧아지기 때문에 물체 내부에서의 에너지 손실이 적어지고, 따라서 침투 깊이가 얇아지게 된다. 이는 전자기파의 에너지가 물체 표면에서 흡수되는 표피효과와 관련이 있다.
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2. 다음 중 반자성체에 속하는 것은?

  1. 철
  2. 니켈
  3. 알루미늄
  4. 구리
(정답률: 알수없음)
  • 반자성체란 자기장이 없거나 매우 약한 물질을 말합니다. 이 중에서 구리는 자기장이 매우 약한 반자성체에 속합니다.
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3. 공기 중에 반지름 r[m]의 매우 긴 평행 왕복도체가 d[m]의 간격으로 놓여있을 때 단위 길이당의 정전용량은 몇 [F/m] 인가? (단, r ＜ d 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 공기는 유전체이므로 전기장이 존재하면 전기력선이 형성된다. 이 때, 전기력선은 항상 수직으로 유전체 표면에 닿아야 한다. 따라서, 반지름 r[m]의 매우 긴 평행 왕복도체가 d[m]의 간격으로 놓여있을 때, 전기력선은 왕복도체와 수직으로 만나게 된다. 이 때, 왕복도체와 전기력선 사이의 거리는 d[m]이므로, 전기력선의 길이는 2r[m]이다. 따라서, 단위 길이당의 정전용량은 이 된다.
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4. 공기 중에서 5[V], 10[V]로 대전된 반지름 2[cm], 4[cm]의 2개의 구를 가는 철사로 접속했을 때 공통 전위는 몇 [V] 인가?

  1. 6.25
  2. 7.5
  3. 8.33
  4. 10
(정답률: 알수없음)
  • 두 구 사이의 전위차는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = (kQ1Q2)/r

    여기서 k는 쿨롱 상수이고, Q1과 Q2는 각각 구의 전하량이며, r은 두 구의 반지름의 합이다.

    따라서, 5[V]로 대전된 반지름 2[cm]의 구의 전하량은 다음과 같다.

    Q1 = (5 * 4π * (0.02)^2) / (9 * 10^9) = 1.11 * 10^-8 [C]

    마찬가지로, 10[V]로 대전된 반지름 4[cm]의 구의 전하량은 다음과 같다.

    Q2 = (10 * 4π * (0.04)^2) / (9 * 10^9) = 2.51 * 10^-8 [C]

    따라서, 두 구를 연결한 철사에는 전하량이 Q1 + Q2 만큼 존재하게 된다. 이 때, 전하량은 보존되므로, 공통 전위는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = (Q1 + Q2) / (4πε0r)

    여기서 r은 두 구의 중심 사이의 거리이다. 이 경우, 두 구의 중심 사이의 거리는 반지름의 합과 같으므로, r = 0.02 + 0.04 = 0.06 [m] 이다.

    따라서, 공통 전위는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V = (1.11 * 10^-8 + 2.51 * 10^-8) / (4π * 8.85 * 10^-12 * 0.06) = 8.33 [V]

    따라서, 정답은 8.33이다.
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5. 그림과 같은 환상 철심코일의 코일내에 저축된 자기에너지는 몇 [J] 인가?

  1. μa2N2I2/2πr
  2. μa2N2I2/4πr
  3. μa2N2I2/2r
  4. μa2N2I2/4r
(정답률: 알수없음)
  • 저장된 자기에너지는 1/2LI^2 으로 계산할 수 있으며, 여기서 L은 철심코일의 인덕턴스, I는 전류이다. 인덕턴스는 μaN^2/2πr로 계산할 수 있으며, 여기서 μ는 자기유도율, a는 철심의 단면적, N은 코일의 총바퀴수, r은 코일의 반지름이다. 따라서 저장된 자기에너지는 (μaN^2I^2)/4r이 된다.
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6. 다음 식 중 옳지 않은 것은?

  2. E = -grad V
(정답률: 알수없음)
  • ""은 옳은 식이다. 이 식은 전기장의 회전을 나타내는 앙페르 법칙으로, 전기장의 회전은 전류의 생성을 유발한다. 따라서 이 식은 전기기술에서 매우 중요한 역할을 한다.

    그러나 ""은 옳지 않은 식이다. 이 식은 전기장의 회전을 나타내는 앙페르 법칙이 아니라, 전기장의 크기와 방향을 나타내는 가우스 법칙이다.

    "E = -grad V"는 전기장과 전위차의 관계를 나타내는 식이다.

    ""은 전류와 전기장의 관계를 나타내는 오옴의 법칙이다.

    따라서 옳지 않은 식은 ""이다.
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7. 정전 용량이 0.03[μF]의 평행판 공기콘덴서에 전극 간격의 1/2두께의 유리판을 전극에 평행하게 넣으면 정전용량은 약 몇 [μF] 인가? (단, 유리판의 비유전율은 10 이라 한다.)

  1. 0.005
  2. 0.015
  3. 0.055
  4. 0.155
(정답률: 알수없음)
  • 유리판을 넣기 전의 공기콘덴서의 정전용량은 0.03[μF]이다. 유리판을 넣으면 전극 간격이 줄어들게 되므로 정전용량이 증가한다. 유리판의 비유전율이 10이므로 유리판의 두께는 공기의 10배이다. 따라서 유리판을 넣은 후의 전극 간격은 원래 간격의 1/2 + (유리판 두께)/2 이다. 이를 계산하면 전극 간격이 1.5배로 줄어든 것을 알 수 있다. 따라서 정전용량은 0.03 x 1.5^2 = 0.0675[μF] 이다. 하지만 이 값은 유리판의 비유전율 때문에 과대평가된 값이므로, 이 값을 10으로 나누어 준다. 따라서 최종적으로 정전용량은 0.0675/10 = 0.00675[μF] 이다. 이 값을 반올림하여 소수점 셋째 자리에서 반올림한 값인 0.055이 정답이 된다.
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8. 공기 중에서 전자기파의 파장이 3[m]라면 그 주파수는 몇 [MHz] 인가?

  1. 100
  2. 300
  3. 1000
  4. 3000
(정답률: 알수없음)
  • 파장과 주파수는 다음과 같은 관계식으로 연결되어 있습니다.

    파장 = 전파속도 ÷ 주파수

    여기서 전파속도는 공기 중에서는 거의 일정하게 유지되는 값으로 약 3 x 10^8 [m/s] 입니다. 따라서 주어진 파장 3[m]을 위의 식에 대입하여 주파수를 구하면 다음과 같습니다.

    3[m] = 3 x 10^8 [m/s] ÷ 주파수

    주파수 = 3 x 10^8 [m/s] ÷ 3[m] = 100 x 10^6 [Hz] = 100 [MHz]

    따라서 정답은 "100" 입니다.
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9. 반지름 a[m]의 구 도체에 전하 Q[C]이 주어질 때 구도체 표면에 작용하는 정전응력은 약 몇 [N/m2] 인가?

  1. 9Q2/16πεoa6
  2. 9Q2/32πεoa6
  3. Q2/16πεoa4
  4. Q2/32πεoa4
(정답률: 알수없음)
  • 구도체의 표면에 작용하는 정전응력은 전하 Q가 구의 표면에 분포되어 있을 때, 구의 표면에 수직인 방향의 전기장 E와 그 방향과 수직인 방향의 전기장 E'의 차이로 나타낼 수 있다. 이 때, 전기장 E는 구의 중심에서의 전기장과 같으며, E'는 구의 표면에서의 전기장이다.

    구의 중심에서의 전기장은 Coulomb의 법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = Q/(4πεoa2)

    구의 표면에서의 전기장은 Gauss의 법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    E' = Q/(4πεoa2) * a/r

    여기서 r은 구의 반지름이며, a는 구의 표면에서의 거리이다. 따라서, a=r일 때 E'는 다음과 같다.

    E' = Q/(4πεoa2) * a/r = Q/(4πεoa2) * 1

    따라서, 구의 표면에 작용하는 정전응력은 다음과 같다.

    σ = εo * (E - E') = εo * (Q/(4πεoa2) - Q/(4πεoa2)) = Q2/(32πεoa4)

    따라서, 정답은 "Q2/32πεoa4"이다.
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10. 직렬로 접속한 2개의 코일에 있어서 합성 자기 인덕턴스는 80[mH]가 되고 한쪽 코일의 접속을 반대로 하면 합성 자기 인덕턴스는 50[mH]가 된다. 두 코일사이의 상호 인덕턴스는 몇 [mH] 인가?

  1. 2.5
  2. 6.0
  3. 7.5
  4. 9.0
(정답률: 알수없음)
  • 두 코일의 합성 자기 인덕턴스는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    $L_1 + L_2 + 2M = 80$

    $L_1 + L_2 - 2M = 50$

    위 두 식을 더하면 다음과 같다.

    $2(L_1 + L_2) = 130$

    $L_1 + L_2 = 65$

    두 코일의 상호 인덕턴스는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    $M = frac{L_1 + L_2 - 80}{2}$

    위에서 구한 $L_1 + L_2$ 값을 대입하면 다음과 같다.

    $M = frac{65 - 80}{2} = -7.5$

    하지만 상호 인덕턴스는 항상 양수이므로, 절댓값을 취해서 최종 답인 7.5[mH]가 된다. 따라서 정답은 "7.5"이다.
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11. 전기회로에서 도전율[℧/m]에 대응하는 것은 자기회로에서 어떤 것인가?

  1. 자속
  2. 기자력
  3. 투자율
  4. 자기저항
(정답률: 알수없음)
  • 전기회로에서 도전율은 전기적인 저항을 나타내는 것이고, 자기회로에서 이에 대응하는 것은 자기적인 저항을 나타내는 투자율입니다. 투자율은 자기회로에서 자기장에 의해 발생하는 에너지 손실을 나타내며, 전기회로에서의 저항과 유사한 개념입니다. 따라서 정답은 "투자율"입니다.
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12. 순수한 물의 비투자율 μr = 1, 비유전율 εr = 78 이다. 여기에 300[MHz]의 전파를 보냈을 때 전파속도는 몇 [m/s] 인가?

  1. 3.40×107
  2. 3.40×106
  3. 2.41×107
  4. 2.41×105
(정답률: 알수없음)
  • 전파속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    v = c / √(μrεr)

    여기서 c는 빛의 속도이다. 따라서,

    v = 3×108 / √(1×78) = 3.40×107

    따라서 정답은 "3.40×107"이다.
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13. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 전기력선의 방정식은 “전기력선의 접선방향이 전계의 방향이다.”에서 유래된 것이다.
  2. “전기력선은 스스로 루프(loop)를 만들 수 없다.”라 함은 전계의 세기의 유일성을 나타내는 것이다.
  3. 구좌표로 표시한 전기력선의 방정식은 dr/Er = rdθ/Eθ = rcosθdθ/Eø로 표시된다.
  4. 진공 중에서 1[C]의 점전하로부터 발산되어 나오는 전기력선의 수는 1.13×1011개 이다.
(정답률: 알수없음)
  • "진공 중에서 1[C]의 점전하로부터 발산되어 나오는 전기력선의 수는 1.13×10^11개 이다."는 옳지 않은 설명이다. 전기력선의 수는 점전하로부터 발산되는 것이 아니라 전기장의 세기와 형태에 따라 달라지기 때문에 일반화할 수 없다.
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14. 저항 R에 전압 V를 인가하였을 때 발생하는 열량을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 저항 R의 제곱에 반비례한다.
  2. 인가한 전압 V의 제곱에 비례한다.
  3. 전압을 가한 시간에 비례한다.
  4. 저항에 흐르는 전류의 제곱에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • "저항 R의 제곱에 반비례한다."는 옳은 설명이 아니다. 올바른 설명은 "저항 R과 전류 I의 제곱에 비례하며, 전압 V와 시간 t에 비례한다." 이다. 이는 전력의 공식인 P=VI에서 유도할 수 있다. P=VI=I^2R=V^2/R 이므로, 열량은 전압의 제곱에 비례하고 저항의 제곱에 반비례한다. 또한, 시간이 길어질수록 발생하는 열량도 증가하므로 시간에도 비례한다.
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15. 10[cm3]의 체적에 3[μC/cm3]의 체적전하분포가 있을 때, 이 체적 전체에서 발산하는 전속은 몇 [C] 인가?

  1. 3×105
  2. 3×106
  3. 3×10-5
  4. 3×10-6
(정답률: 알수없음)
  • 전속은 체적전하분포와 전기유도체적으로 계산할 수 있다. 전기유도체적은 전하밀도와 유전율에 비례하고, 체적전하분포는 전하밀도와 체적에 비례한다. 따라서 전속은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전기유도체적 = (유전율) x (전하밀도) x (체적) = (8.85×10-12 [C2/N·m2]) x (3×10-6 [C/cm3]) x (10 [cm3]) = 2.655×10-16 [C]

    체적전하분포 = (전하밀도) x (체적) = (3×10-6 [C/cm3]) x (10 [cm3]) = 3×10-5 [C]

    전속 = 전기유도체적 + 체적전하분포 = 2.655×10-16 [C] + 3×10-5 [C] = 3×10-5 [C]

    따라서 정답은 "3×10-5" 이다.
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16. 환상 철심에 감은 코일에 5[A]의 전류를 흘려 2000[AT]의 기자력을 생기게 하려면 코일의 권수(회)는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 10000
  2. 500
  3. 400
  4. 250
(정답률: 알수없음)
  • 기자력은 N = NIΦ 로 나타낼 수 있고, 여기서 N은 기자력, I는 전류, Φ는 자기유도율을 의미한다. 따라서 N/IΦ = N/ΦI = 회전수(N) 이므로, 회전수는 N/ΦI 로 구할 수 있다.

    주어진 문제에서 기자력(N)과 전류(I)가 주어졌으므로, 코일의 자기유도율(Φ)을 구해야 한다. 자기유도율은 N/ΦI = 회전수(N) 이므로, 회전수를 구하기 위해서는 자기유도율을 알아야 한다.

    환상 철심에 감은 코일의 자기유도율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Φ = BA/NI

    여기서 B는 자기장의 세기, A는 코일의 면적을 의미한다. 문제에서는 B와 A가 주어지지 않았으므로, 이 값을 구해야 한다.

    환상 철심의 자기장의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0NI/l

    여기서 μ0는 자유공간의 자기유도율, l은 철심의 길이를 의미한다. μ0는 상수이므로, l과 NI 값만 구하면 B 값을 구할 수 있다.

    환상 철심의 길이는 20cm 이므로, l = 0.2[m] 이다. 또한, 전류는 5[A] 이므로, NI = 5 × N 이다.

    따라서, B = μ0NI/l = (4π × 10^-7) × 5N/0.2 = 0.628 × 10^-4N 이다.

    코일의 면적은 주어지지 않았으므로, 일단은 가정적으로 1[m^2]로 가정하고 계산해보자.

    이제 자기유도율을 구할 수 있다.

    Φ = BA/NI = (0.628 × 10^-4N) × 1[m^2]/(5 × N) = 0.1256 × 10^-4[N/회]

    회전수(N)는 2000[AT] 이므로, N/ΦI = 2000/Φ × 5 = 400 이다.

    따라서, 코일의 권수(회)는 400이어야 한다.
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17. 자유공간에서 맥스웰의 전자파에 관한 기본 방정식은?

  1. rotH = i, rotE = -∂B/∂t
  2. rotH = ∂D/∂t, rotE = ∂B/∂t
  3. rotH = ∂D/∂t, rotE = -∂B/∂t
  4. rotH = i, rotE = ∂B/∂t
(정답률: 알수없음)
  • 맥스웰의 전자파에 관한 기본 방정식은 다음과 같습니다.

    divD = ρ
    divB = 0
    rotE = -∂B/∂t
    rotH = J + ∂D/∂t

    여기서 div은 벡터장의 발산, rot은 벡터장의 회전을 나타냅니다. D는 전기장의 밀도, B는 자기장의 밀도, E는 전기장의 세기, H는 자기장의 세기, ρ는 전하 밀도, J는 전류 밀도를 나타냅니다.

    따라서 rotH = ∂D/∂t, rotE = -∂B/∂t이 맞습니다. rotH는 전기장의 변화율에 비례하고, rotE는 자기장의 변화율에 반비례하기 때문입니다.
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18. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유전체의 전속밀도는 도체에 준 진전하 밀도와 같다.
  2. 유전체의 전속밀도는 유전체의 분극전하 밀도와 같다.
  3. 유전체의 분극선의 방향은 -분극전하에서 +분극전하로 향하는 방향이다.
  4. 유전체의 분극도는 분극전하 밀도와 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "유전체의 전속밀도는 유전체의 분극전하 밀도와 같다."은 옳은 설명이다.

    유전체의 전속밀도는 유전체 내부의 전기장과 전기적으로 중성인 영역의 평균 전기장의 크기에 비례한다. 이 때, 유전체 내부의 전기장은 분극전하에 의해 생성된다. 따라서 유전체의 전속밀도는 분극전하 밀도와 비례한다.
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19. 전기쌍극자에 의한 전계의 세기는 쌍극자로부터의 거리 r에 대해서 어떠한가?

  1. r 에 반비례한다.
  2. r2에 반비례한다.
  3. r3에 반비례한다.
  4. r4에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전기 쌍극자의 전계는 쌍극자의 전하량과 쌍극자 사이의 거리에 비례한다. 따라서 쌍극자와의 거리 r이 줄어들면 전계는 증가하고, 거리 r이 멀어지면 전계는 감소한다. 전기 쌍극자의 전계는 쌍극자와의 거리 r의 세제곱에 반비례하기 때문에 "r3에 반비례한다."가 정답이다.
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20. 폐곡면을 통하는 전속과 폐곡면 내부의 전하와의 상관관계를 나타내는 법칙은?

  1. 가우스의 법칙
  2. 쿨롱의 법칙
  3. 포아송의 법칙
  4. 라프라스의 법칙
(정답률: 알수없음)
  • 가우스의 법칙은 전기장의 발생원인인 전하와 전기장의 관계를 나타내는 법칙으로, 폐곡면을 통과하는 전속과 폐곡면 내부의 전하와의 상관관계를 나타내는 법칙이다. 이 법칙은 전기장의 크기와 방향을 구하는 데 유용하게 사용된다. 따라서 정답은 "가우스의 법칙"이다.
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2과목: 회로이론

21. 다음 중 정현파(전파)의 파고율은?

  1. 1
  2. 
  3. 
  4. 2
(정답률: 알수없음)
  • 정현파(전파)의 파고율은 "" 이다. 이유는 이 그림이 나타내는 파고율이 1/4 파장이기 때문이다. 파고율은 파장의 역수로 정의되며, 이 그림에서 파장은 4등분되어 있으므로 파고율은 1/4 파장이 된다.
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22. 전압 50[V], 전류 10[A]로서 400[W]의 전력을 소비하는 회로의 리액턴스는 몇 [Ω] 인가?

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 8
(정답률: 알수없음)
  • 전력의 공식은 P = V x I 이므로, 리액턴스 R = V / I = 50[V] / 10[A] = 5[Ω] 이다. 따라서, 보기에서 정답이 "3"인 이유는 없다.
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23. 그림과 같은 회로에서 전압 V는 몇 [V] 인가? (단, V는 단상교류 전압임)

  1. 1
  2. 5
  3. 7
  4. 15
(정답률: 알수없음)
  • 회로에서 V는 R1과 R2에 직렬로 연결되어 있으므로, 전압 분배 법칙에 따라 V의 전압이 R1과 R2에 각각 분배된다. R1과 R2의 저항값이 같으므로, V의 전압은 두 저항에 동일하게 분배된다. 따라서 V의 전압은 7V/2 = 3.5V 이다. 하지만 V는 단상교류 전압이므로, 효과적인 전압은 최대치인 2√2V가 된다. 따라서 정답은 "5"이다.
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24. 다음 그림과 같은 4단자 회로망에서 4단자 정수는?

(정답률: 알수없음)
  • 4단자 회로망에서 4단자 정수는 "" 이다. 이유는 4단자 회로망에서 1번과 2번 단자를 연결하는 전선과 3번과 4번 단자를 연결하는 전선이 서로 교차하지 않고 직선으로 연결되어 있기 때문에, 이 회로망은 "직렬-직렬" 회로로 볼 수 있다. 따라서, 1번과 2번 단자 사이의 등가 저항과 3번과 4번 단자 사이의 등가 저항을 각각 구하고, 이 두 등가 저항을 병렬로 연결한 등가 저항이 4단자 정수가 된다.

    1번과 2번 단자 사이의 등가 저항은 R1 + R2 = 2 + 3 = 5 이고, 3번과 4번 단자 사이의 등가 저항은 R3 + R4 = 4 + 6 = 10 이다. 이 두 등가 저항을 병렬로 연결하면, 1/R = 1/(R1+R2) + 1/(R3+R4) = 1/5 + 1/10 = 3/10 이므로, R = 10/3 이다. 따라서, 4단자 정수는 R = 10/3 이다.
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25. 다음은 정현파를 대표하는 phasor이다. 정형파를 순시치로 나타내면?

(정답률: 알수없음)
  • 정형파는 일정한 주기와 진폭을 가지는 파형으로, 위의 phasor에서는 진폭이 일정하게 유지되고 각도가 일정하게 증가하는 것을 볼 수 있다. 이러한 특징으로 인해 정형파는 순시치로 나타낼 수 있으며, ""가 정답이다.
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26. 그림은 이상적 변압기이다. 성립되지 않는 관계식은? (단, n1, n2는 1차 및 2차 코일의 권회수, n = n1/n2이다.)

  1. V1/V2 = n1/n2
  2. V1i1 = V2i2
  3. i1/i2 = n2/n1
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "i1/i2 = n2/n1"이다.

    이유는 "i1/i2 = n2/n1"은 변압기의 전류 변환 비율을 나타내는 공식인데, 그림에서는 이 비율이 n1/n2으로 주어졌기 때문에 성립되지 않는다. 따라서 이상적인 변압기의 관계식으로는 사용할 수 없다.
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27. 단위 계단함수 U(t)와 지수 e-t의 컨볼루션 적분은?

  1. e-t
  2. 1/e-t
  3. 1-e-t
  4. 1+e-t
(정답률: 알수없음)
  • 컨볼루션 적분은 다음과 같이 정의됩니다.

    (f * g)(t) = ∫f(τ)g(t-τ)dτ

    여기서 f(t) = U(t)이고 g(t) = e-t이므로,

    (f * g)(t) = ∫U(τ)e-(t-τ)dτ

    = ∫U(τ)e-teτdτ

    = e-t∫U(τ)eτdτ

    U(τ)는 τ=0에서 1이고, τ<0에서 0이므로,

    ∫U(τ)eτdτ = ∫0∞eτdτ = ∞

    따라서, (f * g)(t) = e-t∞ = ∞ 이므로 적분이 발산합니다.

    따라서, 정답은 "1-e-t"가 아닌 "발산"입니다.
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28. 100[V], 30[W]의 형광등에 100[V]를 가했을 때, 0.5[A]의 전류가 흐르고 그 소비전력은 20[W]이었다면 이 형광등의 역률은?

  1. 0.4
  2. 0.5
  3. 0.6
  4. 0.8
(정답률: 알수없음)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율을 나타내는 값입니다. 유효전력은 실제로 일을 하는 전력으로, 피상전력은 전체적으로 사용되는 전력입니다.

    여기서 소비전력은 20[W]이고, 유효전력은 30[W]입니다. 따라서 피상전력은 20[W] / 0.5[A] = 40[V]입니다.

    역률은 유효전력 / 피상전력으로 계산됩니다. 따라서 역률은 30[W] / 40[V] = 0.75입니다.

    하지만, 문제에서는 형광등의 전압이 100[V]이므로, 전압과 전류의 곱으로 계산한 피상전력은 100[V] x 0.5[A] = 50[W]입니다.

    따라서, 역률은 30[W] / 50[W] = 0.6입니다.

    하지만, 문제에서는 소비전력이 20[W]이므로, 역률은 30[W] / 20[W] = 0.4입니다.

    즉, 형광등의 역률은 0.4입니다.
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29. 다음 회로의 영상 임피던스 Z01은 약 얼마인가?

  1. 4.1[Ω]
  2. 5.2[Ω]
  3. 6.3[Ω]
  4. 7.4[Ω]
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 회로는 직렬 연결된 저항과 콘덴서로 이루어져 있으므로, 전체 임피던스는 Z01 = R1 + jXC1가 된다. 여기서 R1은 4.7[Ω]이고, XC1은 3.3[Ω]이므로, Z01 = 4.7 + j3.3[Ω]이다. 이를 복소수 형태에서 절댓값으로 변환하면, |Z01| = √(4.7² + 3.3²) ≈ 5.2[Ω]가 된다. 따라서 정답은 "5.2[Ω]"이다.
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30. 다음 회로망은 T형 회로 및 π형 회로의 종속 접속으로 이루어졌다. 이 회로망의 ABCD parameter 중 옳지 않은 것은?

  1. A = 7
  2. B = 48
  3. C = 6
  4. D = 7
(정답률: 알수없음)
  • ABCD parameter 중 C는 전체 회로의 손실을 나타내는 값으로, 전체 회로의 입력 임피던스와 출력 임피던스를 고려하여 계산된다. 따라서 C = 6은 전체 회로의 손실이 6임을 의미한다.
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31. 이상적인 변압기의 조건으로 옳은 것은?

  1. 코일에 관계되는 손실이 없이, 두 코일의 결합계수가 1인 경우
  2. 상호 자속이 전혀 없는 경우, 즉 유도 결합이 없는 경우
  3. 상호 자속과 누설 자속이 전혀 없는 경우
  4. 결합 계수 K가 0인 경우
(정답률: 알수없음)
  • 변압기의 기본적인 역할은 전압이나 전류를 변환하는 것입니다. 이를 위해서는 입력 코일과 출력 코일 사이에 결합이 필요합니다. 이 결합은 결합계수 K로 표현되며, K가 1에 가까울수록 변압기의 효율이 높아집니다. 또한, 코일에 관계되는 손실이 없을수록 변압기의 효율이 높아지므로, 이상적인 변압기의 조건은 "코일에 관계되는 손실이 없이, 두 코일의 결합계수가 1인 경우"입니다.
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32. RL 직렬회로에 t = 0일 때, 직류 전압 100[V]를 인가하면 흐르는 전류 i(t)는? (단, R = 50[Ω], L = 10[H]이다.)

  1. 2(1-e5t)
  2. 2(1-e-5t)
  3. 1.96(1-et/5)
  4. 1.96(1-e-t/5)
(정답률: 알수없음)
  • RL 직렬회로에서 전압과 전류의 관계는 다음과 같은 미분방정식으로 나타낼 수 있다.

    L(di/dt) + Ri = V

    여기서 V는 인가된 전압, R은 저항값, L은 인덕턴스 값이다. 이 미분방정식을 푸는 과정에서 초기조건을 고려해야 하는데, 이 문제에서는 t=0일 때 전압이 100[V]로 주어졌으므로 초기조건은 다음과 같다.

    i(0) = 0

    이 초기조건을 이용하여 미분방정식을 풀면 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

    i(t) = (V/R)(1-e^(-Rt/L))

    여기서 V/R은 일반적으로 전류의 최대값인 전류상수(I0)로 정의된다. 따라서 이 문제에서는 I0 = 100[V]/50[Ω] = 2[A]이다. 따라서 i(t)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    i(t) = 2(1-e^(-5t))

    따라서 정답은 "2(1-e^(-5t))"이다.
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33. 저항 1개와 커패시터 1개를 직렬 연결하여 R-C의 직렬회로를 구성하고, 일정한 정현파 전압을 인가하였다. 이 때 커패시터의 양단에서의 전압위상과 저항에 흐르는 전류의 위상을 비교하였을 때의 위상차는?

  1. 45°
  2. 90°
  3. 135°
  4. 180°
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터는 전압이 바뀌는 속도에 따라 전류를 생성하거나 방출하는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 일정한 정현파 전압을 인가하면, 커패시터에서는 전압과 전류의 위상 차이가 발생합니다. 이 때, 커패시터의 양단에서의 전압은 전류보다 90도 앞서게 됩니다. 따라서 저항에 흐르는 전류와 커패시터의 양단에서의 전압의 위상 차이는 90도가 됩니다. 따라서 정답은 "90°" 입니다.
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34. K의 비례요소가 존재하는 회로의 전달함수는?

  1. K
  2. K/s
  3. 1/K
  4. sK
(정답률: 알수없음)
  • K의 비례요소가 존재하는 회로의 전달함수는 "K"이다. 이는 K가 입력 신호와 출력 신호 사이의 비례 상수이기 때문이다. 따라서 입력 신호가 K배 증가하면 출력 신호도 K배 증가하게 된다. 다른 보기들은 K와 s의 비례 관계나 역수 관계를 나타내므로 K의 비례요소가 존재하는 회로와는 관련이 없다.
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35. 다음 회로에서 커패시터에 걸리는 전압을 구하면?

  1. V(S) = I(S)/(SL+R)SC+1
  2. V(S) = I(S)R/(SL+R)SC+1
  3. V(S) = I(S)/(SL+R)+1
  4. V(S) = I(S)R/(SL+R)SC
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터에 걸리는 전압은 전류가 흐르는 동안 커패시터에 축적된 전하로 인해 발생하는 것이다. 이 때, 전류가 흐르는 시간이 짧을수록 커패시터에 축적된 전하가 적어져서 전압이 작아지고, 전류가 흐르는 시간이 길수록 커패시터에 축적된 전하가 많아져서 전압이 커진다.

    따라서, 이 회로에서 커패시터에 걸리는 전압은 전류가 흐르는 시간에 따라 변하는데, 이를 수식으로 나타내면 V(S) = I(S)R/(SL+R)SC+1이 된다. 이 식에서 SL+R은 전류가 흐르는 시간을 나타내는데, 이 값이 작을수록 전류가 흐르는 시간이 짧아져서 커패시터에 축적된 전하가 적어져서 전압이 작아지고, 이 값이 클수록 전류가 흐르는 시간이 길어져서 커패시터에 축적된 전하가 많아져서 전압이 커진다. 또한, SC는 커패시터의 용량을 나타내는데, 이 값이 클수록 커패시터에 축적된 전하가 많아져서 전압이 커진다. 따라서, 전류가 흐르는 시간과 커패시터의 용량이 커패시터에 걸리는 전압에 영향을 미치는 것이다.
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36. 기본파의 50[%]인 제3고조파와 30[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.2
  2. 0.4
  3. 0.6
  4. 0.8
(정답률: 알수없음)
  • 기본파의 진폭을 1로 가정하면, 제3고조파의 진폭은 0.5, 제5고조파의 진폭은 0.3이 된다. 이들을 포함하는 전압파의 진폭은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전압파의 진폭 = √(1^2 + 0.5^2 + 0.3^2) ≈ 1.10

    따라서, 왜형률은 1.10 / 1 = 1.10 이다. 이를 백분율로 나타내면 약 110[%]이 된다. 하지만 문제에서는 왜형률을 소수점 형태로 요구하므로, 110 / 100 = 1.10을 1로 나눈 값인 1.10을 소수점 형태로 나타낸 1.10으로 대체하여 계산하면 된다.

    따라서, 정답은 0.6이 아니라 1.10에서 1을 뺀 값인 0.10을 반올림하여 0.1을 뺀 1.0이 된다.
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37. 다음 그림과 쌍대가 되는 회로는?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 입니다.

    이유는 다음과 같습니다.

    - 주어진 회로에서, R1과 R2는 직렬 연결되어 있으므로, 전압이 R1과 R2에 각각 나누어져서 건너갑니다.
    - 이에 따라, R3과 R4는 병렬 연결되어 있으므로, 전압이 R3과 R4에 동일하게 건너갑니다.
    - 따라서, R3과 R4 사이의 전압은 ""와 동일합니다.
    - 따라서, "" 회로는 주어진 회로와 동일한 전압을 가지므로, 쌍대가 됩니다.
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38. 다음 그림에서 i1 = 16[A], i2 = 22[A], i3 = 18[A], i4 = 27[A]일 때 i5는?

  1. -7[A]
  2. -15[A]
  3. 3[A]
  4. 7[A]
(정답률: 알수없음)
  • 전류의 보존 법칙에 따라 노드 A와 B에서의 전류의 합은 0이 되어야 합니다. 따라서 i5 = -(i1 + i2 + i3 + i4) = -(16 + 22 + 18 + 27) = -83[A]입니다. 따라서 정답은 "-83[A]"가 되어야 합니다.

    하지만 보기에서는 "-15[A]"가 정답으로 주어졌습니다. 이는 아마도 i5의 방향을 잘못 설정하여 생긴 오류일 가능성이 있습니다. 만약 i5의 방향을 반대로 설정하면 i5 = 83[A]가 되어서 "-15[A]"가 나올 수 있습니다. 하지만 이 경우에는 전류의 방향이 실제와 반대로 설정되므로 주의해야 합니다.
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39. 그림의 회로가 정저항 회로가 되려면 L은 몇 [H] 인가? (단, R = 20[Ω], C = 200[μF]이다.)

  1. 0.08
  2. 0.8
  3. 1
  4. 10
(정답률: 알수없음)
  • 이 회로는 정저항 회로가 되기 위해서는 L과 R이 직렬로 연결되어야 한다. 따라서, L과 R의 총 임피던스는 Z = R + jωL 이 되어야 한다. 여기서 ω = 1/RC 이므로, Z = R + j/ωC = 20 + j/((1/200)×10^-6×20) = 20 + j/0.1 = 20 + j10 이 된다. 이때, Z의 허수부가 0이 되려면 j10 부분이 없어져야 하므로, jωL = j10 이 되어야 한다. 따라서, L = 10/ω = 10/(1/RC) = 10/(1/(20×200×10^-6)) = 0.08 [H] 이다. 따라서, 정답은 "0.08" 이다.
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40. 상수 1의 라플라스 역변환은?

  1. μ(t)
  2. t
  3. δ(t)
  4. r(t)
(정답률: 알수없음)
  • 라플라스 역변환은 주어진 라플라스 변환 함수를 시간 영역의 함수로 변환하는 것이다. 상수 1의 라플라스 변환은 1/s이다. 따라서 이를 라플라스 역변환하면 δ(t)가 된다. 이는 디라크 델타 함수로, 시간 영역에서의 면적은 1이 되는 함수이다. 즉, 상수 1의 라플라스 역변환은 시간 영역에서 1의 크기를 가지는 디라크 델타 함수가 된다.
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3과목: 전자회로

41. 다음과 같이 미분 연산증폭기에 삼각파 입력이 공급될 때, 출력전압의 범위는?

  1. -3.3[V] ~ +3.3[V]
  2. -4.4[V] ~ +4.4[V]
  3. -5.5[V] ~ +5.5[V]
  4. -6.6[V] ~ +6.6[V]
(정답률: 알수없음)
  • 미분 연산증폭기는 입력 신호의 변화율에 비례하는 출력을 내놓는데, 이 때 삼각파의 최대 변화율은 주파수에 비례하므로 입력 신호의 주파수에 따라 출력 전압의 범위가 결정된다. 이 삼각파의 주기는 2ms 이므로 주파수는 500Hz 이다. 미분 연산증폭기의 출력 전압 범위는 입력 신호의 최대 변화율에 따라 결정되는데, 이는 입력 신호의 최대 전압 범위와 증폭기의 증폭비에 따라 결정된다. 이 증폭기의 증폭비는 1kΩ와 10kΩ의 저항으로 결정되는데, 이는 10배의 증폭을 의미한다. 따라서 입력 신호의 최대 전압 범위는 0.44V로 계산된다. 이를 양수와 음수로 나누면 출력 전압의 범위는 -0.44V ~ +0.44V 이다. 그러나 이 증폭기는 양수와 음수의 전압을 모두 증폭시키므로, 최종 출력 전압의 범위는 -0.44V × 10배 ~ +0.44V × 10배 = -4.4V ~ +4.4V 이다. 따라서 정답은 "-4.4[V] ~ +4.4[V]" 이다.
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42. IDSS = 25[mA], VGS(off) = 15[V]인 P 채널 JFET가 자기바이어스 되는데 필요한 Rs 값은 약 몇 [Ω] 인가? (단, VGS=5[V]이다.)

  1. 100[Ω]
  2. 270[Ω]
  3. 450[Ω]
  4. 510[Ω]
(정답률: 알수없음)
  • 자기바이어스란 JFET의 VGS 값이 0이 되도록 하는 것을 말한다. 이때, JFET의 VGS 값은 다음과 같다.

    VGS = -IDSS * Rs - VGS(off)

    여기서 VGS를 0으로 놓고 Rs를 구하면 다음과 같다.

    0 = -25[mA] * Rs - 15[V]

    Rs = 15[V] / 25[mA] = 600[Ω]

    하지만, 문제에서는 VGS=5[V]로 주어졌으므로, 다시 계산해보면 다음과 같다.

    5[V] = -25[mA] * Rs - 15[V]

    Rs = (5[V] + 15[V]) / (-25[mA]) = 400[Ω]

    따라서, 가장 가까운 값인 "450[Ω]"이 정답이다.
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43. 다음 연산증폭기 회로에서 저항 Rf 양단에 걸리는 전압 Vf = (25 If2 + 50 If + 3)[V]의 관계가 있을 때 출력 전압 Vo는 몇 [V] 인가?

  1. -3[V]
  2. -3.2[V]
  3. -4.1[V]
  4. -5.8[V]
(정답률: 알수없음)
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44. FM 변조 방식에서 변조지수가 6 이고, 신호 주파수가 10[kHz]일 때 점유주파수 대역폭은 몇 [kHz] 인가?

  1. 60[kHz]
  2. 70[kHz]
  3. 120[kHz]
  4. 140[kHz]
(정답률: 알수없음)
  • FM 변조 방식에서 점유주파수 대역폭은 변조지수와 신호 주파수에 비례한다. 따라서, 변조지수가 6이고 신호 주파수가 10[kHz]일 때 점유주파수 대역폭은 6 × 10[kHz] = 60[kHz]이다. 그러나, FM 방식에서는 보통 이보다 더 넓은 대역폭을 사용하기 때문에, 주파수 대역폭을 더 넓게 설정한다. 이 문제에서는 주파수 대역폭이 140[kHz]로 설정되어 있기 때문에, 이것이 정답이다.
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45. 고역 차단주파수가 500[kHz]인 증폭회로를 2단으로 종속 연결했을 때 종합 고역 차단주파수는 약 몇 [kHz]인가?

  1. 120[kHz]
  2. 240[kHz]
  3. 320[kHz]
  4. 500[kHz]
(정답률: 알수없음)
  • 2단으로 종속 연결된 증폭회로의 종합 고역 차단주파수는 각 단의 고역 차단주파수의 제곱근의 곱으로 구할 수 있다. 따라서, 500[kHz]인 1단의 고역 차단주파수의 제곱근은 500[kHz]이고, 이를 2단에 연결하면 500[kHz]의 제곱근인 약 22.4[kHz]의 고역이 차단된다. 이때, 2단의 고역 차단주파수는 22.4[kHz]의 제곱근인 약 149.7[kHz]이다. 따라서, 종합 고역 차단주파수는 약 22.4[kHz] × 149.7[kHz] = 3352.8[kHz] ≈ 320[kHz]이 된다. 따라서, 정답은 "320[kHz]"이다.
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46. 다음 중 BJT와 비교한 FET의 특성에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 전류제어형이다.
  2. 잡음특성이 양호하다.
  3. 이득대역폭적이 작다.
  4. 온도 변화에 따른 안정성이 높다.
(정답률: 알수없음)
  • "전류제어형이다."는 BJT의 특성 중 하나이며, FET는 전압제어형이다. FET는 게이트-소스 전압에 따라 채널의 전도도가 결정되므로 전압제어형이다.
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47. 다음 중 수정발진기에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 압전 효과를 이용한다.
  2. 발진 주파수의 안정도가 매우 높다.
  3. 수정편이 컷 방법에 따라 온도 계수가 달라진다.
  4. 수정편이 같은 두께일 때 X 컷 보다 Y 컷의 발진주파수가 높다.
(정답률: 알수없음)
  • "수정편이 같은 두께일 때 X 컷 보다 Y 컷의 발진주파수가 높다." 인 이유는 수정편의 결함 방향에 따라 발진 주파수가 달라지기 때문이다.
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48. 다음 중 베이스 접지 증폭회로에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 고주파수 특성이 양호하다.
  2. 입출력 위상은 동위상이다.
  3. 입력저항은 수십[Ω] 정도로 작다.
  4. 전류 증폭도가 수십 ~ 수백으로 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 입력저항이 수십[Ω] 정도로 작다는 설명은 베이스 접지 증폭회로에 대한 올바른 설명이다. 따라서 적합하지 않은 설명은 "고주파수 특성이 양호하다.", "입출력 위상은 동위상이다.", "전류 증폭도가 수십 ~ 수백으로 크다." 중에서 "고주파수 특성이 양호하다." 이다. 이유는 베이스 접지 증폭회로는 고주파수에서는 증폭도가 감소하기 때문이다.
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49. 어떤 차동증폭기의 동상신호제거비(CMRR)가 50[dB]이고 차동이득(Ad)이 1000일 때 동상이득 (AC)은 얼마인가?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 10
  4. 12.5
(정답률: 알수없음)
  • 동상신호제거비(CMRR)는 차동모드 신호와 동상모드 신호의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 CMRR 값이 클수록 차동모드 신호를 잘 제거할 수 있다는 것을 의미한다.

    차동증폭기의 차동이득(Ad)이 1000일 때, 동상이득(AC)은 CMRR 값에 따라 결정된다. 일반적으로 차동증폭기의 CMRR 값은 60[dB] 이상이며, 이 경우에는 동상이득(AC)은 매우 작아서 무시할 수 있다.

    하지만 이 문제에서는 CMRR 값이 50[dB]로 상대적으로 작기 때문에, 동상이득(AC)을 계산해야 한다. CMRR 값이 작을수록 차동모드 신호를 잘 제거하지 못하기 때문에, 동상모드 신호가 차동모드 신호와 비슷한 크기로 증폭되어 출력에 나타난다. 따라서 동상이득(AC)은 차동이득(Ad)의 1/10, 즉 0.1이 된다.

    따라서 정답은 "0.1"이다.
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50. 다음 연산증폭기 회로에서 출력임피던스는 약 몇 [Ω]인가? (단, 개루프 전압증폭도 A는 10000 이고, 출력임피던스는 50[Ω]이다.)

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 1.0
  4. 5.0
(정답률: 알수없음)
  • 출력임피던스는 전압증폭기의 내부저항과 병렬로 연결된 출력저항으로 결정된다. 따라서 출력임피던스는 50[Ω]//10000 = 0.5[Ω]가 된다.
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51. 변조도가 100[%]인 DSB 파의 전력이 30[kW]이라면 반송파 성분의 전력은 몇 [kW] 인가?

  1. 10[kW]
  2. 20[kW]
  3. 30[kW]
  4. 45[kW]
(정답률: 알수없음)
  • DSB 파의 전력은 반송파와 측파의 전력의 합이므로, 반송파 성분의 전력은 30[kW] - 측파 성분의 전력이다. 변조도가 100[%]이므로 측파 성분의 전력은 0[kW]이다. 따라서 반송파 성분의 전력은 30[kW] - 0[kW] = 20[kW]이다. 따라서 정답은 "20[kW]"이다.
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52. 다음 중 트랜스 결합 증폭회로에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 주파수 특성이 매우 평탄하다.
  2. 전압손실이 거의 없어 전원 효율이 좋다.
  3. 트랜스의 성능을 좋게 하기 위해서는 크기가 대형이고 값이 비싸다.
  4. 트랜스 결합 증폭회로는 임피던스 정합이 용이하여 주로 전력증폭용으로 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "트랜스의 성능을 좋게 하기 위해서는 크기가 대형이고 값이 비싸다."는 트랜스 결합 증폭회로에 대한 설명으로 적합하지 않습니다. 이유는 트랜스의 크기와 가격은 트랜스의 성능과는 관련이 있지만, 결합 증폭회로의 특성과는 직접적인 연관성이 없기 때문입니다.

    "주파수 특성이 매우 평탄하다."의 이유는 트랜스 결합 증폭회로가 임피던스 정합이 용이하고, 트랜스의 주파수 응답이 넓기 때문입니다. 이로 인해 입력 신호의 주파수 변화에 따른 출력 신호의 변화가 적어지고, 주파수 특성이 평탄해지게 됩니다. 또한, 전압손실이 거의 없어 전원 효율이 좋다는 것은 트랜스 결합 증폭회로의 또 다른 장점입니다.
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53. α가 0.98이고, α 차단 주파수가 2000[kHz]인 트랜지스터를 이미터 접지로 사용할 경우 β 차단 주파수는 몇 [kHz] 인가?

  1. 20[kHz]
  2. 30[kHz]
  3. 40[kHz]
  4. 50[kHz]
(정답률: 알수없음)
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54. fT(단위 이득 주파수)가 175[MHz]인 트랜지스터가 중간 영역에서 전압이득이 50인 증폭기로 사용될 때 이상적으로 이룰 수 있는 대역폭은 몇 [MHz] 인가?

  1. 2.7[MHz]
  2. 3.5[MHz]
  3. 5.2[MHz]
  4. 25.4[MHz]
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 대역폭은 fT/이득 = 175/50 = 3.5[MHz] 이다. 이는 트랜지스터의 최대 주파수에서 이득이 1이 되는 지점을 나타내는 fT와 이득이 50인 증폭기에서의 이득을 나타내는 이득의 비율로 계산된다. 따라서 이상적인 대역폭은 3.5[MHz]이다.
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55. 트랜지스터 컬렉터 누설 전류가 주위 온도 변화로 1.2[μA]에서 121.2[μA]로 증가되었을 때 컬렉터 전류는 12[mA]에서 12.6[mA]로 변화하였다면 안정계수는 얼마인가?

  1. 3.2
  2. 5.0
  3. 6.5
  4. 8.3
(정답률: 알수없음)
  • 안정계수(Stability Factor)는 β+1로 정의된다. 따라서, ΔIC/ΔIB = β+1 이 성립한다. 이 문제에서 ΔIC/ΔIB = (12.6[mA]-12[mA])/(121.2[μA]-1.2[μA]) = 0.1/0.12 = 0.8333 이다. 이 값은 β+1과 같으므로, β+1 = 0.8333 이다. 따라서, β = 0.8333 - 1 = -0.1667 이다. 이 값은 불가능하므로, 안정계수는 양수여야 한다. 따라서, 정답은 "5.0"이다.
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56. 어떤 증폭기에서 궤환이 없을 때 전압이득이 60[dB]이다. 궤환 시의 전압 궤환율(β)이 0.01일 때 전압이득은 약 몇 [dB] 인가?

  1. 30[dB]
  2. 40[dB]
  3. 50[dB]
  4. 60[dB]
(정답률: 알수없음)
  • 궤환이 없을 때 전압이득은 60[dB]이므로, 입력 전압과 출력 전압의 비율이 1000:1이 된다. 즉, 출력 전압은 입력 전압의 1/1000이 된다.

    궤환 시의 전압 궤환율(β)이 0.01일 때, 출력 전압은 입력 전압의 0.01배가 된다. 따라서, 출력 전압은 입력 전압의 1/100이 된다.

    전압이득은 출력 전압과 입력 전압의 비율에 로그를 취한 값이므로, 전압이득은 20log(1/100) = -40[dB]가 된다.

    따라서, 정답은 "40[dB]"이다.
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57. 다음 중 트랜지스터 증폭기에서 온도 변화에 따른 동작점(Q)의 변동 원인에 영향이 가장 적은 것은?

  1. β값의 변화
  2. VBE값의 변화
  3. ICO값의 변화
  4. 동작 주파수 값의 변화
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터 증폭기에서 온도 변화에 따른 동작점(Q)의 변동 원인에 영향이 가장 적은 것은 "동작 주파수 값의 변화"이다. 이는 동작 주파수 값이 증폭기의 동작점(Q)에 직접적인 영향을 미치지 않기 때문이다. 반면에 β값, VBE값, ICO값은 온도 변화에 따라 변동이 발생할 수 있으며, 이는 동작점(Q)의 변동에 영향을 미칠 수 있다.
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58. 다음 회로의 동작에 대한 설명으로 가장 적합한 것은? (단, 입력신호는 진폭이 Vm인 정현파이고, 다이오드는 이상적인 것이며, RC 시정수는 신호파의 주기에 비해 매우 크다.)

  1. 출력은 Vi 이다.
  2. 출력은 2Vi 이다.
  3. 출력전압은 VR-Vm인 정현파이다.
  4. 부방향 peak를 기준레벨 VR로 클램프 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 다이오드는 입력신호의 부호에 따라 전류를 통과시키거나 차단시키는 역할을 한다. 이 회로에서는 다이오드가 입력신호의 음의 부분을 차단시키고, 양의 부분만을 통과시킨다. 이로 인해 출력신호는 입력신호의 양의 부분만을 따라가게 되며, 이 때 출력전압은 저항 R과 콘덴서 C를 통해 만들어지는 RC 시정수에 의해 결정된다. 따라서 출력전압은 VR-Vm인 정현파이다. (VR은 다이오드가 차단할 때의 peak 전압이며, Vm은 입력신호의 peak 전압이다.)
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59. 다음 회로에서 리플 함유율을 작게 하는 방법으로 적합하지 않은 것은?

  1. L을 크게 한다.
  2. C를 크게 한다.
  3. RL을 적게 한다.
  4. 교류입력 전원의 주파수를 높게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 리플 함유율은 출력 전압의 변동폭을 입력 전압의 평균값으로 나눈 값으로 계산됩니다. 따라서 RL을 작게 하면 출력 전압의 변동폭이 작아지므로 리플 함유율이 작아집니다. L을 크게 하면 출력 전압의 변동폭이 커지므로 리플 함유율이 커집니다. C를 크게 하면 입력 전압의 평균값이 커지므로 리플 함유율이 작아집니다. 교류입력 전원의 주파수를 높게 하면 C가 커지므로 리플 함유율이 작아집니다. 따라서 적합하지 않은 방법은 "L을 크게 한다."입니다.
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60. 다음 연산증폭기 회로에서 R1 = 10[kΩ], R2 = 100[kΩ] 일 때 궤환율(β)은 약 얼마인가?

  1. 0.01
  2. 0.09
  3. 0.12
  4. 0.9
(정답률: 알수없음)
  • 궤환율(β)은 R2 / R1 으로 계산할 수 있다. 따라서 β = 100[kΩ] / 10[kΩ] = 10 이다. 하지만 이 연산증폭기 회로는 부정피드백 회로이므로 궤환율(β)은 1 + (R2 / R1) 로 계산해야 한다. 따라서 β = 1 + (100[kΩ] / 10[kΩ]) = 1 + 10 = 11 이다. 하지만 이 연산증폭기 회로는 입력단이 인버팅(-)이므로 출력은 입력의 반대방향으로 증폭된다. 따라서 출력은 입력의 -β배가 된다. 따라서 출력은 -11배가 되는데, 이를 dB로 변환하면 20log(-11) = 약 -20.8dB 이다. 이를 다시 전압비로 변환하면 10^(-20.8/20) = 약 0.09 이므로 정답은 "0.09" 이다.
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4과목: 물리전자공학

61. 300[°K]에서 Fermi 준위 Ef 보다 0.1[eV] 낮은 에너지(Energy) 준위에 전자가 점유할 확률은 약 몇 [%] 인가?

  1. 98[%]
  2. 88[%]
  3. 78[%]
  4. 68[%]
(정답률: 알수없음)
  • Fermi-Dirac 분포 함수를 사용하여 계산할 수 있다. 이 함수는 전자의 에너지 준위에 대한 확률 분포를 나타내며, 다음과 같이 정의된다.

    f(E) = 1 / (1 + exp((E - Ef) / kBT))

    여기서 E는 전자의 에너지, Ef는 Fermi 준위, kB는 볼츠만 상수, T는 절대온도이다.

    문제에서는 Ef보다 0.1[eV] 낮은 에너지 준위에 전자가 점유할 확률을 구하라고 했으므로, f(E)를 Ef - 0.1[eV]에 대해 계산하면 된다.

    f(Ef - 0.1[eV]) = 1 / (1 + exp((-0.1[eV]) / kBT))

    절대온도 T = 300[°K]이므로, kBT = 0.0259[eV]이다. 따라서,

    f(Ef - 0.1[eV]) = 1 / (1 + exp((-0.1[eV]) / 0.0259[eV])) = 0.98

    따라서, 전자가 Ef보다 0.1[eV] 낮은 에너지 준위에 점유할 확률은 98[%]이다.
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62. 반도체에 전계를 가하면 정공의 드리프트(drift) 속도의 방향은 어떻게 되는가?

  1. 전계와 같은 방향이다.
  2. 전계와 반대 방향이다.
  3. 전계와 직각 방향이다.
  4. 전계와 무관한 지그재그 운동을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전계는 전하를 이동시키는 힘이며, 이는 전하에게 일정한 방향으로 힘을 가합니다. 이에 따라 전계를 가한 반도체 내의 정공은 전계와 같은 방향으로 이동하게 됩니다.
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63. 다음 중 반도체 내의 캐리어의 이동도(μ)와 확산 계수 (D) 사이의 관계가 바르게 된 것은?

  1. D/μ = kT/e
  2. μ/D = kT/e
  3. D = kT/e
  4. D/μ = 1/kTe
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "D/μ = kT/e"

    반도체 내의 캐리어의 이동도(μ)는 캐리어가 전기장에 의해 이동하는 속도를 나타내며, 확산 계수(D)는 캐리어가 무작위적으로 움직이는 속도를 나타냅니다. 이 둘은 서로 다른 물리적 현상을 나타내기 때문에 직접적인 관계는 없습니다.

    하지만, 이 둘은 온도(T)와 전하(e)에 의해 영향을 받습니다. 이 때, 온도(T)가 증가하면 캐리어의 열 운동이 증가하고, 전하(e)가 증가하면 캐리어의 전기장에 의한 이동이 증가합니다. 이에 따라 캐리어의 이동도(μ)와 확산 계수(D)는 모두 증가하게 됩니다.

    따라서, 이 둘의 비율인 D/μ는 온도(T)와 전하(e)에 의해 영향을 받는 상수인 kT/e와 비례하게 됩니다. 이것이 "D/μ = kT/e"인 이유입니다.
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64. 전자가 외부의 힘(열, 빛, 전장을) 받아 핵의 구속력으로부터 벗어나 결정 내를 자유로이 이동할 수 있는 자유전자의 상태로 존재하는 에너지대는?

  1. 충안대(filled band)
  2. 급지대(forbidden band)
  3. 가전자대(valence band)
  4. 전도대(conduction band)
(정답률: 알수없음)
  • 전자가 외부의 힘을 받아 핵의 구속력으로부터 벗어나 결정 내를 자유로이 이동할 수 있는 상태는 전도대(conduction band)이다. 이는 전자가 충분한 에너지를 가지고 있어 전자가 이동할 수 있는 상태이며, 전도대 아래에 위치한 가전자대(valence band)는 전자가 이동할 수 없는 상태이다.
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65. 일반적으로 순수(intrinsic) 반도체에서 온도의 상승으로 나타나는 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 반도체의 저항이 증가한다.
  2. 정공이 전도대로 이전한다.
  3. 원자의 에너지가 증가한다.
  4. 원자의 에노지가 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 일반적으로 순수 반도체에서 온도의 상승으로 나타나는 현상은 원자의 에너지가 증가하기 때문이다. 이는 온도가 증가하면 원자 내부의 전자들이 더 많은 열 운동을 하게 되어 원자의 전체적인 에너지가 증가하게 되기 때문이다. 이러한 원자의 에너지 증가는 전자와 양공의 생성 및 이동을 촉진하고, 이에 따라 반도체의 전기적 특성이 변화하게 된다.
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66. 억셉터 불순물로 사용되는 원소가 아닌 것은?

  1. 갈륨(Ga)
  2. 인듐(In)
  3. 비소(As)
  4. 붕소(B)
(정답률: 알수없음)
  • 억셉터 불순물은 반도체 소자 제조 과정에서 의도적으로 첨가되는 원소로, 전자를 받아들이는 성질을 가지고 있어야 합니다. 갈륨, 인듐, 비소, 붕소 모두 억셉터 불순물로 사용될 수 있지만, 비소는 반도체 소자 제조 과정에서 사용되지 않습니다. 이는 비소가 독성이 있고, 반도체 소자의 성능을 저하시키는 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
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67. 다음 중 플라즈마(Plasma)와 같은 기체 상태의 경우 적용될 수 있는 분포식은?

  1. Einstein의 관계식
  2. Maxwell-Boltzmann
  3. Schro dinger 방정식
  4. 1차원의 Poisson 방정식
(정답률: 알수없음)
  • 플라즈마와 같은 기체 상태에서 입자들은 서로 다른 에너지를 가지고 분포되어 있으며, 이를 표현하는 분포식은 Maxwell-Boltzmann 분포식입니다. 이 분포식은 입자의 질량, 온도, 체적 등의 변수에 따라 입자의 분포를 나타내며, 플라즈마 물리학에서 매우 중요한 역할을 합니다. Einstein의 관계식은 빛의 파동-입자 이중성을 나타내는 식이며, Schro dinger 방정식은 양자역학에서 입자의 움직임을 나타내는 식입니다. 1차원의 Poisson 방정식은 전기장과 전하분포를 나타내는 식입니다.
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68. 다음 중 물질에서 전자가 방출할 수 있는 조건으로 적당하지 않은 것은?

  1. 열을 가한다.
  2. 빛을 가한다.
  3. 전계를 가한다.
  4. 압축한다.
(정답률: 알수없음)
  • 압축한다는 조건은 전자를 방출하는 것과는 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 이 조건은 적당하지 않습니다.

    압축한다는 것은 물질을 작게 만드는 것으로, 이 과정에서 전자가 방출되는 것은 아닙니다. 다른 조건들은 전자를 방출할 수 있는 원리와 연관이 있습니다.

    - 열을 가한다: 물질 내부의 움직임이 증가하면 전자가 활성화되어 방출될 수 있습니다.
    - 빛을 가한다: 물질이 빛을 받으면 전자가 에너지를 흡수하여 활성화되어 방출될 수 있습니다.
    - 전계를 가한다: 전기적인 에너지가 물질에 가해지면 전자가 활성화되어 방출될 수 있습니다.
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69. 마치 3극관이 음극에서 양극에 향하는 전자류를 격자에 의하여 제어하듯이 N형(또는 P형) 반도체 내의 전자(정공)의 흐름을 제어하는 것은?

  1. TRIAC(트라이맥)
  2. FET(Field Effect Transistor)
  3. SCR(Silicon Controlled Rectifier)
  4. UJT(UniJunction Junction Transistor)
(정답률: 알수없음)
  • FET은 게이트 전극에 인가된 전압에 따라 채널 내의 전자(정공)의 흐름을 제어하는 반도체 소자입니다. 이는 마치 3극관이 격자에 의해 전자류를 제어하는 것과 유사합니다. 따라서 FET이 N형(또는 P형) 반도체 내의 전자(정공)의 흐름을 제어하는 것입니다. 다른 보기인 TRIAC, SCR, UJT는 FET과는 다른 원리로 동작하는 반도체 소자입니다.
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70. 페르미 준위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 불순물의 양과 온도가 증가할수록 금지대의 중앙으로부터 멀어진다.
  2. 불순물의 양과 온도가 증가할수록 진성반도체의 페르미 준위에 가까워진다.
  3. 불순물의 양이 증가하면 금지대의 중앙으로부터 멀어지고, 온도가 증가하면 그와 반대이다.
  4. 불순물의 양이 증가하면 금지대의 중앙으로 가까워지고, 온도가 증가하면 그와 반대이다.
(정답률: 알수없음)
  • 페르미 준위는 금속과 반도체의 경계면에서 전자의 이동성이 급격히 변화하는 지점을 말한다. 이 때, 불순물의 양이 증가하면 금지대의 중앙으로부터 멀어지게 되는데, 이는 불순물이 전자의 이동성을 낮추기 때문이다. 반면에 온도가 증가하면 전자의 이동성이 증가하게 되므로 금지대의 중앙으로부터 멀어지게 된다. 따라서 "불순물의 양이 증가하면 금지대의 중앙으로부터 멀어지고, 온도가 증가하면 그와 반대이다."가 옳은 설명이다.
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71. 드브로이(de Broglie) 물질파의 개념으로 볼 때 전자파의 파장이 무한대일 경우 전자의 상태는?

  1. 정지상태
  2. 직선운동
  3. 나선운동
  4. 원운동
(정답률: 알수없음)
  • 전자파의 파장이 무한대일 경우, 전자의 운동량은 0이 되어야 합니다. 이는 드브로이의 물질파 이론에서 전자의 운동량은 물리적인 파동의 성질에 의해 결정되기 때문입니다. 따라서 전자는 움직이지 않고 정지상태에 머무르게 됩니다.
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72. 다음 중 열평형 상태에서 있는 반도체에서 정공(正孔) 밀도 p와 전자밀도 n을 곱한 pn적에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도 및 불순물 밀도의 함수이다.
  2. 온도 및 금지대 에너지 폭의 함수이다.
  3. 불순물 밀도 및 Fermi 준위의 함수이다.
  4. 불순물 밀도 및 금지대 에너지 폭의 함수이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "불순물 밀도 및 Fermi 준위의 함수이다." 이다.

    pn적은 반도체의 전기적 특성을 나타내는 중요한 값 중 하나이다. pn적은 p와 n의 곱으로 정의되며, 열평형 상태에서는 pn적이 상수이다. 이는 반도체 내에서 전자와 정공의 생성과 재결합이 평형을 이루기 때문이다.

    불순물은 반도체 내에 존재하는 원자 중에 원자핵 주위의 전자 수가 반도체의 원자와 다른 경우를 말한다. 불순물이 존재하면 반도체 내의 전자와 정공의 농도가 변화하게 되고, 이는 pn적에 영향을 미친다.

    Fermi 준위는 반도체 내에서 전자가 존재할 수 있는 최고 에너지를 나타내는 값이다. Fermi 준위는 온도와 불순물 농도에 따라 변화하며, 이는 pn적에 영향을 미친다. 따라서 pn적은 불순물 밀도 및 Fermi 준위의 함수이다.
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73. PN 접합의 역전압 의존성을 이용한 소자는?

  1. Tunnel 다이오드
  2. Zener 다이오드
  3. Varistor
  4. Varactor 다이오드
(정답률: 알수없음)
  • Varactor 다이오드는 PN 접합의 역전압 의존성을 이용하여 소자의 전하 저장 용량을 제어하는데 사용됩니다. 역전압이 증가함에 따라 저장 용량이 감소하므로, Varactor 다이오드는 주로 무선 통신에서 주파수 제어에 사용됩니다. 다른 보기들은 각각 다른 용도로 사용되지만, PN 접합의 역전압 의존성을 이용한 소자는 Varactor 다이오드가 유일합니다.
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74. 트랜지스터 증폭기에서 부하 저항이 클수록 전류 이득은?

  1. 변함없다.
  2. 감소한다.
  3. 증가한다.
  4. 베이스 접지에서만 증가하고, 에미터 접지나 컬렉터 접지에서는 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터 증폭기에서 부하 저항이 클수록 전류가 흐르는 경로가 더 많아지기 때문에 전류 이득이 감소한다. 부하 저항이 작을수록 전류가 흐르는 경로가 적어져서 전류 이득이 증가한다.
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75. 다음 중 얼리(Early) 효과와 관계되는 것은?

  1. 항복 현상
  2. 이미터의 효율
  3. 베이스 폭의 감소
  4. 역바이어스 전압
(정답률: 알수없음)
  • 얼리 효과는 컬렉터 전류가 베이스 전류보다 빠르게 증가하여 발생하는 현상입니다. 이 때 베이스 폭이 감소하면 얼리 효과가 더욱 강해지게 되어 컬렉터 전류의 증가가 더욱 빨라집니다. 따라서 베이스 폭의 감소는 얼리 효과와 관계가 있습니다.
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76. 1[Couloeb]의 전하량은 전자 몇 개가 필요한가? (단, e = 1.602×10-19[C])

  1. 6.24×1015
  2. 6.24×1018
  3. 6.24×1020
  4. 6.24×1022
(정답률: 알수없음)
  • 전하량은 전자의 수와 전자의 전하 크기에 비례한다. 따라서, 전하량을 구하기 위해서는 전자의 수를 구하고 그 수에 전자의 전하 크기를 곱해주면 된다.

    Couloeb의 전하량은 1[C]이다. 이는 1쿨롱의 전하량이라는 뜻이다.

    전자의 전하 크기는 e = 1.602×10-19[C]이다.

    따라서, 1[C]의 전하량을 가지기 위해서는 1[C] / (1.602×10-19[C]) = 6.24×1018개의 전자가 필요하다.

    따라서, 정답은 "6.24×1018"이다.
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77. 서로 다른 도체로 폐회로를 구성하고 직류 전류를 흐르게 하면, 전류의 방향에 따라 서로 다른 도체 사이의 접합의 한쪽은 가열되는 반면, 또 다른 한쪽은 냉각이 되는 효과를 무엇이라 하는가?

  1. Peltier Effect
  2. Seebeck Effect
  3. Zeeman Effect
  4. Hall Effect
(정답률: 알수없음)
  • 이 효과는 "Peltier Effect"이다. 이는 직류 전류가 서로 다른 두 도체 사이를 흐르면, 전자의 열 운동이 증가하여 한쪽 도체에서는 열이 흡수되어 냉각되고, 다른 한쪽 도체에서는 열이 방출되어 가열되는 현상을 말한다. 이는 열전력과 전기전력이 상호 변환되는 것으로, 열전력과 전기전력의 관계를 나타내는 "펠티에르 계수"로 표현된다.
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78. 접합형 트랜지스터의 구조를 올바르게 설명한 것은?

  1. 이미터, 베이스, 컬렉터의 폭은 거의 비슷한 정도로 한다.
  2. 불순물 농도는 이미터를 가장 크게, 컬렉터를 가장 적게 한다.
  3. 베이스 폭은 비교적 좁게 하고, 불순물은 적게 넣는다.
  4. 베이스 폭은 비교적 좁게 하고, 불순물은 많이 넣는다.
(정답률: 알수없음)
  • 접합형 트랜지스터의 구조는 이미터, 베이스, 컬렉터로 이루어져 있으며, 베이스 폭은 비교적 좁게 하고, 불순물은 적게 넣는다. 이는 베이스 영역에서 전자와 양공이 충돌하여 전류가 증폭되는 역할을 하기 때문이다. 불순물을 적게 넣는 이유는 베이스 영역에서 전자와 양공이 충돌할 확률을 높이기 위해서이다.
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79. 진성 반도체에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 반도체의 저항 온도계수는 양(+)이다.
  2. 운반체(carrier)의 밀도는 온도가 상승하면 증가한다.
  3. Fermi 준위는 어떤 온도에서든지 전도대와 가전자대의 중앙에 위치한다.
  4. 단위 체적당 전도대 중의 전자의 수와 단위 체적당 가전자대 중의 정공의 수는 같다.
(정답률: 알수없음)
  • "반도체의 저항 온도계수는 양(+)이다."가 옳지 않은 설명이다. 반도체의 저항 온도계수는 음(-)이다. 이는 온도가 상승하면 반도체 내의 운반체(carrier)의 밀도가 증가하고, 이에 따라 전자와 정공의 충돌이 증가하여 전자의 이동이 제한되기 때문이다. 이로 인해 전기 저항이 증가하게 되는데, 이러한 현상을 반영하여 반도체의 저항 온도계수는 음(-)이 된다.
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80. 빛의 파동성을 입증할 수 있는 근거는?

  1. 산란현상
  2. 회절현상
  3. 광전현상
  4. 콤프턴(compton) 효과
(정답률: 알수없음)
  • 빛의 파동성을 입증할 수 있는 근거 중 하나는 회절현상입니다. 회절현상은 빛이 물체를 통과하거나 물체 주위를 지나갈 때, 빛의 파동이 굴절되어 파장이 서로 상쇄되거나 강화되는 현상입니다. 이는 파동이 서로 상호작용할 때 나타나는 현상으로, 이를 통해 빛이 파동이라는 것을 입증할 수 있습니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. CPU가 명령어를 실행할 때의 메이저 상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 실행 사이클은 간접주소 방식의 경우에만 수행된다.
  2. 명령어의 종류를 판별하는 것을 간접 사이클이라 한다.
  3. 기억장치내의 명령어를 CPU로 가져오는 것을 인출사이클이라 한다.
  4. 인터럽트 사이클 동안 데이터를 기억장치에서 읽어낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 기억장치내의 명령어를 CPU로 가져오는 것을 인출사이클이라 하는 이유는 CPU가 명령어를 실행하기 위해서는 먼저 해당 명령어가 저장된 기억장치에서 가져와야 하기 때문입니다. 인출사이클은 이러한 명령어를 가져오는 과정을 말합니다. 따라서 "기억장치내의 명령어를 CPU로 가져오는 것을 인출사이클이라 한다."가 옳은 설명입니다.
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82. 다음 회로에서 A = 1011, B = 0111 이 입력되어 있을 때 그 출력은?

  1. 0101
  2. 1010
  3. 0110
  4. 1100
(정답률: 알수없음)
  • 입력 A와 B는 XOR 게이트를 통해 연결되어 있고, 그 결과는 1100이 나온다. 이 값은 AND 게이트를 통해 C와 D에 입력되고, 그 결과는 1000이 나온다. 마지막으로 OR 게이트를 통해 C와 D의 출력이 연결되어 있으므로, 최종 출력은 1010이 된다.

    정답이 "1010"인 이유는 XOR 게이트를 통해 A와 B의 값이 더해지고, 그 결과가 AND 게이트를 통해 C와 D에 입력되어 1000이 나오기 때문이다. 이 값은 OR 게이트를 통해 C와 D의 출력이 연결되어 있으므로, 최종 출력은 1010이 된다.
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83. 메모리 장치와 주변 장치 사이에서 데이터의 입ㆍ출력 정송이 직접 이루어지는 것은?

  1. MIMD
  2. UART
  3. MIPS
  4. DMA
(정답률: 알수없음)
  • DMA는 Direct Memory Access의 약자로, 메모리와 주변 장치 사이에서 데이터의 입ㆍ출력 전송을 직접 처리하는 기술이다. CPU의 개입 없이 데이터를 전송하기 때문에 전송 속도가 빠르고, CPU의 부담을 줄일 수 있다. 따라서 DMA가 메모리 장치와 주변 장치 사이에서 데이터의 입ㆍ출력 정송이 직접 이루어지는 것이다.
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84. 다음은 언팩 10진 형식으로 표기한 것이다. 이를 10진수로 옳게 표현한 것은?

  1. +9125
  2. -9125
  3. +395
  4. -395
(정답률: 알수없음)
  • 언팩 10진 형식은 4비트씩 끊어서 각각을 10진수로 변환하여 나열한 것이다. 첫 번째 4비트는 1001로 9를, 두 번째 4비트는 0010으로 2를, 세 번째 4비트는 0100으로 4를, 네 번째 4비트는 1101로 13을 나타낸다. 이를 모두 합치면 9,125이 된다. 그러나 첫 번째 비트가 1이므로 음수를 나타내는 부호이다. 따라서 9,125에서 부호를 바꾸어 -9,125가 된다. 이를 보기에서 찾아보면 "-9125"가 있다. 하지만 이 문제에서는 10진수로 옳게 표현한 것을 찾는 것이므로, -9,125를 10진수로 옳게 표현한 "+395"가 정답이 된다.
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85. 프로그램이 수행될 때 최근에 사용한 인스트럭션과 데이터를 다시 사용할 가능성이 크다는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 접근의 국부성
  2. 디스크인터리빙
  3. 페이징
  4. 블록킹
(정답률: 알수없음)
  • "접근의 국부성"은 프로그램이 수행될 때 최근에 사용한 인스트럭션과 데이터를 다시 사용할 가능성이 크다는 것을 의미합니다. 이는 CPU 캐시와 같은 메모리 계층 구조에서 중요한 역할을 합니다. CPU 캐시는 최근에 사용한 데이터와 인스트럭션을 더 빠르게 접근할 수 있도록 저장하는데, 이는 접근의 국부성 때문입니다. 이와 같이 최근에 사용한 데이터와 인스트럭션을 더 빠르게 접근할 수 있도록 하는 것은 전체적인 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 "접근의 국부성"은 컴퓨터 시스템에서 매우 중요한 개념입니다. "디스크인터리빙", "페이징", "블록킹"은 이와는 관련이 있지만, "접근의 국부성"과는 직접적인 연관성이 적습니다.
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86. 직렬 시프트 레지스터(4bit)에 1011 이 현재 들어있고 이 직렬 레지스터가 0110을 삽입하려면 몇 개의 클럭펄스가 필요한가?

  1. 11
  2. 6
  3. 5
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 직렬 시프트 레지스터는 비트를 한 칸씩 이동시키는 기능을 가지고 있습니다. 따라서 0110을 삽입하기 위해서는 4번의 클럭 펄스가 필요합니다.

    첫 번째 클럭 펄스에서는 1이 한 칸씩 이동하여 0으로 바뀌고, 두 번째 클럭 펄스에서는 0이 한 칸씩 이동하여 1로 바뀝니다. 세 번째 클럭 펄스에서는 1이 한 칸씩 이동하여 0으로 바뀌고, 마지막으로 네 번째 클럭 펄스에서는 0이 한 칸씩 이동하여 0110이 직렬 시프트 레지스터에 삽입됩니다. 따라서 정답은 "4"입니다.
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87. 다음 중 홀수 패리티 발생기에 대한 식으로 옳은 것은? (단, 입력은 x, y, z이다.)

  1. (x ⊙ y) ⊙ z
  2. (x ⊕ y) ⊕ z
  3. (x ⊕ y) ⊙ z
  4. (x+y)ㆍz
(정답률: 알수없음)
  • 홀수 패리티 발생기는 입력 비트 중에서 1의 개수가 홀수인지 짝수인지를 판별하는 회로이다.

    (x ⊕ y)는 x와 y의 비트가 다른 경우에 1을 출력하므로, 이 식은 x와 y 중에서 서로 다른 비트의 개수를 구하는 식이다. 따라서 (x ⊕ y)의 결과는 x와 y의 비트 중에서 다른 비트의 개수가 된다.

    그리고 ⊙ 연산은 논리곱(XOR) 연산을 의미한다. 따라서 (x ⊕ y) ⊙ z는 x와 y 중에서 다른 비트의 개수가 홀수인지 짝수인지를 판별하는 식이 된다. 만약 z가 1이면, (x ⊕ y) ⊙ z의 결과는 x와 y 중에서 다른 비트의 개수가 홀수인 경우에 1을 출력하고, z가 0이면 0을 출력하게 된다.

    따라서 (x ⊕ y) ⊙ z는 홀수 패리티 발생기의 동작을 나타내는 식이 된다.
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88. 운영체제(OS)에서 제어 프로그램에 속하지 않는 것은?

  1. 감시 프로그램
  2. 작업 관리 프로그램
  3. 데이터 관리 프로그램
  4. 언어 번역 프로그램
(정답률: 알수없음)
  • 운영체제는 시스템 자원을 효율적으로 관리하고, 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 합니다. 이 중에서 제어 프로그램은 운영체제 내부에서 시스템 자원을 관리하고, 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스를 제공하는 프로그램을 말합니다. 따라서 감시 프로그램, 작업 관리 프로그램, 데이터 관리 프로그램은 모두 제어 프로그램에 속하게 됩니다. 반면에 언어 번역 프로그램은 소스 코드를 컴파일하거나 인터프리트하여 실행 파일을 생성하는 역할을 합니다. 이는 운영체제의 제어 프로그램과는 별개의 역할이므로, 제어 프로그램에 속하지 않는 것입니다.
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89. 64k인 주소공간과 4K인 기억공간을 가진 컴퓨터의 경우, 한 페이지(page)가 512워드로 구성된다면 페이지와 블록 수는 각각 얼마인가?

  1. 페이지 : 16, 블록 : 12
  2. 페이지 : 16, 블록 : 16
  3. 페이지 : 128, 블록 : 8
  4. 페이지 : 128, 블록 : 16
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 컴퓨터의 주소공간은 64k이므로, 1워드는 2바이트이므로 총 32,768개의 워드가 존재한다. 이를 512로 나누면 페이지 수가 나오게 된다.

    32,768 / 512 = 64

    따라서 페이지 수는 64개이다.

    한 페이지는 512워드로 구성되므로, 1블록은 4K이므로 4,096바이트이다. 이를 2바이트로 나누면 워드 수가 나오게 된다.

    4,096 / 2 = 2,048

    따라서 한 블록은 2,048워드이다.

    페이지 수가 64개이므로, 이를 8로 나누면 블록 수가 나오게 된다.

    64 / 8 = 8

    따라서 페이지는 128개, 블록은 8개이다.
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90. 번지를 기억하고 있는 레지스터와 관계없는 것은?

  1. MAR
  2. IR
  3. PC
  4. SP
(정답률: 알수없음)
  • IR은 Instruction Register의 약자로, 현재 실행 중인 명령어를 저장하는 레지스터이다. 따라서 번지를 기억하는 MAR, 프로그램 카운터인 PC, 스택 포인터인 SP과는 달리 명령어 자체를 저장하고 있기 때문에 번지를 기억하는 레지스터와는 관계가 없다.
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91. 캐시 메모리와 관련이 가장 적은 것은?

  1. 연관매핑(associative mappint)
  2. 가상기억장치(virtual memory)
  3. 적중률(hit ratio)
  4. 참조의 국한성(locality of reference)
(정답률: 알수없음)
  • 캐시 메모리는 주기억장치와 CPU 사이에 위치하여 빠른 속도로 데이터를 전달하는 역할을 합니다. 반면에 가상기억장치는 주기억장치와 하드디스크 사이에 위치하여 주기억장치의 한계를 극복하기 위해 사용되는 기술입니다. 따라서 캐시 메모리와 가상기억장치는 서로 다른 개념이며, 관련성이 적습니다.
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92. 디스크에 헤드가 가까울수록 불순물이나 결함에 의한 오류 발생의 위험이 더 크다. 이러한 문제점을 해결한 것은?

  1. 윈체스터 디스크
  2. 이동 디스크
  3. 콤팩트 디스크
  4. 플로피 디스크
(정답률: 알수없음)
  • 윈체스터 디스크는 디스크와 헤드를 밀봉하여 먼지나 불순물이 들어오지 않도록 하여 오류 발생 위험을 줄였기 때문에 정답입니다. 이동 디스크, 콤팩트 디스크, 플로피 디스크는 이러한 기능을 갖추고 있지 않습니다.
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93. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 레지스터는 데이터를 일시적으로 기억하는 장치로 기능에 따라 여러 가지 이름이 붙여진다.
  2. 프로그래머는 연산용 레지스터에 기억된 내용을 프로그램을 통해 직접적으로 변경할 수 없다.
  3. 명령 레지스터는 실행 중에 있는 명령을 기억하고 주소를 보관하는 레지스터로서 명령부와 주소부로 구성되어 있다.
  4. 명령해독기는 AND 논리회로의 집합으로 구성되어 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "명령해독기는 AND 논리회로의 집합으로 구성되어 있다."는 옳지 않은 설명이다.

    프로그래머가 연산용 레지스터에 기억된 내용을 직접적으로 변경할 수 없는 이유는 보안상의 이유와 하드웨어적 제한 때문이다. 연산용 레지스터는 CPU 내부에서 매우 빠르게 데이터를 처리하기 위해 사용되는데, 이를 프로그램에서 직접적으로 변경하면 CPU 동작에 치명적인 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 따라서, 프로그래머는 메모리나 캐시 등 다른 장소에 데이터를 저장하고, 필요할 때 연산용 레지스터로 데이터를 불러와서 처리해야 한다.
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94. 변수에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 프로그램 내에서 자료를 기억시킬 수 있는 기억장소
  2. 하드디스크 내에 자료를 기억시킬 수 있는 공간
  3. 프로그램 실행과정에서 변하지 않는 값을 저장
  4. 프로그램 실행과정에서 프로그램이 중단되더라도 손실되지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 변수는 프로그램 내에서 값을 저장하고 필요에 따라 변경할 수 있는 기억장소입니다. 이는 프로그램 실행 중에도 값을 유지하며, 프로그램이 종료되면 소멸합니다. 따라서 "프로그램 내에서 자료를 기억시킬 수 있는 기억장소"가 맞는 설명입니다.
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95. 10진수 13을 그레이 코드(Gray code)로 변환하면?

  1. 1001
  2. 0100
  3. 1100
  4. 1011
(정답률: 알수없음)
  • 10진수 13을 2진수로 변환하면 1101이 된다. 그레이 코드는 이진수에서 한 비트만 바뀐 코드이므로, 첫 번째 비트는 그대로 두고 두 번째 비트부터 이전 비트와 XOR 연산을 수행한다. 따라서 1101의 그레이 코드는 1011이 된다. 따라서 정답은 "1011"이다.
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96. 서브루틴(subroutine) 호출 처리 작업시 복귀주소를 저장하고 조회하는 용도에 적합한 자료 구조는?

  1. 업
  2. 큐
  3. 스택
  4. 연결 리스트
(정답률: 알수없음)
  • 서브루틴 호출 처리 작업에서는 호출한 위치로 돌아가기 위해 복귀주소를 저장해야 합니다. 이때 스택이 적합한 자료 구조입니다. 스택은 후입선출(LIFO) 구조로 데이터를 저장하고 꺼내는데, 서브루틴 호출 처리 작업에서는 호출한 위치로 돌아가기 위해 현재 위치를 스택에 저장하고, 서브루틴에서 작업을 마치고 돌아올 때는 스택에서 저장한 복귀주소를 꺼내서 돌아가야 합니다. 이러한 작업을 스택을 이용하여 간단하고 효율적으로 처리할 수 있습니다.
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97. memory-mapped I/O 방식의 사용상 특징은?

  1. 메모리와 입ㆍ출력 번지 사이의 구별이 없다.
  2. 입ㆍ출 전용 번지가 할당되기 때문에 프로그램의 이해 및 작성이 쉽다.
  3. 기억장치의 이용효율이 높다.
  4. 하드웨어가 복잡하다.
(정답률: 알수없음)
  • memory-mapped I/O 방식은 입출력 장치를 메모리 주소 공간에 매핑하여 사용하는 방식이다. 이 방식에서는 입출력 장치의 입출력 번지가 메모리 주소와 동일하게 사용되기 때문에 메모리와 입출력 번지 사이의 구별이 없다. 이는 프로그램의 이해 및 작성을 쉽게 만들어주며, 기억장치의 이용효율도 높여준다. 따라서 "메모리와 입ㆍ출력 번지 사이의 구별이 없다."가 정답이 된다.
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98. 반도체 메모리 소자 중 SRAM의 특징이 아닌 것은?

  1. 플립플롭에 의한 기억소자로 내부회로가 복잡하다.
  2. DRAM에 비해서 고집적도가 용이하고 소비전력이 많다.
  3. 읽기, 쓰기의 고속 실행이 가능하다.
  4. refresh 회로가 필요 없다.
(정답률: 알수없음)
  • SRAM은 DRAM과 달리 refresh 회로가 필요하지 않으며, 읽기와 쓰기의 고속 실행이 가능하다는 특징이 있습니다. 하지만 SRAM은 플립플롭에 의한 기억소자로 내부회로가 복잡하며, DRAM에 비해서 고집적도가 용이하지 않고 소비전력이 많다는 단점이 있습니다. 따라서 정답은 "DRAM에 비해서 고집적도가 용이하고 소비전력이 많다."입니다.
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99. 단항(unary) 연산에 속하지 않는 것은?

  1. MOVE 연산
  2. Complement 연산
  3. Shift 연산
  4. OR 연산
(정답률: 알수없음)
  • 단항 연산은 하나의 피연산자에 대해 연산을 수행하는 것이고, OR 연산은 두 개의 피연산자에 대해 연산을 수행하는 이항 연산이기 때문에 단항 연산에 속하지 않습니다.
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100. 주소지정방식(addressing mode)에서 오퍼랜드(operand) 부분에 데이터가 포함되어 실행되는 방식은?

  1. index addressing mode
  2. direct addressing mode
  3. indirect addressing mode
  4. immediate addressing mode
(정답률: 알수없음)
  • 오퍼랜드 부분에 데이터가 포함되어 실행되는 방식은 "immediate addressing mode"입니다. 이는 명령어 자체에 데이터 값을 포함하여 실행하는 방식으로, 메모리나 레지스터에 저장된 값을 참조하지 않고 즉시 사용할 수 있습니다. 따라서 데이터 값을 미리 정해놓고 사용해야 하는 경우에 유용합니다.
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