전자기사 필기 기출문제복원 (2010-05-09)

전자기사 2010-05-09 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전자기사 2010-05-09 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전자기사
(2010-05-09 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 반자성체에 속하는 물질은?

  1. Ni
  2. Co
  3. Ag
  4. Pt
(정답률: 알수없음)
  • 반자성체는 외부 자기장을 가했을 때 자기장과 반대 방향으로 자화되는 물질로, 대표적으로 Ag(은), Cu(구리), Hg(수은), Au(금) 등이 있습니다.

    오답 노트
    Ni, Co, Pt: 강자성체에 해당함
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2. z=0인 평면상에 중심이 원점에 있고 반경이 a[m]인 원형 도체에 그림과 같이 I[A]가 흐를 때 z=b인 점에서 자계의 세기는? (단, az는 단위 벡터이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 원형 도선축 상의 한 점에서의 자계 세기는 비오-사바르 법칙을 이용하여 유도하며, 중심에서 $b$만큼 떨어진 지점의 자계는 $z$축 방향 성분만 남게 됩니다.
    공식에 따라 계산하면 다음과 같습니다.
    $$\mathbf{H} = \frac{a^{2}I}{2(a^{2}+b^{2})^{3/2}} \mathbf{a}_{z} \text{ [AT/m]}$$
    따라서 정답은 입니다.
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3. 패러데이관(Faraday tube)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 패러데이관 중에 있는 전속수는 그 관속에 진전하가 없으면 일정하며 연속적이다.
  2. 패러데이관의 양단에는 양 또는 음의 단위 진전하가 존재하고 있다.
  3. 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다.
  4. 단위 전위차 당 패러데이관의 보유에너지는 1/2[J]이다.
(정답률: 알수없음)
  • 패러데이관의 밀도는 정의상 전속밀도와 동일합니다. 따라서 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다는 설명은 틀린 것입니다.
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4. 단면적 4[cm2]의 철심에 6×10-4 [Wb]의 자속을 통하게 하려면 2800[AT/m]의 자계가 필요하다. 이 철심의 비투자율은?

  1. 약 357
  2. 약 375
  3. 약 407
  4. 약 426
(정답률: 알수없음)
  • 자속밀도 $B$와 자계 $H$의 관계식 $B = \mu H$를 이용하며, 투자율 $\mu$는 진공의 투자율 $\mu_0$와 비투자율 $\mu_r$의 곱으로 나타냅니다.
    ① [기본 공식] $\mu_r = \frac{\Phi}{A \times \mu_0 \times H}$
    ② [숫자 대입] $\mu_r = \frac{6 \times 10^{-4}}{4 \times 10^{-4} \times 4\pi \times 10^{-7} \times 2800}$
    ③ [최종 결과] $\mu_r \approx 426$
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5. 그림과 같이 n개의 동일한 콘덴서 C를 직렬 접속하여 최하단의 한 개와 병렬로 정전용량 Co의 정전전압계를 접속하였다. 이 정전전압계의 지시가 V일 때, 측정전압 Vo는?

  1. nV
(정답률: 60%)
  • 전압계 $C_0$가 병렬로 연결된 최하단 콘덴서 $C$의 전압이 $V$일 때, 전체 전압 $V_0$를 구하는 문제입니다. 전압계 $C_0$가 연결된 부분의 합성 정전용량은 $C + C_0$가 되며, 나머지 $(n-1)$개의 콘덴서 $C$와 직렬로 연결된 구조입니다. 전하량 보존 법칙에 의해 각 단의 전하량은 동일하므로, 전압은 정전용량에 반비례하여 분배됩니다.
    ① [기본 공식] $V_0 = V \times \frac{\frac{C}{n-1} + (C + C_0)}{C + C_0}$ (또는 전하량 비례식 활용)
    ② [숫자 대입] $V_0 = V \times \frac{\frac{C}{n-1} + C + C_0}{C + C_0}$ (식 정리 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $V_0 = [n + \frac{C_0}{C}(n-1)]V$
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6. 평형판 공기콘덴서의 양 극판에 +ρ[C/m2], -ρ[C/ρ]의 전하가 충전되어 있을 때, 이 두 전극 사이에 유전율 ε[F/m]인 유전체를 삽입한 경우의 전계의 세기는? (단, 유전체의 분극전하밀도를 + ρP[C/m2], -ρP[C/m2]라 한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 유전체가 삽입된 전극 사이의 전계의 세기는 전하밀도에서 분극전하밀도를 뺀 순전하밀도를 진공의 유전율로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\rho - \rho_{P}}{\epsilon_{0}}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{\rho - \rho_{P}}{\epsilon_{0}}$
    ③ [최종 결과]
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7. 두 개의 길고 직선이 도체가 평행으로 그림과 같이 위치하고 있다. 각 도체에는 10[A]의 전류가 같은 방향으로 흐르고 있으며, 이격거리는 0.2[m]일 때 오른쪽 도체의 단위 길이당 힘은? (단, ax, az는 단위벡터이다.)

  1. 10-2 (-ax)[N/m]
  2. 10-4 (-ax)[N/m]
  3. 10-2 (-az)[N/m]
  4. 10-4 (-az)[N/m]
(정답률: 알수없음)
  • 평행한 두 직선 도체에 같은 방향으로 전류가 흐를 때, 두 도체 사이에는 서로 끌어당기는 인력이 작용합니다. 힘의 방향은 오른쪽 도체 기준으로 왼쪽($-a_x$ 방향)이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = \frac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi d}$$
    ② [숫자 대입]
    $$F = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10 \times 10}{2\pi \times 0.2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 10^{-4}$$
    방향은 인력이므로 $-a_x$ 방향이며, 최종 결과는 $10^{-4} (-a_x) \text{N/m}$ 입니다.
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8. 두 평행판 축전기에 채워진 폴리에틸렌의 비유전율이 εr, 평행판간 거리 d=1.5[mm]일 때, 만일 평행판내의 전계의 세기가 10[kV/m]라면 평행판간 폴리에틸렌 표면에 나타난 분극전하 밀도는?

(정답률: 8%)
  • 분극전하 밀도는 유전체의 비유전율과 전계의 세기를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\rho_p = \epsilon_0 (\epsilon_r - 1) E$
    ② [숫자 대입] $\rho_p = 8.854 \times 10^{-12} (\epsilon_r - 1) \times 10 \times 10^3$
    ③ [최종 결과] $\rho_p = \frac{\epsilon_r - 1}{36\pi} \times 10^{-5}$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 무한평면도체 표면으로부터 r[m] 거리의 진공 중에 전자 e[C]가 있을 때, 이 전자의 위치 에너지는?

(정답률: 알수없음)
  • 무한평면도체 앞의 전하에 의한 위치 에너지는 영상전하법을 이용하여 구합니다. 도체 표면으로부터 $r$ 거리의 전하 $e$에 대해, $-r$ 위치에 $-e$의 영상전하가 있다고 가정하면 두 전하 사이의 거리는 $2r$이 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$U = -\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \frac{e^{2}}{(2r)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$U = -\frac{1}{4\pi\epsilon_{0}} \frac{e^{2}}{2r}$$
    ③ [최종 결과]
    $$U = -\frac{e^{2}}{8\pi\epsilon_{0}r}$$
    단, 문제의 정답 이미지 텍스트 변환 시는 다음과 같습니다.
    $$\frac{-e^{2}}{16\pi\epsilon_{0}r}$$
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10. 저항 10[Ω], 저항의 온도계수 α1=5×10-3 [1/℃]의 동선에 직렬로 90[Ω], 온도계수 α2 ≒0[1/℃]의 망간선을 접속하였을 때의 합성저항 온도계수는?

  1. 2×10-4[1/℃]
  2. 3×10-4[1/℃]
  3. 4×10-4[1/℃]
  4. 5×10-4[1/℃]
(정답률: 알수없음)
  • 여러 저항이 직렬로 연결된 경우, 합성저항의 온도계수는 각 저항의 온도계수에 저항값의 비율을 곱하여 합산한 가중 평균으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\alpha = \frac{R_{1}\alpha_{1} + R_{2}\alpha_{2}}{R_{1} + R_{2}}$
    ② [숫자 대입] $\alpha = \frac{10 \times 5 \times 10^{-3} + 90 \times 0}{10 + 90}$
    ③ [최종 결과] $\alpha = 5 \times 10^{-4}$
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11. 대전도체 표면전하밀도는 도체표면의 모양에 따라 어떻게 분포하는가?

  1. 표면전하밀도는 표면의 모양과 무관하다.
  2. 표면전하밀도는 평면일 때 가장 크다.
  3. 표면전하밀도는 뾰족할수록 커진다.
  4. 표면전하밀도는 곡률이 크면 작아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 도체 표면의 전하 밀도는 곡률 반지름이 작을수록(즉, 더 뾰족할수록) 전하가 집중되는 성질이 있습니다. 따라서 표면전하밀도는 뾰족할수록 커집니다.

    오답 노트
    표면의 모양과 무관하다: 곡률에 따라 밀도가 변함
    평면일 때 가장 크다: 뾰족한 곳이 더 큼
    곡률이 크면 작아진다: 곡률이 크다는 것은 더 뾰족하다는 의미이므로 밀도는 커짐
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12. 그림과 같은 무한직선전류 I1과 직사각형 모양의 루프선전류 I2간의 상호유도계수는?

(정답률: 알수없음)
  • 무한직선전류에 의해 형성된 자기장 내에 직사각형 루프가 있을 때, 루프를 통과하는 총 자속을 계산하여 상호유도계수를 도출합니다. 직선전류 $I_{1}$에 의한 자기장 $B = \frac{\mu_{0}I_{1}}{2\pi r}$를 루프 면적에 대해 적분하면 자속 $\Phi = \frac{\mu_{0}I_{1}h}{2\pi} \ln \frac{d+w}{d}$가 되며, 상호유도계수 $M = \frac{\Phi}{I_{1}}$이므로 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{\mu_{0}h}{2\pi} \ln \frac{d+w}{d}$
    ② [숫자 대입] (기호로 주어진 문제이므로 대입 생략)
    ③ [최종 결과]
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13. 그림과 같이 q1=6×10-6[C], q2=-12×10-5 [C]의 두 전하가 서로 100[cm] 떨어져 있을 때 전계 세기가 0이 되는 점은?

  1. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 왼쪽으로 약 24.1[m] 지점이다.
  2. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 오른쪽으로 약 14.1[m] 지점이다.
  3. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 왼쪽으로 약 2.41[m] 지점이다.
  4. q1과 q2의 연장선상 q1으로부터 왼쪽으로 약 1.41[m] 지점이다.
(정답률: 알수없음)
  • 두 전하의 부호가 다를 때 전계가 0이 되는 지점은 전하량이 작은 $q_1$의 외측(왼쪽)에 위치합니다. 거리 $x$에 대해 두 전하에 의한 전계의 크기가 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{q_1}{x^2} = \frac{q_2}{(r+x)^2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{6 \times 10^{-6}}{x^2} = \frac{12 \times 10^{-5}}{(1+x)^2}$
    ③ [최종 결과] $x = 2.41$
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14. 폐회로에 유도되는 유도기전력에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 렌쯔의 법칙은 유도기전력의 크기를 결정하는 법칙이다.
  2. 전계가 일정한 공간 내에서 폐회로가 운동하여도 유도기전력이 유도된다.
  3. 유도기전력은 권선수의 제곱에 비례한다.
  4. 자계가 일정한 공간 내에서 폐회로가 운동하여도 유도기전력이 유도된다.
(정답률: 알수없음)
  • 유도기전력은 자속의 변화가 있을 때 발생합니다. 자계가 일정하더라도 폐회로가 운동하여 회로를 통과하는 자속의 양이 변하면 유도기전력이 발생합니다.

    오답 노트
    렌쯔의 법칙: 기전력의 크기가 아닌 '방향'을 결정하는 법칙임
    전계가 일정한 공간: 전계의 운동만으로는 유도기전력이 발생하지 않음
    권선수: 기전력은 권선수에 '비례'하며 제곱에 비례하지 않음
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15. 자계가 비보존적인 경우를 나타내는 것은? (단, j는 공간상에 0이 아닌 전류밀도를 의미한다.)

  1. ▽∙B=0
  2. ▽∙B-=j
  3. ▽×H=0
  4. ▽×=j
(정답률: 알수없음)
  • 자계가 비보존적이라는 것은 자계의 회전(Curl)이 0이 아니라는 것을 의미하며, 이는 암페어의 법칙에 의해 전류밀도 $j$가 존재할 때 성립합니다.
    따러서 $\nabla \times H = j$가 정답입니다.
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16. 콘크리트(εr=4, μr=1) 중에서 전자파의 고유 임피던스는 약 몇 [Ω]인가?

  1. 35.4[Ω]
  2. 70.8[Ω]
  3. 124.3[Ω]
  4. 188.5[Ω]
(정답률: 39%)
  • 매질 내에서 전자파의 고유 임피던스는 자유 공간의 임피던스를 $\sqrt{\epsilon_r \mu_r}$로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{\eta_0}{\sqrt{\epsilon_r \mu_r}}$
    ② [숫자 대입]K $\eta = \frac{377}{\sqrt{4 \times 1}}$
    ③ [최종 결과]K $\eta = 188.5$
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17. 40[V/m]인 전계 내의 50[V]되는 점에서 1[C]의 전하가 전계 방향으로 80[cm] 이동하였을 때, 그 점의 전위는?

  1. 18[V]
  2. 22[V]
  3. 35[V]
  4. 65[V]
(정답률: 40%)
  • 전계 내에서 전하가 이동할 때 전위차는 전계의 세기와 이동 거리의 곱으로 결정되며, 전계 방향으로 이동하면 전위는 낮아집니다.
    ① [기본 공식] $V = V_0 - E \times d$
    ② [숫자 대입] $V = 50 - 40 \times 0.8$
    ③ [최종 결과] $V = 18$
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18. 자화율(magnetic susceptibility) X 상자성체에서 일반적으로 어떤 값을 갖는가?

  1. X= 0
  2. X> 0
  3. X< 0
  4. X= 1
(정답률: 알수없음)
  • 상자성체(Paramagnetic substance)는 외부 자기장에 의해 약하게 자화되는 물질로, 자화율 $\chi$가 $0$보다 큰 양의 값을 갖는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    $\chi = 0$: 진공
    $\chi < 0$: 반자성체
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19. 무한히 넓은 평행판을 2[cm]의 간격으로 놓은 후 평행판 간에 일정한 전계를 인가하였더니 도표면에 2[μC/m2]의 전하밀도가 생겼다. 이 때 행판 표면의 단위면적당 받는 정전응력은?

  1. 1.13×10-1[N/m2]
  2. 2.26×10-1[N/m2]
  3. 1.13[N/m2]
  4. 2.26[N/m2]
(정답률: 39%)
  • 평행판 사이의 정전응력(단위면적당 힘)은 전하밀도를 이용하여 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{\sigma^{2}}{2\epsilon_{0}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{(2 \times 10^{-6})^{2}}{2 \times 8.854 \times 10^{-12}}$
    ③ [최종 결과] $f = 2.26 \times 10^{-1} \text{ N/m}^{2}$
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20. 평등자계내의 내부로 ㉠자계와 평행한 방향, ㉡자계와 수직인 방향으로 일정속도의 전자를 입사시킬 때 전자의 운동 궤적을 바르게 나타낸 것은?

  1. ㉠ 원, ㉡ 타원
  2. ㉠ 직선, ㉡ 타원
  3. ㉠ 직선, ㉡ 원
  4. ㉠ 원, ㉡ 원
(정답률: 알수없음)
  • 자기장 내에서 움직이는 전하가 받는 로런츠 힘은 속도와 자기장 방향의 외적으로 결정됩니다.
    자계와 평행한 방향으로 입사하면 힘 $F = qvB\sin(0^{\circ}) = 0$이 되어 등속 직선 운동을 하며, 자계와 수직인 방향으로 입사하면 힘 $F = qvB\sin(90^{\circ})$가 계속해서 중심 방향으로 작용하여 등속 원운동을 하게 됩니다.
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2과목: 회로이론

21. 다음 회로에서 전류 I의 크기는?

  1. 3[mA]
  2. 10[mA]
  3. 7[mA]
  4. 13[mA]
(정답률: 알수없음)
  • 회로에서 전압원과 저항이 병렬로 연결되어 있으므로, 저항에 걸리는 전압은 전압원의 전압과 동일합니다. 옴의 법칙을 이용하여 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{1}{100}$
    ③ [최종 결과] $I = 0.01\text{ A} = 10\text{ mA}$
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22. 무부하 전압이 210[V]이고 정격전압이 200[V], 정격출력이 5[kW]인 직류발전기의 내부저항은?

  1. 0.2[Ω]
  2. 0.4[Ω]
  3. 2[Ω]
  4. 4[Ω]
(정답률: 알수없음)
  • 직류발전기의 내부저항은 무부하 전압과 정격 전압의 차이(전압 강하)를 정격 전류로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = \frac{V_0 - V}{I}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R = \frac{210 - 200}{\frac{5000}{200}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R = 0.4$$
    따라서 내부저항은 $0.4\Omega$ 입니다.
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23. 다음 회로의 구동점 임피던스가 정저항 회로가 되기 위한 Z1, Z2 및 R 의 관계는?

(정답률: 알수없음)
  • 구동점 임피던스가 정저항 회로가 되기 위해서는 전체 임피던스 식에서 허수 성분(리액턴스)이 0이 되어야 합니다. 주어진 회로는 $(R + Z_1)$과 $(R + Z_2)$가 병렬로 연결된 구조이며, 이들의 합성 임피던스가 실수값이 되기 위한 조건은 $Z_1 Z_2 = R^2$ 입니다.
    따라서 정답은 입니다.
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24. 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)
  • 이상적인 변압기는 에너지 손실이 전혀 없고, 1차 코일에서 발생한 모든 자속이 2차 코일로 전달되는 상태를 말합니다. 따라서 코일의 저항이나 누설 자속에 의한 손실이 없어야 하며, 두 코일 사이의 결합계수 $K$가 $1$이어야 합니다.
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25. R-L 직렬 회로에서 50[V]의 교류 전압을 인가하였을 때, 저항에 걸리는 전압이 30[V]였다면 인덕터(코일) 양단에 걸리는 전압은?

  1. 8[V]
  2. 20[V]
  3. 40[V]
  4. 50[V]
(정답률: 알수없음)
  • R-L 직렬 회로에서 전체 전압은 저항 전압과 인덕터 전압의 벡터 합으로 나타납니다. 따라서 피타고라스 정리를 이용하여 인덕터 전압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{V_{R}^{2} + V_{L}^{2}}$
    ② [숫자 대입] $50 = \sqrt{30^{2} + V_{L}^{2}}$
    ③ [최종 결과] $V_{L} = 40\text{ V}$
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26. 의 시간함수는?

  1. 2e-2tsint
  2. 2e-2tcost
  3. 2e-2tsin2t
  4. 2e-2tcos2t
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 라플라스 변환 식 $F(s) = \frac{2}{s^{2} + 4s + 5}$를 시간함수로 변환하기 위해 분모를 완전제곱식으로 변형합니다.
    분모 $s^{2} + 4s + 5 = (s + 2)^{2} + 1$이므로, 이는 $\mathcal{L}^{-1} \{ \frac{a}{(s+b)^{2} + a^{2}} \} = e^{-bt}\sin(at)$ 형태의 역변환 공식에 해당합니다.
    여기서 $a=1, b=2$이며 분자의 계수가 $2$이므로 최종 결과는 다음과 같습니다.
    $$f(t) = 2e^{-2t}\sin t$$
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27. 기본파의 30[%]인 제2고조파와 20[%]인 제3고조파를 포함하는 전압의 왜형률은?

  1. 0.24
  2. 0.28
  3. 0.32
  4. 0.36
(정답률: 30%)
  • 왜형률은 기본파에 대한 전고조파의 실효값의 비로 정의하며, 각 고조파 성분의 합을 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $THD = \frac{\sqrt{\sum_{n=2}^{\infty} V_n^2}}{V_1}$ 고조파 실효값의 합 / 기본파 실효값
    ② [숫자 대입] $THD = \frac{\sqrt{0.3^2 + 0.2^2}}{1}$
    ③ [최종 결과] $THD = 0.36$
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28. 다음과 같은 회로에서 단자 a, b 왼쪽 회로의 테브난 등가 전압원은?

  1. 0.5[V]
  2. 1[V]
  3. 1.5[V]
  4. 2[V]
(정답률: 알수없음)
  • 테브난 등가 전압원은 개방 회로의 단자 전압과 같으며, 전류원과 저항이 병렬로 연결된 경우 옴의 법칙을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V_{th} = I \times R$
    ② [숫자 대입] $V_{th} = 0.5 \times 2$
    ③ [최종 결과] $V_{th} = 1\text{V}$
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29. 정현파의 파고율은?

  1. 1
  2. √2
  3. √3
  4. 2
(정답률: 30%)
  • 파고율은 파형의 최대값과 실효값의 비율을 의미하며, 정현파의 경우 최대값은 실효값의 $\sqrt{2}$배입니다.
    ① [기본 공식] $\text{파고율} = \frac{\text{최대값}}{\text{실효값}}$
    ② [숫자 대입] $\text{파고율} = \frac{\sqrt{2}V_{rms}}{V_{rms}}$
    ③ [최종 결과] $\text{파고율} = \sqrt{2}$
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30. 100[V]에서 250[W]의 전력을 소비하는 저항을 200[V]에 접속하면 소비전력은?

  1. 100[W]
  2. 250[W]
  3. 500[W]
  4. 1000[W]
(정답률: 알수없음)
  • 저항의 값은 일정하므로 소비전력은 전압의 제곱에 비례합니다. 전압이 $100\text{V}$에서 $200\text{V}$로 2배 증가하면 전력은 $2^2 = 4$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P_2 = P_1 \times (\frac{V_2}{V_1})^2$
    ② [숫자 대입] $P_2 = 250 \times (\frac{200}{100})^2$
    ③ [최종 결과] $P_2 = 1000\text{W}$
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31. R-L 직렬회로에서 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)[A]
  2. 2(1-e-5t)[A]
(정답률: 알수없음)
  • R-L 직렬회로에 직류 전압을 인가했을 때의 과도 응답 전류 식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{V}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ② [숫자 대입] $i(t) = \frac{100}{50}(1 - e^{-\frac{50}{10}t})$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 2(1 - e^{-5t})$ A
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32. 다음 파형 중에서 실효치가 가장 큰 것은? (단, 주기는 모두 동일함)

  1. 삼각파
  2. 구형파
  3. 톱니파
  4. 정현파
(정답률: 40%)
  • 실효치는 파형의 에너지를 나타내며, 동일한 최댓값과 주기를 가질 때 파형이 꽉 차 있을수록 큽니다. 구형파는 모든 시간 영역에서 최댓값을 유지하므로 제시된 파형 중 실효치가 가장 큽니다.
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33. 어떤 회로의 피상전력이 20[kVA]이고 유효전력이 15[kW]일 때 이 회로의 역률은?

  1. 0.9
  2. 0.75
  3. 0.6
  4. 0.45
(정답률: 알수없음)
  • 역률은 피상전력에 대한 유효전력의 비율로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\cos \theta = \frac{P}{P_a}$
    ② [숫자 대입]- $\cos \theta = \frac{15}{20}$
    ③ [최종 결과]- $\cos \theta = 0.75$
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34. R=10[Ω], L=0.2[H]인 R-L 직렬회로에 60[Hz], 120[V]의 교류 전압이 인가될 때 흐르는 전류는?

  1. 4.7[A]
  2. 3.2[A]
  3. 2.8[A]
  4. 1.6[A]
(정답률: 0%)
  • R-L 직렬회로의 임피던스를 구한 뒤, 옴의 법칙을 이용하여 회로에 흐르는 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{\sqrt{R^2 + (2\pi f L)^2}}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{120}{\sqrt{10^2 + (2 \times 3.14 \times 60 \times 0.2)^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 1.6$ A
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35. R=8[Ω], XL=8[Ω], XC=2[Ω]인 R-L-C 직렬회로에 정형파 전압 V=100[V]를 인가할 때 흐르는 전류는?

  1. 10[A]
  2. 20[A]
  3. 30[A]
  4. 40[A]
(정답률: 알수없음)
  • R-L-C 직렬회로의 임피던스를 구한 뒤, 옴의 법칙을 이용하여 회로에 흐르는 전류를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$
    $I = \frac{V}{Z}$
    ② [숫자 대입] $Z = \sqrt{8^2 + (8 - 2)^2} = 10$
    $I = \frac{100}{10}$
    ③ [최종 결과] $I = 10$ A
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36. 다음과 같은 회로에서 저항 RL 양단자(RL을 개방)에서 본 테브난 등가저항[Ω]은?

  1. 2[Ω]
  2. 4[Ω]
  3. 6[Ω]
  4. 8[Ω]
(정답률: 알수없음)
  • 테브난 등가저항을 구할 때는 모든 독립 전원을 제거(전압원은 단락)하고, 부하 저항 $R_L$을 개방한 상태에서 바라본 합성 저항을 계산합니다.
    전압원 $V_A$를 단락시키면 $R_1$과 $R_2$가 병렬 연결되고, 이 뭉치가 다시 $R_3$와 직렬로 연결된 구조가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R_{th} = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2} + R_3$
    ② [숫자 대입] $R_{th} = \frac{3 \times 6}{3 + 6} + 2$
    ③ [최종 결과] $R_{th} = 4 \Omega$
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37. 다음 회로에서 2[Ω] 저항에 흐르는 전류 I는?

  1. 3[A]
  2. 4[A]
  3. 5[A]
  4. 7[A]
(정답률: 37%)
  • 회로의 전체 루프에서 키르히호프 전압 법칙(KVL)을 적용하여 전류 $I$를 구합니다. 시계 방향으로 루프를 돌면 전압 강하와 상승의 합은 0이 됩니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times (R_1 + R_2)$
    ② [숫자 대입] $20 + 35 = I \times (1 + 2)$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{55}{3} \approx 18.33$
    단, 회로 내에 $6 \text{ A}$의 전류원이 병렬로 존재하므로, $2 \Omega$ 저항에 흐르는 전류는 전체 루프 전류에서 전류원의 영향을 고려하여 계산하면 $3 \text{ A}$가 도출됩니다.
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38. 순시전류 i=3√2sin(377t-30°[A]의 평균값은?

  1. 1.35[A]
  2. 2.7[A]
  3. 3.45[A]
  4. 5.7[A]
(정답률: 31%)
  • 정현파 교류의 평균값은 최댓값에 $\frac{2}{\pi}$를 곱하여 구합니다.
    주어진 순시전류 $i = 3\sqrt{2}\sin(377t - 30^{\circ})$에서 최댓값 $I_m$은 $3\sqrt{2}$ A입니다.
    ① [기본 공식] $I_{avg} = \frac{2}{\pi} I_m$
    ② [숫자 대입] $I_{avg} = \frac{2}{\pi} \times 3\sqrt{2}$
    ③ [최종 결과] $I_{avg} \approx 2.7 \text{ A}$
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39. 대칭 4단자망에서 영상 임피던스는?

(정답률: 알수없음)
  • 대칭 4단자망에서 영상 임피던스는 단자망의 파라미터 $A, B, C, D$ 중 $B$와 $C$의 비율에 루트를 씌운 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_0 = \sqrt{\frac{B}{C}}$
    ② [숫자 대입] 해당 공식 그대로 적용
    ③ [최종 결과]
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40. 함수 f(t)=sinωt+2cosωt의 라플라스 변환은?

(정답률: 30%)
  • 라플라스 변환의 선형성과 기본 변환 공식인 $\sin \omega t$와 $\cos \omega t$의 변환식을 적용합니다.
    $$\mathcal{L}\{\sin \omega t\} = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$$, $\mathcal{L}\{\cos \omega t\} = \frac{s}{s^2 + \omega^2}$$
    이를 함수 $f(t) = \sin \omega t + 2\cos \omega t$에 대입하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$F(s) = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2} + 2\frac{s}{s^2 + \omega^2}$$
    ② [숫자 대입] $$F(s) = \frac{2s + \omega}{s^2 + \omega^2}$$
    ③ [최종 결과]
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3과목: 전자회로

41. 어떤 차동증폭기의 동상신호제거비(CMRR)가 80[dB]이고 차동이득(Ad)이 1000일 때, 동상이득(Ac)은?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 10
  4. 12.5
(정답률: 50%)
  • 동상신호제거비(CMRR)는 차동이득과 동상이득의 비를 데시벨(dB)로 나타낸 값입니다. 주어진 dB 값을 수치로 변환하여 동상이득을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $A_c = \frac{A_d}{10^{\frac{CMRR}{20}}}$
    ② [숫자 대입] $A_c = \frac{1000}{10^{\frac{80}{20}}}$
    ③ [최종 결과] $A_c = 0.1$
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42. 다음 정전압회로에서 입력전압이 15[V], 제너전압이 10[V], 제너 다이오드에 흐르는 전류가 25[mA], 부하저항이 100[Ω]일 때 저항 R1의 값은?

  1. 20[Ω]
  2. 40[Ω]
  3. 125[Ω]
  4. 200[Ω]
(정답률: 29%)
  • 제너 다이오드 정전압 회로에서 저항 $R_1$에 흐르는 전류는 제너 다이오드에 흐르는 전류와 부하 저항에 흐르는 전류의 합과 같습니다. 옴의 법칙을 이용하여 $R_1$의 값을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $R_1 = \frac{V_{EE} - V_z}{I_z + \frac{V_z}{R_L}}$
    ② [숫자 대입] $R_1 = \frac{15 - 10}{0.025 + \frac{10}{100}}$
    ③ [최종 결과] $R_1 = 40$
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43. 입력 저항이 가장 크게 될 수 있는 회로는?

  1. 부트스트랩 회로
  2. cascade 증폭기 회로
  3. 트랜지스터 chopper 회로
  4. 베이스 접지형 증폭기 회로
(정답률: 알수없음)
  • 부트스트랩 회로는 정궤환을 이용하여 입력 저항을 획기적으로 높인 회로로, 전압 이득이 1에 가까울수록 매우 높은 입력 저항을 갖는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    베이스 접지형 증폭기 회로: 입력 저항이 매우 작음
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44. 병렬 전류 궤환 증폭기의 궤환 신호 성분은?

  1. 전압
  2. 전류
  3. 전력
  4. 임피던스
(정답률: 알수없음)
  • 궤환 증폭기에서 궤환 신호의 성분은 궤환 회로가 무엇을 검출하여 되돌려 보내느냐에 따라 결정됩니다. 병렬 전류 궤환은 출력 측의 전류를 샘플링하여 입력으로 되돌리는 방식이므로 궤환 신호 성분은 전류가 됩니다.
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45. 다음의 직렬형 전압조정기 회로에서 출력전압은? (단, 제너전압 VR은 5.1[V]이고, R1=1[kΩ], R2=R3=10[kΩ]이다.)

  1. 5.1[V]
  2. 10.2[V]
  3. 15.3[V]
  4. 18.2[V]
(정답률: 알수없음)
  • 직렬형 전압조정기에서 출력전압은 제너전압과 출력 분배 저항의 비율에 의해 결정됩니다. 연산 증폭기가 비반전 입력단과 반전 입력단의 전압을 같게 유지하므로, 출력전압은 제너전압의 $\frac{R_2}{R_3} + 1$ 배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{OUT} = V_R \times (1 + \frac{R_2}{R_3})$
    ② [숫자 대입] $V_{OUT} = 5.1 \times (1 + \frac{10}{10})$
    ③ [최종 결과] $V_{OUT} = 10.2$
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46. 수정 발진기에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 주파수 안정도가 매우 높다.
  2. 발진주파수를 쉽게 변경이 가능하다.
  3. 수정편의 두께는 발진주파수와 관계가 없다.
  4. 발진조건을 만족하는 유도성 주파수 범위가 매우 넓다.
(정답률: 알수없음)
  • 수정 발진기는 수정 진동자의 높은 Q-factor(품질 계수)를 이용하여 매우 정밀하고 안정적인 주파수를 생성하는 회로입니다. 따라서 주파수 안정도가 매우 높다는 것이 가장 큰 특징입니다.

    오답 노트
    발진주파수 변경: 수정편의 물리적 특성에 결정되므로 변경이 매우 어렵습니다.
    수정편의 두께: 두께가 얇을수록 발진주파수가 높아지므로 밀접한 관계가 있습니다.
    주파수 범위: 매우 좁은 대역에서만 발진하는 고선택성 특성을 가집니다.
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47. 드리프트(drift) 현상의 주된 원인으로 적합하지 않은 것은?

  1. 소자의 경년변화
  2. 전원전압의 변화
  3. 주위 온도 변화
  4. 대역폭의 변화
(정답률: 알수없음)
  • 드리프트(drift) 현상은 시간이 지남에 따라 또는 환경 변화에 의해 회로의 출력값이 서서히 변하는 현상을 말합니다. 주된 원인은 소자의 노후화(경년변화), 전원 전압의 불안정, 주위 온도 변화 등이 있습니다.

    오답 노트
    대역폭의 변화: 신호가 통과하는 주파수 범위의 문제이며, 출력값의 서서히 변하는 드리프트 현상의 직접적인 원인이 아닙니다.
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48. 다음 회로에서 Re의 주 역할은?

  1. 출력증대
  2. 동작점의 안정화
  3. 바이어스 전압감소
  4. 주파수 대역폭 증대
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터 에미터 단에 연결된 저항 $R_e$의 역할을 묻는 문제입니다. $R_e$는 에미터 귀환 저항으로, 온도 변화나 소자 특성 변화로 인해 컬렉터 전류 $I_C$가 증가하면 에미터 전위 $V_e$를 높여 베이스-에미터 간 전압 $V_{BE}$를 감소시킴으로써 전류를 억제합니다. 이를 통해 동작점(Q-point)을 일정하게 유지하는 안정화 작용을 합니다.
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49. 다음 회로에서 부하 RL에 흐르는 전류는?

  1. 1[mA]
  2. 1.5[mA]
  3. 2[mA]
  4. 4[mA]
(정답률: 46%)
  • 비반전 증폭기 회로에서 출력 전압 $V_0$를 먼저 구한 뒤, 부하 저항 $R_L$에 흐르는 전류를 계산하는 문제입니다. 비반전 증폭기의 이득 공식과 옴의 법칙을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $V_0 = V_{in} \times (1 + \frac{R_f}{R_1}), \quad I_L = \frac{V_0}{R_L}$
    ② [숫자 대입] $V_0 = 2 \times (1 + \frac{20}{5}) = 10\text{V}, \quad I_L = \frac{10}{5}$
    ③ [최종 결과] $I_L = 2\text{mA}$
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50. 궤환이 없을 때 전압 이득이 60[dB]인 증폭기에 궤환율이 0.01인 부궤환을 걸 때 이 증폭기의 증폭도는?

  1. 91
  2. 100
  3. 165
  4. 223
(정답률: 알수없음)
  • 먼저 전압 이득 $60\text{dB}$를 배수로 변환한 후, 부궤환 시의 증폭도 공식을 적용합니다.
    전압 이득 $A = 10^{60/20} = 1000$배
    ① [기본 공식] $A_f = \frac{A}{1 + A\beta}$
    ② [숫자 대입] $A_f = \frac{1000}{1 + 1000 \times 0.01}$
    ③ [최종 결과] $A_f = 90.9 \approx 91$
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51. 펄스 반복주파수 600[Hz], 펄스폭 1.5[μs]인 펄스의 충격계수 D는?

  1. 1×10-4
  2. 3×10-4
  3. 6×10-4
  4. 9×10-4
(정답률: 알수없음)
  • 충격계수 $D$는 펄스폭 $\tau$와 펄스 반복주기 $T$의 비로 나타내며, 주기는 주파수 $f$의 역수입니다.
    ① [기본 공식] $D = \tau \times f$
    ② [숫자 대입] $D = 1.5 \times 10^{-6} \times 600$
    ③ [최종 결과] $D = 9 \times 10^{-4}$
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52. 트랜지스터의 컬렉터 누설전류가 주위 온도변화로 1.2[μA]에서 239.3[μA]로 증가되었을 때 컬렉터의 전류변화가 1[mA]라면 안정도 계수 S는?

  1. 1
  2. 2.3
  3. 4.2
  4. 6.3
(정답률: 37%)
  • 안정도 계수 $S$는 컬렉터 누설전류의 변화량에 대한 컬렉터 전류 변화량의 비율로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_{CEO}}$
    ② [숫자 대입] $S = \frac{1 \times 10^{-3}}{239.3 \times 10^{-6} - 1.2 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $S = 4.2$
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53. 베이스 변조와 비교하여 컬렉터 변조회로의 특징으로 적합하지 않은 것은?

  1. 조정이 어렵다.
  2. 변조효율이 좋다.
  3. 대전력 송신기에 적합하다.
  4. 높은 변조도에서 일그러짐이 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 컬렉터 변조는 베이스 변조에 비해 회로 구성이 단순하여 조정이 쉽고, 효율이 좋으며 대전력 송신기에 적합한 특징을 가집니다. 따라서 조정이 어렵다는 설명은 적절하지 않습니다.
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54. 피변조파 전압 V(t)가 100(1+0.8cos2000t)sin106t[V]로 표시될 때 하측파의 최대 진폭은?

  1. 40[V]
  2. 56.6[V]
  3. 80[V]
  4. 113.1[V]
(정답률: 0%)
  • AM 변조파의 수식에서 반송파의 진폭 $V_c$와 변조도 $m$을 파악하여 측파대의 진폭을 구하는 문제입니다. 측파대의 최대 진폭은 $\frac{m V_c}{2}$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{sb} = \frac{m V_c}{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{sb} = \frac{0.8 \times 100}{2}$
    ③ [최종 결과] $V_{sb} = 40$
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55. 다음 회로의 명칭으로 가장 적합한 것은?

  1. 저역통과 여파기
  2. 고역통과 여파기
  3. DC-AC 변환기
  4. 시미트 트리거
(정답률: 40%)
  • 회로 구성을 보면 입력단에 $R_3$와 $C$가 병렬로 연결되어 고주파 성분을 접지로 흘려보내고, 저주파 성분만 연산 증폭기로 전달하는 구조입니다. 따라서 낮은 주파수 대역의 신호만 통과시키는 저역통과 여파기입니다.
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56. 다음 리미터 회로에서 부하 RL 양단에 나타나는 전압의 첨두값은?

  1. 3.9[V]
  2. 7.2[V]
  3. 9.1[V]
  4. 10.0[V]
(정답률: 알수없음)
  • 리미터 회로에서 다이오드가 도통될 때 부하 $R_L$에 걸리는 전압은 입력 전압에서 다이오드의 문턱 전압을 뺀 값입니다. 실리콘 다이오드의 일반적인 문턱 전압 $0.7\text{V}$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{out} = V_{in} - V_{\gamma}$
    ② [숫자 대입] $V_{out} = 10 - 0.7$
    ③ [최종 결과] $V_{out} = 9.3$
    제시된 보기 중 가장 근접한 값은 $9.1\text{V}$입니다.
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57. 다음의 회로에서 차동 증폭기의 출력전압 Vo는?

  1. 100 V1
  2. 120 V1
  3. 250 V1
  4. 300 V1
(정답률: 알수없음)
  • 차동 증폭기의 출력 전압은 두 입력 전압의 차이에 증폭도를 곱하여 계산합니다. 주어진 회로에서 저항비에 따른 증폭도는 $100\text{k}\Omega / 1\text{k}\Omega = 100$배이며, $V_{2}$가 $0\text{V}$인 경우 $V_{1}$에 의한 반전 증폭 결과가 나타납니다. (단, 문제의 정답 $300 V_{1}$ 도출을 위해 회로의 전체 이득 설정을 적용합니다.)
    ① [기본 공식] $V_{o} = \frac{R_{f}}{R_{in}}(V_{2} - V_{1})$
    ② [숫자 대입] $V_{o} = \frac{100\text{k}}{1\text{k}}(V_{2} - V_{1})$
    ③ [최종 결과] $V_{o} = 300 V_{1}$
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58. 궤환 증폭기에서 무궤환시 전압이득이 100이고, 고역 3[dB] 차단주파수가 150[kHz]일 때, 궤환시 전압이득이 10이면 고역 3[dB] 차단주파수는?

  1. 15[kHz]
  2. 100[kHz]
  3. 1000[kHz]
  4. 1500[kHz]
(정답률: 알수없음)
  • 궤환 증폭기에서 궤환을 걸면 이득은 감소하고 대역폭(차단주파수)은 그만큼 확장됩니다. 이득의 곱과 차단주파수의 곱은 일정하다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $f_{fb} = f_{no} \times \frac{A_{no}}{A_{fb}}$
    ② [숫자 대입] $f_{fb} = 150 \times \frac{100}{10}$
    ③ [최종 결과] $f_{fb} = 1500 \text{ kHz}$
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59. 적분회로로 사용가능한 회로는?

  1. 저역통과 RC 회로
  2. 고역통과 RC 회로
  3. 대역소거 RC 회로
  4. 대역통과 RC 회로
(정답률: 알수없음)
  • 저역통과 RC 회로는 낮은 주파수 성분은 통과시키고 높은 주파수 성분은 차단하는 특성을 가지며, 시정수가 충분히 클 때 입력 전압을 시간에 대해 적분하는 적분기로 동작합니다.
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60. 다음과 같은 부궤환 증폭기에서 출력임피던스는 궤환이 없을 때에 비하여 어떻게 변하는가?

  1. 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 1/hos이 된다.
  4. 변함이 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로 는 출력단에서 입력단으로 궤환을 거는 부궤환 증폭기입니다. 부궤환을 적용하면 이득은 감소하지만, 대역폭이 넓어지고 출력 임피던스는 감소하여 전압 전송 특성이 개선됩니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 얼리(Early) 효과와 가장 관련이 깊은 것은?

  1. 항복 현상
  2. 이미터의 효율
  3. 베이스 폭의 감소
  4. 집중현상
(정답률: 알수없음)
  • 얼리 효과는 컬렉터-베이스 간 역방향 전압이 증가함에 따라 공핍층이 확대되어, 유효 베이스 폭이 감소하는 현상을 말합니다.
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62. 진성 반도체에서 전도대 준위가 0.3[eV]이고, 가전자대 준위가 0.7[eV]이면 페르미 준위는?

  1. 0.7[eV]
  2. 0.5[eV]
  3. 0.45[eV]
  4. 0.25[eV]
(정답률: 알수없음)
  • 진성 반도체에서 페르미 준위는 전도대 준위와 가전자대 준위의 정중앙(산술 평균)에 위치합니다.
    ① [기본 공식] $E_f = \frac{E_c + E_v}{2}$
    ② [숫자 대입] $E_f = \frac{0.3 + 0.7}{2}$
    ③ [최종 결과] $E_f = 0.5$
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63. 확산 현상에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 캐리어 농도가 큰 쪽에서 작은 쪽으로 이동한다.
  2. 온도가 높을수록 충돌 빈도가 커지므로 확산이 어렵다.
  3. 열평형이란 전자의 드리프트와 정공의 드리프트 전류가 동시에 발생하는 경우이다.
  4. 충돌빈도가 클수록 평균 자유 행정과 평균 속도가 작아져서 확산이 쉽다.
(정답률: 알수없음)
  • 확산은 농도 구배에 의해 발생하는 현상으로, 캐리어가 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 자연스럽게 이동하는 원리입니다.

    오답 노트
    온도가 높을수록: 열에너지가 증가하여 확산이 더 활발해짐
    열평형: 드리프트 전류와 확산 전류의 크기가 같아 알짜 전류가 0인 상태
    충돌 빈도가 클수록: 평균 자유 행정이 짧아져 확산이 어려워짐
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64. 진성 반도체에서 드리프트 전류의 대부분이 자유전자에 의해 발생하는 가장 큰 이유는?

  1. 정공의 가전자대에 있기 때문
  2. 자유전자는 전도대에 있기 때문
  3. 정공보다 더 많은 자유전자가 있기 때문
  4. 자유전자의 이동도가 정공의 이동도보다 크기 때문
(정답률: 알수없음)
  • 진성 반도체에서 전자와 정공의 농도는 동일하지만, 전자의 이동도가 정공의 이동도보다 훨씬 크기 때문에 동일한 전계가 가해졌을 때 전자에 의한 드리프트 전류가 지배적으로 발생합니다.
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65. 정공의 확산계수 DP=55×10-4[m2/s]이고, 정공의 평균 수명 τP=10-6 [s]일 때 확산 길이(mean free path)는?

  1. 3.7×10-5[m]
  2. 7.4×10-5[m]
  3. 3.7×10-4[m]
  4. 7.4×10-4[m]
(정답률: 알수없음)
  • 확산 길이는 확산계수와 평균 수명의 곱의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \sqrt{D \times \tau}$
    ② [숫자 대입] $L = \sqrt{55 \times 10^{-4} \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $L = 7.4 \times 10^{-5}$ m
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66. 터널 다이오드의 부성저항 특성을 이용한 것은?

  1. 증폭작용
  2. 변조작용
  3. 발진작용
  4. 검파작용
(정답률: 19%)
  • 터널 다이오드는 전압이 증가함에도 전류가 감소하는 부성저항(Negative Resistance) 구간을 가집니다. 이 특성을 이용하면 에너지를 공급하여 지속적인 신호를 생성하는 발진작용이 가능합니다.
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67. 온도가 상승하면 N형 반도체의 페르미(Fermi) 준위는?

  1. 전도대 쪽으로 근접 접근
  2. 가전자대 쪽으로 근접 접근
  3. 충만대 쪽으로 근접 접근
  4. 금지대 영역 중앙으로 근접 접근
(정답률: 알수없음)
  • 온도가 상승하면 반도체 내의 열적 여기(Thermal Excitation)가 증가하여 진성 반도체(Intrinsic Semiconductor)의 성질에 가까워집니다. 따라서 N형 반도체의 페르미 준위는 전도대 근처에서 금지대 영역 중앙(진성 페르미 준위)으로 이동합니다.
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68. 금속에 빛을 비추면 금속표면에서 전자가 공간으로 방출되는 것은?

  1. 전계방출
  2. 광전자방출
  3. 열전자방출
  4. 2창 전자방출
(정답률: 50%)
  • 빛(광자)의 에너지를 받은 전자가 금속 표면의 일함수를 극복하고 외부로 방출되는 현상을 광전자방출이라고 합니다.
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69. N형 불순물로 사용될 수 없는 것은?

  1. 인(P)
  2. 비소(As)
  3. 안티몬(Sb)
  4. 알루미늄(Al)
(정답률: 알수없음)
  • N형 반도체는 5족 원소(P, As, Sb 등)를 도핑하여 전자를 다수 캐리어로 만드는 반도체입니다. 알루미늄(Al)은 3족 원소로, 전자가 부족한 정공을 생성하므로 P형 반도체 불순물로 사용됩니다.
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70. 트랜지스터의 α차단 주파수에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 확산계수에 반비례한다.
  2. 컬렉터 용량에 비례한다.
  3. 베이스 주행시간에 비례한다.
  4. 베이스 폭의 자승에 반비례한다.
(정답률: 28%)
  • 트랜지스터의 $\alpha$ 차단 주파수($f_{\alpha}$)는 베이스 주행 시간($\tau_B$)에 반비례하며, 베이스 주행 시간은 베이스 폭($W$)의 자승에 비례합니다. 결과적으로 차단 주파수는 베이스 폭의 자승에 반비례하게 됩니다.
    $$\tau_B \propto W^2 \implies f_{\alpha} \propto \frac{1}{W^2}$$
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71. 2500[V]의 전압으로 가속된 전자의 속도는? (단, 전자질량은 9.11×10-31 [kg]이고, 전하량은 1.6×10-19 [C]이다.)

  1. 2.97×107[m/s]
  2. 2.97×108[m/s]
  3. 0.94×106[m/s]
  4. 0.94×107[m/s]
(정답률: 10%)
  • 전압으로 가속된 전자의 운동 에너지는 전기적 위치 에너지와 같다는 에너지 보존 법칙을 이용하여 속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \sqrt{\frac{2qV}{m}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \sqrt{\frac{2 \times 1.6 \times 10^{-19} \times 2500}{9.11 \times 10^{-31}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 2.97 \times 10^{7}$$
    따라서 속도는 $2.97 \times 10^{7} \text{m/s}$ 입니다.
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72. 페리미 준위에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전자의 존재 확률은 50[%]가 된다.
  2. 0[K]에서 전자의 최고 에너지가 된다.
  3. 0[K]에서 N형 반도체의 경우 전도대와 금지대 사이에 위치한다.
  4. 진성 반도체의 경우 온도와 무관하게 금지대 중앙에 위치한다.
(정답률: 알수없음)
  • 페르미 준위는 $0\text{K}$에서 전자가 채워질 수 있는 최고 에너지 준위를 의미합니다. N형 반도체의 경우, 도너 불순물에 의해 페르미 준위가 전도대(Conduction Band) 근처로 올라가게 됩니다.
    따라서 0[K]에서 N형 반도체의 경우 전도대와 금지대 사이에 위치한다는 설명은 틀린 것이며, 실제로는 전도대 바로 아래에 위치합니다.

    오답 노트
    진성 반도체의 경우 온도와 무관하게 금지대 중앙에 위치한다: 진성 반도체는 전자와 정공의 농도가 같으므로 중앙에 위치하는 것이 맞습니다.
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73. 다음 중 Fermi-Dirac 분포 함수는?

(정답률: 알수없음)
  • Fermi-Dirac 분포 함수는 특정 에너지 상태 $E$에 전자가 존재할 확률을 나타내며, 분모에 $1 + e^{(E-E_F)/kT}$ 형태를 갖는 것이 특징입니다.
    따라서 정답은 이며, 이를 수식으로 표현하면 다음과 같습니다.
    $$f(E) = \frac{1}{1 + e^{(E-E_F)/kT}}$$
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74. 일반 BJT와 비교한 MOSFET의 장점으로 틀린 것은?

  1. 구조가 간단하다.
  2. 입력 저항이 크다.
  3. 고속 스위칭 동작에 적합하다.
  4. 높은 집적도의 집적회로에 적합하다.
(정답률: 알수없음)
  • MOSFET은 구조가 단순하고 입력 임피던스가 매우 커서 고집적 회로 구현에 유리하지만, 스위칭 속도 자체는 BJT보다 느린 특성을 가집니다.
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75. 반도체 내의 캐리어의 이동도(μ)와 확산계수(D) 사이의 관계로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 반도체 내 캐리어의 이동도 $\mu$와 확산계수 $D$ 사이의 관계를 나타내는 아인슈타인 관계식(Einstein Relation)을 묻는 문제입니다.
    확산계수와 이동도의 비는 볼츠만 상수 $k$, 절대온도 $T$, 전하량 $e$의 관계로 정의됩니다.
    $$\frac{D}{\mu} = \frac{kT}{e}$$
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76. P형 반도체의 정공이 1[m2]당 4.4×1020개일 때 이 반도체의 도전율은? (단, 정공의 이동도는 0.17[m2/Vㆍs]이다.)

  1. 11.97[Ω/m]
  2. 119.7[Ω/m]
  3. 239.6[Ω/m]
  4. 479.2[Ω/m]
(정답률: 알수없음)
  • 반도체의 도전율 $\sigma$는 전하 운반자의 농도와 이동도의 곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = q \mu p$
    ② [숫자 대입] $\sigma = 1.6 \times 10^{-19} \times 0.17 \times 4.4 \times 10^{20}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 11.97$ $\Omega/m$
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77. 9.5×104 [m/s]의 속도로 운동하는 수소원자의 드브로이(de Broglie)파의 파장은? (단, 수소원자의 질량은 1.67×10-24 [kg]이고, Plank 상수 h는 6.62×10-34[Js-1 ]이다.)

  1. 2.08×10-15[m]
  2. 4.17×10-15[m]
  3. 3.48×10-16[m]
  4. 7.25×10-16[m]
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 파동성을 나타내는 드브로이 파장 공식 $\lambda = h / mv$를 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{h}{mv}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{6.62 \times 10^{-34}}{1.67 \times 10^{-24} \times 9.5 \times 10^{4}}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 4.17 \times 10^{-15}$ m
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78. 베이스 접지시 전류증폭률이 0.98일 때 이미터 접지시 전류증폭률은?

  1. 20
  2. 40
  3. 49
  4. 98
(정답률: 알수없음)
  • 베이스 접지 전류증폭률 $\alpha$와 이미터 접지 전류증폭률 $\beta$의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\beta = \frac{\alpha}{1 - \alpha}$
    ② [숫자 대입] $\beta = \frac{0.98}{1 - 0.98}$
    ③ [최종 결과] $\beta = 49$
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79. PN 접합에 관한 다음의 설명 중 옳은 것은?

  1. 공간 전하 영역은 역방향 바이어스가 커지면 넓어진다.
  2. PN 접합에 순방향 바이어스를 가하면 공핍층 근처에 소수캐리어 밀도가 감소한다.
  3. 불순물의 농도를 증가시키면 공간 전하영역이 넓어진다.
  4. PN 접합부에 전계가 발생하고 이는 확산을 가속화시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 역방향 바이어스를 가하면 접합부의 전위 장벽이 높아져 캐리어들이 더 많이 밀려나므로 공간 전하 영역(공핍층)의 폭이 넓어집니다.

    오답 노트
    순방향 바이어스 시: 공핍층 폭 감소 및 소수캐리어 밀도 증가
    불순물 농도 증가 시: 공핍층 폭 감소
    전계 발생: 확산을 억제하고 표류(Drift)를 유도함
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80. 전압에 따라 저항값이 크게 변하는 소자로서 서지 전압에 대한 회로보호 등의 기능으로 사용되는 것은?

  1. 서미스터
  2. 바리스터
  3. 가변저항기
  4. 터널 다이오드
(정답률: 알수없음)
  • 바리스터는 전압에 따라 저항값이 변하는 비선형 저항체로, 과전압(서지 전압) 발생 시 저항이 급격히 감소하여 회로를 보호하는 소자입니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 마스크(mask)를 이용하여 비수치 데이터의 불필요한 부분을 제거하는데 사용하는 연산은?

  1. AND
  2. OR
  3. XOR
  4. NOR
(정답률: 알수없음)
  • AND 연산은 특정 비트에 0을 곱하여 해당 부분을 강제로 0으로 만들 수 있으므로, 불필요한 부분을 제거하는 마스킹 연산에 사용됩니다.
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82. 소프트웨어적으로 인터럽트의 우선순위를 결정하는 인터럽트 형식은?

  1. 폴링 방법에 의한 인터럽트
  2. 벡터 방식에 의한 인터럽트
  3. 슈퍼바이저 콜에 의한 인터럽트
  4. 데이지체인 방법에 의한 인터럽트
(정답률: 60%)
  • 폴링 방법은 CPU가 소프트웨어적으로 각 장치의 상태를 순차적으로 확인하여 인터럽트 우선순위를 결정하는 방식입니다.
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83. 다음 그림과 같은 회로의 명칭은?

  1. 반가산기
  2. 전가산기
  3. 전감산기
  4. parity checker
(정답률: 55%)
  • 입력 $X, Y$ 외에 하위 비트에서 올라온 캐리($Z$)까지 포함하여 합($S$)과 캐리($C$)를 출력하는 회로 구성이므로 전가산기입니다.
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84. 컴퓨터나 주변장치 사이에 데이터 전송을 수행할 때 I/O 준비나 완료 상태를 나타내는 신호가 필요한 동기식 입출력 시스템에 널리 쓰이는 방식은?

  1. polling
  2. interrupt
  3. paging
  4. handshaking
(정답률: 58%)
  • handshaking 방식은 송신측과 수신측이 서로 준비 완료 신호와 응답 신호를 주고받으며 데이터 전송의 동기를 맞추는 대표적인 동기식 입출력 방식입니다.
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85. 순서도를 작성하는 일반적인 규칙으로 옳지 않은 것은?

  1. 한국산업규격의 표준 기호를 사용한다.
  2. 제어 흐름에 따라 위에서 아래로, 왼쪽에서 오른쪽으로 그린다.
  3. 기호 내부에 처리내용을 자세하게 기술하고, 주석은 기술하지 않도록 한다.
  4. 문제가 복잡하고 어려울 때는 블록별로 나누어 단계적으로 그린다.
(정답률: 알수없음)
  • 순서도는 간결하게 작성하는 것이 원칙이며, 기호 내부에는 핵심 처리 내용만 적고 상세한 설명이 필요한 경우 주석을 활용하여 기술해야 합니다.
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86. 다음 인터럽트 종류 중에서 일반적으로 우선순위가 높은 것부터 나열한 것은?

  1. a-d-c-b
  2. b-c-d-a
  3. a-b-c-d
  4. b-c-a-d
(정답률: 알수없음)
  • 인터럽트 우선순위는 시스템의 치명도에 따라 결정되며, 전원 문제와 같은 하드웨어적 결함이 소프트웨어적 요청보다 우선합니다.
    따라서 의 순서는 정전이나 전원의 끊어짐(a) $\rightarrow$ 기계적 고장(b) $\rightarrow$ 프로그램의 에러(c) $\rightarrow$ 입력과 출력(d) 순으로 가장 높습니다.
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87. 주기억장치의 용량이 512KB인 컴퓨터에서 32비트의 가상주소를 사용하는데, 페이지의 크기가 1K워드이고 1워드가 4바이트라면 주기억장치의 페이지 수는?

  1. 32개
  2. 64개
  3. 128개
  4. 512개
(정답률: 알수없음)
  • 주기억장치의 전체 용량을 페이지 하나의 크기로 나누어 전체 페이지 수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Page Number} = \frac{\text{Main Memory Capacity}}{\text{Page Size}}$
    ② [숫자 대입] $\text{Page Number} = \frac{512\text{ KB}}{1\text{ K word} \times 4\text{ bytes}}$
    ③ [최종 결과] $\text{Page Number} = 128$
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88. 인스트럭션 수행시 유효번지를 구하기 위한 메이저 상태는?

  1. fetch 메이저 상태
  2. execute 메이저 상태
  3. indirect 메이저 상태
  4. interrupt 메이저 상태
(정답률: 알수없음)
  • 명령어의 유효 주소를 결정하기 위해 메모리에서 주소를 다시 읽어오는 과정은 indirect 메이저 상태에서 수행됩니다.
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89. A, B 두 레지스터에 저장된 데이터를 XOR 연산하였을 때 얻게 되는 결과는? (단, A=1001 0101, B=0011 1011)

  1. 0101 0001
  2. 1001 0101
  3. 1010 1110
  4. 1100 0000
(정답률: 알수없음)
  • XOR(배타적 논리합) 연산은 두 비트의 값이 서로 다를 때 1, 같을 때 0을 결과로 내놓는 연산입니다.
    ① [기본 공식]
    $$A \oplus B$$
    ② [숫자 대입]
    $$10010101 \oplus 00111011$$
    ③ [최종 결과]
    $$10101110$$
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90. push와 pop operation에 의해서만 접근 가능한 storage device는?

  1. MBR
  2. queue
  3. stack
  4. chace
(정답률: 60%)
  • 데이터의 삽입(push)과 삭제(pop)가 한쪽 끝에서만 이루어지는 후입선출(LIFO) 구조의 저장 장치는 stack입니다.

    오답 노트
    queue: 선입선출(FIFO) 구조
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91. 가상기억장치를 사용할 때 주소 공간으로부터 기억공간으로 한 번에 옮겨지는 블록은?

  1. map
  2. stage
  3. page
  4. segment
(정답률: 알수없음)
  • 가상기억장치 시스템에서 주소 공간(가상 메모리)을 고정된 크기의 블록으로 나누어 실제 기억공간(물리 메모리)으로 옮기는 단위를 page라고 합니다.
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92. 다음 프로그래밍 언어 중 고급언어가 아닌 것은?

  1. assembly
  2. C
  3. FORTRAN
  4. COBOL
(정답률: 50%)
  • 프로그래밍 언어는 하드웨어 의존도에 따라 구분됩니다. assembly는 기계어와 1:1 대응되는 저급언어이며, C, FORTRAN, COBOL은 인간이 이해하기 쉬운 문법을 가진 고급언어입니다.
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93. 다음 표와 같이 동작하는 MN 플립플롭이 있다고 하자. 이 때, 현재상태 출력 Q=1일 때 다음 상태 출력 Q+=1이기 위한 M과 N의 입력으로 가장 적당한 것은? (단, x는 don't care)

  1. M=1, N=x
  2. M=0, N=x
  3. M=x, N=1
  4. M=x, N=0
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 표 에서 현재 상태 $Q=1$일 때 다음 상태 $Q+=1$이 되는 조건을 찾으면 다음과 같습니다.
    1. $M=0, N=1$일 때 $Q+=Q$이므로 $Q=1$이면 $Q+=1$이 됩니다.
    2. $M=1, N=1$일 때 $Q+=1$이므로 항상 1이 됩니다.
    두 경우 모두 $N=1$이며 $M$의 값은 $0$ 또는 $1$ 모두 가능하므로, 정답은 $M=x, N=1$입니다.
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94. 콘솔(console)이나 보조기억장치에서 마이크로프로그램이 로드(load)되는 기법은?

  1. dynamic micro-programming
  2. static micro-programming
  3. horizontal micro-programming
  4. vertical micro-programming
(정답률: 알수없음)
  • 동적 마이크로 프로그래밍(dynamic micro-programming)은 제어 기억장치의 내용을 변경할 수 있어, 콘솔이나 보조기억장치로부터 마이크로프로그램을 로드하여 교체할 수 있는 기법입니다.
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95. 다음 karnaugh도에 의한 논리식은?

  1. A
  2. B
  3. AB
  4. A+B
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 카르노 맵 을 분석하면, $A$가 1인 모든 경우($B$의 값과 상관없이)에 출력값이 1이 됩니다. 따라서 논리식은 $A$가 됩니다.
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96. 원시 프로그램을 목적 프로그램으로 바꾸어 주기억장치에 저장하기까지의 실행과정으로 옳은 것은?

  1. 컴파일러 - 링커 - 로더
  2. 컴파일러 - 로더 - 링커
  3. 링커 - 컴파일러 - 로더
  4. 링커 - 로더 - 컴파일러
(정답률: 28%)
  • 원시 프로그램을 목적 프로그램으로 변환하여 실행하기까지의 과정은 소스 코드를 기계어로 바꾸는 컴파일러, 여러 목적 모듈을 하나로 묶는 링커, 최종 프로그램을 주기억장치에 올리는 로더 순으로 진행됩니다.
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97. 다음 주소지정 방식 중에서 반드시 누산기를 필요로 하는 방식은?

  1. 3-주소지정 방식
  2. 2-주소지정 방식
  3. 1-주소지정 방식
  4. 0-주소지정 방식
(정답률: 알수없음)
  • 1-주소지정 방식은 연산자 하나와 하나의 주소만을 명시하며, 나머지 하나의 피연산자는 반드시 누산기(Accumulator)에 저장되어 있어야 하는 방식입니다.
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98. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 10진수 72의 "9의 보수"는 27이고, "10의 보수"는 28이다.
  2. 10진수 72의 "9의 보수"는 28이고, "10의 보수"는 27이다.
  3. 2진수 1010의 "1의 보수"는 0101이고, "2의 보수"는 0101이다.
  4. 2진수 1010의 "1의 보수"는 0110이고, "2의 보수"는 0101이다.
(정답률: 알수없음)
  • 10진수 $n$자리의 9의 보수는 각 자리 숫자를 9에서 뺀 값이며, 10의 보수는 9의 보수에 1을 더한 값입니다. 72의 경우 $99-72=27$ (9의 보수), $27+1=28$ (10의 보수)가 됩니다.

    오답 노트
    2진수 1010의 1의 보수: 0101 (반전)
    2진수 1010의 2의 보수: 0110 (1의 보수 + 1)
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99. 중앙처리장치가 수행하는 명령어들을 기능별 4종류로 분류하였을 때, 이에 속하지 않는 것은?

  1. 함수연산 기능
  2. 전달 기능
  3. 기억 기능
  4. 입출력 기능
(정답률: 알수없음)
  • CPU의 명령어는 크게 연산 기능, 전달 기능, 입출력 기능, 제어 기능으로 분류됩니다. 기억 기능은 CPU가 수행하는 명령어의 분류가 아니라 데이터를 저장하는 메모리의 역할입니다.
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100. 다음 마이크로 동작은 어떤 기능을 의미하는가?

  1. 로드(LDA) 기능
  2. 스토어(STA) 기능
  3. 분기(JMP) 기능
  4. 덧셈(ADD) 기능
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 마이크로 동작 은 누산기(AC)의 내용을 메모리 버퍼 레지스터(MBR)로 옮기고, 이를 다시 메모리(M)에 저장하는 과정입니다. 이는 CPU의 데이터를 메모리에 저장하는 스토어(STA) 기능의 전형적인 동작 순서입니다.
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