전자기사 필기 기출문제복원 (2011-03-20)

전자기사 2011-03-20 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전자기사 2011-03-20 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전자기사
(2011-03-20 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 다음과 같은 맥스웰(Maxwell)의 미분형 방정식에서 의미하는 것은?

  1. 패러데이의 법칙
  2. 암페어의 주회적분법칙
  3. 가우스의 법칙
  4. 비오사바르의 법칙
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 수식 $\nabla \times \text{E} = -\frac{\partial \text{B}}{\partial t}$는 시간에 따라 변화하는 자속 밀도가 전기장을 생성한다는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 미분 형태로 나타낸 것입니다.
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2. 그림과 같은 유한길이의 솔레노이드에서 비투자율이 μs인 철심의 단면적이 S[m2]이고 길이가 ℓ[m]인 것에 코일을 N회 감고 I[A]를 흘릴 때 자기저항RmI[AT/Wb]은 어떻게 표현되는가?

(정답률: 92%)
  • 자기저항은 자로의 길이에 비례하고, 단면적과 투자율에 반비례하는 성질을 가집니다.
    자기저항 공식은 다음과 같습니다.
    $$R_{m} = \frac{\ell}{\mu_{0} \mu_{s} S}$$
    따라서 정답은 입니다.
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3. 간격 d[m]인 2개의 평행판 전극 사이에 유전율 의 유전체가 있다. 전극사이에 전압 Vmcosωt[V]를 가했을 때 변위전류 밀도는 몇 [A/m2] 인가?

(정답률: 86%)
  • 변위전류 밀도는 전속 밀도의 시간 변화율과 같습니다. 전계 $E = \frac{V}{d}$이므로 전속 밀도 $D = \epsilon E = \frac{\epsilon V}{d}$가 됩니다. 이를 시간에 대해 미분하여 변위전류 밀도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $j_d = \frac{\partial D}{\partial t} = \frac{\epsilon}{d} \frac{\partial V}{\partial t}$
    ② [숫자 대입] $j_d = \frac{\epsilon}{d} \frac{\partial}{\partial t} (V_m \cos \omega t)$
    ③ [최종 결과] $j_d = - \frac{\epsilon}{d} V_m \omega \sin \omega t$
    따라서 정답은 입니다.
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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: 42%)
  • 두 구를 접속하면 전하량이 보존되며 전위가 같아집니다. 공통 전위는 각 구의 정전용량과 전압의 가중 평균으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{C_1 V_1 + C_2 V_2}{C_1 + C_2}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{2 \times 5 + 4 \times 10}{2 + 4}$
    ③ [최종 결과] $V = 8.33$
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5. 전류 2π[A]가 흐르고 있는 무한직선도체로부터 1[m] 떨어진 P점의 자계의 세기는?

  1. 1[A/m]
  2. 2[A/m]
  3. 3[A/m]
  4. 4[A/m]
(정답률: 50%)
  • 무한직선도체에 전류가 흐를 때, 도체로부터 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 자계 세기는 앙페르의 법칙을 이용해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{2\pi}{2\pi \times 1}$
    ③ [최종 결과] $H = 1$
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6. 무한 직선도선이 λ[C/m]의 선밀도 전하를 가질 때 r[m]의 점 P의 전계 E는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 31%)
  • 가우스 법칙을 이용하여 무한 직선 도선으로부터 거리 $r$만큼 떨어진 지점의 전계를 구하는 공식입니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 r}$
    ② [숫자 대입] 해당 없음
    ③ [최종 결과] $\frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 r}$
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7. 자기 인덕턴스 L[H]인 코일에 전류 I[A]를 흘렸을 때, 자계의 세기가 H[AT/m]였다. 이 코일을 진공 중에서 자화시키는데 필요한 에너지 밀도[J/m3]는?

  2. LI2
  4. μ0H2
(정답률: 65%)
  • 진공 중 자계 내의 에너지 밀도는 자계의 세기의 제곱에 비례하며, 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [에너지 밀도] $\text{w} = \frac{1}{2} \mu_{0} H^{2}$
    ② [숫자 대입] $\text{w} = \frac{1}{2} \mu_{0} H^{2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{2} \mu_{0} H^{2}$
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8. 자기인덕턴스와 상호인덕턴스와의 관계에서 결합계수 k의 값은?

  1. 0≤k≤1/2
  2. 0≤k≤1
  3. 1≤k≤2
  4. 1k≤k≤10
(정답률: 82%)
  • 결합계수 $k$는 두 코일 사이의 자기적 결합 정도를 나타내는 비율로, 이론적으로 완전 결합일 때 $1$, 전혀 결합되지 않았을 때 $0$의 값을 가집니다.
    따라서 그 범위는 $0 \le k \le 1$ 입니다.
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9. 철심을 넣은 환상 솔레노이드의 평균 반지름은 20[cm]이다. 코일에 10[A]의 전류를 흘려 내부자계의 세기를 2000[AT/m]로 하기 위한 코일의 권수는 약 몇 회인가?

  1. 200
  2. 250
  3. 300
  4. 350
(정답률: 60%)
  • 환상 솔레노이드의 자계 세기는 코일의 권수와 전류의 곱을 자로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{NI}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $2000 = \frac{N \times 10}{2 \times \pi \times 0.2}$
    ③ [최종 결과] $N = 251.3$
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10. 진공 중에서 내구의 반지름 a=3[cm], 외구의 내반지름 b=9[cm]인 두 동심구 사이의 정전용량은 몇 [pF] 인가?

  1. 0.5
  2. 5
  3. 50
  4. 500
(정답률: 70%)
  • 두 동심구 사이의 정전용량 공식을 사용하여 계산합니다.
    $$\text{C} = \frac{4\pi\epsilon_0 ab}{b-a}$$
    $$\text{C} = \frac{4\pi \times 8.854 \times 10^{-12} \times 0.03 \times 0.09}{0.09 - 0.03}$$
    $$\text{C} = 5 \text{ pF}$$
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11. 평등 자계를 얻는 방법으로 가장 알맞은 것은?

  1. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  2. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 원통형 도선에 전류를 흘린다.
  3. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  4. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 원통형 도선에 전류를 흘린다.
(정답률: 75%)
  • 솔레노이드 내부에서 단면적에 비해 길이가 충분히 길 때, 양 끝단의 영향이 무시되어 내부 중심 영역에서 자계의 세기가 일정하고 방향이 평행한 평등 자계를 형성하게 됩니다.
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12. 전기 쌍극자(electric dipole)의 중점으로부터 거리 r[m] 떨어진 P점에서 전계의 세기는?

  1. r에 비례한다.
  2. r2에 비례한다.
  3. r2에 반비례한다.
  4. r3에 반비례한다.
(정답률: 67%)
  • 전기 쌍극자에 의해 형성되는 전계의 세기는 거리 $r$이 충분히 멀 때, 거리의 세제곱에 반비례하여 급격히 감소하는 특성을 가집니다.
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13. 무한 평면 도체표면에서 수직거리 d[m] 떨어진 곳에 점전하 +Q[C]이 있을 때 영상전하[image charge)와 평면도체간에 작용하는 힘 F[N]은 어느 것인가?

(정답률: 62%)
  • 무한 평면 도체와 점전하 $+Q$ 사이의 힘은 거리 $d$만큼 떨어진 곳에 $-Q$의 영상전하가 있다고 가정하여 쿨롱의 법칙을 적용합니다. 이때 두 전하 사이의 거리는 $2d$가 됩니다.
    $$\text{작용하는 힘 } F = \frac{1}{4\pi \epsilon_0} \frac{Q \times Q}{(2d)^2}$$
    $$\text{대입: } F = \frac{Q^2}{16\pi \epsilon_0 d^2}$$
    $$\text{최종 결과: } \frac{Q^2}{16\pi \epsilon_0 d^2}, \text{ 흡인력}$$
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14. 정전용량이 1[μF]인 공기콘덴서가 있다. 이 콘덴서 판간의 1/2인 두께를 갖고 비유전율이 εr=2인 유전체를 그 콘덴서의 한 전극면에 접촉하여 넣었을 때 전체의 정전용량은 몇 [μF]이 되는가?

  1. 2[㎌]
  2. 1/2[㎌]
  3. 4/3[㎌]
  4. 5/3[㎌]
(정답률: 62%)
  • 기존 공기 콘덴서의 두께를 $d$라 하면, 유전체가 채워진 부분은 $\frac{d}{2}$ 두께의 유전체 콘덴서와 $\frac{d}{2}$ 두께의 공기 콘덴서가 직렬로 연결된 구조가 됩니다.
    $$\text{전체 정전용량 } C = \frac{1}{\frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}}$$
    $$\text{대입: } C = \frac{1}{\frac{1}{1 \times 2} + \frac{1}{1}} = \frac{1}{\frac{1}{2} + 1} = \frac{1}{\frac{3}{2}}$$
    $$C = \frac{2}{3} \text{ (단, 이는 유전체 삽입 후의 변화량 계산 방식에 따라 달라지며, 문제의 정답인 } 4/3 \mu\text{F는 전체 용량의 합산 결과임)}$$
    ※ 정답 도출을 위한 재계산: $C = \frac{\epsilon_0 A}{d}$ 일 때, $C_{new} = \frac{\epsilon_0 A}{\frac{d}{2\epsilon_r} + \frac{d}{2}} = \frac{\epsilon_0 A}{\frac{d}{4} + \frac{d}{2}} = \frac{\epsilon_0 A}{\frac{3d}{4}} = \frac{4}{3} \frac{\epsilon_0 A}{d}$
    $$\text{최종 결과: } C = \frac{4}{3} \mu\text{F}$$
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15. 공기 중에 그림과 같이 가느다란 전선으로 반경 a인 원형코일을 만들고, 이것에 전하 Q가 균일하게 분포하고 있을 때 원형코일의 중심축 상에서 중심으로부터 거리 x만큼 떨어진 P점의 전계의 세기는 몇 [V/m] 인가?

(정답률: 30%)
  • 원형 코일의 중심축 상의 한 점 $P$에서 전계의 세기는 각 미소 전하에 의한 전계의 벡터 합으로 구할 수 있으며, 수직 성분은 상쇄되고 축 방향 성분만 남게 됩니다.
    $$\text{전계의 세기 } E = \frac{Q}{4\pi \epsilon_0 (a^2 + x^2)^{3/2}}$$
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16. 자성체에 외부의 자계 H0를 가하였을 때 자화의 세기 J와의 관계식은? (단, N은 감자율, μ는 투자율이다.)

(정답률: 28%)
  • 자성체에 외부 자계 $H_0$를 가했을 때, 내부 자계는 감자장으로 인해 감소하며 자화의 세기 $J$는 다음과 같은 관계식을 가집니다.
    $$\text{자화의 세기 } J = \frac{H_0 \mu_0 (\mu_s - 1)}{1 + N (\mu_s - 1)}$$
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17. 유전율이 각각 Є1, Є2인 두 유전체가 접한 경계면에서 전하가 존재하지 않는다고 할 때 유전율이 Є1인 유전체에서 유전율이 Єs인 유전체로 전계 E1이 입사각 θ1=0°로 입사할 경우 성립되는 식은?

  1. E1=E2
  2. E1=Є1Є2E2
(정답률: 70%)
  • 두 유전체 경계면에서 전하가 없을 때, 전계의 법선 성분은 전속밀도 $D$가 연속($D_{1} = D_{2}$)이어야 합니다.
    입사각이 $0^{\circ}$라는 것은 전계가 경계면에 수직으로 입사함을 의미하므로, $\epsilon_{1} E_{1} = \epsilon_{2} E_{2}$가 성립합니다.
    이를 정리하면 $\frac{E_{2}}{E_{1}} = \frac{\epsilon_{1}}{\epsilon_{2}}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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18. E=i+2j+3k[V/cm]로 표시되는 전계가 있다. 0.01[μC]의 전하를 원점으로부터 3i[m]로 움직이는데 필요한 일은 몇 [J] 인가?

  1. 3×10-8
  2. 3×10-7
  3. 3×10-6
  4. 3×10-5
(정답률: 46%)
  • 전계 내에서 전하를 이동시킬 때 필요한 일은 전하량, 전계의 세기, 이동 거리의 내적으로 구할 수 있습니다.
    이동 방향이 $x$축 방향($i$)이므로 전계의 $x$성분인 $1\text{ V/cm}$만 고려하며, 단위를 $\text{V/m}$로 환산($100\text{ V/m}$)하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = q \vec{E} \cdot \vec{d}$ 일 = 전하량 × (전계 $\cdot$ 변위)
    ② [숫자 대입] $W = 0.01 \times 10^{-6} \times (1 \times 100) \times 3$
    ③ [최종 결과] $W = 3 \times 10^{-6}$
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19. 고유저항이 1.7×10-8[Ωㆍm]인 구리의 100[kHz] 주파수에 대한 표피의 두께는 약 몇 [mm] 인가?

  1. 0.21
  2. 0.42
  3. 2.1
  4. 4.2
(정답률: 50%)
  • 표피 두께는 주파수가 높을수록, 고유저항이 작을수록 얇아지며 아래 공식을 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \sqrt{\frac{2\rho}{\omega \mu}} = \sqrt{\frac{\rho}{\pi f \mu_{0}}}$ 표피두께 = $\sqrt{\frac{고유저항}{\pi \times 주파수 \times 진공투자율}}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \sqrt{\frac{1.7 \times 10^{-8}}{\pi \times 100 \times 10^{3} \times 4\pi \times 10^{-7}}}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 0.207 \times 10^{-3} \text{ m} = 0.21 \text{ mm}$
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20. 비투자율 350인 환상철심 중의 평균자계의 세기가 280[AT/m]일 때 자화의 세기는 약 몇 [Wb/m2] 인가?

  1. 0.12[Wb/m2]
  2. 0.15[Wb/m2]
  3. 0.18[Wb/m2]
  4. 0.21[Wb/m2]
(정답률: 19%)
  • 자화의 세기(자속밀도)는 투자율과 자계의 세기의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $B = \mu_{0} \mu_{s} H$ 자속밀도 = 진공투자율 × 비투자율 × 자계의 세기
    ② [숫자 대입] $B = 4\pi \times 10^{-7} \times 350 \times 280$
    ③ [최종 결과] $B = 0.123$
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2과목: 회로이론

21. 다음은 정현파를 대표하는 phasor이다. 정형파를 순시치로 나타내면?

(정답률: 50%)
  • 페이저 $E = 10e^{-j\frac{\pi}{3}}$를 순시치로 변환하면, 실효값 $10$에 $\sqrt{2}$를 곱해 최댓값을 구하고 위상 $\frac{-\pi}{3}$를 $\sin$ 함수 내에 적용합니다.
    ① [기본 공식] $e = E_m \sin(\omega t + \theta)$
    ② [숫자 대입] $e = 10 \times \sqrt{2} \sin(\omega t - \frac{\pi}{3})$
    ③ [최종 결과] $e = 10\sqrt{2} \sin(\omega t - \frac{\pi}{3})$
    따라서 정답은 입니다.
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22. 그림과 같은 회로에서 t=0일 때 S를 닫았다. 전류 i(t)[A]는?

  1. 1+e5t
  2. 1-e-5t
  3. 1-e5t
  4. 1+e-5t
(정답률: 54%)
  • RL 직렬 회로에서 스위치를 닫았을 때 흐르는 과도 전류를 구하는 문제입니다. 전류 $i(t)$는 최종값에서 지수함수적으로 감소하는 과도 상태 성분을 뺀 형태로 나타납니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{V}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ② [숫자 대입] $i(t) = \frac{100}{100}(1 - e^{-\frac{100}{20}t})$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 1 - e^{-5t}$
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23. 그림과 같은 T형 4단자 회로의 임피던스 파라미터 Z21은?

  1. Z1+Z2
  2. -Z2
  3. Z2
  4. Z2+Z3
(정답률: 50%)
  • T형 4단자 회로에서 임피던스 파라미터 $Z_{21}$은 2번 포트에 개방 전압을 인가했을 때 1번 포트로 흐르는 전류의 비를 의미하며, 회로 구조상 공통 임피던스 성분인 $Z_2$에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $Z_{21} = -Z_{common}$
    ② [숫자 대입] $Z_{21} = -Z_2$ (단, 정의에 따라 부호가 결정되며 T형 회로의 표준 파라미터 행렬에서 $Z_{21}$은 $-Z_2$이나, 문제의 정답 설정에 따라 크기인 $Z_2$를 선택합니다.)
    ③ [최종 결과] $Z_2$
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24. 상태변수 해석을 하기 위하여 기본적으로 회로에 적용하는 이론적인 정리들 중 다음과 같은 설명에 적합한 정리는?

  1. 테브난 정리
  2. 가역 정리
  3. 테렐건 정리
  4. 밀만 정리
(정답률: 36%)
  • 선형 회로망에서 전압원의 위치를 바꾸어도 다른 지로에 흐르는 전류의 크기가 동일하다는 원리를 설명하는 정리는 가역 정리입니다.
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25. te-at에 대한 라플라스 변환을 구하면?

(정답률: 42%)
  • 라플라스 변환의 기본 성질 중 s-이동 정리(s-shifting theorem)를 적용하는 문제입니다. $t e^{-at}$ 형태의 함수는 $t$의 변환 결과인 $\frac{1}{s^2}$에서 $s$ 대신 $s+a$를 대입하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{t e^{-at}\} = \frac{1}{(s+a)^2}$
    ② [숫자 대입] (대입할 특정 수치 없음)
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{(s+a)^2}$
    따라서 정답은 입니다.
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26. 두 회로간의 쌍대 관계가 옳지 않은 것은?

  1. KㆍVㆍL → KㆍCㆍL
  2. 테브낭 정리 → 노튼 정리
  3. 전압원 → 전류원
  4. 폐로전류 → 절점전류
(정답률: 72%)
  • 회로의 쌍대성(Duality)은 전압과 전류, 임피던스와 어드미턴스 등 서로 대응되는 개념을 바꾸어 표현하는 것입니다.
    폐로전류는 KVL과 관련이 있으며, 이에 대응하는 쌍대 개념은 절점전압(Node Voltage)입니다. 따라서 폐로전류와 절점전류의 관계는 옳지 않습니다.

    오답 노트
    K·V·L ↔ K·C·L: 전압 법칙과 전류 법칙의 쌍대 관계
    테브낭 정리 ↔ 노튼 정리: 전압원 등가회로와 전류원 등가회로의 쌍대 관계
    전압원 ↔ 전류원: 에너지원의 쌍대 관계
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27. 정 K형 여파기에 있어서 임피던스 Z1, Z2와 공칭 임피던스 K와의 관계는?

  1. Z1Z2=K2
(정답률: 42%)
  • 정 K형 여파기에서 공칭 임피던스 $K$는 직렬 임피던스 $Z_1$과 병렬 임피던스 $Z_2$의 기하평균으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $K = \sqrt{Z_1 Z_2}$
    ② [숫자 대입] $K^2 = Z_1 Z_2$
    ③ [최종 결과] $Z_1 Z_2 = K^2$
    따라서 정답은 $Z_1 Z_2 = K^2$ 입니다.
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28. 4단자 망에서 하이브리드 h-파라미터에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. h11 : 출력단락, 입력 임피던스
  2. h12 : 입력개방, 역방향 전압이득
  3. h21 : 출력단락, 순방향 전류이득
  4. h22 : 입력단락, 출력 어드미턴스
(정답률: 24%)
  • h-파라미터에서 $h_{22}$는 출력단자에서 본 어드미턴스를 의미하며, 이를 측정하기 위해서는 입력단을 단락시켜야 합니다. 하지만 $h_{22}$의 정의는 입력단락 시의 출력 어드미턴스이므로, 보기의 설명 중 입력단락, 출력 어드미턴스라는 표현 자체는 맞으나 h-파라미터의 정의상 $h_{22}$는 출력단자에서 본 어드미턴스이며 입력단을 단락시킨 상태에서 측정하는 것이 맞습니다. (문제의 의도는 $h_{22}$의 정의를 묻는 것이며, 일반적으로 $h_{22}$는 입력단락 시의 출력 어드미턴스로 정의됩니다. 다만, 제시된 정답에 따라 해당 보기가 옳지 않은 것으로 처리되었습니다.)
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29. 두 코일이 있다. 한 코일의 전류가 매초 120[A]의 비율로 변화할 때 다른 코일에는 30[V]의 기전력이 발생하였다. 이때 두 코일의 상호 인덕턴스[H]는?

  1. 0.25
  2. 4
  3. 1.5
  4. -4
(정답률: 62%)
  • 상호 인덕턴스는 한 코일의 전류 변화율에 의해 다른 코일에 유도되는 기전력의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $V = M \frac{\Delta I}{\Delta t}$
    ② [숫자 대입] $30 = M \times 120$
    ③ [최종 결과] $M = 0.25$
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30. K의 비례요소가 존재하는 회로의 전달함수는?

  1. K
  2. K/s
  3. 1/K
  4. sK
(정답률: 37%)
  • 비례 요소는 입력 신호에 일정한 상수 $K$를 곱하여 출력하는 요소로, 라플라스 변환 시 미분이나 적분 성분이 없는 단순 상수로 표현됩니다. 따라서 전달함수는 $K$가 됩니다.
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31. 분류기를 사용하여 전류를 측정하는 경우 전류계의 내부 저항이 0.1[Ω], 분류기의 저항이 0.01[Ω]이면 그 배율은?

  1. 4
  2. 10
  3. 11
  4. 14
(정답률: 알수없음)
  • 전류계의 측정 범위를 넓히기 위해 병렬로 연결하는 분류기의 배율은 내부 저항과 분류 저항의 비율로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $n = 1 + \frac{R_{in}}{R_{sh}}$
    ② [숫자 대입] $n = 1 + \frac{0.1}{0.01}$
    ③ [최종 결과] $n = 11$
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32. R-L-C 직렬회로에서 R=5[Ω], L=10[mH], C=100[μF]이라면, 공진주파수는 약 몇 [Hz] 인가?

  1. 129
  2. 139
  3. 149
  4. 159
(정답률: 39%)
  • RLC 직렬회로의 공진주파수는 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 같아지는 지점의 주파수를 구하는 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{10\times 10^{-3} \times 100\times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $f = 159.15$
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33. 여러 개의 기전력을 포함하는 선형 회로망내의 전류분포는 각 기전력이 단독으로 그의 위치에 있을 때 흐르는 전류분포의 합과 같다는 것은?

  1. 키르히호프 법칙
  2. 중첩의 원리
  3. 테브난의 정리
  4. 노톤(Norton)의 정리
(정답률: 73%)
  • 여러 개의 전원이 존재하는 선형 회로에서 전체 응답은 각 전원이 단독으로 존재할 때 발생하는 응답의 대수적 합과 같다는 원리를 중첩의 원리라고 합니다.
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34. R, L, C 병렬 공진회로에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. R이 작을수록 Q가 낮다.
  2. 공진시 입력 어드미턴스는 매우 작아진다.
  3. 공진주파수 이하에서의 입력전류는 전압보다 위상이 뒤진다.
  4. 공진시 L 또는 C로 흐르는 전류는 입력전류 크기의 1/Q배가 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 병렬 공진회로에서 $Q$ 인자는 $Q = \frac{R}{\omega L} = \omega RC$로 정의되므로, $R$이 작을수록 $Q$가 낮아집니다. 또한 공진 시 리액턴스 성분이 서로 상쇄되어 어드미턴스는 최소가 되며, 공진 주파수 이하에서는 유도성 회로가 되어 전류의 위상이 전압보다 뒤집니다.

    오답 노트
    공진 시 $L$ 또는 $C$로 흐르는 전류는 입력 전류의 $Q$배가 됩니다.
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35. 내부저항 r[Ω]인 전원이 있다. 부하 R에 최대 전력을 공급하기 위한 조건은?

  1. r = 2R
  2. R = r
  3. R = r2
  4. R = r3
(정답률: 알수없음)
  • 최대 전력 전달 정리(Maximum Power Transfer Theorem)에 의해, 전원의 내부저항과 부하저항의 크기가 서로 같을 때 부하에 최대 전력이 공급됩니다.
    따라서 조건은 $R = r$ 입니다.
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36. 다은 4단자 회로망에서의 Y-Parameter Y11, Y21 은?

(정답률: 47%)
  • Y-파라미터는 $V_2 = 0$으로 두고 $Y_{11} = \frac{I_1}{V_1}$, $Y_{21} = \frac{I_2}{V_1}$을 구합니다. 주어진 회로에서 $V_2 = 0$일 때 $I_1$은 $Z_a$를 통해 흐르고, $I_2$는 $Z_a$를 거쳐 $Z_b$로 흐르는 전류의 반대 방향 성분이 됩니다.
    따라서 $Y_{11} = \frac{1}{Z_a}$이고, $Y_{21} = -\frac{1}{Z_a}$가 됩니다.
    정답은 입니다.
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37. 지수함수 e-at의 라플라스 변환은?

  1. 1/S-a
  2. 1/S+a
  3. S+a
  4. S-a
(정답률: 59%)
  • 라플라스 변환의 정의에 따라 지수함수 $e^{-at}$를 적분하면 $s$ 평면에서 $s+a$ 분의 1 형태가 됩니다.
    정답은 $\frac{1}{S+a}$ 입니다.
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38. 기본파의 10[%]인 제3고조파와 30[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.5
  2. 0.31
  3. 0.1
  4. 0.42
(정답률: 25%)
  • 왜형률은 기본파에 대한 고조파 성분의 실효값 합의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{\sqrt{V_3^2 + V_5^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{\sqrt{0.1^2 + 0.3^2}}{1}$
    ③ [최종 결과] $K = 0.31$
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39. 그림과 같은 반파정류 정현파의 평균값은 약 얼마인가? (단, 0≦0ωt≦π일 때 S(t)=sinωt이고, π<ωt<2π일 때 S(t)=0인 주기함수이다.)

  1. 0.23
  2. 0.32
  3. 0.42
  4. 0.52
(정답률: 44%)
  • 반파정류 정현파의 평균값은 한 주기 동안의 면적을 주기로 나눈 값으로, 최댓값의 $\frac{1}{\pi}$ 배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{avg} = \frac{1}{\pi} V_m$
    ② [숫자 대입] $V_{avg} = \frac{1}{\pi} \times 1$
    ③ [최종 결과] $V_{avg} = 0.32$
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40. RLC 직렬 공진회로에서 선택도 Q를 표시하는 식은? (단, ωr은 공진 각 주파수이다.)

(정답률: 40%)
  • RLC 직렬 공진회로에서 선택도 $Q$는 공진 시 유도성 리액턴스($\omega_r L$)와 저항($R$)의 비로 정의됩니다.
    $$\frac{\omega_r L}{R}$$
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3과목: 전자회로

41. 병렬 공진 회로에서 공진주파수가 10[kHz]이고, Q가 50이라면 이 회로의 대역폭은?

  1. 100[Hz]
  2. 150[Hz]
  3. 200[Hz]
  4. 250[Hz]
(정답률: 48%)
  • 공진 회로의 대역폭은 공진주파수를 선택도(Q)로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $BW = \frac{f_r}{Q}$
    ② [숫자 대입] $BW = \frac{10000}{50}$
    ③ [최종 결과] $BW = 200$ Hz
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42. 다음 중 시미트 트리거 회로의 용도로 가장 옳지 않은 것은?

  1. D/A 변환회로로 사용된다.
  2. 구형파 펄스 발생회로로 사용한다.
  3. 노이즈 등에 의한 오동작을 방지하기 위하여 사용된다.
  4. 임의의 파형에서 그 크기에 해당하는 펄스폭의 구형파를 얻기 위해서 사용된다.
(정답률: 46%)
  • 시미트 트리거는 입력 신호의 전압 레벨에 따라 출력 상태가 바뀌는 회로로, 구형파 발생, 노이즈 제거(채터링 방지), 펄스폭 변조 등에 사용됩니다. 하지만 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸는 D/A 변환회로와는 작동 원리와 목적이 완전히 다릅니다.
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43. 5[kHz]의 정현파 신호로 100[MHz]의 반송파를 FM 변조했을 때 최대 주파수편이가 ±65[kHz]이면 점유 주파수 대역폭은 몇 [kHz] 인가?

  1. 130[kHz]
  2. 140[kHz]
  3. 150[kHz]
  4. 160[kHz]
(정답률: 27%)
  • FM 변조의 점유 주파수 대역폭은 카슨의 법칙(Carson's Rule)을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $BW = 2(\Delta f + f_m)$ 대역폭 = 2 × (최대 주파수 편이 + 신호 주파수)
    ② [숫자 대입] $BW = 2(65 + 5)$
    ③ [최종 결과] $BW = 140$
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44. 전원 정류회로의 리플 함유율을 적게하는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 입력측 평활용 콘덴서 정전 용량을 크게 한다.
  2. 평활용 초크 코일의 인덕턴스를 크게 한다.
  3. 출력측 평활용 콘덴서의 정전 용량을 작게 한다.
  4. 교류 입력전원의 주파수를 높게 한다.
(정답률: 55%)
  • 리플 함유율을 낮추기 위해서는 평활 회로의 필터링 능력을 높여야 합니다. 출력측 평활용 콘덴서의 정전 용량을 크게 해야 리플 전압이 감소하므로, 작게 한다는 설명은 옳지 않습니다.

    오답 노트
    입력측 콘덴서 용량 증대: 리플 감소
    초크 코일 인덕턴스 증대: 리플 감소
    입력 전원 주파수 상향: 리플 감소
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45. 하틀리(Hartley) 발진기 회로에서 궤환 요소는?

  1. 용량
  2. 저항
  3. FET
  4. 코일
(정답률: 48%)
  • 하틀리 발진기는 궤환 회로에 두 개의 코일(L1, L2)과 하나의 커패시터를 사용하는 회로이므로, 핵심 궤환 요소는 코일입니다.
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46. AM 변조기에서 발생하는 측파대의 수는?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 5개
(정답률: 50%)
  • AM(진폭 변조) 변조 시 반송파 주파수를 기준으로 상측파대(USB)와 하측파대(LSB)가 각각 하나씩 생성되므로 총 2개의 측파대가 발생합니다.
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47. JFET에서 IDSS=12[mA], VP=-4[V]이고, VGS=-2[V]일 때 드레인 전류 ID는 몇 [mA] 인가?

  1. 1.5[mA]
  2. 2.7[mA]
  3. 3[mA]
  4. 5[mA]
(정답률: 31%)
  • JFET의 드레인 전류는 쇼클리 방정식(Shockley's equation)을 사용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I_D = I_{DSS} (1 + \frac{V_{GS}}{V_P})^2$
    ② [숫자 대입] $I_D = 12 (1 + \frac{-2}{-4})^2$
    ③ [최종 결과] $I_D = 3$
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48. 100[V]로 첪전되어 있는 1[μF] 콘덴서를 1[MΩ]의 저항을 통하여 방전시키면 1초 후의 콘덴서 양단의 전압은? (단, 자연대수 e=2.71828이다.)

  1. 약 100[V]
  2. 약 63.2[V]
  3. 약 36.8[V]
  4. 약 18.4[V]
(정답률: 19%)
  • RC 직렬회로에서 콘덴서의 방전 시 전압은 지수함수적으로 감소하며, 시간상수 $\tau = RC$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = V_0 e^{-\frac{t}{RC}}$
    ② [숫자 대입] $V = 100 e^{-\frac{1}{1 \times 10^6 \times 1 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $V = 36.8$
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49. 다음 표는 부궤환에 의한 입ㆍ출력 임피던스의 변화이다. ( ) 안의 보기 내용 중 옳지 않은 것은?

  1. ① 증가
  2. ② 감소
  3. ③ 감소
  4. ④ 증가
(정답률: 31%)
  • 부궤환(Negative Feedback) 시 임피던스 변화는 궤환 방식(직렬/병렬)과 입력/출력 단자의 연결 방식(전압/전류)에 따라 결정됩니다.
    직렬 궤환은 입력 임피던스를 증가시키고, 전류 궤환은 출력 임피던스를 증가시킵니다.

    오답 노트
    ② 감소: 직렬 전류 궤환의 경우 출력 임피던스는 증가해야 합니다.
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50. 트랜지스터의 컬렉터 누설전류가 주위온도 변화로 20[μA]로 증가할 때 컬렉터 전류가 1[mA]에서 1.2[mA]로 되었다면 안정도 S는?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.0
  4. 2.2
(정답률: 25%)
  • 안정도 $S$는 컬렉터 누설전류의 변화량에 대한 컬렉터 전류의 변화량의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{\Delta I_C}{\Delta I_{CEO}}$
    ② [숫자 대입] $S = \frac{1.2\text{mA} - 1\text{mA}}{20\text{\mu A}} = \frac{0.2\text{mA}}{20\text{\mu A}}$
    ③ [최종 결과] $S = 10$
    ※ 제시된 정답 2.0은 계산 결과와 상이하나, 요청하신 공식 지정 정답 2.0을 따릅니다.
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51. 수정 발진기는 수정의 임피던스가 어떻게 되는 주파수 범위에서 가장 안정하게 발진을 계속하는가?

  1. 저항성
  2. 유도성
  3. 용량성
  4. 저항성만 제외하고는 항상 안정한 발진
(정답률: 알수없음)
  • 수정 발진기는 수정 진동자의 임피던스가 유도성(Inductive)이 되는 직렬 공진 주파수보다 약간 높은 영역에서 동작할 때 가장 안정적인 발진 특성을 보입니다.
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52. 이상적인 연산증폭기의 특징에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 입력 오프셋전압은 0이다.
  2. 오픈 루프 전압이득이 무한대이다.
  3. 동상신호 제거비(CMRR)가 0이다.
  4. 두 입력전압이 같을 때 출력전압은 0이다.
(정답률: 46%)
  • 이상적인 연산증폭기는 두 입력 단자에 동일한 신호가 들어왔을 때 이를 완벽하게 제거해야 하므로, 동상신호 제거비(CMRR)는 무한대($\infty$)가 되어야 합니다.

    오답 노트
    입력 오프셋전압 0, 오픈 루프 전압이득 무한대, 두 입력전압 동일 시 출력 0은 모두 이상적인 연산증폭기의 올바른 특징입니다.
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53. FM 통신방식과 AM 통신방식을 비교했을 때, FM 통신방식에서 잡음개선에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 변조지수와 잡음 개선과는 관계없다.
  2. 변조지수가 클수록 잡음 개선율이 커진다.
  3. 변조지수가 클수록 잡음 개선율이 적어진다.
  4. 신호파의 크기가 작을수록 잡음 개선율이 커진다.
(정답률: 28%)
  • FM 통신은 AM 통신에 비해 잡음에 강한 특성을 가지며, 변조지수가 클수록 신호 대 잡음비(SNR)가 향상되어 잡음 개선율이 커집니다.
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54. 불대수에서 (A+B)(A+C)와 등식이 성립하는 것은?

  1. ABC
  2. A+B+C
  3. A+BC
  4. AB+C
(정답률: 47%)
  • 불 대수의 분배 법칙을 적용하여 식을 전개하면 됩니다.
    $(A+B)(A+C) = A \cdot A + AC + AB + BC = A + AC + AB + BC = A(1+C+B) + BC = A + BC$가 성립합니다.
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55. 전가산기를 반가산기 몇 개와 어떤 논리게이트 몇 개로 구성하는 것이 가장 적당한가?

  1. 반가산기 2개, AND 게이트 1개
  2. 반가산기 2개, OR 게이트 2개
  3. 반가산기 3개, OR 게이트 1개
  4. 반가산기 2개, OR 게이트 1개
(정답률: 알수없음)
  • 전가산기는 세 개의 비트를 더해 합(Sum)과 캐리(Carry)를 출력하는 회로입니다. 첫 번째 반가산기로 두 비트를 더하고, 그 결과와 세 번째 비트를 두 번째 반가산기로 다시 더한 뒤, 두 반가산기에서 발생한 캐리 신호들을 OR 게이트로 결합하여 최종 캐리를 결정합니다.
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56. 공통 이미터 증폭기 회로에서 이미터 저항의 바이패스 콘덴서를 제거하면 어떤 현상이 일어나는가?

  1. 잡음이 증가한다.
  2. 전압이득이 감소한다.
  3. 회로가 불안정하게 된다.
  4. 주파수 대역폭이 감소한다.
(정답률: 54%)
  • 이미터 바이패스 콘덴서는 AC 신호에 대해 이미터 저항을 단락시켜 전압 이득을 최대화하는 역할을 합니다. 이를 제거하면 이미터 저항에 의한 부귀환(Negative Feedback)이 발생하여 회로의 안정도는 높아지지만, 전압이득은 감소하게 됩니다.
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57. fT가 125[MHz]인 트랜지스터가 중간 주파수 영역에서 전압이득이 26[dB]인 증폭기로 사용될 때 이상적으로 이룰 수 있는 대역폭은 몇 [MHz] 인가?

  1. 3.5[MHz]
  2. 6.25[MHz]
  3. 9.45[MHz]
  4. 12.5[MHz]
(정답률: 58%)
  • 트랜지스터의 이득-대역폭 곱(Gain-Bandwidth Product) 원리를 이용합니다. 전압이득 $dB$를 배수로 변환한 후, $f_T$를 이득으로 나누어 대역폭을 구합니다.
    ① [기본 공식] $BW = \frac{f_T}{G}$
    ② [숫자 대입] $BW = \frac{125 \times 10^6}{10^{\frac{26}{20}}}$
    ③ [최종 결과] $BW = 6.25 \text{ MHz}$
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58. 다음 중 FM 검파기가 아닌 것은?

  1. 비 검파기
  2. 다이오드 검파기
  3. 쿼드래처 검파기
  4. 포스터실리 검파기
(정답률: 20%)
  • FM 검파기는 주파수 변조된 신호를 원래의 정보 신호로 복원하는 회로입니다. 비 검파기, 쿼드래처 검파기, 포스터실리 검파기는 대표적인 FM 검파 방식이지만, 다이오드 검파기는 주로 AM(진폭 변조) 신호의 포락선을 검출하는 데 사용됩니다.
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59. 다음 중 수정발진자에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 수정편은 압전기 현상을 가지고 있다.
  2. 수정편은 Q가 5000 정도로 매우 높다.
  3. 발진주파수는 수정편의 두께와 무관하다.
  4. 수정편은 절단하는 방법에 따라 전기적 온도특성이 달라진다.
(정답률: 43%)
  • 수정발진자의 발진주파수는 수정편의 두께에 반비례하므로, 두께와 밀접한 관련이 있습니다.

    오답 노트
    압전기 현상: 수정에 기계적 압력을 가하면 전압이 발생하는 현상으로 맞음
    Q 값: 수정발진자는 매우 높은 Q 값을 가져 주파수 안정도가 높음
    절단 방법: 절단 각도에 따라 온도 변화에 따른 주파수 변동 특성이 결정됨
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60. 궤환이 없는 경우의 전압이득이 40[dB]인 증폭기에 궤환율(β)이 0.09의 부궤환을 걸면 이 증폭기의 이득은 몇 [dB] 인가?

  1. 10[dB]
  2. 20[dB]
  3. 30[dB]
  4. 40[dB]
(정답률: 20%)
  • 부궤환을 걸었을 때의 이득은 궤환이 없을 때의 이득을 $1 + A\beta$로 나눈 값입니다. 먼저 $dB$ 단위의 이득을 배수로 변환하여 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $A_f = \frac{A}{1 + A\beta}$
    ② [숫자 대입] $A_f = \frac{100}{1 + 100 \times 0.09} = \frac{100}{10} = 10$
    ③ [최종 결과] $20\log_{10}10 = 20\text{ dB}$
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4과목: 물리전자공학

61. 다음 중 Pauli의 배타율 원리가 만족되는 분포 함수는?

  1. Maxwell-Boltzmann
  2. Fermi-Dirac
  3. Schröinger
  4. Einstein
(정답률: 40%)
  • 페르미-디락(Fermi-Dirac) 분포 함수는 하나의 양자 상태에 하나의 입자만 존재할 수 있다는 파울리 배타 원리를 따르는 페르미온(전자 등)의 에너지 분포를 설명하는 함수입니다.
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62. 진성 반도체에서 전자나 전공의 농도가 같다고 할 때, 전도대의 준위를 0.4[eV], 가전자대의 준위가 0.8[eV]라 하면 Fermi 준위는 몇 [eV]인가?

  1. 0.32
  2. 0.6
  3. 1.2
  4. 1.44
(정답률: 55%)
  • 진성 반도체에서 전자와 정공의 농도가 같을 때, 페르미 준위는 전도대 준위와 가전자대 준위의 산술 평균값(중간 지점)에 위치합니다.
    ① [기본 공식] $E_f = \frac{E_c + E_v}{2}$
    ② [숫자 대입] $E_f = \frac{0.4 + 0.8}{2}$
    ③ [최종 결과] $E_f = 0.6$
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63. 제너(zener) 다이오드와 전자회로 소자로서 가장 유사한 전자관은?

  1. 2극진공관
  2. 정전압방전관
  3. 2차전자증배관
  4. 사이라트론
(정답률: 알수없음)
  • 제너 다이오드는 항복 전압을 이용하여 일정한 전압을 유지하는 정전압 특성을 가지며, 이는 진공관 소자 중 정전압방전관의 동작 원리와 가장 유사합니다.
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64. 반도체에 전계(E)를 가하면 정공의 드리프트(drift) 속도의 방향은?

  1. 전계와 반대 방향이다.
  2. 전계와 같은 방향이다.
  3. 전계와 직각 방향이다.
  4. 전계와 무관한 불규칙 운동을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정공(Hole)은 양(+)의 전하를 가진 캐리어이므로, 외부에서 전계 $E$를 가하면 전계의 방향과 동일한 방향으로 힘을 받아 이동합니다.
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65. Si 접합형 npn 트랜지스터의 베이스 폭이 10-5 [m]일 때, 차단 주파수는 약 몇 [MHz] 인가? (단, Si의 전자이동도 μn은 0.15[m2/Vㆍs]이다.)

  1. 4
  2. 12
  3. 15
  4. 31
(정답률: 37%)
  • 차단 주파수는 베이스 폭과 캐리어의 확산 계수에 의해 결정되며, 확산 계수 $D$는 아인슈타인 관계식에 의해 이동도 $\mu$와 비례합니다.
    ① [기본 공식] $f_T = \frac{1}{2\pi} \frac{q\mu}{W^2}$
    ② [숫자 대입] $f_T = \frac{1}{2\pi} \frac{1.6\times 10^{-19} \times 0.15}{(10^{-5})^2}$
    ③ [최종 결과] $f_T = 12\text{ MHz}$
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66. 접합 트랜지스터에서 주입된 과잉 소수 캐리어는 베이스 영역을 어떤 방법에 의해서 흐르는가?

  1. 확산에 의해서
  2. 드리프트에 의해서
  3. 컬렉터 접합에 가한 바이어스 전압에 의해서
  4. 이미터 접합에 가한 바이어스 전압에 의해서
(정답률: 43%)
  • 접합 트랜지스터의 베이스 영역은 매우 얇고 도핑 농도가 낮아, 이미터에서 주입된 과잉 소수 캐리어는 농도 차이에 의한 확산 현상을 통해 컬렉터 방향으로 이동합니다.
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67. 정자계내에서 자계와 수직이 아닌 임의의 각도로 운동하는 전자의 궤도는?

  1. 직선 운동
  2. 원 운동
  3. 나선 운동
  4. 포물선 운동
(정답률: 36%)
  • 전하를 띤 입자가 자계와 수직으로 운동하면 원 운동을 하지만, 수직이 아닌 임의의 각도로 운동하면 자계 방향의 등속 운동과 수직 방향의 원 운동이 합성되어 나선 운동을 하게 됩니다.
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68. 진성 반도체에서 온도가 상승하면 페르미 준위는?

  1. 도너 준위에 접근한다.
  2. 금지대 중앙에 위치한다.
  3. 전도대 쪽으로 접근한다.
  4. 가전자대 쪽으로 접근한다.
(정답률: 58%)
  • 진성 반도체는 불순물이 섞이지 않은 순수 반도체로, 온도가 상승하더라도 전자와 정공의 농도가 동일하게 증가하므로 페르미 준위는 항상 금지대 중앙에 위치합니다.
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69. 서미스터(thermistor)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 반도체의 일종이다.
  2. 온도제어 회로 등에 사용된다.
  3. 일반적으로 정(+)의 온도계수를 가진다.
  4. CTR(Critical Temperature Resistor)은 이것을 응용한 것이다.
(정답률: 50%)
  • 서미스터는 일반적으로 온도가 상승함에 따라 저항값이 감소하는 부(-)의 온도계수(NTC) 특성을 가진 반도체 소자입니다.

    오답 노트
    정(+)의 온도계수: 온도가 오르면 저항도 증가하는 특성으로, 일반적인 서미스터와는 반대입니다.
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70. 반도체(Semiconductors)에 관련된 연결 중 서로 옳지 않은 것은?

  1. 열전대 - Seebeck 효과
  2. 홀 발진기 - 자기 효과
  3. 전자 냉각 - Peltier 효과
  4. 광전도 셀 - 외부 광전 효과
(정답률: 50%)
  • 광전도 셀은 빛을 받았을 때 전기 전도도가 변하는 현상을 이용하는 것으로, 이는 내부 광전 효과에 해당합니다. 외부 광전 효과는 금속 표면에서 전자가 튀어나오는 광전 효과를 의미하므로 옳지 않습니다.
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71. 확산 정수 D, 이동도 μ, 절대온도 T간의 관계식을 옳게 나타낸 것은? (단, k는 볼츠만의 상수이고, e는 캐리어의 전하이다.)

(정답률: 54%)
  • 확산 정수, 이동도, 절대온도의 관계를 나타내는 아인슈타인 관계식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{D}{\mu} = \frac{kT}{e}$ 아인슈타인 관계식
    ② [숫자 대입] $\frac{D}{\mu} = \frac{kT}{e}$
    ③ [최종 결과] $\frac{D}{\mu} = \frac{kT}{e}$
    따라서 정답은 입니다.
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72. 일함수(work function)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 금속의 종류에 따라 값이 다르다.
  2. 일함수가 큰 것이 전자 방출이 쉽게 일어난다.
  3. 표면장벽 에너지와 Fermi 준위와의 차를 일함수라 한다.
  4. 전자가 방출되기 위해서 최소한 이 일함수에 해당되는 에너지를 공급받아야 한다.
(정답률: 67%)
  • 일함수는 금속 내부의 전자가 표면 밖으로 나가기 위해 필요한 최소 에너지를 의미합니다. 따라서 일함수가 작을수록 전자가 더 쉽게 방출됩니다.
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73. 균일자계 B에 자계와 직각 방향으로 속도 V를 갖고 입사한 전자의 각속도는? (단, 전자의 질량을 m, 전하량은 q)

(정답률: 29%)
  • 자기장 속에서 전하를 띤 입자가 받는 로런츠 힘에 의해 원운동을 할 때, 그 각속도는 질량, 전하량, 자계 세기의 관계로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\omega = \frac{qB}{m}$ 각속도
    ② [숫자 대입] $\omega = \frac{qB}{m}$
    ③ [최종 결과] $\omega = \frac{qB}{m}$
    따라서 정답은 입니다.
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74. 빛의 파동성을 입증할 수 있는 근거는?

  1. 산란현상
  2. 회절현상
  3. 광전현상
  4. 콤프턴(compton) 효과
(정답률: 28%)
  • 빛의 파동성을 입증하는 대표적인 현상은 회절현상과 간섭현상입니다.

    오답 노트
    광전현상, 콤프턴 효과: 빛의 입자성을 입증하는 현상
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75. 다음 중 SCR에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전류제어형 소자이다.
  2. 게이트 전극이 전도에 영향을 준다.
  3. 터널 다이오드와 똑같은 특성의 부성저항 소자이다.
  4. 다이라트론(thyratron)과 비슷한 특성을 가지고 있다.
(정답률: 알수없음)
  • SCR은 게이트 신호로 턴-온을 제어하는 전류제어형 소자이며, 다이라트론과 유사한 특성을 갖습니다. 하지만 부성저항 특성을 갖는 소자는 터널 다이오드이며, SCR은 이에 해당하지 않습니다.
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76. 루비 레이저(ruby Laser)의 펌핑(pumping) 에너지는?

  1. 직류 전원이다.
  2. 광적 에너지이다.
  3. 자계 에너지이다.
  4. 주파수가 낮은 교류 전원이다.
(정답률: 50%)
  • 루비 레이저는 제논 플래시 램프를 사용하여 강한 빛을 조사함으로써 에너지를 공급하는 광적 펌핑(Optical Pumping) 방식을 사용합니다.
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77. PN 접합 다이오드에 순바이어스를 인가할 때 공핍층 근처의 소수캐리어 밀도는 어떻게 변화하는가?

  1. P영역과 N영역에서 모두 감소한다.
  2. P영역과 N영역에서 모두 증가한다.
  3. P영역에서 증가하고, N영역에서 감소한다.
  4. P영역에서 감소하고, N영역에서 증가한다.
(정답률: 30%)
  • 순바이어스를 인가하면 전위 장벽이 낮아져 다수캐리어가 접합면을 넘어 확산됩니다. 이때 P영역으로 주입된 전자와 N영역으로 주입된 정공이 각각 해당 영역에서 소수캐리어로 작용하므로, P영역과 N영역 모두에서 소수캐리어 밀도가 증가하게 됩니다.
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78. 다음 반도체의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 진성반도체에 불순물 P를 주입하면 페르미 준위 EF가 전도대쪽에 가깝게 위치한다.
  2. 진성반도체에 불순물 Ga를 주입하면 페리미 준위 EF가 전도대쪽에 가깝게 위치한다.
  3. 페르미 준위가 전도대쪽에 가깝게 위치해 있으면 N형 반도체이다.
  4. 페르미 준위가 금지대 중앙에 위치해 있으면 진성반도체이다.
(정답률: 55%)
  • Ga(갈륨)은 3족 원소로, 진성반도체에 주입하면 p형 반도체가 됩니다. p형 반도체의 페르미 준위 $E_F$는 가전자대(Valence Band) 쪽에 가깝게 위치합니다.

    오답 노트
    불순물 P 주입: 5족 원소이므로 n형이 되어 전도대 쪽으로 이동함
    페르미 준위 전도대 근접: n형 반도체의 특징
    페르미 준위 금지대 중앙: 진성반도체의 특징
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79. n형 불순물 반도체에서 hole의 농도를 나타낸 것은? (단, ni: 진성반도체의 캐리어 밀도, Nd: 도너 농도)

(정답률: 20%)
  • n형 반도체에서 전자 농도 $n$과 정공 농도 $p$의 곱은 진성 캐리어 밀도의 제곱 $n_i^2$과 같다는 질량 작용 법칙을 이용합니다. 도너 농도 $N_d$가 충분히 클 때 전자 농도 $n \approx N_d$이므로, 정공 농도 $p$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $p = \frac{n_i^2}{n}$
    ② [숫자 대입] $p = \frac{n_i^2}{N_d}$
    ③ [최종 결과]
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80. 열전자를 방출하고 있는 금속 표면에 전기장을 가하면 전자방출 효과가 증가하는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 지백 효과(Seeback effect)
  2. 톰슨 효과(Thomson effect)
  3. 펠티어 효과(Peltier effect)
  4. 쇼트키 효과(Schottky effect)
(정답률: 46%)
  • 금속 표면에 강한 전기장을 가하면 전자가 밖으로 나가기 위한 에너지 장벽(전위 장벽)이 낮아져 전자 방출이 촉진되는 현상을 쇼트키 효과(Schottky effect)라고 합니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 메모리 장치와 주변 장치 사이에서 데이터의 입출력 전송이 직접 이루어지는 것은?

  1. MIMO
  2. UART
  3. MIPS
  4. DMA
(정답률: 42%)
  • DMA(Direct Memory Access)는 CPU의 개입 없이 주변 장치와 메모리 사이에서 데이터를 직접 전송하여 시스템의 전체적인 데이터 처리 속도를 높이는 방식입니다.
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82. 고급 언어로 작성된 프로그램을 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역해 주는 프로그램은?

  1. 컴파일러(Compiler)
  2. 어셈블러(Assembler)
  3. 유틸리티(Utility)
  4. 연계편집 프로그램
(정답률: 36%)
  • 고급 언어로 작성된 소스 프로그램을 한꺼번에 기계어로 번역하여 목적 프로그램을 생성하는 프로그램은 컴파일러(Compiler)입니다.

    오답 노트
    어셈블러(Assembler): 어셈블리어를 기계어로 번역
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83. 메모리로부터 읽혀진 명령어의 오퍼레이션 코드(Op-code)는 CPU의 어느 레지스터에 들어가는가?

  1. 누산기
  2. 임시 레지스터
  3. 논리연산장치
  4. 인스트럭션 레지스터
(정답률: 알수없음)
  • 메모리에서 읽어온 명령어(Instruction)는 실행되기 전, CPU 내의 인스트럭션 레지스터(Instruction Register)에 일시적으로 저장되어 제어 장치에 의해 해석됩니다.
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84. 논리회로를 설계하는 과정에서 최적화를 위한 고려 대상이 아닌 것은?

  1. 게이트 종류의 다양화
  2. 전파 지연 시간의 최소화
  3. 사용 게이트 수의 최소화
  4. 게이트 간의 상호 변수의 최소화
(정답률: 알수없음)
  • 논리회로 최적화의 핵심은 비용 절감과 성능 향상입니다. 게이트 수를 줄이고, 지연 시간을 최소화하며, 변수 간의 복잡도를 낮추는 것이 목적이므로, 게이트 종류를 다양하게 만드는 것은 오히려 설계 복잡도를 높여 최적화 방향과 맞지 않습니다.
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85. 다음 플립프롭의 진리표로 옳은 것은?

  1. ㈀ = 0, ㈁ = 0
  2. ㈀ = 1, ㈁ = 0
  3. ㈀ = 0, ㈁ = 1
  4. ㈀ = 1, ㈁ = 1
(정답률: 37%)
  • 제시된 회로는 JK 플립플롭의 J단자에 $A$가, K단자에 $\overline{A}$가 입력되는 구조입니다.
    입력 $A=0$일 때: $J=0, K=1$이 되어 출력 $Q$는 리셋(0) 상태가 됩니다.
    입력 $A=1$일 때: $J=1, K=0$이 되어 출력 $Q$는 셋(1) 상태가 됩니다.
    따라서 ㈀ = 0, ㈁ = 1 이 정답입니다.
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86. 프로그램이 수행되는 도중에 인터럽트가 발생되면 현 사이클의 일을 끝내고 프로그램이 수행될 수 있도록 현주소를 지시하는 것은?

  1. 상태 레지스터
  2. 프로그램 레지스터
  3. 스택 포인터
  4. 인덱스 레지스터
(정답률: 25%)
  • 인터럽트 발생 시 CPU는 현재 수행 중인 프로그램의 복귀 주소와 상태 정보를 스택(Stack) 영역에 저장하며, 이때 스택의 최상단 주소를 가리키는 스택 포인터가 사용됩니다.
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87. 어떤 디스크의 탐색시간이 20[ms], 데이터 전송시간이 0.5[ms], 회전지연시간이 8.3[ms]라고 할 때, 데이터를 읽거나 쓰는데 걸리는 평균 액세스 시간은?

  1. 9.65[ms]
  2. 11.2[ms]
  3. 28.8[ms]
  4. 30.8[ms]
(정답률: 24%)
  • 디스크의 평균 액세스 시간은 탐색 시간, 회전 지연 시간, 데이터 전송 시간을 모두 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $T = T_s + T_r + T_t$
    ② [숫자 대입] $T = 20 + 8.3 + 0.5$
    ③ [최종 결과] $T = 28.8$
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88. 메모리 인터리빙(memory interleaving)의 사용 목적은?

  1. memory의 저장 공간을 높이기 위해서
  2. CPU의 idle time을 없애기 위해서
  3. memory의 access 회수를 줄이기 위해서
  4. 명령들의 memory access 첪돌을 막기 위해서
(정답률: 42%)
  • 메모리 인터리빙은 연속된 메모리 주소를 여러 개의 독립된 메모리 뱅크에 나누어 배치함으로써, 여러 명령이 동시에 메모리에 접근할 때 발생하는 충돌을 방지하고 데이터 전송 속도를 높이는 기술입니다.
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89. 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 인출 사이클이라 한다.
  4. 인터럽트 사이클동안 데이터를 기억장치에서 읽어낸다.
(정답률: 36%)
  • CPU의 명령어 실행 단계 중 인출 사이클은 기억장치에 저장된 명령어를 CPU의 명령어 레지스터로 가져오는 핵심 단계입니다.

    오답 노트
    실행 사이클: 모든 명령어 수행 시 필수 단계
    간접 사이클: 간접 주소 지정 방식일 때만 수행
    인터럽트 사이클: 현재 상태를 저장하고 인터럽트 서비스 루틴으로 분기하는 단계
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90. 자료구조에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배열(array)은 원하는 자료를 즉시 읽어낼 수 있다.
  2. 연결 리스트(linked list)는 원하는 자료를 읽어내기 위해 리스트를 탐색하여야 한다.
  3. 연결 리스트는 자료의 추가나 삭제가 배열보다 어렵다.
  4. 배열은 기억장치 내에 연속된 기억공간을 필요로 한다.
(정답률: 62%)
  • 연결 리스트는 포인터를 사용하여 노드를 연결하므로, 배열과 달리 데이터를 밀어낼 필요 없이 포인터 값만 변경하면 되어 자료의 추가와 삭제가 훨씬 쉽고 효율적입니다.

    오답 노트
    배열은 연속된 공간을 사용하므로 인덱스를 통해 즉시 접근이 가능하지만, 추가/삭제 시 데이터를 이동시켜야 하므로 연결 리스트보다 어렵습니다.
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91. 시프트 레지스터로 이용할 수 있는 기능이 아닌 것은?

  1. 나눗셈
  2. 곱셈
  3. 직렬전송
  4. 병렬전송
(정답률: 37%)
  • 시프트 레지스터는 데이터를 한 비트씩 밀어내는 특성을 이용하여 직렬 전송을 수행하거나, 비트 이동을 통한 곱셈 및 나눗셈 연산을 처리할 수 있습니다. 하지만 병렬 전송은 여러 비트를 동시에 전송하는 방식으로 시프트 레지스터의 기본 동작 원리와 다릅니다.
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92. 외부하드디스크 드라이브, CD-ROM 드라이브, 스캐너 및 자기 테이프 백업 장치 등을 연결할 수 있는 장치는?

  1. RS-232C 포트
  2. 병렬 포트
  3. SCSI
  4. 비디오 어댑터 포트
(정답률: 55%)
  • SCSI(Small Computer System Interface)는 외부 하드디스크, CD-ROM, 스캐너 등 고속 데이터 전송이 필요한 다양한 주변 장치들을 연결하기 위한 표준 인터페이스 규격입니다.
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93. two address machine에서 기억 용량이 216 워드이고 워드 길이가 40bit라면 이 명령형에 대한 명령코드는 몇 bit로 구성되는가?

  1. 8
  2. 7
  3. 6
  4. 5
(정답률: 알수없음)
  • 명령어의 전체 길이는 명령코드(Op-code)와 주소 필드의 합으로 구성됩니다. 2-주소 명령어 방식이므로 주소 필드가 2개 필요하며, 기억 용량이 $2^{16}$ 워드이므로 주소 하나당 $16\text{bit}$가 필요합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Op-code} = \text{Word Length} - (2 \times \text{Address Length})$
    ② [숫자 대입] $\text{Op-code} = 40 - (2 \times 16)$
    ③ [최종 결과] $\text{Op-code} = 8$
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94. 다음 중 C 언어가 높은 호환성을 갖는 이유가 아닌 것은?

  1. 프로그램간의 인터페이스가 함수로 통일
  2. 높은 이식성
  3. 자료형 변환이 자유로움
  4. 포인터 사용이 가능
(정답률: 알수없음)
  • C 언어는 함수 기반의 인터페이스, 높은 이식성, 유연한 자료형 변환을 통해 높은 호환성을 유지합니다. 반면, 포인터 사용은 메모리에 직접 접근하여 효율성을 높이는 기능일 뿐, 시스템 간의 호환성을 높여주는 요소는 아닙니다.
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95. 양수 A와 B가 있다. 2의 보수 표현 방식을 사용하여 A-B를 수행하였을 때 최상위 비트에서 캐리(carry)가 발생하였다. 이 결과로부터 A와 B에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 캐리가 발생한 것으로 보아 A는 B보다 작은 수이다.
  2. B-A를 수행하면 최상위비트에서 캐리가 발생하지 않는다.
  3. A+B를 수행하면 최상위비트에서 캐리가 발생한다.
  4. A-B의 결과에 캐리를 제거하고 1을 더해주면 올바른 결과를 얻을 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 2의 보수 방식에서 $A - B$ 수행 시 캐리가 발생했다는 것은 $A \ge B$ 임을 의미합니다. 따라서 $B$가 $A$보다 작거나 같으므로, 반대로 $B - A$를 수행하면 결과가 음수가 되어 최상위 비트에서 캐리가 발생하지 않습니다.
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96. 서브루틴 레지스터(SBR)에 사용하지 않는 마이크로프로세서 연산은?

  1. 복귀(RET)
  2. 점프(JUMP)
  3. 호출(CALL)
  4. 조건부 호출(conditional CALL)
(정답률: 54%)
  • 서브루틴 레지스터(SBR)는 호출(CALL)이나 조건부 호출(conditional CALL) 시 복귀 주소를 저장하고, 복귀(RET) 시 이를 다시 불러오는 데 사용됩니다. 반면 점프(JUMP)는 단순히 실행 순서를 바꾸는 명령으로 복귀 주소를 저장할 필요가 없어 SBR을 사용하지 않습니다.
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97. 웹 페이지에서 문서 사이에 링크(LINK)가 가능하게 한 표준 언어는?

  1. HTML
  2. HTTP
  3. FTP
  4. BROWSER
(정답률: 27%)
  • 웹 페이지의 구조를 정의하고 문서 간의 하이퍼링크를 가능하게 하는 표준 마크업 언어는 HTML입니다.

    오답 노트
    HTTP: 웹 문서 전송 프로토콜
    FTP: 파일 전송 프로토콜
    BROWSER: 웹 페이지를 해석하여 보여주는 소프트웨어
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98. 일반적으로 마이크로컴퓨터의 시스템 보드(System Board)상에 직접 연결되어 있는 장치가 아닌 것은?

  1. 마이크로프로세서(Micro Processor)
  2. ROM(Read Only Memory)
  3. RAM(Random Access Memory)
  4. 하드 디스크(Hard Disk)
(정답률: 54%)
  • 마이크로프로세서, ROM, RAM은 메인보드(System Board)에 직접 장착되거나 내장되는 핵심 부품이지만, 하드 디스크(Hard Disk)는 인터페이스 케이블이나 슬롯을 통해 연결되는 외부 저장 장치입니다.
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99. 컴퓨터 시스템의 신뢰도 향상을 위하여 가장 중요시 되는 것은?

  1. 가상기억장치
  2. 결합허용 시스템
  3. 실시간 처리
  4. 부동소수점 연산
(정답률: 31%)
  • 시스템의 신뢰도를 높이기 위해서는 일부 구성 요소에 고장이 발생하더라도 시스템 전체가 중단되지 않고 계속 작동할 수 있도록 하는 결합허용 시스템(Fault Tolerant System) 구축이 가장 중요합니다.
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100. 전기신호에 의하여 자료를 기록하고, 삭제할 수 있는 ROM은?

  1. MASK ROM
  2. PROM
  3. EEPROM
  4. EPROM
(정답률: 40%)
  • EEPROM은 전기적 신호를 이용하여 데이터를 지우고 다시 쓸 수 있는 비휘발성 메모리입니다.

    오답 노트
    MASK ROM: 제조 시 데이터 기록, 수정 불가
    PROM: 한 번만 기록 가능
    EPROM: 자외선을 이용해 데이터 삭제
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