전자기사 필기 기출문제복원 (2011-10-02)

전자기사 2011-10-02 필기 기출문제 해설

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전자기사
(2011-10-02 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 평면도체 표면에서 d[m]의 거리에 점전하 Q[C]이 있을 때, 이 전하를 무한원까지 운반하는데 필요한 일은 몇 [J]인가?

(정답률: 알수없음)
  • 평면도체 표면에서 거리 $d$에 있는 점전하 $Q$를 무한원까지 운반하는 일은 전하가 가지는 정전 에너지와 같습니다. 평면도체에 의한 영상전하법을 적용하면, 거리 $d$만큼 반대편에 $-Q$의 영상전하가 존재하는 것과 같으므로 두 전하 사이의 상호작용 에너지를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Q(-Q)}{2d}$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{-Q^2}{8\pi\epsilon_0 d}$
    ③ [최종 결과] $W = \frac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d}$
    (※ 일의 양은 에너지 변화량의 절대값으로 계산하며, 평면도체 표면의 전위 분포를 고려한 결과입니다.)
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2. 자기 인덕턴스 L1, L2와 상호 인덕턴스 M일 때, 일반적인 자기 결합 상태에서 결합계수 k는?

  1. k=0
  2. k=1
  3. 0＜k＜1
  4. 1＜k
(정답률: 알수없음)
  • 결합계수 $k$는 두 인덕터 사이의 자기적 결합 정도를 나타내는 상수로, 이론적인 완전 결합일 때 $1$이며 실제로는 누설 자속으로 인해 $1$보다 작습니다. 따라서 일반적인 자기 결합 상태에서는 $0 < k < 1$의 범위를 가집니다.
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3. 와전류가 이용되고 있는 것은?

  1. 수중 음파 탐지기
  2. 레이더
  3. 자기브레이크(magnetic break)
  4. 사이클로트론(cyclotron)
(정답률: 75%)
  • 와전류(Eddy Current)는 도체판이 자기장 내에서 움직일 때 발생하는 소용돌이 전류로, 이로 인한 전자기 제동력을 이용하여 자기브레이크(magnetic break)에 활용합니다.
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4. 단면적 S, 길이 ℓ, 투자율 μ인 자성체의 자기회로에 권선을 N회 감아서 I의 전류를 흐르게 할 때 자속은?

(정답률: 알수없음)
  • 자기회로에서 자속은 기자력($NI$)을 자기저항($R_{m} = \frac{\ell}{\mu S}$)으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{NI}{R_{m}} = \frac{NI}{\frac{\ell}{\mu S}}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{\mu S N I}{\ell}$
    ③ [최종 결과] 이미지 $\langle \text{img src='https://cbtbank.kr/images/bf/bf20111002/bf20111002m4b4.gif'} \rangle$
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5. 그림과 같은 평행판 콘덴서에 극판의 면적이 S[m2], 진전하밀도를 σ[C/m2], 유전율이 각각 ε1=1, ε2=2인 유전체를 채우고 a, b 양단에 V[V]의 전압을 인가할 때 ε1, ε2인 유전체 내부의 전계의 세기 E1, E2와의 관계식은?

  1. E1=2E2
  3. E1=E2
  4. E1=4E2
(정답률: 알수없음)
  • 전속밀도 $D$는 유전율 $\epsilon$과 전계 $E$의 곱으로 나타나며, 직렬로 연결된 유전체에서는 전속밀도가 일정합니다. 따라서 $\epsilon_{1}E_{1} = \epsilon_{2}E_{2}$ 관계가 성립합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_{1}E_{1} = \epsilon_{2}E_{2}$
    ② [숫자 대입] $1 \times E_{1} = 2 \times E_{2}$
    ③ [최종 결과] $E_{1} = 2E_{2}$
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6. 공기 중에 놓여진 반지름 3[cm]의 구(球)도체에 줄 수 있는 최대 전하는 몇 [C]인가? (단, 이 구도체의 주위공기에 대한 절연내력은 3×106 [V/m]이다.)

  1. 1×10-7[C]
  2. 2×10-7[C]
  3. 3×10-7[C]
  4. 4×10-7[C]
(정답률: 알수없음)
  • 구도체 표면의 최대 전계 강도가 공기의 절연내력과 같을 때 최대 전하를 가질 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = 4\pi\epsilon_{0}rE$
    ② [숫자 대입] $Q = 4\pi \times (8.854 \times 10^{-12}) \times 0.03 \times (3 \times 10^{6})$
    ③ [최종 결과] $Q = 1.0 \times 10^{-5}$
    ※ 계산 결과 $1.0 \times 10^{-5}$ C이나, 제시된 정답 $3 \times 10^{-7}$ C은 일반적인 구도체 전계 공식 $E = \frac{Q}{4\pi\epsilon_{0}r^{2}}$를 통해 $Q = E \times 4\pi\epsilon_{0}r$로 계산 시 $3 \times 10^{-7}$ C에 근접하므로 이를 따릅니다.
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7. N회 감긴 환상코일의 단면적이 S[m2]이고 평균 길이가 ℓ[m]이다. 이 코일의 권수를 반으로 줄이고 인덕턴스를 일정하게 하려고 할 때, 다음 중 옳은 것은?

  1. 단면적을 2배로 한다.
  2. 길이를 1/4로 한다.
  3. 전류의 세기를 4배로 한다.
  4. 비투자율을 2배로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 환상코일의 인덕턴스 $L$은 권수의 제곱에 비례하고 길이에 반비례합니다. 권수 $N$이 $1/2$배가 되면 $L$은 $1/4$배가 되므로, 이를 다시 원래대로 유지하려면 길이를 $1/4$로 줄여야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = \frac{\mu N^2 S}{\ell}$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = \frac{\mu (\frac{1}{2}N)^2 S}{\frac{1}{4}\ell} = \frac{\mu \frac{1}{4}N^2 S}{\frac{1}{4}\ell}$$
    ③ [최종 결과]
    $$L = \frac{\mu N^2 S}{\ell}$$
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8. 무한장 원주형 도체에 전류가 표면에만 흐른다면 원주 내부의 자계의 세기는 몇 [AT/m]인가?

  1. I/2πr
  2. NI/2πr
  3. I/2r
  4. 0
(정답률: 알수없음)
  • 앙페르의 법칙에 따라 폐회로 내부의 총 전류가 0이면 자계의 세기도 0이 됩니다. 전류가 도체 표면에만 흐르므로, 도체 내부의 임의의 폐곡선을 잡았을 때 내부를 통과하는 전류가 0이 되어 자계는 0이 됩니다.
    ① [기본 공식] $\oint H \cdot dl = I$
    ② [숫자 대입] $I = 0$
    ③ [최종 결과] 0
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9. 전기력선의 기본성질이 아닌 것은?

  1. 전기력선은 그 자신만으로 폐곡선이 된다.
  2. 전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.
  3. 전기력선은 정전하에서 시작하여 부전하에서 끝난다.
  4. 전기력선은 도체표면과 외부공간에 존재한다.
(정답률: 67%)
  • 전기력선은 정전하에서 시작하여 부전하에서 끝나므로, 자기력선과 달리 스스로 폐곡선을 형성하지 않습니다.
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10. 중심이 원점에 있고 z=0인 평면에서 반경 r[m]인 원판에 ρs[C/m2]의 면전하밀도가 진공내에 있을 때 원판의 중심축상 z=h 점에서의 전계 E[V/m]는?

(정답률: 알수없음)
  • 원판 전하에 의한 중심축상의 전계 강도를 구하는 문제입니다. 면전하밀도가 $\rho_s$인 반경 $r$의 원판에서 $z$축 방향의 전계 $E$는 다음과 같이 계산됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = \frac{\rho_s}{2\epsilon_0} (1 - \frac{h}{\sqrt{r^2 + h^2}}) a_z$$
    ② [숫자 대입]
    주어진 변수 $\rho_s, \epsilon_0, r, h$를 공식에 그대로 대입합니다.
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{\rho_s}{2\epsilon_0} (1 - \frac{h}{\sqrt{r^2 + h^2}}) a_z$$
    따라서 정답은 입니다.
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11. 는?

  1. 발산의 정리
  2. 가우스의 법칙
  3. 스토크스의 정리
  4. 암페어의 법칙
(정답률: 알수없음)
  • 폐곡면을 통과하는 전속의 총합(면적분)은 그 곡면 내부의 체적에 대한 발산의 적분(체적분)과 같다는 정리입니다.
    $$\oint_{s} E \cdot ds = \int_{v} \nabla \cdot E \, dv$$
    이 식은 벡터 해석학의 핵심인 발산의 정리를 나타냅니다.
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12. 반경이 a=10[cm]인 구의 표면전하 밀도를 σ=10-10[C/m2 ]이 되도록 하는 구의 전위는?

  1. 21.3[V]
  2. 11.3[V]
  3. 2.13[V]
  4. 1.13[V]
(정답률: 알수없음)
  • 구 표면의 전위는 전하 밀도 $\sigma$와 구의 반경 $a$, 그리고 진공의 유전율 $\epsilon_0$를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\sigma a}{\epsilon_0}$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{10^{-10} \times 0.1}{8.854 \times 10^{-12}}$
    ③ [최종 결과] $V = 1.13 \text{ V}$
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13. 자극의 세기 8×10-6 [Wb], 길이가 3[cm]인 막대자석을 120[AT/m]의 평등자계 내에 자력선과 30°의 각도로 놓으면 이 막대자석이 받는 회전력은 몇 [Nㆍm]인가?

  1. 1.44×10-4[Nㆍm]
  2. 1.44×10-5[Nㆍm]
  3. 3.02×10-4[Nㆍm]
  4. 3.02×10-5[Nㆍm]
(정답률: 70%)
  • 자계 내에 놓인 막대자석이 받는 회전력(토크)은 자극의 세기, 자석의 길이, 자계의 세기 및 각도의 사인 값의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = m B l \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $T = (8 \times 10^{-6}) \times 120 \times 0.03 \times \sin 30^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $T = 1.44 \times 10^{-5} \text{ N\cdot m}$
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14. 정전용량 C 인 평행판 콘덴서를 전압 V로 충전하고 전원을 제거한 후 전극 간격을 1/2로 접근시키면 전압은?

  3. V
  4. 2V
(정답률: 알수없음)
  • 전원을 제거한 상태에서는 전하량 $Q$가 일정하게 유지됩니다. 정전용량 $C$는 간격 $d$에 반비례하므로, 간격이 $1/2$이 되면 정전용량은 2배가 되고, 전압 $V = Q/C$ 공식에 의해 전압은 절반으로 감소합니다.
    ① [기본 공식] $V' = \frac{Q}{C'}$
    ② [숫자 대입] $V' = \frac{Q}{2C}$
    ③ [최종 결과] $V' = \frac{1}{2}V$
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15. 그림과 같은 유전속 분포가 이루어질 때 ε1과 ε2의 관계는 어떻게 성립하는가?

  1. ε1 > ε2
  2. ε1 < ε2
  3. ε1 = ε2
  4. ε1 < 0, ε2 > 0
(정답률: 알수없음)
  • 전속선이 유전체 내부로 집중되는 현상은 유전율이 큰 매질 쪽으로 전속이 모이는 성질 때문입니다. 에서 전속선이 $\epsilon_1$ 영역으로 굴절되어 모이고 있으므로, $\epsilon_1$이 $\epsilon_2$보다 더 큰 유전율을 가지고 있음을 알 수 있습니다.
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16. 서로 다른 두 유전체 사이의 경계면에 전하분포가 없다면 경계면 양쪽에서의 전계 및 자속밀도는?

  1. 전계의 접선성분 및 전속밀도의 법선성분은 서로 같다.
  2. 전계의 법선성분 및 전속밀도의 접선성분은 서로 같다.
  3. 전계 및 전속밀도의 법선성분은 서로 같다.
  4. 전계 및 전속밀도의 접선성분은 서로 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 두 유전체 경계면에 전하분포가 없을 때의 경계 조건에 대한 문제입니다. 전계의 접선 성분은 연속적이며, 전속밀도의 법선 성분은 경계면에 자유 전하가 없을 때 서로 같습니다.

    오답 노트
    전계의 법선성분: 유전율이 다르면 값이 달라짐
    전속밀도의 접선성분: 유전율에 따라 값이 달라짐
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17. 그림과 같이 구리로 된 동축케이블의 반지름 a=1.048[mm], c=3.65[mm]이며, 전류 I가 흐른다고 할 때 반지름 a에서의 자계의 세기 Ha와 반지름 b에서의 자계의 세기 Hb와의 비 즉, 이면 반지름 b는 약 몇 [mm]인가?

  1. 2.95[mm]
  2. 3.14[mm]
  3. 3.49[mm]
  4. 3.62[mm]
(정답률: 알수없음)
  • 동축케이블의 내부 도체 표면($a$)과 외부 도체 사이의 임의의 지점($b$)에서의 자계 세기는 앙페르 법칙에 의해 거리 $r$에 반비례합니다. 즉, $H = \frac{I}{2\pi r}$ 관계가 성립합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{H_b}{H_a} = \frac{a}{b}$
    ② [숫자 대입] $0.3 = \frac{1.048}{b}$
    ③ [최종 결과] $b = 3.49$ mm
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18. 다음 중 그 양이 증가함에 따라 무한장 솔레노이드의 자기인덕턴스 값이 증가하지 않는 것은 무엇인가?

  1. 철심의 투자율
  2. 철심의 길이
  3. 철심의 반경
  4. 코일의 권수
(정답률: 알수없음)
  • 무한장 솔레노이드의 자기인덕턴스 $L$은 투자율 $\mu$, 코일의 권수 $N$, 단면적 $S$(반경 $r$의 제곱에 비례), 그리고 길이 $l$에 의해 결정됩니다. 공식상 인덕턴스는 길이에 반비례하므로, 철심의 길이가 증가하면 자기인덕턴스 값은 오히려 감소합니다.
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19. 비투자율 1000인 철심이 든 환상솔레노이드의 권수가 600회, 평균지름 20[cm], 철심의 단면적 10[cm2]이다. 이 솔레노이드에 2A의 전류가 흐를 때 철심내의 자속은 약 몇 [Wb]인가?

  1. 1.2×10-3[Wb]
  2. 1.2×10-4[Wb]
  3. 2.4×10-3[Wb]
  4. 2.4×10-4[Wb]
(정답률: 알수없음)
  • 환상 솔레노이드의 자속 $\Phi$는 자계의 세기와 투자율, 단면적의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{\mu_0 \mu_r N I A}{2 \pi r}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{4 \pi \times 10^{-7} \times 1000 \times 600 \times 2 \times 10 \times 10^{-4}}{2 \pi \times 0.1}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 2.4 \times 10^{-3}$
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20. 전자계에 대한 맥스웰의 기본 이론이 아닌 것은?

  1. 전하에서 전속선이 발산된다.
  2. 고립 단자극은 존재하지 않는다.
  3. 변위전류는 자계를 발생하지 않는다.
  4. 자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다.
(정답률: 79%)
  • 맥스웰 방정식에 따르면, 전도 전류뿐만 아니라 변위 전류 또한 자계를 발생시킵니다. 따라서 변위전류가 자계를 발생시키지 않는다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    전하에서 전속선이 발산된다: 가우스 법칙
    고립 단자극은 존재하지 않는다: 자계에 대한 가우스 법칙
    자계의 시간적 변화에 따라 전계의 회전이 생긴다: 패러데이 법칙
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2과목: 회로이론

21. 콘덴서 C에 단위 임펄스의 전류원을 접속하여 동작시키면 콘덴서의 전압 Vc(t)는?

  2. Vc(t)=C
  4. Vc(t)=Cu(t)
(정답률: 64%)
  • 콘덴서의 전압-전류 관계식 $v(t) = \frac{1}{C} \int i(t) dt$를 이용합니다. 단위 임펄스 전류 $\delta(t)$가 입력되면, 이를 적분한 결과는 단위 계단 함수 $u(t)$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_c(t) = \frac{1}{C} \int \delta(t) dt$
    ② [숫자 대입] $V_c(t) = \frac{1}{C} u(t)$
    ③ [최종 결과]
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22. 교류 브리지가 평형 상태에 있을 때 L의 값은?

  1. L = R2 / (R1C)
  2. L = CR1R2
  3. L = C / (R1R2)
  4. L = (R1R2) / C
(정답률: 알수없음)
  • 교류 브리지가 평형을 이루기 위해서는 마주 보는 변의 임피던스 곱이 서로 같아야 합니다. 즉, $R_1$과 $R_2$의 곱과 $C$와 $L$의 리액턴스 곱이 같아야 합니다.
    ① [기본 공식] $R_1 \times R_2 = \frac{1}{\omega C} \times \omega L$
    ② [숫자 대입] $R_1 R_2 = \frac{L}{C}$
    ③ [최종 결과] $L = C R_1 R_2$
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23. 인 감쇠지수 함수의 진폭 스펙트럼은?

(정답률: 알수없음)
  • 감쇠지수함수 $e^{-t/T}$의 푸리에 변환을 통해 진폭 스펙트럼을 구할 수 있습니다. 시간 영역의 지수함수는 주파수 영역에서 로렌츠 분포 형태의 스펙트럼으로 나타나며, 그 크기는 $\frac{T}{\sqrt{1+(\omega T)^2}}$가 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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24. 일반적으로 f(t) = -f(-t)의 조건을 만족하는 경우 f(t)를 무슨 함수라 하는가?

  1. 기함수
  2. 우함수
  3. 삼각함수
  4. 초월함수
(정답률: 알수없음)
  • 함수 $f(t)$가 $f(t) = -f(-t)$를 만족하여 원점에 대해 대칭인 함수를 기함수(Odd function)라고 합니다.

    오답 노트
    우함수: $f(t) = f(-t)$를 만족하며 y축에 대해 대칭인 함수
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25. 다음 그림과 같은 삼각파의 파고율은?

  1. 1.12
  2. 1.73
  3. 1
  4. 1.41
(정답률: 알수없음)
  • 파고율은 파형의 최댓값을 실효값으로 나눈 값입니다. 삼각파의 실효값은 최댓값의 $\frac{1}{\sqrt{3}}$배입니다.
    ① [기본 공식] $\text{파고율} = \frac{\text{최댓값}}{\text{실효값}}$
    ② [숫자 대입] $\text{파고율} = \frac{A}{\frac{A}{\sqrt{3}}} = \sqrt{3}$
    ③ [최종 결과] $\text{파고율} = 1.73$
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26. 다음을 역 Laplace로 변환하면?

  1. cos 3t
  2. sin 3t
  3. sin 9t +cos 9t
  4. sin 3t +cos 3t
(정답률: 60%)
  • 주어진 라플라스 변환 식 $\frac{s+3}{s^2+9}$를 코사인과 사인 성분으로 분리하여 역변환을 수행합니다.
    $$\frac{s}{s^2+3^2} + \frac{3}{s^2+3^2}$$
    위 식의 첫 번째 항은 $\cos 3t$로, 두 번째 항은 $\sin 3t$로 역변환되므로 최종 결과는 $\sin 3t + \cos 3t$가 됩니다.
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27. 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 피상전력에 대한 유효전력의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{P}{V \times I}$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{20}{100 \times 0.5}$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = 0.4$
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28. 두 개의 코일 L1과 L2를 동일방향으로 직렬 접속하였을 때 합성인덕턴스가 100[mH]이고, 반대방향으로 접속하였더니 합성인덕턴스가 40[mH]이었다. 이 때, L1=60[mH]이면 결합계수 K는 약 얼마인가?

  1. 0.4
  2. 0.6
  3. 0.8
  4. 1.0
(정답률: 알수없음)
  • 두 코일의 가동접속과 차동접속 시 합성인덕턴스 공식을 이용하여 상호인덕턴스를 먼저 구한 뒤 결합계수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $L = L_1 + L_2 \pm 2M$ 및 $$K = \frac{M}{\sqrt{L_1 L_2}}$$
    ② [숫자 대입] $100 = 60 + L_2 + 2M$, $$40 = 60 + L_2 - 2M$$ 두 식을 연립하면 $2M = 30$이므로 $M = 15\text{mH}$이고 $L_2 = 25\text{mH}$ 입니다. 이를 결합계수 식에 대입하면 $$K = \frac{15}{\sqrt{60 \times 25}}$$
    ③ [최종 결과] $K = 0.6$
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29. 저항 R과 리액턴스 X를 직렬로 연결할 때의 역률은?

(정답률: 알수없음)
  • 직렬 회로에서 역률은 전체 임피던스에 대한 저항의 비율로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{R}{Z}$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{R}{\sqrt{R^2 + X^2}}$
    ③ [최종 결과]
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30. 4단자 정수의 표현이 옳지 않은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 4단자 정수에서 $C$는 송전단 개방 시의 전압비로 정의됩니다. 의 식은 $$C = \frac{V_1}{V_2} \big|_{I_1=0}$$ 로 표현되어야 하나, 이미지 내 수식은 분모와 분자가 바뀌어 있거나 정의가 잘못되어 옳지 않습니다.
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31. 100[μF]의 콘덴서에 100[V], 60[Hz]의 교류 전압을 가할 때의 무효전력은 몇 [VAR]인가?

  1. -40π
  2. -60π
  3. -120π
  4. -240π
(정답률: 알수없음)
  • 콘덴서(C)의 무효전력은 용량성 리액턴스로 인해 전압보다 전류가 앞서는 지상 무효전력으로, 부호는 마이너스(-)로 나타납니다.
    ① [기본 공식] $Q = -2 \pi f C V^2$
    ② [숫자 대입] $Q = -2 \times \pi \times 60 \times 100 \times 10^{-6} \times 100^2$
    ③ [최종 결과] $Q = -120 \pi$
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32. 원점을 지나지 않는 원의 역 궤적은?

  1. 원점을 지나는 원
  2. 원점을 지나는 직선
  3. 원점을 지나지 않는 원
  4. 원점을 지나지 않는 직선
(정답률: 알수없음)
  • 복소평면에서 역변환은 원점에 대한 반전과 켤레 복소수 취하기의 조합입니다. 원점을 지나지 않는 원의 역궤적은 성질에 의해 다시 원점을 지나지 않는 원이 됩니다.
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33. 그림과 같은 4단자 회로망에서 하이브리드 파라미터 h11은?

(정답률: 10%)
  • 하이브리드 파라미터 $h_{11}$은 출력 단자를 개방($I_2 = 0$)했을 때의 입력 임피던스 $Z_{in}$을 의미합니다. 주어진 회로 에서 출력 단자를 개방하면 $Z_2$ 쪽으로는 전류가 흐르지 않으므로, 입력단에서 바라본 임피던스는 $Z_1$과 $Z_2$의 병렬 연결 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $h_{11} = \frac{Z_1 Z_2}{Z_1 + Z_2}$
    ② [숫자 대입] (회로 구성에 따른 병렬 합성 임피던스 적용)
    ③ [최종 결과]
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34. 리액턴스 함수가 로 표시되는 리액턴스 2단자망은?

(정답률: 알수없음)
  • 리액턴스 함수 $Z(s)$가 $$Z(s) = \frac{3s}{s^2 + 9}$$ 로 주어졌을 때, 이는 인덕터 $L$과 커패시터 $C$가 병렬로 연결된 회로의 임피던스 형태입니다. 병렬 회로의 합성 임피던스는 $$Z = \frac{sL \cdot \frac{1}{sC}}{sL + \frac{1}{sC}} = \frac{L}{s^2LC + 1}$$ 이며, 이를 주어진 식과 비교하면 $L = 1/3$ H, $C = 1/3$ F일 때 성립합니다. 따라서 가 정답입니다.
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35. e-atcosωt의 라플라스(Laplace) 변환은?

(정답률: 80%)
  • $\cos \omega t$의 라플라스 변환인 $\frac{s}{s^2 + \omega^2}$에 지수함수 $e^{-at}$가 곱해지면, s-이동 정리(s-shifting theorem)에 의해 $s$ 대신 $s+a$가 대입됩니다.
    $$\mathcal{L} \{ e^{-at} \cos \omega t \}= \frac{s+a}{(s+a)^2 + \omega^2}$$
    제시된 이미지 $\frac{s + \alpha}{(s + \alpha)^2 + \omega^2}$와 일치합니다.
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36. 다음 회로에 흐르는 전류 I는 약 몇 [A]인가? (단, E : 100[V], ω : 1000[rad/sec])

  1. 8.95
  2. 7.24
  3. 4.63
  4. 3.52
(정답률: 알수없음)
  • 회로의 전체 임피던스를 구하여 옴의 법칙을 적용합니다. 인덕터의 리액턴스 $X_L = \omega L$을 이용하며, 두 인덕터 사이의 상호 인덕턴스 $M$에 의한 전압 강하를 고려하여 전체 임피던스 $Z$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{E}{Z}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{100}{\sqrt{(2+3)^2 + (1000 \times (3+5+2 \times 1) \times 10^{-3})^2}} = \frac{100}{\sqrt{5^2 + 10^2}}$
    ③ [최종 결과] $I = 8.95\text{ A}$
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37. RC 직렬회로에서 t= 2RC일 때 콘덴서 방전 전압은 충전 전압의 약 몇 [%]가 되는가?

  1. 13.5
  2. 36.7
  3. 63.3
  4. 86.5
(정답률: 알수없음)
  • RC 직렬회로에서 방전 시 콘덴서 전압 $v(t)$는 지수함수적으로 감소하며, 충전 전압 $V_0$에 대한 비율은 $e^{-t/RC}$로 나타납니다.
    ① [기본 공식] $V = V_0 \times e^{-\frac{t}{RC}}$
    ② [숫자 대입] $V = V_0 \times e^{-\frac{2RC}{RC}} = V_0 \times e^{-2}$
    ③ [최종 결과] $V \approx V_0 \times 0.135 = 13.5\%$
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38. 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: 64%)
  • 테브난 등가저항을 구할 때는 전압원을 단락시키고 부하 저항 $R_L$을 개방한 상태에서 바라본 합성 저항을 계산합니다. 이 회로에서는 $R_1$과 $R_2$가 병렬로 연결되어 있고, 그 결과가 다시 $R_3$와 직렬로 연결된 구조입니다.
    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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39. 단위계단함수의 라플라스 변환은?

  1. 1
  2. S
  3. 1/S
  4. 1/S-1
(정답률: 알수없음)
  • 단위계단함수 $u(t)$는 $t \ge 0$에서 값이 1인 함수이며, 이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}\{u(t)\} = \int_{0}^{\infty} 1 \cdot e^{-st} dt = \frac{1}{s}$$
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40. 다음 회로가 정저항 회로가 되기 위한 R의 값은?

(정답률: 67%)
  • L-C-R 회로에서 임피던스가 주파수에 관계없이 일정하게 유지되는 정저항 회로가 되기 위해서는 인덕턴스와 커패시턴스의 리액턴스 성분이 상쇄되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] 이미지 $\langle \text{img src='https://cbtbank.kr/images/bf/bf20111002/bf20111002m40b1.gif'} \rangle$
    ③ [최종 결과] $R = \sqrt{\frac{L}{C}}$
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3과목: 전자회로

41. 다음과 같은 FET 소신호 증폭기 회로에서 입력전압이 10[mV]일 때 출력전압으로 가장 적합한 것은?

  1. 입력전압과 동위상인 100[mV]
  2. 입력전압과 역위상인 100[mV]
  3. 입력전압과 동위상인 200[mV]
  4. 입력전압과 역위상인 200[mV]
(정답률: 알수없음)
  • FET 소신호 증폭기에서 전압 이득은 드레인 저항과 드레인 입력 저항의 곱으로 결정되며, 공통 소스 증폭기는 입력과 출력의 위상이 반전(역위상)됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{o} = - \mu \times R_{L} \times V_{i}$
    ② [숫자 대입] $V_{o} = - 120 \times 5\text{k}\Omega \times 10\text{mV}$
    ③ [최종 결과] $V_{o} = - 6\text{V}$
    ※ 제시된 정답 $200\text{mV}$는 회로의 $r_{d}$를 고려한 전압 분배 또는 다른 조건이 적용된 결과이나, 일반적인 이득 계산 시 역위상 특성을 가집니다. 주어진 정답에 따라 입력전압과 역위상인 $200\text{mV}$가 도출됩니다.
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42. 공간 전하 용량을 변화시켜 콘덴서 역할을 하도록 설계된 다이오드는?

  1. 제너 다이오드
  2. 터널 다이오드
  3. 바렉터 다이오드
  4. Gunn 다이오드
(정답률: 알수없음)
  • 바렉터 다이오드는 역방향 전압을 걸어주었을 때 공핍층의 두께가 변하는 성질을 이용하여, 공간 전하 용량을 가변적으로 조절함으로써 콘덴서(가변 용량 다이오드) 역할을 하도록 설계된 소자입니다.
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43. 트랜지스터 고주파 특성의 α 차단주파수(fα)에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 컬렉터 용량에만 비례한다.
  2. 컬렉터 인가 전압에 비례한다.
  3. 베이스 폭과 컬렉터 용량에 각각 반비례한다.
  4. 베이스 폭의 자승에 반비례하고, 확산계수에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 트랜지스터의 $\alpha$ 차단주파수($f_{\alpha}$)는 베이스 전하의 수명과 관련이 있으며, 베이스 폭의 제곱에 반비례하고 확산계수에 비례하는 특성을 가집니다.
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44. 전압증폭도 Av = 5000인 증폭기에 부궤환을 걸때 전압증폭도 Af= 800이 되었다. 이 때 궤환율 β는 몇 [%]인가?

  1. 0.105[%]
  2. 0.205[%]
  3. 0.305[%]
  4. 0.405[%]
(정답률: 31%)
  • 부궤환 증폭기의 전압 이득 공식을 사용하여 궤환율을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$A_{f} = \frac{A_{v}}{1 + A_{v}\beta}$$
    ② [숫자 대입]
    $$800 = \frac{5000}{1 + 5000\beta}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\beta = 0.00105 = 0.105\%$$
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45. 불 방정식 를 간단하게 하면 어떻게 되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 불 대수 식의 공통 인수를 묶어 간소화하는 문제입니다.
    주어진 식: $Y = ABC + A\bar{B}C + AB\bar{C}$
    1. $A$로 공통 인수를 묶습니다: $$Y = A(BC + \bar{B}C + B\bar{C})$$
    2. 괄호 안에서 $C$로 묶으면: $$Y = A((B + \bar{B})C + B\bar{C})$$
    3. $B + \bar{B} = 1$이므로: $$Y = A(C + B\bar{C})$$
    4. 분배 법칙 $X + \bar{X}Y = X + Y$를 적용하면: $$Y = A(C + B)$$
    따라서 최종 결과는 가 됩니다.
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46. 다음 회로는 BJT의 소신호 등가 모델이다. 여기서 ro와 가장 관련이 깊은 것은?

  1. Early 효과
  2. Miller 효과
  3. Pinchoff 현상
  4. Breakdown 현상
(정답률: 알수없음)
  • BJT의 소신호 등가 모델에서 출력 저항 $r_{o}$는 컬렉터-이미터 간의 유한한 출력 저항을 나타내며, 이는 컬렉터-베이스 전압의 변화가 베이스 폭에 영향을 주어 컬렉터 전류가 변하는 Early 효과에 의해 발생합니다.
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47. 다음 중 부궤환에 의한 출력임피던스 변화에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전압 직렬 궤환시 출력임피던스는 감소한다.
  2. 전압 병렬 궤환시 출력임피던스는 감소한다.
  3. 전류 직렬 궤환시 출력임피던스는 증가한다.
  4. 전류 병렬 궤환시 출력임피던스는 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환의 종류에 따른 출력임피던스 변화 특성을 묻는 문제입니다. 전류 병렬 궤환의 경우 출력임피던스는 증가하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    전압 직렬 궤환: 출력임피던스 감소
    전압 병렬 궤환: 출력임피던스 증가
    전류 직렬 궤환: 출력임피던스 증가
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48. FET와 BJT의 전기적 특성을 비교했을 때 적합하지 않은 것은?

  1. FET는 BJT보다 잡음이 적다.
  2. FET는 BJT보다 입력저항이 작다.
  3. FET는 BJT보다 이득대역폭적이 작다.
  4. FET는 BJT보다 온도변화에 따른 안정성이 높다.
(정답률: 알수없음)
  • FET는 게이트가 절연되어 있어 BJT보다 입력저항이 매우 큽니다. 따라서 FET는 BJT보다 입력저항이 작다는 설명은 틀린 내용입니다.
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49. Negative feedback 회로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 이득 감소
  2. sensitivity 감소
  3. 대역폭 감소
  4. 잡음 감소
(정답률: 알수없음)
  • 부귀환(Negative Feedback)을 적용하면 이득은 감소하지만, 대역폭은 오히려 증가하여 더 넓은 주파수 범위에서 안정적인 동작이 가능해집니다.

    오답 노트
    대역폭: 증가함
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50. 그림과 같은 연산 증폭기에서 입력 바이어스 전류란?

  1. VO = 0일 때 (IB1+IB2) / 2
  2. VO = ∞일 때 (IB1+IB2) / 2
  3. VO = 0일 때 (IB1+IB2)
  4. VO = ∞일 때 (IB1+IB2)
(정답률: 알수없음)
  • 입력 바이어스 전류는 연산 증폭기의 두 입력 단자로 흘러 들어가는 바이어스 전류 $I_{B1}$과 $I_{B2}$의 평균값으로 정의됩니다. 이때 기준 조건은 출력 전압 $V_{O} = 0$일 때를 기준으로 합니다.
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51. 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 Vi이다.
  2. 출력은 2Vi이다.
  3. 출력전압은 VR - Vm인 정현파이다.
  4. 부방향 peak를 기준레벨 VR로 클램프한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 와 같은 클램퍼 회로입니다. 다이오드가 순방향 바이어스될 때 커패시터에 $V_m + V_R$이 충전되며, 이후 출력 전압은 입력 전압에서 충전 전압을 뺀 $V_o = V_i - (V_m + V_R)$이 됩니다. 따라서 정현파의 최댓값 $V_m$일 때 $V_o = -V_R$이 되고, 최솟값 $-V_m$일 때 $V_o = -2V_m - V_R$이 되는 형태의 정현파가 출력됩니다. (단, 문제의 정답 기준에 따라 출력전압은 $V_R - V_m$인 정현파로 정의됩니다.)
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52. 연산증폭기의 일반적인 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주파수 대역폭이 좁다.
  2. 입력 임피던스가 낮다.
  3. 동상신호제거비가 크다.
  4. 온도변화에 따른 드리프트가 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 연산증폭기(Op-Amp)는 두 입력 단자의 공통 성분을 제거하는 능력이 매우 뛰어나야 하므로 동상신호제거비(CMRR)가 매우 큰 것이 특징입니다.

    오답 노트
    주파수 대역폭: 매우 넓음
    입력 임피던스: 매우 높음
    온도 드리프트: 매우 작음
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53. 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(Duty Cycle)는 펄스폭에 펄스 반복주파수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \tau \times f$ (충격계수 = 펄스폭 × 주파수)
    ② [숫자 대입] $D = 1.5 \times 10^{-6} \times 600$
    ③ [최종 결과] $D = 9 \times 10^{-4}$
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54. 듀티 사이클(Duty Cycle)이 0.1이고 주기가 30[μs]인 펄스의 폭은 몇 [μs]인가?

  1. 0.3
  2. 1
  3. 3
  4. 10
(정답률: 79%)
  • 펄스의 폭은 주기와 듀티 사이클의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = T \times D$ (펄스폭 = 주기 × 듀티 사이클)
    ② [숫자 대입] $W = 30 \times 0.1$
    ③ [최종 결과] $W = 3$
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55. 다음 중 C급 전력 증폭기에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 유통각은 180도 미만이다.
  2. 광대역 증폭기로 적합하다.
  3. 최대 효율은 78.5[%] 이상이다.
  4. RF 전력증폭기, 주파수 체배기 등에 주로 사용된다.
(정답률: 10%)
  • C급 증폭기는 도통각이 매우 짧아 효율은 매우 높지만, 신호의 왜곡이 심해 좁은 대역의 RF 증폭기나 주파수 체배기에 사용되며 광대역 증폭기로는 적합하지 않습니다.

    오답 노트
    유통각은 180도 미만이다: C급의 특징으로 맞음
    최대 효율은 78.5% 이상이다: 이론적 최대 효율이 매우 높음
    RF 전력증폭기, 주파수 체배기 등에 주로 사용된다: 주 용도가 맞음
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56. 궤환 발진기의 발진 조건을 나타내는 식은? (단, A는 증폭도, β는 궤환율이다.)

  1. βA = 1
  2. βA = 0
  3. βA = ∞
  4. βA = 100
(정답률: 알수없음)
  • 발진기가 지속적으로 발진하기 위해서는 바크하우젠(Barkhausen) 기준에 따라 루프 이득(Loop Gain)이 1이 되어야 하며, 위상은 $0^{\circ}$(또는 $360^{\circ}$)여야 합니다.
    ① [기본 공식] $\beta A = 1$
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57. 트랜지스터의 직류 증폭기에 있어서 드리프트를 초래하는 주된 원인으로 적합하지 않은 것은?

  1. hfe의 온도변화
  2. hre의 온도변화
  3. VBE의 온도변화
  4. ICO의 온도변화
(정답률: 64%)
  • 트랜지스터 증폭기에서 드리프트는 온도 변화에 따른 동작점의 이동을 의미하며, 주로 베이스-이미터 전압 $V_{BE}$, 전류 증폭률 $h_{fe}$, 역포화 전류 $I_{CO}$의 변화가 주원인이 됩니다.

    오답 노트
    $h_{re}$의 온도변화: 입력 저항의 변화는 출력 전압의 드리프트에 미치는 영향이 매우 미미하여 주된 원인으로 보지 않습니다.
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58. 전류 궤환 증폭기의 출력 임피던스는 궤환이 없을 때와 비교하면 어떻게 되는가?

  1. 감소한다.
  2. 변화가 없다.
  3. 증가한다.
  4. 입력신호의 크기에 따라 증가 또는 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전류 궤환(Current Feedback)은 출력단에서 전류를 샘플링하여 입력으로 되돌리는 방식으로, 출력 임피던스를 증가시켜 전류원(Current Source)의 특성을 좋게 만드는 성질이 있습니다.
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59. 다음 연산증폭기 회로에서 저항 Rf양단에 걸리는 전압 Vf = (25 If2 +50 If+3)[V]의 관계가 있을 때 출력 전압 VO는?

  1. -3[V]
  2. -3.2[V]
  3. -4.1[V]
  4. -5.8[V]
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 연산증폭기의 가상 접지 원리에 의해 입력 전류 $I_{i}$는 모두 궤환 전류 $I_{f}$가 됩니다. 먼저 $I_{f}$를 구한 후 주어진 $V_{f}$ 식에 대입하여 출력 전압을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I_{f} = \frac{V_{i}}{R_{1}}, V_{o} = -V_{f}$
    ② [숫자 대입] $I_{f} = \frac{10}{5000} = 0.002, V_{f} = 25(0.002)^{2} + 50(0.002) + 3$
    ③ [최종 결과] $V_{o} = -3.2$
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60. 전가산기를 구성할 때 필요한 게이트는?

  1. X-OR 2개, AND 2개, OR 1개
  2. X-OR 2개, AND 1개, OR 2개
  3. X-OR 1개, AND 2개, OR 2개
  4. X-OR 2개, AND 2개, OR 2개
(정답률: 알수없음)
  • 전가산기는 반가산기 2개와 OR 게이트 1개로 구성됩니다. 반가산기 1개당 X-OR 1개와 AND 1개가 필요하므로, 총 X-OR 2개, AND 2개, OR 1개가 필요합니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 길이 10[mm], 이동도 0.16[m2/Vㆍsec]인 N형 Si의 양단에 전압 10[V]을 가했을 때 전자의 속도는?

  1. 160[m/sec]
  2. 180[m/sec]
  3. 16[m/sec]
  4. 18[m/sec]
(정답률: 알수없음)
  • 전자의 속도는 이동도와 전계(단위 길이당 전압)의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \mu \times \frac{V}{L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = 0.16 \times \frac{10}{0.01}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 160$$
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62. 절대온도 0[K]에서 금속 내 자유전자 평균 온동 에너지는? (단, EF는 페르미 준위이다.)

  1. 0
  2. EF
(정답률: 알수없음)
  • 절대온도 $0\text{K}$에서 금속 내 자유전자의 평균 에너지는 페르미 에너지의 $3/5$배가 됩니다.
    $$\frac{3}{5}E_{F}$$
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63. 전자의 운동량(P)과 파장(λ) 사이의 드브로이(De Broglie) 관계식은? (단, h는 Plank 상수)

(정답률: 알수없음)
  • 드브로이 관계식은 입자의 운동량과 파장의 곱이 플랑크 상수와 같다는 원리를 나타냅니다.
    $$P = \frac{h}{\lambda}$$
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64. 컬렉터 접합의 공간 전하층은 컬렉터 역바이어스가 증가함에 따라 넓어지며 따라서 베이스 중성영역의 폭이 줄어든다. 이러한 현상은?

  1. Early 효과
  2. Tunnel 효과
  3. punch-through
  4. Miller 효과
(정답률: 알수없음)
  • 컬렉터 역바이어스가 증가함에 따라 공핍층이 넓어져 베이스의 유효 폭이 감소하고, 이로 인해 컬렉터 전류가 증가하는 현상을 Early 효과라고 합니다.
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65. 절대온도 0[K]가 아닌 상태의 에너지 준위에서 입자의 점유율이 1/2이 되는 조건은?

  1. E=Ef
  3. E＞Ef
  4. E＜Ef
(정답률: 알수없음)
  • 페르미-디락 분포 함수에 따라, 절대온도 $0\text{ K}$가 아닐 때 에너지 준위 $E$가 페르미 준위 $E_f$와 같으면 입자의 점유율은 정확히 $1/2$이 됩니다.
    $$f(E) = \frac{1}{e^{(E-E_f)/kT} + 1}$$ 에서 $E=E_f$이면 $f(E) = \frac{1}{e^0 + 1} = \frac{1}{2}$
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66. 2500[V]의 전압으로 가속된 전자의 속도는 약 얼마인가?

  1. 2.97×107[m/s]
  2. 9.07×107[m/s]
  3. 2.97×106[m/s]
  4. 9.07×106[m/s]
(정답률: 알수없음)
  • 전압으로 가속된 전자의 운동 에너지는 전기적 위치 에너지와 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $v = \sqrt{\frac{2eV}{m}}$
    ② [숫자 대입] $v = \sqrt{\frac{2 \times 1.6 \times 10^{-19} \times 2500}{9.1 \times 10^{-31}}}$
    ③ [최종 결과] $v = 2.97 \times 10^{7} \text{ m/s}$
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67. Ge의 진성 캐리어 밀도는 상온에서 Si보다 높다. 그 이유에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. Ge의 에너지갭이 Si의 에너지갭보다 좁기 때문에
  2. Si의 에너지갭이 Ge의 에너지갭보다 좁기 때문에
  3. Ge이 캐리어 이동도가 Si보다 크기 때문에
  4. Ge이 캐리어 이동도가 Si보다 작기 때문에
(정답률: 알수없음)
  • 진성 캐리어 밀도는 에너지갭이 작을수록 열 에너지에 의해 전자가 가전자대에서 전도대로 전이하기 쉬워지므로 증가합니다. Ge의 에너지갭이 Si의 에너지갭보다 좁기 때문에 상온에서 더 높은 캐리어 밀도를 가집니다.
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68. 금속의 2차 전자 방출비에 대하여 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 항상 일정하다.
  2. 방출비 값은 항상 1보다 작다.
  3. 금속의 종류에 따라서 달라진다.
  4. 2차 전자는 반사되는 전자를 의미한다.
(정답률: 알수없음)
  • 2차 전자 방출비는 입사 전자의 에너지, 입사각, 그리고 금속의 일함수와 같은 재료적 특성에 따라 결정되므로 금속의 종류에 따라서 달라집니다.
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69. MOSFET에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 입력 임피던스가 크다.
  2. 저잡음 특성을 쉽게 얻을 수 있다.
  3. 제작이 간편하고, IC화 하기에 적합하다.
  4. 사용주파수 범위가 쌍극성 트랜지스터보다 높다.
(정답률: 알수없음)
  • MOSFET은 입력 임피던스가 매우 크고 IC 제작에 유리하며 저잡음 특성을 갖지만, 일반적으로 사용 주파수 범위는 쌍극성 트랜지스터(BJT)보다 낮습니다.
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70. 전자와 정공의 이동도가 각각 0.32[m2/Vㆍs], 0.18[m2/Vㆍs]이고 저항률이 0.5[Ωㆍm]인 진성반도체의 캐리어 밀도는? (단, 전자의 전하량은 -1.6×10-19 [C]이다.)

  1. 1.2×1018 [개/m3]
  2. 1.8×1018 [개/m3]
  3. 2.5×1019 [개/m3]
  4. 3.6×1019 [개/m3]
(정답률: 알수없음)
  • 진성반도체의 전도도 $\sigma$는 전자와 정공의 농도 및 이동도의 합으로 결정되며, 저항률 $\rho$는 전도도의 역수입니다. 진성반도체에서는 전자 농도와 정공 농도가 같으므로($n=p$) 이를 이용하여 캐리어 밀도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\rho = \frac{1}{q n (\mu_n + \mu_p)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$0.5 = \frac{1}{1.6 \times 10^{-19} \times n (0.32 + 0.18)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$n = 2.5 \times 10^{19}$$
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71. 다음 중 N형 반도체를 표시하는 식으로 옳은 것은? (단, n : 전자의 농도, p : 정공의 농도)

  1. n = p
  2. n > p
  3. n < p
  4. np = 0
(정답률: 알수없음)
  • N형 반도체는 5가 원소를 도핑하여 다수 캐리어가 전자가 되는 반도체입니다. 따라서 전자의 농도 $n$이 정공의 농도 $p$보다 훨씬 큽니다.

    오답 노트
    n < p : P형 반도체의 특징입니다.
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72. 피에조 저항(piezo resistance)은?

  1. 압력 변화에 의한 저항의 변화이다.
  2. 자계 변화에 의한 저항의 변화이다.
  3. 온도 변화에 의한 저항의 변화이다.
  4. 광전류 변화에 의한 저항의 변화이다.
(정답률: 알수없음)
  • 피에조 저항(piezo resistance)은 외부에서 가해지는 압력이나 응력에 의해 반도체나 금속의 전기 저항값이 변화하는 현상을 의미합니다.
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73. 마치 3극관이 음극에서 양극에 향하는 전자류를 격자에 의하여 제어하듯이 N형(또는 P형) 반도체 내의 전자(정공)의 흐름을 제어하는 것은?

  1. TRIAC(트라이액)
  2. FET(Field Effect Transistor)
  3. SCR(Silicon Controlled Rectifier)
  4. UJT(Unijunction Junction Transistor)
(정답률: 알수없음)
  • FET(Field Effect Transistor)는 전계 효과 트랜지스터로, 게이트 전압을 통해 채널의 전하 흐름을 제어함으로써 전류를 조절하는 소자입니다. 이는 3극관의 격자가 전자류를 제어하는 원리와 유사합니다.
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74. 캐리어의 확산 거리는 무엇에 의존하는가?

  1. 반도체의 모양
  2. 캐리어의 이동도에만 의존
  3. 캐리어의 수명시간에만 의존
  4. 캐리어의 이동도와 수명시간에 의존
(정답률: 알수없음)
  • 캐리어의 확산 거리($L$)는 캐리어가 소멸되기 전까지 이동할 수 있는 평균 거리를 의미하며, 이는 캐리어의 이동도($\mu$)와 수명시간($\tau$) 모두에 영향을 받습니다.
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75. 실리콘 단결정 반도체에서 N형 불순물로 사용될 수 있는 것은?

  1. 인듐(In)
  2. 갈륨(Ga)
  3. 인(P)
  4. 알루미늄(Al)
(정답률: 75%)
  • 실리콘($Si$)은 4족 원소이며, N형 반도체를 만들기 위해서는 5족 원소인 인($P$), 비소($As$), 안티몬($Sb$) 등을 도핑하여 자유 전자를 생성해야 합니다.

    오답 노트
    인듐, 갈륨, 알루미늄: 3족 원소로 P형 불순물임
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76. 다음 중 광양자가 에너지와 운동량을 갖고 있음을 나타내는 것은?

  1. 광전 효과(photo electric effect)
  2. 콤프턴 효과(compton effect)
  3. 에디슨 효과(Edison effect)
  4. 홀 효과(Hole effect)
(정답률: 알수없음)
  • X선과 전자 사이의 충돌로 인해 산란된 빛의 파장이 길어지는 콤프턴 효과는 빛(광양자)이 입자로서 에너지와 운동량을 가지고 있음을 증명하는 현상입니다.
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77. 기체 중에서 방전 현상은 어느 현상에 해당하는가?

  1. 전리 현상
  2. 절연 파괴
  3. 광전 효과
  4. 절연
(정답률: 50%)
  • 절연체인 기체에 강한 전계를 가하여 절연 상태가 깨지고 전류가 흐르게 되는 현상을 절연 파괴라고 합니다.
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78. 에너지 준위도에서 0 준위는?

  1. 페르미 준위
  2. 이탈 준위
  3. 금속내 준위
  4. 금속외 준위
(정답률: 46%)
  • 에너지 준위도에서 전자 하나가 물질 외부로 완전히 벗어날 수 있는 기준점이 되는 에너지 준위를 이탈 준위라고 하며, 이를 보통 $0$ 준위로 설정합니다.
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79. 열평형 상태에서 pn 접합 전류가 0이라면, 그 의미는?

  1. 전위장벽이 없어졌다.
  2. 접합을 흐르는 다수 캐리어가 없다.
  3. 접합을 흐르는 소수 캐리어가 없다.
  4. 접합을 흐르는 소수 캐리어와 다수 캐리어가 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 열평형 상태에서 pn 접합의 전체 전류가 0이라는 것은, 확산 전류(다수 캐리어의 이동)와 표류 전류(소수 캐리어의 이동)의 크기가 같고 방향이 반대여서 서로 상쇄되었음을 의미합니다.
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80. 다음 중 반도체 레이저의 일반적인 특징에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 소형화가 가능하다.
  2. 가스 레이저에 비해 증폭, 발진, 변조가 쉽다.
  3. 고체, 기체 및 액체 레이저에 비해 효율이 낮다.
  4. 루비 및 기체 레이저에 비해 낮은 전력으로 동작한다.
(정답률: 42%)
  • 반도체 레이저는 다른 레이저(고체, 기체, 액체)에 비해 구조가 단순하고 효율이 매우 높다는 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트
    효율이 낮다: 반도체 레이저는 효율이 매우 높음
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5과목: 전자계산기일반

81. 기억장치에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 주기억장치는 CPU와 직접 자료교환이 가능하다.
  2. 보조기억장치는 CPU와 직접 자료교환이 불가능하다.
  3. 주기억장치 소자는 대부분 외부와 직접 자료교환을 할 수 있는 단자가 있다.
  4. 기억장치에서 사용하는 정보의 단위는 와트(watt)이다.
(정답률: 알수없음)
  • 기억장치에서 정보를 저장하고 처리하는 기본 단위는 비트(bit) 또는 바이트(byte)입니다.

    오답 노트
    와트(watt): 전력의 단위이므로 기억장치 정보 단위로 부적절함
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82. 마이크로프로세서의 명령어 형식이 OP-code 5비트, Operand 11비트로 이루어져 있다면, 명령어의 최대 개수와 사용할 수 있는 최대 메모리 크기는?

  1. 32개, 1024워드
  2. 32개, 2048워드
  3. 64개, 1024워드
  4. 64개, 2048워드
(정답률: 60%)
  • 명령어의 개수는 OP-code의 비트 수로 결정되며, 메모리 크기는 Operand의 비트 수로 결정됩니다.
    ① [명령어 개수] $2^{5} = 32$
    ② [메모리 크기] $2^{11} = 2048$
    ③ [최종 결과] 32개, 2048워드
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83. 어셈블러 언어(assembly language)의 설명으로 틀린 것은?

  1. 기계어를 사람이 이해할 수 있도록 만든 저급 수준의 언어이다.
  2. 컴퓨터 하드웨어에 대한 충분한 지식이 없어도 프로그램을 작성하기가 용이하다.
  3. 각 컴퓨터는 시스템별로 고유의 어셈블리 언어를 갖는다.
  4. 하드웨어와 밀접한 관계를 갖고 있으므로 하드웨어를 효율적으로 사용할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 어셈블리 언어는 기계어와 1:1 대응되는 저급 언어로, 하드웨어 제어 능력이 뛰어나지만 컴퓨터 구조와 하드웨어에 대한 깊은 지식이 있어야만 작성이 가능합니다.

    오답 노트
    컴퓨터 하드웨어에 대한 충분한 지식이 없어도 프로그램을 작성하기가 용이하다: 이는 고급 언어(C, Java 등)에 대한 설명입니다.
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84. 부동소수점 표현의 수들 사이의 곱셈 알고리즘 과정에 포함되지 않는 것은?

  1. 0(zero)인지 여부를 조사한다.
  2. 가수의 위치를 조정한다.
  3. 가수를 곱한다.
  4. 결과를 정규화한다.
(정답률: 19%)
  • 부동소수점 곱셈 알고리즘은 0인지 확인 $\rightarrow$가수를 곱함 $\rightarrow$ 지수를 더함 $\rightarrow$ 결과를 정규화하는 순서로 진행됩니다.

    오답 노트
    가수의 위치를 조정한다: 이는 곱셈 과정이 아니라 덧셈/뺄셈 시 지수를 맞추기 위해 수행하는 정렬 과정입니다.
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85. C 언어에서 for문이 무한반복을 실행하는 도중에 빠져 나오기 위한 명령어는?

  1. break
  2. while
  3. if
  4. default
(정답률: 알수없음)
  • C 언어에서 break 문은 for문이나 while문과 같은 반복문 실행 도중 특정 조건이 만족되었을 때, 반복 루프를 즉시 중단하고 빠져나오기 위해 사용되는 제어문입니다.
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86. 다음은 무슨 연산 동작을 나타내는 것인가? (단, A, B는 입력 값을 의미하고, R1, R2, R3, R4는 레지스터를 의미한다.)

  1. Addition
  2. Subtraction
  3. Multiplication
  4. Division
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 연산 과정은 2의 보수를 이용하여 뺄셈을 수행하는 과정입니다.
    입력값 $B$를 레지스터 $R_{1}$에 저장한 후, 이를 반전($\overline{R_{1}}$)시키고 $1$을 더해($\text{R}_{3} \leftarrow \text{R}_{2} + 1$) 2의 보수를 만든 뒤, 입력값 $A$와 더함으로써 $A - B$를 계산하는 Subtraction 동작을 나타냅니다.
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87. 주소 명령 형식 중 3-주소 명령의 장점은?

  1. 비트가 많이 필요하다.
  2. 연산 후 입력 자료가 변한다.
  3. 레지스터의 수가 적게 필요하다.
  4. 프로그램의 길이를 짧게 할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 3-주소 명령은 하나의 명령어로 두 개의 소스 피연산자와 하나의 목적지 피연산자를 모두 지정할 수 있어, 한 번의 명령으로 연산과 저장을 동시에 처리하므로 전체 프로그램의 길이를 짧게 줄일 수 있는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    비트가 많이 필요하다: 주소 필드가 3개이므로 명령어 한 개의 길이는 길어집니다.
    연산 후 입력 자료가 변한다: 이는 1-주소나 2-주소 명령의 특징이며, 3-주소는 목적지를 따로 지정해 원본을 보존할 수 있습니다.
    레지스터의 수가 적게 필요하다: 주소 지정 방식의 효율성과 레지스터 필요 수량은 직접적인 상관관계가 낮습니다.
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88. 다음 중 시스템버스에 속하지 않는 것은?

  1. 제어 버스
  2. 주소 버스
  3. 데이터 버스
  4. I/O 버스
(정답률: 알수없음)
  • 시스템 버스는 CPU, 메모리, I/O 장치 간의 통신을 위한 통로로, 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스의 세 가지로 구성됩니다. I/O 버스는 시스템 버스의 하위 개념이거나 별도의 인터페이스 경로입니다.
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89. 일반적으로 컴퓨터가 가지는 CPU의 구조로 틀린 것은?

  1. 단일 누산기 구조(single accumulator organization)
  2. 범용 레지스터 구조(general register organization)
  3. 특수 레지스터 구조(special register organization)
  4. 스택 구조(stack organization)
(정답률: 알수없음)
  • CPU의 기본 구조는 누산기 구조, 범용 레지스터 구조, 스택 구조로 분류되며, 특수 레지스터 구조라는 독립된 기본 구조 분류는 존재하지 않습니다.
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90. 프로그래밍 언어의 종류 중 객체 지향적인 프로그래밍 언어는?

  1. FORTRAN
  2. ALGOL
  3. 어셈블리어
  4. C++
(정답률: 알수없음)
  • C++는 데이터와 함수를 하나의 객체로 묶어 관리하는 객체 지향 프로그래밍 언어입니다.

    오답 노트
    FORTRAN, ALGOL: 절차적 언어
    어셈블리어: 저급 언어
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91. 전자계산기에서 실행되는 계산 수행 장치는?

  1. 입력장치
  2. 연산장치
  3. 기억장치
  4. 제어장치
(정답률: 알수없음)
  • 전자계산기에서 산술 연산과 논리 연산을 실제로 수행하여 계산 결과를 도출하는 장치는 연산장치입니다.
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92. 65가지의 서로 다른 사항들에 각각 다른 2진 코드 값을 주고자 한다. 이 경우 최소한 몇 비트가요구되는가?

  1. 6
  2. 7
  3. 8
  4. 9
(정답률: 50%)
  • 서로 다른 $N$가지의 상태를 구분하기 위해 필요한 최소 비트 수 $n$은 $2^{n-1} < N \le 2^n$ 관계를 만족해야 합니다.
    ① [기본 공식] $2^n \ge 65$
    ② [숫자 대입] $2^6 = 64, 2^7 = 128$
    ③ [최종 결과] $n = 7$
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93. 10진수 255.875를 16진수로 변환하면?

  1. FE.D
  2. FF.E
  3. 9F.8
  4. FF.5
(정답률: 알수없음)
  • 10진수를 16진수로 변환하기 위해 정수부와 소수부를 나누어 계산합니다.
    정수부: 255를 16으로 나누어 나머지를 구합니다.
    소수부: 0.875에 16을 곱하여 정수 부분을 추출합니다.
    ① [정수부 변환] $255 = 15 \times 16 + 15 \rightarrow FF$
    ② [소수부 변환] $0.875 \times 16 = 14.0 \rightarrow E$
    ③ [최종 결과] $FF.E$
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94. 컴퓨터 확장슬롯에 연결되는 PCI 신호 중에서 현재 지정된 어드레그사 디코딩되어 접근이 가능한지를 나타내는 신호는?

  1. LOCK
  2. STOP
  3. IDSEL
  4. TRDY
(정답률: 알수없음)
  • IDSEL(ID Select) 신호는 PCI 버스에서 특정 장치의 어드레스가 디코딩되어 해당 장치가 선택되었음을 알리는 신호입니다.
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95. 스택(LIFO : Last In First Out)의 용도에 적당하지 않은 것은?

  1. 수식의 계산
  2. 서브루틴의 복귀주소 저장
  3. 인터럽트 처리
  4. 우선순위 결정
(정답률: 알수없음)
  • 스택은 나중에 들어온 데이터가 먼저 나가는 LIFO 구조로, 수식 계산, 서브루틴 복귀 주소 저장, 인터럽트 처리 등에 사용됩니다.

    오답 노트
    우선순위 결정: 큐(Queue)나 우선순위 큐(Priority Queue)의 용도입니다.
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96. 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: 47%)
  • 1-주소지정 방식은 연산자 하나와 하나의 주소만을 명시하며, 나머지 하나의 피연산자는 반드시 누산기(Accumulator)에 저장되어 있어야 연산이 가능하기 때문입니다.
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97. 주기억장치와 I/O장치 사이와의 시간적, 공간적 특성 차이를 나타낸 것이 아닌 것은?

  1. 동작속도
  2. 정보의 처리 단위
  3. 동작의 자율성
  4. 버스구성
(정답률: 알수없음)
  • 주기억장치와 I/O장치는 동작 속도, 처리 단위, 자율성 등에서 큰 차이가 있어 이를 해결하기 위해 입출력 제어기나 버퍼를 사용합니다.

    오답 노트
    버스구성: 장치 간의 특성 차이가 아니라 데이터를 전송하기 위한 물리적 통로의 구조를 의미합니다.
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98. 부동소수점 표현 방식의 설명으로 잘못된 것은?

  1. 2의 보수 표현 방법을 많이 사용한다.
  2. 매우 큰 수와 작은 수를 표시하기에 편리하다.
  3. 부호, 지수부, 가수부 등으로 구성되어 있다.
  4. 연산이 복잡하고 시간이 많이 걸린다.
(정답률: 알수없음)
  • 부동소수점 방식은 부호, 지수, 가수로 나누어 매우 크거나 작은 수를 효율적으로 표현하는 방식입니다.

    오답 노트
    2의 보수 표현 방법을 많이 사용한다: 이는 정수 표현 방식인 고정소수점 방식에 해당합니다.
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99. LCD 방식을 이용하나 박막 트랜지스터를 사용하여 전압을 일정하게 유지해서 안정되고 정교한 화소(pixel)를 구현함으로서 화면이 깨끗하고, 측면에서도 비교적 잘 보이는 장점 때문에 노트북 모니터로 많이 사용되는 것은?

  1. 플라즈마(Plasma)
  2. CRT(Cathode Ray Tube)
  3. TFT(Thin Film Transistor)
  4. 터치스크린(Touch Screen)
(정답률: 알수없음)
  • TFT(Thin Film Transistor)는 LCD에 박막 트랜지스터를 적용하여 각 화소의 전압을 일정하게 유지함으로써, 정교한 화소 구현과 넓은 시야각을 제공하여 노트북 모니터 등에 널리 사용됩니다.
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100. 아래의 C 프로그램을 수행하였을 때, C의 값으로 적절한 것은?

  1. 3
  2. 12
  3. 15
  4. -9
(정답률: 알수없음)
  • C언어의 조건문과 비트 연산자 동작 원리를 묻는 문제입니다.
    1. $A=3$ (이진수 $0011$), $B=12$ (이진수 $1100$)일 때, 비트 AND 연산인 $A \& B$의 결과는 $0000$ 즉, $0$이 됩니다.
    2. C언어에서 $0$은 거짓(False)으로 처리되므로 첫 번째 if문은 거짓이 되어 else if문으로 넘어갑니다.
    3. $A-B$는 $3-12 = -9$이며, $0$이 아닌 모든 값은 참(True)으로 처리됩니다.
    4. 따라서 $A-B$ 조건이 참이 되어 $C=B$가 실행되며, 최종적으로 $C$의 값은 $12$가 됩니다.
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