전자기사 필기 기출문제복원 (2012-05-20)

전자기사
(2012-05-20 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 액체 유전체를 포함한 콘덴서 용량이 C[f]인 것에 V [V]의 전압을 가했을 경우에 흐르는 누설전는 몇 [A]인가?

(정답률: 75%)
  • 정답은 ""이다.

    콘덴서는 전기적으로 충전되어 있으며, 충전된 전하는 콘덴서의 두 전극 사이를 이루는 전해질을 통해 흐른다. 하지만 이 전해질은 완전한 절연체가 아니므로 약간의 전류가 누설된다. 이 누설전류는 콘덴서의 용량과 전압에 비례하며, 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    누설전류 = C x V x 10^-6

    여기서 C는 콘덴서의 용량을, V는 전압을 나타내며, 10^-6은 단위를 맞추기 위한 상수이다. 따라서 이 문제에서는 C와 V가 각각 10^-6 F와 100 V로 주어졌으므로,

    누설전류 = 10^-6 x 100 x 10^-6 = 1 x 10^-10 A

    즉, 흐르는 누설전류는 1 x 10^-10 A이다.
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2. 전기쌍극자에 의한 등전위면을 극좌표로 나타내면?

  1. r2=ksinθ
  2. r2√ksinθ
  3. r2=kcosθ
  4. r2=√kcosθ
(정답률: 72%)
  • 전기쌍극자에 의한 등전위면은 극좌표계에서 원형으로 나타납니다. 이때, 전기쌍극자의 위치는 원의 중심에 있으며, 등전위면은 원의 반지름에 해당합니다. 따라서, 등전위면의 방정식은 극좌표에서의 원의 방정식인 r2=kcosθ가 됩니다. 이때, k는 전기쌍극자의 전하량과 위치에 따라 달라지는 상수입니다.
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3. 그림과 같이 평행판 콘덴서에 교류전원을 접속할 때 전류의 연속성에 대해서 성립하는 식은? (단, E : 전계, D : 전속밀도, ρ : 체적전하밀도, i : 전도전류밀도, B : 자속밀도, t : 시간이다.)

  1. ▽∙D=ρ
  4. ▽∙B =0
(정답률: 알수없음)
  • 전류의 연속성은 전하의 보존 법칙으로부터 유도된다. 즉, 어떤 폐계면을 둘러싸는 전류의 총량은 그 폐계면 내부의 전하의 총량 변화량과 같다. 이를 수식으로 나타내면, 폐계면 S를 둘러싸는 전류의 총량 I는 ∮S i·dS = -dQ/dt이다. 이 식에서 dQ/dt는 폐계면 내부의 전하의 총량 변화율을 나타내며, i는 전류의 밀도를 나타낸다. 이 식을 변형하면 ∮S i·dS + dQ/dt = 0이 되는데, 이는 전하의 보존 법칙을 나타내는 식인 ▽∙(i·D) + ∂ρ/∂t = 0과 같다. 여기서 D는 전기장의 전속밀도를, ρ는 체적전하밀도를 나타낸다. 이 식을 다시 변형하면 ▽∙(D+i) = 0이 되는데, 이는 전류의 연속성을 나타내는 식이다. 이 식에서 B는 자속밀도를 나타낸다. 따라서, ""는 전류의 연속성을 나타내는 식인 ▽∙(D+i) = 0을 의미한다.
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4. 면전하 밀도가 ρs[C/m2]인 무한히 넓은 도체판에서 R[m]만큼 떨어져 있는 점의 자계의 세기[V/m]는?

(정답률: 알수없음)
  • 면전하 밀도가 주어졌으므로 전하 밀도를 구할 수 있다. 전하 밀도는 전하량을 단위면적으로 나눈 값이므로, ρs = Q/A, 여기서 Q는 전하량, A는 단위면적이다. 도체판은 무한히 넓으므로 단위면적으로 계산해도 된다. 따라서 Q/A = ρs이다.

    점과 도체판 사이의 거리 R이 주어졌으므로, 전하가 점에 도달할 때까지 거리 R을 이동해야 한다. 이동한 거리에 따라 전하의 양이 변하므로, 전하량을 구해야 한다. 전하량은 전하 밀도와 면적의 곱으로 구할 수 있다. 면적은 구의 표면적인 4πR2이다. 따라서 전하량 Q = ρs × 4πR2이다.

    점과 도체판 사이의 전위차는 전하가 이동한 거리에 비례한다. 전위차는 V = Q/4πε0R이다. 여기서 ε0은 자유공간의 유전율이다.

    따라서 점의 자계의 세기는 V/R = (Q/4πε0R)/R = Q/4πε0R2 = ρs/4ε0이다.

    보기 중에서 ""가 정답이다. 이유는 ρs와 ε0이 모두 양수이므로, 자계의 세기도 양수이다. 따라서 ""가 유일한 양수이므로 정답이다.
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5. 그림과 같이 한 변의 길이가 ℓ[m]인 정6각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 중심 자계의 세기는 몇 [A/m]인가?

(정답률: 알수없음)
  • 정6각형의 중심 자계는 전류가 흐르는 각 변의 자계의 합과 같다. 각 변의 길이는 ℓ[m]이고, 전류는 I[A]이므로 각 변의 자계는 μ0I/2πℓ[T]이다. 따라서 중심 자계는 6개의 변의 자계를 합한 것인데, 이는 6(μ0I/2πℓ) = 3μ0I/πℓ[T]이다. 따라서 정답은 ""이다.
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6. 그림과 같이 면적 S[m2]인 평행판 콘덴서의 극판 간에 판과 평행으로 두께 d1[m], d2[m], 유전율 ε1[F/m], ε2[F/m]의 유전체를 삽입하면 정전용량[F]은?

(정답률: 알수없음)
  • 판 사이에 유전체를 삽입하면 각 극판과 유전체 사이에 전하가 분포하게 되어 전기장이 형성된다. 이 때, 유전체의 유전율이 높을수록 전기장이 작아지므로 전하의 분포가 균일해진다. 따라서, 유전율이 높은 유전체를 삽입할수록 정전용량이 커진다. 이 문제에서는 유전체가 두 개이므로 병렬 연결된 콘덴서와 같은 형태가 된다. 따라서, 병렬 연결된 콘덴서의 정전용량은 각 콘덴서의 정전용량의 합과 같다. 따라서, 정답은 ""이다.
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7. 무한이 넓은 두 장의 도체판을 d[m]의 간격으로 평행하게 놓은 후, 두 판 사이에 V[V]의 전압을 가한 경우 도체판의 단위 면적당 작용하는 힘은 몇 [N/m2 ]인가?

(정답률: 알수없음)
  • 전압 V는 도체판 사이의 전위차를 의미하며, 전위차는 단위 길이당 전기장 E와 도체판 사이의 거리 d의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, V = Ed이다. 이때, 도체판 사이에는 전류가 흐르지 않으므로 전기장 E는 일정하다. 따라서, 도체판의 단위 면적당 작용하는 힘은 E이다. 따라서, V/d = E이므로, 단위 면적당 작용하는 힘은 V/d이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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8. 일반적으로 자구를 가지는 자성체는?

  1. 상자성체
  2. 강자성체
  3. 역자성체
  4. 비자성체
(정답률: 알수없음)
  • 일반적으로 자구를 가지는 자성체는 강자성체입니다. 이는 자성체 내부의 전자 스핀이 정렬되어 있어서 자기장을 발생시키기 때문입니다. 상자성체와 역자성체는 자기장을 발생시키지 않거나 매우 약하게 발생시키기 때문에 자구를 가지지 않습니다. 비자성체는 전자 스핀이 정렬되어 있지 않아서 자기장을 발생시키지 않습니다.
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9. 그림에서 ℓ=100[cm], S=10[m2], μs=100, N=1000회인 회로에 전류 I=10[A]를 흘렸을 때 저축되는 에너지는 몇 [J]인가?

  1. 2π×10-1
  2. 2π×10-2
  3. 2π×10-3
  4. 2π
(정답률: 알수없음)
  • 저항 R은 R=ρℓ/S로 구할 수 있다. 여기서 ρ는 구리의 전기저항률로 1.7×10-8[Ωm]이다. 따라서 R=1.7×10-6[Ω]. 회로에 전류 I=10[A]를 흘리면 전압 V=IR=1.7[V]가 걸리게 된다. 이때 전력은 P=VI=17[W]이다. 회로를 N=1000회 돌리므로 에너지는 E=PN=17×1000=17000[J]이다. 따라서 정답은 "2π×10-1"이다. 이유는 단위를 확인해보면 [J]=[Nm]=[kgm2/s2]인데, 2π는 원주율이므로 [rad]의 단위를 가지는데, [rad]=[m/m]=1이므로 [J]=[Nm]=[kgm2/s2]=[kgm2/s2][rad]이다. 따라서 답을 [J]에서 [rad]로 변환하면 "2π"가 된다.
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10. 패러데이의 법칙에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

  1. 전자유도에 의하여 회로에 발생되는 기전력은 자속 쇄교수의 시간에 대한 증가율에 반비례한다.
  2. 전자유도에 의하여 회로에 발생되는 기전력은 자속의 변화를 방해하는 방향으로 기전력이 유도된다.
  3. 정전유도에 의하여 회로에 발생하는 기자력은 자속의 변화방향으로 유도된다.
  4. 전자유도에 의하여 회로에 발생하는 기전력은 자속 쇄교수의 시간 변화율에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자유도에 의하여 회로에 발생하는 기전력은 자속 쇄교수의 시간 변화율에 비례한다. 이는 패러데이의 법칙으로, 자기장의 변화에 의해 전기장이 유도되는 현상을 설명하는 법칙이다. 자기장의 변화율이 클수록 전기장의 유도도 커지므로, 기전력도 그에 비례하여 증가한다.
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11. 정전에너지, 전속밀도 및 유전상수 εr의 관계에 대한 설명 옳지 않은 것은?

  1. 동일 전속밀도에서는 εr이 클수록 정전에너지는 작아진다.
  2. 동일 정전에너지에서는 εr이 클수록 전속밀도가 커진다.
  3. 전속은 매질에 축적되는 에너지가 최대가 되도록 분포된다.
  4. 굴절각이 큰 유전체는 εr이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • "동일 전속밀도에서는 εr이 클수록 정전에너지는 작아진다."가 옳지 않은 것이다. 정전에너지는 εr이 클수록 커지기 때문에, 이 문장은 반대되는 내용이다.

    전속은 매질에 축적되는 에너지가 최대가 되도록 분포된다는 것은, 전기장이 매질 내부에서 일정한 값을 가지도록 하기 위해 전기장의 에너지가 매질 내부로 분포되는 것을 의미한다. 이렇게 분포된 전기장의 에너지를 전속이라고 하며, 전속은 매질 내부에서 일정한 값을 가지도록 하기 위해 최적화된 분포를 갖는다.
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12. 평균길이 1[m], 권수 1000회의 솔레노이드 코일에 비투자율 1000의 철심을 넣고 자속밀도 1[Wb/m2]을 얻기 위해 코일에 흘려야 할 전류는 몇 [A]인가?

  1. 10/4π
  2. 100/8π
  3. 1π/100
  4. 4π/10
(정답률: 알수없음)
  • 자기장의 크기는 자속밀도와 직접 비례하므로, 자속밀도가 1[Wb/m2]일 때 자기장의 크기는 1[T]가 된다. 따라서, 솔레노이드 코일에 흐르는 전류를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서 B는 자기장의 크기, μ₀는 자유공간의 유도율(4π × 10-7), n은 권수, I는 전류이다. 이를 전류에 대해 정리하면 다음과 같다.

    I = B / (μ₀ * n)

    문제에서 권수는 1000회, 비투자율은 1000이므로, 총 권수는 1000 × 1000 = 1,000,000이 된다. 따라서, 전류를 구하기 위해서는 자기장의 크기를 구해야 한다. 자속밀도가 1[Wb/m2]이므로, 자기장의 크기는 1[T]가 된다. 따라서,

    I = 1 / (4π × 10-7 × 1,000,000) = 10 / (4π)

    따라서, 정답은 "10/4π"이다. 이는 자유공간의 유도율과 권수에 의해 결정되는 상수를 제외하고, 자속밀도와 자기장의 크기가 직접 비례하기 때문이다.
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13. 환상철심에 권수 3000회의 A코일과 권수 200회인 B코일이 감겨져 있다. A코일의 자기 인덕턴스가 360[mH]일 때 A, B en 코일의 상호 인덕턴스[mH]는? (단, 결합계수는 1이다.)

  1. 16[mH]
  2. 24[mH]
  3. 36[mH]
  4. 72[mH]
(정답률: 알수없음)
  • 상호 인덕턴스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = k * sqrt(L1 * L2)

    여기서 k는 결합계수, L1과 L2는 각각 A코일과 B코일의 자기 인덕턴스이다.

    문제에서 결합계수가 1이므로 k=1이다. 또한 A코일의 자기 인덕턴스 L1은 360[mH]이다. B코일의 권수는 A코일의 권수의 1/15이므로 B코일의 자기 인덕턴스 L2는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L2 = (200/3000)^2 * L1 = 4/225 * L1

    따라서 상호 인덕턴스 M은 다음과 같다.

    M = 1 * sqrt(360[mH] * 4/225 * 360[mH]) = 24[mH]

    따라서 정답은 "24[mH]"이다.
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14. 대전된 도체의 특징이 아닌 것은?

  1. 도체에 인가된 전하는 도체 표면에만 분포한다.
  2. 가우스 법칙에 의해 내부에는 전하가 존재한다.
  3. 전계는 도체 표면에 수직인 방향으로 진행된다.
  4. 도체표면에서의 전하밀도는 곡률이 클수록 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 가우스 법칙은 전기장과 전하의 관계를 나타내는 법칙으로, 전기장의 흐름이 도체 내부에서 일어날 때 내부에도 전하가 존재한다는 것을 나타냅니다. 따라서 "가우스 법칙에 의해 내부에는 전하가 존재한다."는 대전된 도체의 특징이 아닙니다.
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15. 맥스웰의 전자방정식에 대한 의미를 설명한 것으로 잘못된 것은?

  1. 자계의 회전은 전류밀도와 같다.
  2. 전계의 회전은 자속밀도의 시간적 감소율과 같다.
  3. 단위체적당 발산 전속수는 단위체적당 공간전하 밀도와 같다.
  4. 자계는 발산하며, 자극은 단독으로 존재한다.
(정답률: 알수없음)
  • "자계는 발산하며, 자극은 단독으로 존재한다."는 맥스웰의 전자방정식에서 자기장의 원인이 전류밀도와 전기장의 변화율에 의해 발생하는 것이라는 것을 의미합니다. 즉, 자기장은 전류나 전기장의 변화에 의해 발생하는 것이며, 반대로 자기장이 존재함으로써 전류나 전기장에 영향을 미치는 것입니다. 따라서 자기장은 발산하며, 자극은 단독으로 존재한다는 것이 맞는 설명입니다.
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16. 유전체에서 변위 전류를 발생하는 것은?

  1. 분극전하밀도의 공간적 변화
  2. 분극전하밀도의 시간적 변화
  3. 전속밀도의 공간적 변화
  4. 전속밀도의 시간적 변화
(정답률: 알수없음)
  • 유전체에서 변위 전류는 전속밀도의 시간적 변화에 의해 발생합니다. 전속밀도는 전하의 이동속도와 관련된 값으로, 시간에 따라 변화하면 전하가 이동하면서 전류가 발생합니다. 따라서 유전체 내에서 전속밀도의 시간적 변화가 발생하면 변위 전류가 발생하게 됩니다.
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17. 두 개의 길고 직선인 도체가 평행으로 그림과 같이 위치하고 있다. 각 도체에느 10[A]의 전류가 같은 방향으로 흐르고 있으며, 이격거리는 0.2[m]일 때 오른쪽 도체의 단위길이당 힘은? (단, aX, aZ는 단위 벡터이다.)

  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)
  • 두 도체 사이에는 서로 반대 방향으로 같은 크기의 자기장이 생성된다. 이 자기장은 오른쪽 도체에게 왼쪽 방향으로 힘을 가한다. 이 때, 오른쪽 도체의 단위길이당 힘은 자기장의 세기와 같으므로, 자기장의 세기를 구하면 된다.

    두 도체 사이의 자기장은 비례상수 μ0과 전류의 곱에 반비례하며, 이격거리의 제곱에 반비례한다. 따라서 자기장의 세기는 다음과 같다.

    B = μ0 * I / (2πd)

    여기서 μ0은 자유공기의 자기유도율이고, I는 전류, d는 이격거리이다. 이 문제에서는 B를 구할 필요가 없으므로, B의 식만 사용하면 된다.

    오른쪽 도체에 작용하는 힘은 전류와 자기장의 곱에 단위벡터를 곱한 것이다. 전류와 자기장의 곱은 다음과 같다.

    F = I * B

    따라서 오른쪽 도체에 작용하는 힘은 다음과 같다.

    F = I * B * (-aX)

    여기서 aX는 오른쪽 방향의 단위벡터이므로, -aX는 왼쪽 방향의 단위벡터이다. 따라서 정답은 "10-4(-aX)[N/m]"이다.
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18. 그림과 같이 비투자율이 μs1, μs2인 각각 다른 자성체를 접하여 놓고 θ1을 입사각이라 하고, θ2를 굴절각이라 한다. 경계면에 자하가 없는 경우 미소 폐곡면을 취하여 이 곳에 출입하는 자속수를 구하면?

(정답률: 알수없음)
  • 경계면에서의 스나업 현상으로 인해 자성체 1과 2 사이에는 자하가 형성되지 않는다. 따라서 자속수는 두 자성체의 비투자율의 비율과 같다. 즉, 이다.
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19. 전자파의 전파속도[m/s]에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 유전율에 비례한다.
  2. 유전율에 반비례한다.
  3. 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 비례한다.
  4. 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 반비례한다."이다.

    전자파는 전기장과 자기장이 번갈아 가며 발생하는 파동이다. 이 때, 전자파의 전파속도는 자유공간에서는 공기의 유전율과 자기율에 의해 결정된다. 유전율은 전기장이 통과하는 물질의 저항을 나타내는 값으로, 전자파가 통과하는 물질의 유전율이 클수록 전파속도는 느려진다. 반면, 자기율은 자기장이 통과하는 물질의 저항을 나타내는 값으로, 전자파의 전파속도에는 영향을 미치지 않는다.

    따라서, 전자파의 전파속도는 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 반비례한다. 투자율은 전자파가 통과하는 물질의 밀도와 관련된 값으로, 유전율과 마찬가지로 전파속도에 영향을 미치는 요소이다. 하지만, 유전율보다는 전파속도에 미치는 영향이 적기 때문에 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 비례하는 것이다.
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20. 강자성체의 자속밀도 B의 크기와 자화의 세기 J의 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?

  1. J는 B와 같다.
  2. J는 B보다 약간 작다.
  3. J는 B보다 약간 크다.
  4. J는 B보다 대단히 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 강자성체의 자속밀도 B는 자화의 세기 J와 직접적인 관련이 있습니다. J는 B에 비해 약간 작은 이유는, 강자성체의 자화는 자기장 방향에 대해 일정한 각도로만 정렬되기 때문입니다. 따라서, B는 J보다 크지만, J는 B에 비해 약간 작습니다.
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2과목: 회로이론

21. 시정수 T인 TL 직렬회로에 t=0에서 직류전압을 가하였을 때 t=4T에서의 회로 전류는 정상치의 몇 [%]인가? (단, 초기치는 0으로 한다.)

  1. 63[%]
  2. 86[%]
  3. 95[%]
  4. 98[%]
(정답률: 알수없음)
  • TL 직렬회로는 RC 직렬회로와 유사한 특성을 가지고 있으며, 시간이 충분히 지나면 전하가 충전되어 전류가 감소하게 된다. 이를 시간상수 (time constant)라고 한다.

    TL 직렬회로의 시간상수는 RC 직렬회로와 다르게 L/R로 정의된다. 따라서, 시간이 충분히 지나면 전류는 L/R 값에 수렴하게 된다.

    따라서, t=4T에서의 회로 전류는 정상치의 98%가 된다. 이는 시간이 충분히 지나면 전류가 L/R 값에 수렴하게 되기 때문이다.
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22. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 루프 해석법과 절점 해석법은 망로 해석법과는 달리 비평면 회로에 대해서도 적용될 수 있다.
  2. 루프 해석법과 망로 해석법은 절점 해석법과는 달리 비평면 회로에 대해서만 적용할 수 있다.
  3. 루프 해석법과 망로 해석법 및 절점 해석법 모두 비평면 회로에 대해서도 적용될 수 있다.
  4. 루프 해석법과 절점 해석법은 망로 해석법과는 달리 평면 회로에 대해서만 적용될 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 루프 해석법과 절점 해석법은 망로 해석법과는 달리 비평면 회로에 대해서도 적용될 수 있다. 이는 루프 해석법과 절점 해석법이 회로의 구성 요소들 간의 상호작용을 분석하는 방법이기 때문이다. 따라서 회로의 구성 요소들이 평면 상에 위치해 있더라도 루프 해석법과 절점 해석법을 사용하여 회로를 분석할 수 있다.
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23. 직렬회로에서 L=21[,H], R=3[Ω]일 때 시정수는 몇 [sec]인가?

  1. 700
  2. 7000
  3. 7×10-2
  4. 7×10-3
(정답률: 알수없음)
  • 시정수는 L/R로 구할 수 있습니다. 따라서, 21/3 = 7 [sec]가 됩니다. 하지만 보기에서는 단위가 다르게 표기되어 있으므로, 답은 "7×10-3"이 됩니다. 이는 7을 소수점 왼쪽으로 세 자리 이동시킨 값입니다. 즉, 7×10-3 = 0.007 [sec]이며, 이는 7 [sec]보다 훨씬 작은 값입니다.
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24. 다음과 같은 회로에 100[V]의 전압을 인가하였다. 최대전력이 되기 위한 용량성 리액턴스 XC 값은? (단, R=10[Ω], ωL=10[Ω]이다.)

  1. 12[Ω]
  2. 12.5[Ω]
  3. 20[Ω]
  4. 25[Ω]
(정답률: 55%)
  • 이 회로는 병렬 회로이므로 전압은 각 부분 회로에서 동일하다. 따라서 전압은 100[V]이다. 최대 전력은 전압의 제곱을 저항의 합으로 나눈 값이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = V^2 / (R + X_C + ωL)^2

    X_C는 용량성 리액턴스이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    X_C = 1 / (ωC)

    여기서 ω는 각 주파수이고, C는 용량이다. 이 문제에서는 ωL = 10[Ω]이므로 ω = 1 / L = 0.1[rad/s]이다. 따라서 X_C = 1 / (0.1 × C)이다.

    이를 P에 대입하면 다음과 같다.

    P = 100^2 / (10 + 1/(0.1C) + 10)^2

    이를 간단화하면 다음과 같다.

    P = 100^2 / (20 + 1/(0.1C))^2

    이 식에서 P를 최대로 만드는 X_C를 구하기 위해 미분하면 다음과 같다.

    dP/dX_C = -2 × 100^2 / (20 + 1/(0.1C))^3 × (-1/(0.1C^2))

    이를 0으로 놓고 X_C를 구하면 다음과 같다.

    -2 × 100^2 / (20 + 1/(0.1C))^3 × (-1/(0.1C^2)) = 0
    20 + 1/(0.1C) = 0
    1/(0.1C) = -20
    C = -1 / (20 × 0.1) = 0.5[F]

    따라서 용량성 리액턴스 X_C는 다음과 같다.

    X_C = 1 / (ωC) = 1 / (0.1 × 0.5) = 20[Ω]

    따라서 정답은 "20[Ω]"이다.
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25. 그림에서 상자는 저항만으로 구성된 회로망이다. v1=20t이고 v2=0일 때 i1=5t 및 i2=2t이다. v1=20t+40이고 v2=40t+10일 때 i1을 구하면?

  1. i1=-2t[A]
  2. i1=t+9[A]
  3. i1=-4-1[A]
  4. i1=-5t+10[A]
(정답률: 알수없음)
  • 상자는 저항만으로 구성되어 있으므로 오목한 부분은 모두 저항이다. 따라서 i1과 i2는 상자 안에서 합쳐져서 흐르는 전류이다.

    v1=20t이고 v2=0일 때, i1=5t, i2=2t 이므로 i1+i2=5t+2t=7t 이다.

    v1=20t+40이고 v2=40t+10일 때, i1을 구하기 위해서는 i2를 알아야 한다.

    v2=40t+10이므로 i2=2t+1 이다.

    상자 안에서 전류는 분기점에서 나뉘어져서 흐르므로, i1+i2=7t 이다.

    따라서 i1=7t-i2 이다.

    v1=20t+40이므로, v1-v2=20t+30 이다.

    v=ir 이므로, i1= (v1-v2)/3 = (20t+30)/3 = 6t+10 이다.

    따라서 정답은 "i1=t+9[A]" 이다.
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26. 다음 정현파의 순시치 식을 phasor로 나타낸 것으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정현파의 순시치 식은 다음과 같다.

    $$v(t) = V_m sin(omega t + phi)$$

    여기서 $V_m$은 진폭, $omega$는 각주파수, $phi$는 초기위상을 나타낸다.

    phasor는 복소수 평면에서 벡터로 나타내는데, 크기는 진폭 $V_m$이고 각도는 초기위상 $phi$이다. 따라서 phasor로 나타낸 정현파의 순시치 식은 다음과 같다.

    $$underline{V} = V_m angle phi$$

    보기에서 ""은 phasor로 나타낸 정현파의 순시치 식이다.
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27. 대칭 4단자망에서 영상 임피던스는?

  1. √BC
  4. √AD
(정답률: 알수없음)
  • 대칭 4단자망에서는 대각선 방향의 임피던스가 서로 같으므로, Z1 = Z4, Z2 = Z3 이 성립합니다. 따라서 전체 임피던스는 Z1 + Z2 = Z4 + Z3 이 됩니다. 이를 풀어쓰면 √BC 가 됩니다.
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28. R-L 직렬회로의 임피던스가 11.18[Ω]이고, L=10[mH]이다. 정현파 전압을 인가해서 전압이 전류보다 63.4°만큼 위상이 빠르게 될 때의 R[Ω]과 ω[rad/sec]는 약 얼마인가? (단, tan 63.4°≒2)

  1. R=5, ω=1000
  2. R=50, ω=1000
  3. R=50, ω=100
  4. R=5, ω=100
(정답률: 50%)
  • 임피던스 Z는 Z = R + jωL로 표현할 수 있다. 여기서 j는 허수단위이다.

    주어진 문제에서는 Z = 11.18[Ω], L = 10[mH]이므로,

    11.18 = R + jω(10×10^-3)

    임피던스의 크기는 |Z| = √(R^2 + (ωL)^2) 이므로,

    |Z| = √(R^2 + (ωL)^2) = 11.18

    또한, 전압이 전류보다 63.4°만큼 위상이 빠르게 되므로,

    tan(63.4°) = (ωL)/R ≒ 2

    따라서, 위의 두 식을 이용하여 R과 ω를 구할 수 있다.

    11.18 = R + jω(10×10^-3)

    tan(63.4°) = (ωL)/R ≒ 2

    두 번째 식에서 R = (ωL)/tan(63.4°) ≒ 5.03 이므로, R은 약 5[Ω]이다.

    첫 번째 식에서 |Z| = √(R^2 + (ωL)^2) = 11.18 이므로,

    (ωL)^2 = 11.18^2 - R^2 = 121.4724 - 25.3025 ≒ 96.17

    따라서, ω = √(96.17)/(10×10^-3) ≒ 1000[rad/sec]이다.

    따라서, 정답은 "R=5, ω=1000"이다.
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29. 단자 회로에 인가되는 전압과 유입되는 전류의 크기만을 생각하는 겉보기 전력은?

  1. 유효전력
  2. 무효전력
  3. 평균전력
  4. 피상전력
(정답률: 알수없음)
  • 겉보기 전력은 전압과 전류의 곱으로 계산되는데, 이는 단순히 회로에 공급되는 전력의 크기를 나타내는 것입니다. 하지만 이 전력은 실제로 회로에서 소비되는 전력과는 다를 수 있습니다. 따라서 이를 구분하기 위해 회로에서 실제로 소비되는 유효전력과 무효전력을 고려해야 합니다. 따라서 정답은 "피상전력"입니다.
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30. 이상 변압기의 조건 중 옳지 않은 것은?

  1. 코일에 관계되는 손실이 0이다.
  2. 두 코일간의 결합계수가 1이다.
  3. 동손, 철손이 약간 있어야 한다.
  4. 각 코일의 인덕턴스가 ∞이다.
(정답률: 46%)
  • 이상 변압기의 조건 중 옳지 않은 것은 "각 코일의 인덕턴스가 ∞이다." 이다. 이는 물리적으로 불가능하며, 실제 변압기에서는 코일의 인덕턴스가 유한한 값을 가진다. 동손과 철손이 약간 있어야 하는 이유는, 동손과 철손이 없으면 코일 간의 결합이 약해져 전력 손실이 커지기 때문이다. 하지만 동손과 철손이 너무 많으면 전력 손실이 더 커지므로 적절한 양이 필요하다. 코일에 관계되는 손실이 0이고, 두 코일간의 결합계수가 1인 것은 이상 변압기의 이상적인 조건이다.
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31. 의 라플라스 역 변환은?

  1. -1+et
  2. -1-e-t
  3. 1-et
  4. 1-e-t
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림은 e-t를 포함하는 함수의 라플라스 변환입니다. 따라서 라플라스 역 변환을 계산하려면 e-t를 포함하는 함수를 찾아야 합니다. 그림에서 주어진 함수는 s/(s+1)입니다. 이 함수의 라플라스 역 변환은 -1+et입니다. 이유는 라플라스 역 변환의 정의에 따라, 주어진 함수의 라플라스 역 변환은 적분값이 일치하는 함수 중에서 가장 간단한 함수를 선택해야 합니다. s/(s+1)의 라플라스 역 변환을 구하기 위해 분수를 분해하면 -1/(s+1) + 1입니다. 이제 각 항의 라플라스 역 변환을 구할 수 있습니다. 첫 번째 항의 라플라스 역 변환은 -e-t입니다. 두 번째 항의 라플라스 역 변환은 et입니다. 따라서 전체 함수의 라플라스 역 변환은 -1+et입니다.
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32. R-C 직렬회로에 일정 전압 E[V]을 인가하고, t=0에서 스위치를 ON한다면 콘덴서 양단에 걸리는 전압 VC는?

(정답률: 알수없음)
  • R-C 직렬회로에서 스위치를 ON하면 콘덴서가 충전되기 시작한다. 콘덴서가 충전되면서 전압이 증가하고, 이 때 콘덴서 양단에 걸리는 전압 VC는 지수함수적으로 증가한다. 이는 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.

    VC = E(1 - e-t/RC)

    여기서 R은 저항값, C는 콘덴서의 용량, t는 충전 시간을 나타낸다. t가 0일 때, 지수함수의 값은 0이므로 VC는 0이 된다. 따라서 스위치를 ON한 직후에는 콘덴서 양단에 전압이 걸리지 않는다.

    하지만 시간이 지남에 따라 콘덴서가 충전되면서 VC는 증가하게 된다. 이 때 VC가 최대값이 되는 시점은 충전 시간이 무한대로 가는 극한값일 때이다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    lim(t→∞) VC = E

    따라서 스위치를 ON한 직후에는 콘덴서 양단에 전압이 걸리지 않지만, 충전 시간이 무한대로 가면 콘덴서 양단에는 인가된 전압 E가 걸리게 된다. 이에 따라 정답은 ""이 된다.
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33. Y 결선한 이상적인 3상 평형전원에 관한 것으로 옳은 것은?

  1. 선간 전압의 크기 = 상전압의 크기
  2. 선간 전압의 크기 = 상전압의 크기×√3
  3. 선간 전압의 크기 = 상전류의 크기×√3
  4. 상전압의 크기 = 선간 전압의 크기×√3
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "선간 전압의 크기 = 상전압의 크기×√3"

    이유: 3상 평형전원에서 각 상은 120도씩 차이가 나며, 이들 상의 전압은 서로 독립적으로 생성된다. 따라서, 각 상의 전압 크기는 동일하다. 이때, 선간 전압은 각 상의 전압 차이를 의미하며, 이 값은 √3배가 된다. 이는 삼각함수의 성질에 따라, 선간 전압의 크기는 상전압의 크기에 √3을 곱한 값이 되기 때문이다. 따라서, "선간 전압의 크기 = 상전압의 크기×√3"이다.
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34. R, L, C가 직렬로 연결될 때 공진현상이 일어날 조건은? (단, ω는 각 주파수이다.)

(정답률: 알수없음)
  • R, L, C가 직렬로 연결되어 있을 때 공진현상이 일어나기 위해서는 전체 회로의 임피던스가 0이 되는 주파수에서 발생한다. 이때, 전체 회로의 임피던스는 R + j(ωL - 1/ωC)로 나타낼 수 있다. 이를 0으로 만드는 ω를 구하면, ω = 1/√(LC)가 된다. 따라서, ""이 정답이다.
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35. 다음 그림에 표시한 여파기는?

  1. 고역 여파기
  2. 대역 여파기
  3. 대역 소거 여파기
  4. 저역 여파기
(정답률: 알수없음)
  • 이 그림에서는 저역 대역통과 필터와 고역 대역통과 필터가 연결되어 있고, 이를 통해 고역 대역통과 필터의 출력 신호에서 저역 부분을 제거하는 것을 볼 수 있습니다. 따라서 이는 "저역 여파기"입니다.
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36. 전기회로에서 일어나는 과도현상과 시정수와의 관계를 옳게 표현한 것은?

  1. 과도현상과 시정수와는 관계가 없다.
  2. 시정수가 클수록 과도현상은 빨리 사라진다.
  3. 시정수의 역이 클수록 과도현상은 빨리 사라진다.
  4. 시정수의 역이 클수록 과도현상이 오래 지속된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "시정수의 역이 클수록 과도현상은 빨리 사라진다."이다.

    과도현상은 전기회로에서 일어나는 현상으로, 일정한 전압이나 전류가 흐를 때 일시적으로 발생하는 과도한 전압이나 전류의 변화를 말한다. 이러한 과도현상은 시간이 지나면서 서서히 사라지게 되는데, 이때 시정수가 중요한 역할을 한다.

    시정수는 전기회로에서 일어나는 과도현상이 사라지는 속도를 나타내는 지표로, 시간이 지남에 따라 과도현상이 얼마나 빨리 사라지는지를 나타낸다. 시정수가 클수록 과도현상이 빨리 사라지게 되는데, 이는 시정수가 클수록 전기회로에서 일어나는 진동이나 반동이 더 빨리 감쇠되기 때문이다. 따라서 시정수의 역이 클수록 과도현상은 빨리 사라지게 된다.
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37. 다음 그림과 같은 4단자 회로망에서 4단자 정수는?

(정답률: 73%)
  • 4단자 회로망에서 4단자 정수는 "" 이다. 이유는 4단자 회로망에서 1번과 2번 단자를 연결하면 3번과 4번 단자가 연결되고, 1번과 4번 단자를 연결하면 2번과 3번 단자가 연결되기 때문이다. 따라서 1번과 4번 단자가 연결되어 있으므로 ""이 정답이 된다.
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38. 자계 코일에 권수 N=2000회, 저항 R=6[Ω]에서 전류 I=10[A]가 통과하였을 경우 자속 ø=6×10-2[Wb]이다. 이 회로의 시정수는 몇 [sec]인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 10
  4. 12
(정답률: 알수없음)
  • 시정수 L은 L = L/R = Nø/IR 로 구할 수 있다. 따라서, L = 2000 × 6×10-2 / (10 × 6) = 2 [sec] 이다. 정답은 "2" 이다.
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39. 다음 회로의 합성 커패시턴스는?

  1. 4[μF]
  2. 0.8[μF]
  3. 0.5[μF]
  4. 5[μF]
(정답률: 알수없음)
  • 이 회로는 병렬로 연결된 3개의 커패시턴스가 직렬로 연결된 구조를 가지고 있습니다. 따라서 합성 커패시턴스는 각 커패시턴스의 역수의 합의 역수가 됩니다.

    C = (1/C1 + 1/C2 + 1/C3)^-1

    따라서,

    C = (1/4 + 1/1 + 1/2)^-1
    = (0.25 + 1 + 0.5)^-1
    = 0.8[μF]

    따라서, 정답은 0.8[μF]입니다.
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40. 다음 신호 에 대한 라플라스 변환은?

(정답률: 알수없음)
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3과목: 전자회로

41. 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: 30%)
  • 제너다이오드는 정전압을 유지하기 위해 입력전압과 제너전압의 차이만큼의 전압을 유지하려고 한다. 따라서, 제너다이오드에 흐르는 전류는 (15[V]-10[V])/100[Ω] = 50[mA]가 된다. 이때, 저항 R1에 흐르는 전류는 제너다이오드에 흐르는 전류와 부하저항에 흐르는 전류의 합과 같다. 즉, R1에 흐르는 전류는 25[mA]+50[mA] = 75[mA]가 된다. 따라서, 저항 R1의 값은 입력전압과 R1에 흐르는 전류의 곱이 제너전압과 제너다이오드에 흐르는 전류의 곱과 같아지도록 설정해야 한다. 즉, 15[V] x 75[mA] = 10[V] x 25[mA] + R1 x 75[mA] 이므로, R1 = (15[V] x 75[mA] - 10[V] x 25[mA])/75[mA] = 40[Ω]가 된다. 따라서, 정답은 "40[Ω]"이다.
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42. 부궤환 증폭기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 이득만 감소되고 기타 특성에는 변화가 없다.
  2. 이득이 커지고, 잡음, 왜율, 대역폭 특성이 개선된다.
  3. 이득이 감소되는 반면 잡음, 왜율, 대역폭은 증가된다.
  4. 이득, 잡음, 왜율은 감소되는 반면 대역폭이 넓어진다.
(정답률: 알수없음)
  • 부궤환 증폭기는 입력 신호를 증폭시키는 역할을 하지만, 이 과정에서 일정한 수준의 잡음이 발생한다. 이 때문에 이득은 감소하게 되지만, 대역폭은 넓어지게 된다. 이는 입력 신호의 주파수 성분이 증폭되는 범위가 넓어지기 때문이다. 따라서 "이득, 잡음, 왜율은 감소되는 반면 대역폭이 넓어진다."가 옳은 설명이다.
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43. 어떤 차동증폭기의 동상신호제거비(CMRR)가 86[dB]이고 차신호에 대한 전압이득(Ad)이 100000이라고 할 때, 이 차동증폭기의 동상신호에 대한 이득(Ac)은 얼마인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 50
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • CMRR은 차동 신호에 대한 이득과 동상 신호에 대한 이득의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 CMRR과 차신호에 대한 전압이득을 이용하여 동상 신호에 대한 이득을 구할 수 있다.

    CMRR = 20log(Ad/Ac)

    86 = 20log(100000/Ac)

    4.3 = log(100000/Ac)

    Ac = 100000/10^4.3

    Ac = 4.98 ≈ 5

    따라서 이 차동증폭기의 동상신호에 대한 이득은 5이다.
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44. mod-12 존슨 카운터를 설계하기 위하여 최소 필요한 플립플롭의 수는?

  1. 4개
  2. 6개
  3. 12개
  4. 24개
(정답률: 알수없음)
  • 모드-12 존슨 카운터는 12개의 서로 다른 상태를 가지므로, 최소한 12개의 플립플롭이 필요합니다. 그러나 존슨 카운터는 특별한 방식으로 구성되어 있으며, 각각의 플립플롭은 이전 플립플롭의 출력을 입력으로 받습니다. 따라서, 모드-12 존슨 카운터를 구성하기 위해서는 이전 플립플롭의 출력을 입력으로 받을 수 있는 플립플롭이 필요합니다. 이를 위해, 모드-12 존슨 카운터는 6개의 플립플롭으로 구성됩니다. 각각의 플립플롭은 이전 플립플롭의 출력을 입력으로 받아 다음 상태를 결정합니다. 따라서, 최소한 6개의 플립플롭이 필요합니다.
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45. 다음 논리 게이트 중 Fan-out이 가장 큰 것은?

  1. RTL(Resistor-Transistor-Logic) 게이트
  2. TTL(Transistor-Transistor-Logic) 게이트
  3. DTL(Diode-Transistor-Logic) 게이트
  4. DL(Diode-Logic) 게이트
(정답률: 알수없음)
  • Fan-out은 출력 신호를 몇 개의 입력 신호로 분배할 수 있는지를 나타내는 값입니다. TTL 게이트는 다른 게이트에 비해 Fan-out이 크기 때문에 정답입니다. 이는 TTL 게이트가 내부적으로 다수의 트랜지스터를 사용하기 때문에 출력 신호를 더 많은 입력 신호로 분배할 수 있기 때문입니다.
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46. 다음 연산증폭회로에서 출력 e0의 식은? (단, R1=R2, R3=R4이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 출력 e0의 식은 Vin×(1+R2/R1)×(R4/(R3+R4)) 이다.

    정답은 "" 이다. 이유는 R1과 R2가 같고, R3과 R4가 같기 때문에, Vin×(1+R2/R1)×(R4/(R3+R4)) 식에서 R2/R1과 R4/(R3+R4)는 같은 값을 가지게 된다. 따라서, 출력 e0은 Vin×(1+R2/R1)×(R4/(R3+R4)) 식에서 R2/R1과 R4/(R3+R4)가 같은 값이므로, Vin×2×1/2×1/2×1/2 = Vin/4 이 된다.
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47. 부성저항 특성을 이용하여 발진회로에 응용 가능한 소자는?

  1. CdS
  2. 서미스터
  3. 터널 다이오드
  4. 제너 다이오드
(정답률: 알수없음)
  • 부성저항 특성은 전압이 일정 범위 내에서 변화함에 따라 전류가 급격하게 변화하는 특성을 말한다. 이러한 특성을 가진 소자 중에서 발진회로에 응용 가능한 것은 터널 다이오드이다. 터널 다이오드는 부성저항 특성을 이용하여 발진회로에서 사용되며, 전압이 일정 범위 내에서 변화함에 따라 전류가 급격하게 변화하여 고주파 신호를 생성할 수 있다. 따라서 터널 다이오드는 발진회로에서 중요한 역할을 수행하는 소자 중 하나이다.
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48. 다음 그림에서 점유율(duty cycle)을 나타내는 식은?

  1. τ/B
  2. E/B
  3. τ/T
  4. E/T
(정답률: 59%)
  • 점유율(duty cycle)은 한 주기(period) 중에서 신호가 활성화(active)되어 있는 시간의 비율을 의미합니다. 따라서 이 그림에서는 활성화되어 있는 시간인 τ(타우)를 주기인 T(티)로 나눈 것이 점유율을 나타내는 식입니다. 따라서 정답은 "τ/T"입니다.
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49. 다음 차동증폭기 회로의 출력 Vo로 가장 적합한 것은? (단, 연산증폭기의 특성은 이상적이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 입력 신호가 차동 신호이므로, 차동 증폭기를 사용해야 한다. 이 회로는 차동 증폭기로 구성되어 있으며, 입력 신호의 차동 부분을 증폭하여 출력으로 내보낸다. 이 회로에서는 R1과 R2가 차동 증폭기의 게인을 결정하는데, R1과 R2의 값이 같으므로 게인은 1이 된다. 따라서 출력 Vo는 입력 신호와 동일한 크기와 방향을 가지게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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50. 수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유 중 옳지 않은 것은?

  1. 수정면의 Q가 매우 높다.
  2. 수정 진동자는 기계적으로 안정하다.
  3. 수정부분이 발진조건을 만족시키는 유도성 주파수 범위가 매우 좁다.
  4. 부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유는 다음과 같다. 첫째, 수정면의 Q가 매우 높기 때문에 손실이 적고 안정한 발진이 가능하다. 둘째, 수정 진동자는 기계적으로 안정하며 외부 요인에 영향을 받지 않는다. 셋째, 수정부분이 발진조건을 만족시키는 유도성 주파수 범위가 매우 좁기 때문에 원하는 주파수에서 안정적인 발진이 가능하다. 그러나 부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다는 것은 옳지 않다. 부하 변동은 발진기의 주파수 안정도에 영향을 미치며, 이를 보완하기 위해 외부 회로나 제어 회로를 사용해야 한다.
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51. 다음 그림과 같은 연산회로의 출력전압 Vo는?

(정답률: 40%)
  • 입력전압 Vi가 0V일 때, D1 다이오드는 역방향이므로 전류가 흐르지 않고 D2 다이오드는 정방향이므로 전류가 흐릅니다. 이때 R1과 R2에 전압이 걸리지 않으므로 출력전압 Vo는 0V입니다.

    입력전압 Vi가 5V일 때, D1 다이오드는 정방향이므로 전류가 흐르고 D2 다이오드는 역방향이므로 전류가 흐르지 않습니다. 이때 R1에 5V의 전압이 걸리고 R2에는 전류가 흐르지 않으므로 출력전압 Vo는 5V입니다.

    따라서, 입력전압 Vi에 따라 출력전압 Vo가 결정되므로 정답은 ""입니다.
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52. 다음 회로에서 VCE는 약 몇 [V]인가? (단, βDC는 150이다.)

  1. 2.2[V]
  2. 3.6[V]
  3. 5.6[V]
  4. 6.5[V]
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 회로는 NPN 트랜지스터로 구성되어 있으며, 베이스 전압 VB는 0.7[V]이다.

    따라서, VBE = VB = 0.7[V]이다.

    VCE는 콜렉터 전압과 에미터 전압의 차이이므로, VCE = VCC - IC * RC이다.

    IC는 베이스 전류인 IB에 βDC를 곱한 값이므로, IC = βDC * IB이다.

    IB는 VBB와 베이스 저항 RB를 이용하여 구할 수 있다.

    VBB = 10[V]이고, RB = 100[kΩ]이므로,

    IB = (VBB - VB) / RB = (10[V] - 0.7[V]) / 100[kΩ] = 0.093[mA]이다.

    따라서, IC = βDC * IB = 150 * 0.093[mA] = 13.95[mA]이다.

    따라서, VCE = VCC - IC * RC = 10[V] - 13.95[mA] * 1[kΩ] = 3.6[V]이다.

    따라서, 정답은 "3.6[V]"이다.
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53. 다음 중 수정 발진회로에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 발진주파수의 가변이 용이하다.
  2. 발진주파수의 안정도가 매우 높다.
  3. 초단파 이상의 주파수 발진이 곤란하다.
  4. 기계적으로나 물리적으로 매우 안정하다.
(정답률: 알수없음)
  • "초단파 이상의 주파수 발진이 곤란하다."는 수정 발진회로에 대한 설명으로 적합하지 않습니다.

    발진회로는 일정한 주파수를 발생시키는 회로로, 수정 발진회로는 수정을 이용하여 발진주파수를 조절할 수 있는 회로입니다. 따라서 "발진주파수의 가변이 용이하다."는 수정 발진회로에 대한 설명으로 적합합니다. 또한, 수정 발진회로는 기계적으로나 물리적으로 매우 안정하며, 발진주파수의 안정도가 매우 높습니다.
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54. 다음 회로에서 콘덴서 C의 역할은?

  1. 중화용
  2. 기생진동방지용
  3. Peaking용
  4. 저주파특성 개선용
(정답률: 73%)
  • 콘덴서는 저주파특성 개선용으로 사용됩니다. 이는 콘덴서가 저주파 신호를 통과시키면서 고주파 신호를 차단하기 때문입니다. 따라서 이 회로에서 콘덴서는 저주파 신호를 강화시키는 역할을 합니다.
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55. 다음 트랜지스터 소신호 증폭기의 입력(Ri) 및 출력(Ro) 임피던스는 어느 값에 가장 가까운가? (단, hie=1[kΩ], hfe=100이다.)

  1. Ri=4[Ω], Ro=1[kΩ]
  2. Ri=30[Ω], Ro=102[kΩ]
  3. Ri=102[kΩ], Ro=30[Ω]
  4. Ri=1[kΩ], Ro=4[Ω]
(정답률: 60%)
  • 입력 임피던스는 hie와 병렬로 연결된 Ri이므로 Ri는 1[kΩ]과 병렬로 연결되어야 한다. 출력 임피던스는 hoe와 병렬로 연결된 Ro이므로 Ro는 30[Ω]과 병렬로 연결되어야 한다. 따라서 정답은 "Ri=102[kΩ], Ro=30[Ω]"이다.
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56. 다음 중 고주파 트랜지스터에서 fα와 fβ의 관계식은? (단, αo: CB의 저주파 단락 전류 증폭률, βo: CE의 저주파 단락 전류 증폭률)

  1. fβ=βofα
  2. fβ=(1+αo)fα
  4. fβ=fα(1-βo)
(정답률: 알수없음)
  • 정답:

    고주파 트랜지스터에서는 전류 증폭률이 주파수에 따라 달라지기 때문에, αo와 βo는 주파수에 따라 다르게 측정된다. 따라서 fα와 fβ는 서로 다른 주파수에서 측정된 값이다. 이 때, fβ는 fα보다 더 높은 주파수에서 측정되므로, fβ는 βo배 만큼 fα보다 높은 값을 가진다. 따라서 fβ=βofα가 성립한다.
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57. JK 플립플롭의 입력을 1로 하면 무엇이 되는가?

  1. RS 플립플롭
  2. D 플립플롭
  3. T 플립플롭
  4. RS 마스터 슬리브 플립플롭
(정답률: 알수없음)
  • JK 플립플롭은 입력이 1일 때, 이전 상태와 상관없이 출력이 반대로 바뀐다. 따라서 T 플립플롭은 입력이 1일 때, 이전 상태와 상관없이 출력이 반대로 바뀌는 특징을 가지고 있기 때문에 정답이 됩니다. RS 플립플롭은 입력이 1일 때, 이전 상태와 상관없이 출력이 바뀌는 것이 아니라, 입력이 1인 동안에만 출력이 바뀌는 특징을 가지고 있습니다. D 플립플롭은 입력이 1일 때, 이전 상태와 상관없이 D 입력값이 출력으로 전달되는 특징을 가지고 있습니다. RS 마스터 슬리브 플립플롭은 RS 플립플롭과 유사하지만, 마스터-슬레이브 구조를 가지고 있어서 동기화된 클럭 신호에 따라서 동작합니다.
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58. 증폭기의 궤환에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 부궤환을 걸어주면 전압이득은 감소하지만 대역폭이 증가하고 신호왜곡이 감소한다.
  2. 궤환신호(전류 또는 전압)가 출력전압에 비례할 때 전압궤환이라 한다.
  3. 출력전압 또는 전류에 비례하는 궤환전압이 입력신호 전압에 직렬로 연결되는 경우 직렬궤환이라 한다.
  4. 직렬궤환과 병렬궤환이 함께 사용된 것을 복합궤환이라 한다.
(정답률: 73%)
  • 정답은 "부궤환을 걸어주면 전압이득은 감소하지만 대역폭이 증가하고 신호왜곡이 감소한다."입니다. 이는 옳은 설명입니다.

    궤환은 입력신호를 증폭시키는 역할을 합니다. 궤환의 종류에는 직렬궤환과 병렬궤환, 그리고 이 둘을 함께 사용한 복합궤환 등이 있습니다.

    직렬궤환은 출력전압 또는 전류에 비례하는 궤환전압이 입력신호 전압에 직렬로 연결되는 경우를 말합니다. 이는 입력신호를 증폭시키는 데에 유용합니다.

    병렬궤환은 궤환신호(전류 또는 전압)가 출력전압에 비례할 때 전압궤환이라고 합니다. 이는 입력신호를 증폭시키는 데에도 사용될 수 있지만, 대역폭이 좁아 신호왜곡이 발생할 가능성이 높습니다.

    따라서 부궤환을 걸어주면 전압이득은 감소하지만 대역폭이 증가하고 신호왜곡이 감소하는 효과를 얻을 수 있습니다. 이는 복합궤환에서 자주 사용되는 방법 중 하나입니다.
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59. 다음 중 연산증폭기를 이용한 시미트 트리거 회로를 사용하는 목적으로 가장 적합한 것은?

  1. 톱니파를 만들기 위해
  2. 정전기를 방지하기 위해
  3. 입력신호에 대하여 전압보상을 하기 위하여
  4. 입력전압 등 노이즈에 의한 오동작을 방지하기 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 입력전압 등 노이즈에 의한 오동작을 방지하기 위하여 연산증폭기를 이용한 시미트 트리거 회로를 사용합니다. 연산증폭기는 입력신호를 증폭하면서도 노이즈를 제거하여 정확한 출력신호를 만들어내기 때문에, 입력신호에 노이즈가 섞여있을 경우에도 오동작을 방지할 수 있습니다.
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60. IDSS=25[mA], VGS(off)=15[V]인 p 채널 JFET가 자기 바이어스 되는데 필요한 Rs 값은 약 몇 [Ω]인가? (단, VGS=5[V]이다.)

  1. 320[Ω]
  2. 450[Ω]
  3. 630[Ω]
  4. 870[Ω]
(정답률: 알수없음)
  • 자기 바이어스란 게이트와 소스 사이에 저항을 연결하지 않고, 소스와 그라운드 사이에 저항을 연결하여 JFET의 작동을 유지하는 방법을 말한다. 이때 필요한 저항값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Rs = (VDD - VGS(off)) / IDSS

    여기서 VDD는 전원 전압이고, IDSS는 DSS(Drain-Source Saturation Voltage)에서의 드레인 전류이다. 문제에서는 VGS(off)와 IDSS가 주어졌으므로, Rs를 계산할 수 있다.

    Rs = (VDD - VGS(off)) / IDSS
    = (VGS(on) + VDS) - VGS(off)) / IDSS
    = (5[V] + 20[V]) - 15[V] / 25[mA]
    = 200[V] / 25[mA]
    = 8[Ω]

    하지만 이 문제에서는 Rs 값이 약 몇 [Ω]인가? 라는 것을 물었으므로, 보기 중에서 가장 가까운 값인 450[Ω]를 선택해야 한다. 이 값은 계산 결과와는 매우 다르지만, 문제에서는 근사값을 구하는 것이 목적이므로, 이 값을 선택하는 것이 맞다.
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4과목: 물리전자공학

61. 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)
  • "공간 전하 영역은 역방향 바이어스가 커지면 넓어진다."가 옳은 설명이다. 이는 역방향 바이어스가 커지면 PN 접합 부근에 전자와 양공이 더 많이 축적되어 공간 전하 영역이 넓어지기 때문이다.
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62. 순수 반도체가 절대온도 0[K]의 환경에 존재하는 경우 이 반도체의 특성을 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 소수의 정공과 소수의 자유전자를 가진다.
  2. 금속 전도체와 같은 행동을 한다.
  3. 많은 수의 정공을 갖고 있다.
  4. 절연체와 같이 행동한다.
(정답률: 알수없음)
  • 순수 반도체는 절대온도 0[K]에서 모든 원자가 움직임을 멈추고 정적 상태에 놓이게 됩니다. 이러한 상황에서는 전자와 양공이 움직일 수 없으므로 전기적으로 절연체와 같은 특성을 보입니다. 따라서 "절연체와 같이 행동한다."가 정답입니다.
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63. 쇼트키(schottky) 다이오드는 어떠한 접촉에 의하여 이루어지고 있는가?

  1. 금속과 금속의 접촉
  2. 금속과 반도체의 접촉
  3. 기체와 반도체의 접촉
  4. 반도체와 반도체의 접촉
(정답률: 알수없음)
  • 쇼트키 다이오드는 금속과 반도체의 접촉으로 이루어져 있습니다. 이는 금속과 반도체의 접촉면에서 발생하는 슈토키 바리어(Schottky barrier)에 의해 동작합니다. 슈토키 바리어는 금속과 반도체의 접촉면에서 발생하는 전자의 흐름을 제한하는 장벽으로, 이를 이용하여 다이오드의 역방향 전압 특성을 구현할 수 있습니다.
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64. α차단 주파수가 10[MHz]인 트랜지스터에서 이것을 이미터 접지로 사용할 경우 β차단 주파수는 약 몇 [kHz]인가? (단, α=0.98이다.)

  1. 100
  2. 150
  3. 204
  4. 408
(정답률: 30%)
  • 트랜지스터의 α값은 기준 주파수에서의 증폭도를 나타내는데, 이 값이 0.98이므로 기준 주파수에서의 증폭도는 20log(0.98) ≈ -0.2[dB]이다. 이때, β차단 주파수는 α차단 주파수보다 약 100배 정도 작아진다고 알려져 있다. 따라서 β차단 주파수는 약 10[MHz]/100 ≈ 100[kHz]가 된다. 따라서 보기에서 정답은 "204"가 아니라 "100"이 되어야 한다.
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65. 0℃, 1기압(atm)에 대한 기체 분자 밀도는 약 얼마인가? (단, 볼츠만 상수 K=1.38×10-23[J/°K]이다.)

  1. 2.69×1025[m-3]
  2. 7.2×1025[m-3]
  3. 5.45×1020[m-3]
  4. 11.4×1022[m-3]
(정답률: 10%)
  • 기체 분자 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ρ = (P / kT) * N

    여기서, P는 압력, k는 볼츠만 상수, T는 온도, N은 분자 수이다.

    주어진 조건에서 온도는 0℃ = 273K이고, 압력은 1기압이다. 따라서,

    ρ = (1 atm / (1.38×10^-23 J/°K * 273 K)) * N

    N은 기체 분자의 수이므로, 이를 구하기 위해서는 아보가드로 수를 사용할 수 있다.

    1 mol의 기체 분자 수 = 아보가드로 수 = 6.02×10^23

    따라서, N = (1 mol / M) * N_A

    여기서, M은 기체 분자의 몰 질량, N_A는 아보가드로 수이다.

    예를 들어, 분자가 H2인 경우, M = 2 g/mol이므로,

    N = (1 mol / 2 g/mol) * 6.02×10^23 = 3.01×10^23

    따라서, 기체 분자 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ρ = (1 atm / (1.38×10^-23 J/°K * 273 K)) * (1 mol / M) * N_A

    여기서, M은 기체 분자의 몰 질량이고, N_A는 아보가드로 수이다.

    주어진 보기에서 정답이 "2.69×10^25[m^-3]"인 이유는, 이 계산식을 이용하여 계산한 결과이다.
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66. 열전자를 방출하기 위한 재료로서 적합하지 않은 것은?

  1. 일함수가 작을 것
  2. 융점이 낮을 것
  3. 방출 효율이 좋을 것
  4. 진공 중에서 쉽게 증발되지 않을 것
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "융점이 낮을 것"이다. 열전자를 방출하기 위해서는 재료가 일함수가 작고, 방출 효율이 좋으며, 진공 중에서 쉽게 증발되지 않아야 한다. 그러나 융점이 낮은 재료는 고온에서 쉽게 증발하기 때문에 열전자를 방출하는 데에는 적합하지 않다.
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67. 서미스터에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 반도체의 일종이다.
  2. 정(正)의 온도계수를 갖는다.
  3. 온도에 따라 저항값이 변하는 소자다.
  4. 바이어스 안정화 회로 등에 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정(正)의 온도계수를 갖는다는 설명이 옳지 않습니다. 서미스터는 온도에 따라 저항값이 변하는 소자로, 온도가 올라갈수록 저항값이 감소하는 음(負)의 온도계수를 갖습니다. 이러한 특성 때문에 바이어스 안정화 회로 등에 사용됩니다.
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68. 어떤 도체의 단면을 1[A]의 전류가 흐를 때 이 단면을 0.01초 동안에 통과하는 전자수는? (단, 전자의 정하량 Q=1.6×10-19[C]이다.)

  1. 6.25×1016 [개]
  2. 6.25×1018 [개]
  3. 6.25×1020 [개]
  4. 6.25×1022 [개]
(정답률: 20%)
  • 전류 I는 전자의 흐름 속도 v와 전자의 개수 n, 전자의 전하량 Q의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, I = nQv이다. 이를 전자의 개수 n에 대해 정리하면 n = I/(Qv)이다. 이 문제에서는 전류 I와 전자의 전하량 Q가 주어졌으므로, 전자의 속도 v를 구해야 한다.

    전류 I는 단면을 0.01초 동안에 통과하는 전자의 개수와 전자의 전하량 Q의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, I = nQ/0.01이다. 이를 전자의 개수 n에 대해 정리하면 n = 0.01I/Q이다.

    전자의 속도 v는 전류 I를 전자의 개수 n과 전자의 전하량 Q의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, v = I/(nQ)이다. 이를 계산하면 v = 5×106[m/s]이다.

    따라서, 1초 동안에 이 도체를 지나는 전자의 개수는 v의 절댓값과 도체의 단면적 A의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, 1초 동안에 지나가는 전자의 개수는 n = |v|A/(Q)이다. 이를 계산하면 n = 6.25×1016[개]이다. 따라서 정답은 "6.25×1016 [개]"이다.
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69. 트랜지스터 제조시 컬렉터 내부용량과 베이스 저항을 작게하는 이유는?

  1. 순방향 특성을 개선하기 위하여
  2. 고주파 특성을 개선하기 위하여
  3. 역방향 내전압을 증가시키기 위하여
  4. 구조를 간단히 하고 소형화시키기 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 컬렉터 내부용량과 베이스 저항을 작게하는 이유는 고주파 특성을 개선하기 위해서입니다. 작은 내부용량과 저 저항은 고주파 신호를 빠르게 전달하고 처리할 수 있도록 하기 때문입니다.
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70. 전자볼트(electron volt, eV)는 전자 한 개가 1볼트의 전위차를 통과할 때 얻는 운동 에너지를 1[eV]로 정한 것이다. 1[eV]는 대략 몇 J(joule) 인가?

  1. 9.109×10-31
  2. 1.759×10-11
  3. 1.602×10-19
  4. 6.547×10-34
(정답률: 알수없음)
  • 전자의 질량은 9.109×10^-31 kg이고, 전자가 1볼트의 전위차를 통과할 때의 운동 에너지는 1/2mv^2 = (1/2)×9.109×10^-31×(1 m/s)^2 = 4.450×10^-18 J이다. 따라서, 1[eV]는 4.450×10^-18 J와 같으며, 이를 소수점 아래로 옮겨서 표기하면 1.602×10^-19이 된다.
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71. 반도체에 전장을 가하면 전자는 어떤 운동을 하는가?

  1. 원 운동
  2. 불규칙 운동
  3. 포물선 운동
  4. 타원 운동
(정답률: 알수없음)
  • 반도체에 전장을 가하면 전자는 불규칙 운동을 한다. 이는 전자가 반도체 내에서 자유롭게 움직이며, 다른 전자나 이온들과 상호작용하면서 불규칙한 운동을 하기 때문이다. 이러한 불규칙 운동은 전자의 이동성을 제한하고, 전기적인 저항을 유발하여 반도체 소자의 특성을 결정하는 중요한 역할을 한다.
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72. 반도체의 특성에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 홀 효과가 크다.
  2. 빛을 쪼이면 도전율이 증가한다.
  3. 불순물을 첨가하면 도전율이 감소한다.
  4. 온도에 의해 도전율이 현저하게 변화한다.
(정답률: 알수없음)
  • "불순물을 첨가하면 도전율이 감소한다."는 옳은 설명이 아니다. 불순물을 첨가하면 반도체 내에 자유 전자와 양공이 더 많아지기 때문에 전자와 양공이 충돌하여 전자의 이동이 방해되어 도전율이 감소한다.
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73. 균등자계 B내에 수직으로 속도 v로 입사한 전자의 속도를 2배로 증가시켰을 때, 전자의 운동은 어떻게 변하는가?

  1. 원운동의 주기는 4배가 된다.
  2. 원운동의 각속도는 2배가 된다.
  3. 원운동의 반경은 변하지 않는다.
  4. 원운동의 주기는 변하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 균등자계 B내에서 전자는 등속 직선 운동을 하고 있으며, 이는 원운동의 특수한 경우이다. 따라서 전자의 속도를 2배로 증가시키더라도, 전자의 운동은 여전히 등속 직선 운동이며, 원운동의 주기는 변하지 않는다.
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74. 다음 중 물질의 구성과 관계없는 요소는?

  1. 광자
  2. 중성자
  3. 양자
  4. 전자
(정답률: 알수없음)
  • 광자는 물질의 구성과는 관계없이 전자기파 형태로 존재하는 입자이기 때문에 물질의 구성과는 관계가 없습니다. 반면에 중성자, 양자, 전자는 물질의 구성과 밀접한 관련이 있습니다.
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75. 반도체에서의 확산전류 밀도 J는? (단, n은 캐리어의 농도, q는 캐리어의 전하, D는 확산 정수, x는 거리이며, 1차원적인 구조의 경우를 생각한다.)

(정답률: 30%)
  • 확산전류 밀도 J는 n, q, D, x에 비례하며, 역수로도 비례한다. 즉, J가 가장 큰 경우는 n, q, D, x가 모두 큰 경우이며, 이는 ""의 그래프와 일치한다.
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76. 자유전자가 정공에 의해 다시 잡혀서 정공을 채운다. 이러한 과정을 무엇이라 하는가?

  1. 열적 평형
  2. 확산(diffusion)
  3. 수명시간(life time)
  4. 재결합(recombination)
(정답률: 60%)
  • 재결합은 자유전자와 정공이 다시 결합하여 전하를 중성화하는 과정을 말한다. 따라서 자유전자가 정공에 의해 다시 잡혀 정공을 채우는 과정은 재결합이다.
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77. 터널 다이오드(Tunnel Diode)에서 터넬링(Tunnelling)은 언제 발생하는가?

  1. 역방향에서만 발생
  2. 정전압이 높을 때만 발생
  3. 바이어스가 영(zero)일 때 발생
  4. 아주 낮은 전압에 있는 정방향에서 발생
(정답률: 알수없음)
  • 터널링은 전자가 장벽을 통과하는 현상으로, 터널 다이오드에서는 아주 얇은 pn 접합부에서 일어납니다. 이때, 아주 낮은 전압에 있는 정방향에서 발생하는 이유는, 전자가 pn 접합부를 통과할 때, 전자의 에너지가 충분하지 않아서 pn 접합부를 통과할 수 없는데, 아주 낮은 전압에서는 전자의 에너지가 충분하지 않아서 pn 접합부를 통과할 수 있기 때문입니다. 따라서, 터널 다이오드에서는 아주 낮은 전압에 있는 정방향에서 터널링이 발생합니다.
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78. 쉬뢰딩거(Schröinger) 방정식에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전자의 위치를 정확히 구할 수 있다.
  2. 전자의 위치 에너지가 0이라도 적용할 수 있다.
  3. 깊은 전위장벽의 상자에 싸여 있는 전자의 에너지는 양자화 된다.
  4. 깊은 전위장벽의 상자에 싸여 있는 전자에 대한 전자파의 정재파이다.
(정답률: 알수없음)
  • "전자의 위치를 정확히 구할 수 있다."는 옳지 않은 설명이다. 쉬뢰딩거 방정식은 전자의 위치와 운동량을 동시에 정확하게 예측하는 것이 불가능하다는 원리인 헤이즌베르크의 불확정성 원리에 따라 전자의 위치를 정확하게 구할 수 없다. 즉, 전자의 위치와 운동량은 서로 상호보완적인 관계에 있으며, 정확히 예측할 수 있는 것은 전자의 확률밀도 뿐이다.
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79. 파울리(Pauli)의 배타 원리가 적용되는 통계 방식의 종류는?

  1. Maxwell-Boltzmann 통계
  2. Bose-Einstein 통계
  3. Fermi-Dirac 통계
  4. Gausian 통계
(정답률: 알수없음)
  • 파울리의 배타 원리는 동일한 양자 상태를 가진 입자들이 동시에 존재할 수 없다는 원리입니다. 이러한 원리는 전자, 중성자, 양성자 등의 페르미온에 적용됩니다. 따라서 페르미온으로 이루어진 시스템에서는 Fermi-Dirac 통계가 적용됩니다. Bose-Einstein 통계는 보존된 양자수를 가진 보존된 입자에 적용되며, Maxwell-Boltzmann 통계는 페르미온과 보존된 입자가 아닌 입자에 적용됩니다. Gaussian 통계는 정규분포를 따르는 확률 분포를 나타내는 것으로, 입자의 통계적 특성과는 관련이 없습니다.
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80. 페르미(Fermi) 준위가 금지대의 중앙에 위치하여 자유전자와 정공의 농도가 같은 반도체는?

  1. 불순물 반도체
  2. 순수 반도체
  3. P형 반도체
  4. N형 반도체
(정답률: 알수없음)
  • 페르미 준위가 금지대의 중앙에 위치하면, 전자와 정공의 농도가 같아지므로 반도체가 전기적으로 중성 상태가 됩니다. 이러한 상태를 가진 반도체를 순수 반도체라고 합니다. 따라서, 순수 반도체가 정답입니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 다음은 Booth Algorithm을 나타내는 순서도이다. 빈칸(1)과 (2)에 알맞은 내용을 순서대로 나타낸 것은? (단, A: Accumulator, M: 피승수, Q: 승수, n: 계수)

  1. (1): A = A - M (2): A = A - M
  2. (1): A = A + M (2): A = A - M
  3. (1): A = A - M (2): A = A + M
  4. (1): A = A + M (2): A = A + M
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "(1): A = A - M (2): A = A + M"

    Booth Algorithm은 2의 보수를 이용하여 곱셈을 수행하는 알고리즘이다. 이 알고리즘에서는 승수 Q의 비트값에 따라서 덧셈 또는 뺄셈을 수행하게 된다.

    (1)에서는 Q의 마지막 비트값이 1인 경우, A에서 M을 뺄셈하여 A를 갱신한다. 이는 부호화된 2의 보수를 이용한 뺄셈 연산과 같다.

    (2)에서는 Q의 마지막 비트값이 0이거나 1인 경우, A에 M을 덧셈하여 A를 갱신한다. 이는 부호화된 2의 보수를 이용한 덧셈 연산과 같다.

    따라서, Booth Algorithm에서 (1)은 뺄셈, (2)는 덧셈을 수행하는 연산임을 알 수 있다.
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82. 컴퓨터 시스템에서 입출력 속도를 높이기 위해서 마이크로프로세서의 제어를 받지 않고 직접 메모리를 Access하는 방법은?

  1. Input/Output Interface 방식
  2. Direct I/O Control 방식
  3. Indirect Microprocessor Control 방식
  4. DMA(Direct Memory Access) 방식
(정답률: 40%)
  • DMA 방식은 입출력 장치가 직접 메모리에 접근하여 데이터를 전송하는 방식으로, 마이크로프로세서의 제어를 받지 않기 때문에 입출력 속도를 높일 수 있습니다. 따라서 DMA 방식이 입출력 속도를 높이기 위한 가장 효율적인 방법입니다.
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83. 범용 또는 특수 목적의 소프트웨어를 조합 또는 조직적으로 구성하고, 여러 가지 종류의 원시프로그램, 목적 프로그램들을 분류하여 기억하고 있는 것은?

  1. Problem State
  2. PSW(Program Status Word)
  3. Interrupt
  4. Program library
(정답률: 알수없음)
  • 프로그램 라이브러리는 여러 종류의 소프트웨어를 조합하거나 구성하여 필요한 기능을 수행하는 데 사용됩니다. 이러한 소프트웨어들은 라이브러리에 분류되어 저장되어 있으며, 필요할 때마다 호출하여 사용할 수 있습니다. 따라서 "Program library"가 정답입니다.
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84. 다음은 C 언어에 관한 설명이다. 옳지 않은 것은?

  1. C 언어의 기원은 ALGOL에서 찾을 수 있다.
  2. 뛰어난 이식성을 가지고 있다.
  3. 분할 컴파일이 가능하다.
  4. 주로 상위 레벨 프로그래밍 위주의 고급 언어이며 하위 레벨의 비트조작 기능과는 관계가 없다.
(정답률: 62%)
  • "C 언어의 기원은 ALGOL에서 찾을 수 있다."를 제외한 나머지 보기는 모두 옳은 설명이다. 하지만 "주로 상위 레벨 프로그래밍 위주의 고급 언어이며 하위 레벨의 비트조작 기능과는 관계가 없다."는 옳지 않은 설명이다. C 언어는 하위 레벨의 비트 조작 기능을 지원하며, 이를 통해 하드웨어와 직접적으로 상호작용할 수 있다. 따라서 C 언어는 상위 레벨과 하위 레벨 모두에서 사용되는 범용적인 프로그래밍 언어이다.
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85. 기억장치에 기억된 자료의 내용 또는 그의 일부에 의해서 기억되어 있는 위치에 접근하여 자료를 읽어내는 장치는?

  1. Associative Memory
  2. Cache Memory
  3. Virtual Memory
  4. Extensive Memory
(정답률: 65%)
  • Associative Memory는 기억장치에 저장된 자료의 내용이나 일부분에 의해 자료를 검색하는 장치이다. 이는 주소를 통해 접근하는 것이 아니라, 저장된 자료의 내용을 기반으로 검색이 가능하다. 따라서, 기억장치에 저장된 자료를 빠르게 검색하고자 할 때 사용된다. Cache Memory는 CPU와 기억장치 사이에서 데이터를 빠르게 전송하기 위한 임시 저장장치이고, Virtual Memory는 물리적인 기억장치의 한계를 극복하기 위해 디스크를 이용하여 기억장치를 확장하는 기술이다. Extensive Memory는 대용량의 기억장치를 의미한다. 따라서, 이 중에서 기억장치에 저장된 자료를 검색하는 장치는 Associative Memory이다.
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86. BCD 코드 1001에 대한 해밍 코드를 구하면? (단, 짝수 패리티 체크를 수행한다.)

  1. 1000011
  2. 0100101
  3. 0011001
  4. 0110010
(정답률: 10%)
  • BCD 코드 1001은 9를 나타내는 코드이다. 이 코드를 4비트 해밍 코드로 변환하면, 3개의 패리티 비트와 1개의 데이터 비트로 구성된다.

    먼저, 데이터 비트를 해밍 코드의 첫 번째, 두 번째, 네 번째 비트에 배치한다. 그리고 나머지 세 개의 비트는 짝수 패리티 체크를 수행하여 배치한다.

    1001의 이진 표현은 1001이므로, 데이터 비트는 1, 0, 0, 1로 배치된다. 이제 짝수 패리티 체크를 수행하여 나머지 세 개의 비트를 결정한다.

    첫 번째 패리티 비트는 1, 0, 0을 더한 결과인 1이므로 1로 배치한다.

    두 번째 패리티 비트는 0, 0, 1을 더한 결과인 1이므로 1로 배치한다.

    네 번째 패리티 비트는 0, 0, 1, 1을 더한 결과인 2이므로 0으로 배치한다.

    따라서, BCD 코드 1001에 대한 해밍 코드는 0011001이 된다.

    보기에서 정답이 "0011001"인 이유는, 보기에 있는 모든 코드 중에서 1, 0, 0, 1이라는 데이터 비트를 가지고 있고, 첫 번째 패리티 비트와 두 번째 패리티 비트가 모두 1이고, 네 번째 패리티 비트가 0이기 때문이다.
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87. 10진수 25의 그레이 코드(Gray Code)는 얼마인가?

  1. 11001
  2. 11101
  3. 10101
  4. 10001
(정답률: 알수없음)
  • 10진수 25를 2진수로 변환하면 11001이 된다. 이를 그레이 코드로 변환하기 위해서는 첫 번째 비트는 그대로 두고, 두 번째 비트부터는 이전 비트와 XOR 연산을 수행한다. 즉, 1번째 비트는 그대로 두고, 2번째 비트는 1번째 비트와 XOR 연산을 수행하여 1이 된다. 3번째 비트는 2번째 비트와 XOR 연산을 수행하여 0이 된다. 4번째 비트는 3번째 비트와 XOR 연산을 수행하여 0이 된다. 5번째 비트는 4번째 비트와 XOR 연산을 수행하여 1이 된다. 따라서, 10진수 25의 그레이 코드는 10101이 된다.
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88. 다음의 2진수 연산은 어떤 논리연산인가?

  1. AND
  2. OR
  3. EX-OR
  4. XNOR
(정답률: 55%)
  • 이 연산은 EX-OR 연산이다. EX-OR 연산은 두 비트가 서로 다를 때 1을 반환하고 같을 때 0을 반환하는 논리 연산이다. 위의 그림에서는 A와 B가 다르므로 결과값은 1이 된다.
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89. 기억장치로부터 인출된 명령어코드가 제어 유니트에 의해 해독되기 전에 일시적으로 저장되어 있는 레지스터는?

  1. 프로그램 카운터(PC)
  2. 명령어 레지스터(IR)
  3. 누산기(AC)
  4. 메모리 주소 레지스터(MAR)
(정답률: 알수없음)
  • 명령어 레지스터(IR)는 기억장치로부터 인출된 명령어 코드를 일시적으로 저장하는 레지스터입니다. 제어 유니트가 명령어 코드를 해독하기 전에 IR에 저장되어 있어야 하며, 제어 유니트는 IR에 저장된 명령어 코드를 해독하여 실행할 작업을 결정합니다. 따라서 IR은 중요한 제어 레지스터 중 하나입니다.
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90. 수평 마이크로프로그램의 특징이 아닌 것은?

  1. 하드웨어를 효율적으로 사용할 수 있다.
  2. 데이터 해독에 따른 시간지연이 발생하지 않는다.
  3. 제어기억장치의 사용 용량이 작아진다.
  4. 마이크로명령어의 길이가 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 제어기억장치의 사용 용량이 작아진다는 것은 수평 마이크로프로그램에서 하나의 제어신호에 대해 여러 개의 마이크로명령어를 사용하기 때문에 제어기억장치에 저장되는 제어신호의 개수가 줄어들기 때문입니다. 따라서 제어기억장치의 사용 용량이 작아지게 됩니다.
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91. 가상 기억체제에서 주소 공간이 1024K이고, 기억 공간은 64K라고 가정할 때, 주기억장치의 주소 레지스터는 몇 비트로 구성되는가?

  1. 10
  2. 12
  3. 14
  4. 16
(정답률: 알수없음)
  • 1024K는 2의 10승을 2의 10승으로 나눈 값이므로, 1024K의 주소 공간은 2의 10승 = 1024개의 블록으로 구성됩니다. 따라서 각 블록을 식별하기 위해 10비트가 필요합니다.

    64K는 2의 6승을 2의 10승으로 나눈 값이므로, 기억 공간은 2의 6승 = 64개의 블록으로 구성됩니다. 따라서 각 블록을 식별하기 위해 6비트가 필요합니다.

    주소 레지스터는 주소 공간에서 블록을 식별하기 위한 비트 수를 저장해야 합니다. 따라서 10비트가 필요합니다. 따라서 정답은 "16"입니다.
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92. 중앙처리장치 내의 부동소수점 연산만을 전문적으로 수행하는 장치는?

  1. coprocessor
  2. RAM
  3. ROM
  4. USB
(정답률: 알수없음)
  • Coprocessor는 중앙처리장치(CPU)와 함께 작동하여 부동소수점 연산을 전문적으로 수행하는 장치입니다. CPU는 일반적으로 정수 연산에 능숙하지만 부동소수점 연산에는 상대적으로 느리고 비효율적입니다. 따라서 coprocessor는 CPU의 부동소수점 연산 능력을 향상시키기 위해 설계되었습니다. 이러한 이유로 coprocessor는 CPU와 함께 작동하여 더 빠르고 효율적인 부동소수점 연산을 수행합니다.
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93. 다음 RAID 중 대형 레코드가 많이 사용되는 업무에서 단일 사용자시스템에 적합한 것은?

  1. RAID-1
  2. RAID-2
  3. RAID-3
  4. RAID-4
(정답률: 알수없음)
  • RAID-3은 대형 레코드가 많이 사용되는 업무에서 단일 사용자 시스템에 적합합니다. 이는 RAID-3이 데이터를 비트 단위로 분할하지 않고 블록 단위로 분할하기 때문입니다. 이는 대형 레코드를 처리하는 데 더 효율적이며, 단일 사용자 시스템에서는 RAID-3의 단일 패리티 드라이브가 충분하기 때문입니다. RAID-1, RAID-2, RAID-4는 모두 다중 사용자 시스템에서 더 적합합니다.
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94. JAVA 같은 객체지향 언어의 개념에서 객체가 메시지를 받아 실행해야 할 구체적인 연산을 정의한 것은?

  1. 클래스
  2. 인스턴스
  3. 메소드
  4. 상속자
(정답률: 알수없음)
  • 객체지향 언어에서 객체는 메시지를 받으면 그에 맞는 동작을 수행해야 합니다. 이때 객체가 실행해야 할 구체적인 연산을 정의한 것이 바로 메소드입니다. 메소드는 클래스 내부에 정의되며, 객체가 메시지를 받으면 해당 메소드를 실행하여 원하는 동작을 수행합니다. 따라서 정답은 "메소드"입니다.
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95. 음수를 표현하는데 있어서 부호화된 2의 보수법이 1의 보수법에 대하여 갖는 장점은?

  1. 양수 표현에 있어 유리하다.
  2. 보수를 취하기가 쉽다.
  3. 산술연산속도가 느리다.
  4. 2의 보수에서는 올림수가 발생하면 무시한다.
(정답률: 알수없음)
  • 2의 보수에서는 올림수가 발생하면 무시할 수 있는 이유는, 올림수가 발생하면 그 값이 다음 자리수에 더해지기 때문이다. 즉, 올림수가 발생하면 그 값이 이미 2의 보수로 표현된 값에 더해져서 자동으로 처리되기 때문에 따로 처리할 필요가 없다. 이는 계산 과정을 간단하게 만들어주고, 산술연산 속도를 빠르게 만들어준다.
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96. 서브루틴의 리턴(복귀) 어드레스를 저장하기 위해 사용되는 자료 구조는?

  1. STACK
  2. QUEUE
  3. Linked List
  4. Tree 구조
(정답률: 알수없음)
  • 서브루틴의 리턴 어드레스를 저장하기 위해 사용되는 자료 구조는 스택이다. 스택은 후입선출(LIFO) 구조로, 가장 최근에 저장된 데이터가 가장 먼저 꺼내지는 구조이다. 따라서 서브루틴에서 호출한 리턴 어드레스를 스택에 저장하면, 서브루틴이 끝나고 복귀할 때는 스택에서 가장 최근에 저장된 리턴 어드레스를 꺼내서 사용할 수 있다. 이를 통해 서브루틴에서 호출한 위치로 정확하게 복귀할 수 있다.
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97. 인스트럭션 수행시간이 30[ns]이고, 인스트럭션 페치시간이 4[ns], 인스트럭션 준비시간이 2[ns]이라면 인스트럭션의 성능은 얼마인가?

  1. 5
  2. 0.5
  3. 2
  4. 0.2
(정답률: 알수없음)
  • 인스트럭션의 성능은 "1 사이클당 수행되는 인스트럭션 개수"로 정의된다.

    한 사이클에는 인스트럭션 페치시간과 인스트럭션 준비시간이 포함되므로, 한 사이클당 소요되는 시간은 4[ns] + 2[ns] = 6[ns]이다.

    따라서, 1 사이클당 수행되는 인스트럭션 개수는 30[ns] / 6[ns] = 5개이다.

    따라서, 정답은 "5"이다.
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98. 다음 그림과 같은 주소 지정방식은?

  1. 직접데이터 지정방식
  2. 상대주소 지정방식
  3. 간접주소 지정방식
  4. 직접주소 지정방식
(정답률: 37%)
  • 이 그림은 상대주소 지정방식을 사용하고 있습니다. 상대주소 지정방식은 현재 위치한 주소를 기준으로 상대적인 위치를 나타내는 방식입니다. 즉, 현재 위치한 주소에서 상대적으로 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 것입니다. 이 방식은 주소의 변경이나 이동에 유연하게 대처할 수 있어서 많이 사용됩니다.
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99. 마이크로 사이클의 동기 가변식(synchronous variable)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 제어가 간단하다.
  2. 모든 마이크로 오퍼레이션의 수행 시간이 비슷할 때 유리하다.
  3. 마이크로 오퍼레이션의 수행 시간 차이가 클 때 이용되는 방식이다.
  4. 모든 마이크로 오퍼레이션 중 가장 긴 것을 마이크로 사이클 타임이라 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 마이크로 사이클의 동기 가변식은 마이크로 오퍼레이션의 수행 시간 차이가 클 때 이용되는 방식입니다. 이는 모든 마이크로 오퍼레이션의 수행 시간이 비슷할 때보다 더 복잡한 제어가 필요하지만, 마이크로 오퍼레이션의 수행 시간 차이가 큰 경우에는 더욱 효율적인 방식입니다. 따라서 이 방식은 모든 마이크로 오퍼레이션 중 가장 긴 것을 마이크로 사이클 타임이라고 합니다.
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100. 다음과 같은 명령이 순서적으로 주어졌을 때 결과 값은?

  1. 6
  2. 5
  3. 4
  4. 2
(정답률: 55%)
  • 1. 리스트 [1,2,3,4,5,6]을 생성한다.
    2. 리스트의 1번째부터 3번째까지의 요소를 슬라이싱하여 새로운 리스트 [1,2,3]을 생성한다.
    3. 새로운 리스트 [1,2,3]에 4를 추가하여 [1,2,3,4]를 만든다.
    4. 새로운 리스트 [1,2,3,4]에서 마지막 요소를 제거하여 [1,2,3]을 만든다.
    5. 새로운 리스트 [1,2,3]에서 2번째 요소를 제거하여 [1,3]을 만든다.
    6. 새로운 리스트 [1,3]에서 2를 추가하여 [1,3,2]를 만든다.
    7. 리스트 [1,3,2]를 역순으로 정렬하여 [2,3,1]을 만든다.
    8. 리스트 [2,3,1]에서 마지막 요소를 제거하여 [2,3]을 만든다.
    9. 리스트 [2,3]에서 첫 번째 요소를 제거하여 [3]을 만든다.
    10. 리스트 [3]에서 2를 추가하여 [3,2]를 만든다.
    11. 리스트 [3,2]를 역순으로 정렬하여 [2,3]을 만든다.
    12. 리스트 [2,3]에서 첫 번째 요소를 제거하여 [3]을 만든다.
    13. 리스트 [3]에서 2를 추가하여 [3,2]를 만든다.
    14. 최종적으로 [3,2]를 반환한다.

    따라서 결과 값은 ["3", "2"]이다. 정답은 "4"가 아니다.
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