전자기사 필기 기출문제복원 (2013-03-10)

전자기사 2013-03-10 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전자기사 2013-03-10 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전자기사
(2013-03-10 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. ∇⋅i =0에 대한 설명이 아닌 것은?

  1. 도체 내에 흐르는 전류는 연속이다.
  2. 도체 내에 흐르는 전류는 일정하다.
  3. 단위시간당 전하의 변화가 없다.
  4. 도체 내에 전류가 흐르지 않는다.
(정답률: 62%)
  • $\nabla \cdot i = 0$은 전류 밀도의 발산이 0이라는 의미로, 전하 보존 법칙에 의해 도체 내에서 전류가 끊기지 않고 연속적으로 흐름을 뜻합니다.

    오답 노트
    도체 내에 전류가 흐르지 않는다: 전류의 연속성을 의미하는 것이지 전류가 0임을 의미하는 것이 아닙니다.
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2. 1[kV]로 충전된 어떤 콘덴서의 정전에너지가 1[J]일 때, 이 콘덴서의 크기는 몇 [μF]인가?

  1. 2[μF]
  2. 4[μF]
  3. 6[μF]
  4. 8[μF]
(정답률: 64%)
  • 콘덴서에 저장되는 정전에너지 공식을 이용하여 정전용량을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2}CV^2$
    ② [숫자 대입] $1 = \frac{1}{2} \times C \times 1000^2$
    ③ [최종 결과] $C = 2 \times 10^{-6} = 2\mu F$
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3. 진공 중에 선전하 밀도 +λ[C/m]의 무한장 직선전하 A와 -λ[C/m]의 무한장 직선전하 B가 d[m]의 거리에 평행으로 놓여 있을 때, A에서 거리 d/3[m]되는 점의 전계의 크기는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 62%)
  • 무한장 직선전하에 의한 전계의 크기 공식 $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 r}$을 이용합니다. A전하($+\lambda$)로부터 $d/3$ 지점과 B전하($-\lambda$)로부터 $2d/3$ 지점의 전계는 같은 방향이므로 합산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 (d/3)} + \frac{\lambda}{2\pi\epsilon_0 (2d/3)}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{3\lambda}{2\pi\epsilon_0 d} + \frac{3\lambda}{4\pi\epsilon_0 d}$
    ③ [최종 결과] $E = \frac{9\lambda}{4\pi\epsilon_0 d}$
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4. 정전용량 C[F]인 평행판 공기콘덴서에 전극간격의1/2 두께인 유리판을 전극에 평행하게 넣으면 이때의 정전용량은 몇 [F]인가? (단, 유리의 비유전률은 εs라 한다.)

(정답률: 57%)
  • 전극 간격 $d$ 중 $1/2$이 유전율 $\epsilon_s$인 유리판으로 채워졌으므로, 이는 공기층($\epsilon_0$)과 유리층($\epsilon_s \epsilon_0$)이 직렬로 연결된 콘덴서와 같습니다. 전체 정전용량 $C'$는 다음과 같이 계산됩니다.
    $$\text{합성 정전용량 } C' = \frac{1}{\frac{1}{C_{air}} + \frac{1}{C_{glass}}}$$
    $$\text{대입 } C' = \frac{1}{\frac{1}{C \times 2} + \frac{1}{C \times 2 \epsilon_s}}$$
    $$\text{결과 } C' = \frac{2 \epsilon_s}{1 + \epsilon_s} C$$
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5. 자성체 경계면에 전류가 없을 때의 경계조건으로 틀린 것은?

  1. 전속밀도 D의 법선성분
  2. 자속밀도 B의 법선성분 B1N=B2N
  3. 자계 H의 접선성분 H1T=H2T
  4. 경계면에서의 자력선의 굴절
(정답률: 48%)
  • 자성체 경계면에서 전류가 없을 때, 전속밀도 $D$의 법선성분은 매질의 투자율 $\mu$와 관계없이 연속적이어야 합니다.

    오답 노트
    전속밀도 D의 법선성분 : 전속밀도의 법선성분은 $D_{1N} = D_{2N}$으로 일정해야 하며, 투자율의 비로 결정되지 않습니다.
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6. 그림과 같이 단면적이 균일한 환상철심에 권수 N1인 A코일과 권수 N2인 B코일이 있을 때 A코일 자기인덕턴스가 L1[H]라면 두 코일의 상호인덕턴스 M은 몇 [H]인가? (단, 누설자속은 0이라고 한다.)

(정답률: 74%)
  • 상호인덕턴스 $M$은 두 코일의 자기인덕턴스의 기하평균으로 나타낼 수 있으며, 권수비에 비례하는 성질을 가집니다. A코일의 자기인덕턴스가 $L_1$일 때, 상호인덕턴스는 A코일의 인덕턴스에 권수비를 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $M = L_1 \frac{N_2}{N_1}$
    ② [숫자 대입] $M = L_1 \frac{N_2}{N_1}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{L_1 N_2}{N_1}$
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7. 자기유도계수 L의 계산방법이 아닌 것은? (단, N: 권수, ø : 자속, I : 전류, A : 벡터포텐샬, i : 전류밀도, B : 자속밀도, H : 자계의 세기이다.)

(정답률: 35%)
  • 자기유도계수 $L$은 자속, 전류, 벡터포텐셜, 자계의 세기 등을 이용하여 정의됩니다. 주어진 보기 중 $\int A i dv / I$ 형태의 식은 자기유도계수의 올바른 정의가 아닙니다.
    ① $\text{L} = \frac{N\phi}{I}$
    ② $\text{L} = \frac{1}{I} \int \vec{A} \cdot \vec{i} dv$
    ③ $\text{L} = \frac{\mu N^2}{l} A$
    ④
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8. 압전기 현상에서 분극이 응력에 수직한 방향으로 발생하는 현상은?

  1. 종효과
  2. 횡효과
  3. 역효과
  4. 직접효과
(정답률: 37%)
  • 압전 효과에서 가해준 응력의 방향과 수직한 방향으로 분극이 발생하는 현상을 횡효과라고 합니다.
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9. 다음 중 스토크스(stokes)의 정리는?

(정답률: 55%)
  • 스토크스(Stokes)의 정리는 폐곡선을 따라 벡터장을 적분한 값과 그 곡선이 둘러싼 면적에 대해 벡터장의 회전(curl)을 면적분한 값이 같음을 나타내는 정리입니다.
    $$\oint_{C} \mathbf{H} \cdot d\mathbf{L} = \int_{S} (\nabla \times \mathbf{H}) \cdot d\mathbf{S}$$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 전위가 VA인 A점에서 Q[C]의 전하를 전계와 반대 방향으로 ℓ[m]이동시킨 점 P의 전위[V]는? (단, 전계 E는 일정하다고 가정한다.)

  1. VP=VA-Eℓ
  2. VP=VA+Eℓ
  3. VP=VA-EQ
  4. VP=VA+EQ
(정답률: 46%)
  • 전계 $E$ 내에서 전하를 전계와 반대 방향으로 이동시키면 전위가 상승합니다. 전위차는 전계의 세기와 이동 거리의 곱으로 나타내며, 시작점의 전위에 이 전위차를 더해주면 됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{P} = V_{A} + E \ell$
    ② [숫자 대입] $V_{P} = V_{A} + E \ell$
    ③ [최종 결과] $V_{P} = V_{A} + E \ell$
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11. 그림과 같은 공심 토로이드 코일의 권선수를 N배하면 인덕턴스는 몇 배 되는가?

  1. N-2
  2. N-1
  3. N
  4. N2
(정답률: 42%)
  • 토로이드 코일의 인덕턴스는 권수 $N$의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu N^{2} A}{l}$
    ② [숫자 대입] $L' = \frac{\mu (N \times N)^{2} A}{l}$
    ③ [최종 결과] $L' = N^{2} L$
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12. 그림과 같은 모양의 자화곡선을 나타내는 자성체 막대를 충분히 강한 평등자계 중에서 매분 3000회 회전시킬 때 자성체는 단위체적당 매초 약 몇 [kcal]의 열이 발생하는가? (단, Br=2[Wb/m2], HL=500[AT/m], B=μH에서 μ는 일정하지 않음)

  1. 11.7
  2. 47.6
  3. 70.2
  4. 200
(정답률: 18%)
  • 자화곡선의 면적은 1회 회전 시 발생하는 단위 체적당 에너지 손실을 의미하며, 여기에 초당 회전수를 곱해 총 열량을 구합니다.
    ① [기본 공식] $W = 4 \times B_{r} \times H_{L} \times f$
    ② [숫자 대입] $W = 4 \times 2 \times 500 \times \frac{3000}{60}$
    ③ [최종 결과] $W = 200\text{ kJ/m}^3\text{ sec} \approx 47.6\text{ kcal/m}^3\text{ sec}$
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13. 환상 철심에 감은 코일에 5[A]의 전류를 흘려 2000[AT]의 기자력을 생기게 하려면 코일의 권수(회)는 얼마로 하여야 하는가?

  1. 10000
  2. 500
  3. 400
  4. 250
(정답률: 58%)
  • 기자력은 코일의 권수와 흐르는 전류의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = N \times I$
    ② [숫자 대입] $2000 = N \times 5$
    ③ [최종 결과] $N = 400$
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14. 전기쌍극자에 의한 전계의 세기는 쌍극자로부터의 거리 r에 대해서 어떠한가?

  1. r에 반비례한다.
  2. r2에 반비례한다.
  3. r3에 반비례한다.
  4. r4에 반비례한다.
(정답률: 38%)
  • 전기쌍극자에 의한 전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례하는 특성을 가집니다.
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15. Z축의 정방향(+방향)으로 10πaz[A]가 흐를 때 이 전류로부터 5[m] 지점에 발생되는 자계의 세기 H[A/m]는?

  1. H=-ax
  2. H=aø
  3. H=1/2aø
  4. H=-aø
(정답률: 34%)
  • 무한장 직선전류에 의해 발생하는 자계의 세기는 앙페르의 법칙을 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$H = \frac{I}{2\pi r}$$
    ② [숫자 대입]
    $$H = \frac{10\pi}{2\pi \times 5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = 1$$
    전류가 $z$축 정방향으로 흐를 때, 오른나사 법칙에 의해 자계의 방향은 $\mathbf{a}_{\phi}$ 방향이 됩니다. 따라서 최종 결과는 $H = \mathbf{a}_{\phi}$ 입니다.
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16. 전위함수가 V=2x+5yz+3일 때, 점(2,1,0)에서의 전계의 세기는?

  1. -2i-5i-3k
  2. i+2j+3k
  3. -2i-5k
  4. 4i+3k
(정답률: 38%)
  • 전계 $\mathbf{E}$는 전위함수 $V$의 기울기(gradient)에 마이너스 부호를 붙인 값으로 구할 수 있습니다.
    전계 공식: $\mathbf{E} = -\nabla V = -(\frac{\partial V}{\partial x}\mathbf{i} + \frac{\partial V}{\partial y}\mathbf{j} + \frac{\partial V}{\partial z}\mathbf{k})$
    1. 각 성분 편미분: $\frac{\partial V}{\partial x} = 2$, $\frac{\partial V}{\partial y} = 5z$, $\frac{\partial V}{\partial z} = 5y$
    2. 점 $(2, 1, 0)$ 대입: $\frac{\partial V}{\partial x} = 2$, $\frac{\partial V}{\partial y} = 5(0) = 0$, $\frac{\partial V}{\partial z} = 5(1) = 5$
    3. 최종 전계: $\mathbf{E} = -(2\mathbf{i} + 0\mathbf{j} + 5\mathbf{k}) = -2\mathbf{i} - 5\mathbf{k}$
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17. 반지름 2[mm]의 두 개의 무한히 긴 원통 도체가 중심 간격 2[m]로 진공 중에 평행하게 놓여있을 때 1[km]당의 정전용량은 약 몇 [μF]인가?

  1. 1×10-3[μF]
  2. 2×10-3[μF]
  3. 4×10-3[μF]
  4. 6×10-3[μF]
(정답률: 46%)
  • 두 개의 무한히 긴 평행 원통 도체 사이의 정전용량 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$C = \frac{2\pi\epsilon_0 \ell}{\ln(d/a)}$$
    ② [숫자 대입]
    $$C = \frac{2 \times 3.14 \times 8.85 \times 10^{-12} \times 1000}{\ln(2 / 0.002)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$C = 4 \times 10^{-3} \mu\text{F}$$
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18. 그림과 같은 전기 쌍극자에서 P점의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 29%)
  • 전기 쌍극자에 의해 거리 $r$만큼 떨어진 점 $P$에서 발생하는 전계의 세기는 반지름 방향 성분 $a_r$과 각도 방향 성분 $a_{\theta}$의 합으로 표현됩니다.
    전계의 세기 공식은 다음과 같습니다.
    $$\mathbf{E} = a_r \frac{Q\delta}{2\pi\epsilon_0 r^3} \cos\theta + a_{\theta} \frac{Q\delta}{4\pi\epsilon_0 r^3} \sin\theta$$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 단면적 1000[mm2] 길이 600[mm]인 강자성체의 철심에 자속밀도 B=1[Wb/m2]를 만들려고 한다. 이 철심에 코일을 감아 전류를 공급하였을 때 발생되는 기자력[AT]은? 문제 오류로 실제 시험에서는 모두 정답처리 되었습니다. 여기서는 가번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. 6×10-4
  2. 6×10-3
  3. 6×10-2
  4. 6×10-1
(정답률: 55%)
  • 해당 문제는 문제 자체의 오류로 인해 실제 시험에서 모두 정답 처리된 문항입니다. 제시된 정답인 $6 \times 10^{-4}$를 선택하시기 바랍니다.
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20. 다음 중 금속에서의 침투깊이(Skin Depth)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 같은 금속을 사용할 경우 전자파의 주파수를 증가시키면 침투깊이가 증가한다.
  2. 같은 주파수의 전자파를 사용할 경우 전도율이 높은 금속을 사용하면 침투깊이가 감소한다.
  3. 같은 주파수의 전자파를 사용할 경우 투자율 값이 작은 금속을 사용하면 침투깊이가 감소한다.
  4. 같은 금속을 사용할 경우 어떤 전자파를 사용하더라도 침투깊이는 변하지 않는다.
(정답률: 43%)
  • 침투깊이 $\delta$는 전도율 $\sigma$와 투자율 $\mu$, 주파수 $f$에 대해 $\delta = \sqrt{\frac{1}{\pi f \mu \sigma}}$의 관계를 가집니다. 따라서 전도율 $\sigma$가 높을수록 분모가 커져 침투깊이는 감소합니다.

    오답 노트
    주파수 증가 시: 침투깊이 감소
    투자율 작은 금속 사용 시: 침투깊이 증가
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2과목: 회로이론

21. 그림과 같은 단일 구형파의 라플라스 변환은?

(정답률: 25%)
  • 시간 $t=0$부터 $T$까지 크기가 $1$인 단일 구형파는 단위 계단 함수 $u(t)$에서 $T$만큼 지연된 단위 계단 함수 $u(t-T)$를 뺀 형태입니다. 이를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    $$\mathcal{L}\{1 \cdot [u(t) - u(t-T)]\} = \frac{1}{s} - \frac{1}{s}e^{-Ts} = \frac{1}{s}(1 - e^{-Ts})$$
    따라서 정답은 입니다.
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22. RLC 병렬회로가 공진주파수보다 큰 주파수 영역에서 동작할 때, 이 회로는?

  1. 유도성 회로가 된다.
  2. 용량성 회로가 된다.
  3. 저항성 회로가 된다.
  4. 탱크 회로가 된다.
(정답률: 37%)
  • RLC 병렬회로에서 주파수가 공진주파수보다 커지면, 유도 리액턴스 $X_L = 2\pi fL$은 증가하고 용량 리액턴스 $X_C = \frac{1}{2\pi fC}$는 감소합니다. 병렬회로에서는 리액턴스가 작은 쪽으로 전류가 더 많이 흐르므로, 용량성 리액턴스가 지배적이 되어 용량성 회로가 됩니다.
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23. 기본파의 50[%]인 제3고조파와 30[%]인 제5고조파를 포함하는 전압파의 왜형률은 약 얼마인가?

  1. 0.2
  2. 0.4
  3. 0.6
  4. 0.8
(정답률: 30%)
  • 왜형률은 기본파의 실효값에 대한 전고조파 성분 실효값의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $THD = \frac{\sqrt{\sum V_n^2}}{V_1}$
    ② [숫자 대입] $THD = \frac{\sqrt{0.5^2 + 0.3^2}}{1}$
    ③ [최종 결과] $THD = 0.583 \approx 0.6$
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24. 다음 회로가 주파수에 무관한 정저항 회로가 되기 위한 R의 값은?

(정답률: 52%)
  • 주파수에 무관한 정저항 회로(상수 저항 회로)가 되기 위해서는 회로의 전체 임피던스 식에서 주파수 $\omega$ 항이 소거되어야 합니다. 제시된 구조에서 조건 $R = \sqrt{L/C}$를 만족할 때 임피던스가 주파수와 무관한 상수가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $R = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ③ [최종 결과] $R = \sqrt{\frac{L}{C}}$
    따라서 정답은 입니다.
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25. 임의의 회로 실효 전력이 30[W]이고, 무효전력이 40[VAR]일 때 역률은?

  1. 0.6
  2. 0.8
  3. 1.0
  4. 1.2
(정답률: 36%)
  • 역률은 피상 전력에 대한 유효 전력의 비율을 의미하며, 피상 전력은 유효 전력과 무효 전력의 벡터 합으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{역률} = \frac{P}{\sqrt{P^2 + Q^2}}$
    ② [숫자 대입] $\text{역률} = \frac{30}{\sqrt{30^2 + 40^2}}$
    ③ [최종 결과] $\text{역률} = 0.6$
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26. 4단자망의 파라미터에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. h 파라미터에서 h12와 h21는 차원(단위)이 없다.
  2. ABCD 파라미터에서 A와 D는 차원(단위)이 없다.
  3. h 파라미터에서 h11은 임피던스의 차원(단위)을, h22는 어드미턴스의 차원(단위)을 갖는다.
  4. ABCD 파라미터에서 B는 어드미턴스의 차원(단위)을, C는 임피던스의 차원(단위)을 갖는다.
(정답률: 29%)
  • ABCD 파라미터에서 $B$는 전송 임피던스의 차원($\Omega$)을, $C$는 전송 어드미턴스의 차원($S$)을 갖습니다. 따라서 $B$가 어드미턴스, $C$가 임피던스라는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    h 파라미터 $h_{11}$(임피던스), $h_{22}$(어드미턴스), $h_{12}$ 및 $h_{21}$(무차원) 및 ABCD 파라미터 $A, D$(무차원) 설명은 모두 옳습니다.
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27. 단위 임펄스의 라플라스 변환은?

  1. 1
  2. 1/S
  3. S
  4. 1/S2
(정답률: 28%)
  • 단위 임펄스 함수 $\delta(t)$의 라플라스 변환 정의에 의해, 시간 영역의 임펄스 신호는 복소 주파수 영역에서 상수 $1$로 변환됩니다.
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28. R-L-C 직렬회로가 유도성 회로일 때의 설명이 옳은 것은?

  1. 전류는 전압보다 뒤진다.
  2. 전류는 전압보다 앞선다.
  3. 전류와 전압은 동위상이다.
  4. 공진이 되어 지속적으로 발진한다.
(정답률: 37%)
  • 유도성 회로란 유도 리액턴스($X_L$)가 용량 리액턴스($X_C$)보다 큰 회로를 말하며, 이 경우 회로의 전체 성질이 인덕터($L$)와 유사해집니다. 인덕터 성분에서는 전류의 위상이 전압보다 $90^{\circ}$ 늦어지므로, 전류는 전압보다 뒤지게 됩니다.
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29. 공급 전압이 50[V]이고, 회로에 전류가 15[A]가 흐른다고 할 때 이 회로의 유효전력은 몇 [W]인가? (단, 전압과 전류의 위상차는 30°이다.)

  1. 125√3
  2. 245√3
  3. 375√3
  4. 750√3
(정답률: 43%)
  • 교류 회로에서 유효전력은 전압, 전류의 크기와 위상차의 코사인 값(역률)을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = V I \cos(\theta)$
    ② [숫자 대입] $P = 50 \times 15 \times \cos(30^\circ) = 750 \times \frac{\sqrt{3}}{2}$
    ③ [최종 결과] $P = 375\sqrt{3}$
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30. 선형시변 인덕터의 자속이 ø(t)=L(t)i(t) 일 때, 전압 V(t)는?

(정답률: 28%)
  • 전압 $V(t)$는 자속 $\phi(t)$의 시간 변화율로 정의됩니다. 선형시변 인덕터에서 $\phi(t) = L(t)i(t)$이므로, 곱의 미분법을 적용하여 전압 식을 도출합니다.
    $$V(t) = \frac{d}{dt}(L(t)i(t)) = \frac{dL(t)}{dt}i(t) + L(t)\frac{di(t)}{dt}$$
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31. 다음 회로망은 T형 회로 및 π형 회로의 종속 접속으로 이루어졌다. 이 회로망의 ABCD parameter 중 옳지 않은 것은?

  1. A=7
  2. B=48
  3. C=6
  4. D=7
(정답률: 50%)
  • T형 회로와 $\pi$형 회로가 직렬로 연결된 전체 회로의 ABCD 파라미터는 각 회로 파라미터의 행렬 곱으로 구할 수 있습니다.
    T형 회로: $A=2, B=12, C=1/4, D=2$
    $\pi$형 회로: $A=2, B=12, C=1/4, D=2$
    전체 회로의 $C'$ 값 계산 과정은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $C' = C_1 D_2 + C_2$
    ② [숫자 대입] $C' = \frac{1}{4} \times 2 + \frac{1}{4}$
    ③ [최종 결과] $C' = 1$
    따라서 $C=6$이라는 설명은 옳지 않습니다.
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32. 다음 중 파형의 대칭성에 해당되지 않는 것은?

  1. 우함수
  2. 기함수
  3. 반파 대칭
  4. 고조파 대칭
(정답률: 28%)
  • 파형의 대칭성은 크게 우함수(y축 대칭), 기함수(원점 대칭), 반파 대칭으로 구분합니다. 고조파 대칭이라는 용어는 파형의 기하학적 대칭성을 정의하는 표준 분류에 해당하지 않습니다.
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33. 전송손실의 단위 1[neper]는 몇 데시벨(dB) 인가?

  1. 1.414
  2. 1.732
  3. 5.677
  4. 8.686
(정답률: 32%)
  • 네퍼(Np)와 데시벨(dB)의 관계는 $1\text{ Np} = 20 \log_{10} e$의 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식]
    $$1\text{ Np} = 20 \log_{10} e$$
    ② [숫자 대입]
    $$1\text{ Np} = 20 \times 0.4343$$
    ③ [최종 결과]
    $$1\text{ Np} = 8.686\text{ dB}$$
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34. 시정수 τ를 갖는 R-L 직렬 회로에 직류 전압을 인가할 때 t=3τ가 되는 시간에 회로에 흐르는 전류는 최종값의 몇 [%]가 되는가?

  1. 86[%]
  2. 73[%]
  3. 95[%]
  4. 100[%]
(정답률: 38%)
  • R-L 직렬 회로에 직류 전압을 인가했을 때, 전류의 상승 곡선은 지수함수 형태로 나타나며 $t = 3\tau$ 일 때 최종값에 도달하는 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$i(t) = I_0(1 - e^{-\frac{t}{\tau}})$$
    ② [숫자 대입]
    $$i(3\tau) = I_0(1 - e^{-3})$$
    ③ [최종 결과]
    $$i(3\tau) \approx 0.95 I_0$$
    따라서 최종값의 $95\%$가 됩니다.
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35. K의 적분요소를 갖는 회로의 전달함수는?

  1. K
  2. 2K
  3. K/s
  4. K/2s
(정답률: 32%)
  • 적분요소는 입력 신호를 시간으로 적분하는 소자로, 라플라스 변환 시 $s$ 분의 1의 형태로 나타납니다. 따라서 적분상수 $K$를 갖는 적분요소의 전달함수는 $K/s$가 됩니다.
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36. 10[V]의 기전력으로 300[C]의 전기량이 이동할 때 몇 [J]의 일을 하게 되는가?

  1. 1000[J]
  2. 2000[J]
  3. 3000[J]
  4. 4000[J]
(정답률: 55%)
  • 전기적 일은 기전력과 이동한 전기량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$W = V \times Q$$
    ② [숫자 대입]
    $$W = 10 \times 300$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 3000$$
    따라서 일의 양은 $3000\text{ J}$ 입니다.
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37. 이상변압기에서 두 코일의 권선비는?

(정답률: 24%)
  • 이상변압기에서 권선비 $n$은 1차측 인덕턴스 $L_1$과 2차측 인덕턴스 $L_2$의 비율의 제곱근과 같습니다.
    따라서 정답은 입니다.
    이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.
    $$n = \sqrt{\frac{L_1}{L_2}}$$
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38. 두 코일간의 유도 결합의 정도를 나타내는 결합계수 K에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. K=1은 상호 자속이 전혀 없는 경우이다.
  2. K=0은 유도 결합이 전혀 없는 경우이다.
  3. K=1은 누설 자속이 전형 없는 경우이다.
  4. 결합계수 K는 0과 1 사이의 값을 갖는다.
(정답률: 25%)
  • 결합계수 $K$는 두 코일 간의 자속 결합 정도를 나타내며, $K=1$은 모든 자속이 상호 자속이 되어 누설 자속이 전혀 없는 완전 결합 상태를 의미합니다.

    오답 노트
    K=0: 유도 결합이 전혀 없는 상태
    K=1: 누설 자속이 전혀 없는 상태
    범위: $0 \le K \le 1$
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39. ABCD 파라미터에서 단락 역방향 전달 임피던스는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 28%)
  • 4단자망의 ABCD 파라미터에서 $B$는 출력측을 단락시켰을 때 입력측에서 바라본 임피던스, 즉 단락 역방향 전달 임피던스를 의미합니다.
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40. RLC 직렬 공진회로에서 선택도 Q를 표시하는 식은? (단, wr은 공진 각 주파수이다.)

(정답률: 28%)
  • RLC 직렬 공진회로의 선택도 $Q$는 공진 시의 리액턴스 성분과 저항의 비로 정의됩니다.
    $$\text{선택도 } Q = \frac{\omega_r L}{R}$$
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3과목: 전자회로

41. 어떤 증폭기에 그림(a)와 같은 파형이 인가되었을 때 그림(b)와 같은 출력파형이 발생되었다면 이 증폭기는?

  1. 고주파특성은 좋으나 저주파특성이 좋지 않다.
  2. 고주파특성, 저주파특성이 모두 좋지 않다.
  3. 저주파특성은 좋으나 고주파특성이 좋지 않다.
  4. 고주파특성, 저주파특성이 모두 좋다.
(정답률: 21%)
  • 출력 파형 에서 전압이 서서히 감소하는 처짐(droop) 현상이 나타납니다. 이는 저주파 성분(DC 포함)을 통과시키지 못하는 고역통과 특성을 가진 증폭기에서 발생하는 전형적인 현상으로, 고주파 특성은 좋으나 저주파 특성이 좋지 않음을 의미합니다.
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42. 수정발진자의 등가용량은 Co, 고유주파수는 fs이며, 발진자의 극간의 정전용량은 C, 정전용량을 고려한 주파수를 fP 라 할 때, 다음 관계식 중 옳은 것은?

(정답률: 32%)
  • 수정발진자에서 정전용량 $C$를 고려한 주파수 $f_P$와 고유주파수 $f_s$의 관계는 등가용량 $C_o$에 의해 결정되며, 그 차이는 다음과 같은 수식으로 정의됩니다.
    $$f_P - f_s = f_s ( \frac{C_o}{2C} )$$
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43. 어떤 차동증폭기의 동상신호제거비(CMRR)가 80[dB]이고 차동이득(Ad)이 1000일 때 동상이득(Ac)은?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 10
  4. 12.5
(정답률: 29%)
  • 동상신호제거비(CMRR)는 차동이득을 동상이득으로 나눈 값의 데시벨(dB) 표현입니다. 이를 통해 동상이득을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $A_c = \frac{A_d}{10^{\frac{CMRR}{20}}}$
    ② [숫자 대입] $A_c = \frac{1000}{10^{\frac{80}{20}}}$
    ③ [최종 결과] $A_c = 0.1$
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44. B급 푸시풀 증폭회로의 특성에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 컬렉터 손실을 2개로 분산할 수 있으므로 큰 출력을 얻을 수 있다.
  2. 전원 효율이 좋다.
  3. 입력이 가해지지 않을 때 전력손실이 극히 적다.
  4. 크로스오버 찌그러짐이 전혀 생기지 않는다.
(정답률: 50%)
  • B급 푸시풀 증폭기는 입력 신호가 0V 근처일 때 트랜지스터가 턴-온 되지 않아 파형의 접점 부분에서 왜곡이 발생하는 크로스오버 찌그러짐이 필연적으로 발생합니다.

    오답 노트
    컬렉터 손실 분산, 전원 효율 우수, 무신호 시 전력손실 극소는 B급 푸시풀의 올바른 특징입니다.
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45. 다음 회로에서 저항 Re의 역할로 가장 적합한 것은? (단, Ce의 용량은 무한대이다.)

  1. 출력증대
  2. 주파수 대역증대
  3. 바이어스 전압감소
  4. 동작점의 안정화
(정답률: 48%)
  • 회로에서 이미터 저항 $R_e$는 온도 변화에 따른 컬렉터 전류의 변동을 억제하여 트랜지스터의 동작점(Q-point)을 일정하게 유지시키는 안정화 작용을 합니다.
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46. 부궤환(negative feedback)을 걸지 않은 경우 증폭기의 전압증폭도 A=1000배이다. β=0.05의 부궤환을 걸면 전압증폭도 Af는 약 얼마인가?

  1. 500
  2. 200
  3. 20
  4. 50
(정답률: 17%)
  • 부궤환을 적용했을 때의 전압증폭도는 원래의 증폭도를 $1 + A\beta$로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $A_f = \frac{A}{1 + A\beta}$
    ② [숫자 대입] $A_f = \frac{1000}{1 + 1000 \times 0.05}$
    ③ [최종 결과] $A_f = 19.6 \approx 20$
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47. 다음 회로도는 어떤 동작을 하는 회로인가?

  1. 비동기식 2진 카운터
  2. 동기식 10진 카운터
  3. 링 카운터
  4. 존슨 카운터
(정답률: 34%)
  • 제시된 회로 는 마지막 플립플롭의 출력 $Q_4$가 다시 첫 번째 플립플롭의 입력으로 연결되어, 하나의 펄스가 고리(Ring) 모양으로 순환하는 구조이므로 링 카운터입니다.
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48. 수정발진자의 직렬 공진주파수를 fs, 병렬 공진주파수를 fp라고 할 때, 안정된 발진을 지속할 수 있는 발진주파수 fo의 범위는?

  1. fo < fs
  2. fo > fp
  3. fp < fo < fs
  4. fs < fo < fp
(정답률: 15%)
  • 수정 발진기에서 안정적인 발진을 유지하기 위해서는 수정 진동자가 유도성 리액턴스를 가져야 하는 영역에서 동작해야 합니다. 따라서 직렬 공진주파수 $f_s$와 병렬 공진주파수 $f_p$ 사이의 범위에서 발진 주파수 $f_o$가 결정되어야 합니다.
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49. 그림과 같은 전력증폭기의 최대 효율은 약 얼마인가?

  1. 12.5[%]
  2. 25[%]
  3. 50[%]
  4. 78.5[%]
(정답률: 39%)
  • 제시된 회로는 클래스 B(Class B) 전력 증폭기 구조입니다. 클래스 B 증폭기의 이론적 최대 효율은 반파 정현파 출력을 기준으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{\pi}{4} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{3.14159}{4} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\eta = 78.5\%$
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50. 다음 그림은 터널 다이오드(Tunnel Diode) 전압전류 특성곡선이다. 발진이 일어날 수 있는 영역은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 30%)
  • 터널 다이오드는 전압이 증가함에 따라 전류가 오히려 감소하는 부성 저항(Negative Resistance) 영역에서 발진이 가능합니다. 그래프에서 전류가 감소하는 구간인 C 영역이 이에 해당합니다.
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51. 다음 그림의 연산증폭 회로에서 전압이득 AV는?

  1. -3
  2. 2
  3. 3
  4. 0.5
(정답률: 45%)
  • 제시된 회로는 비반전 증폭기 구조입니다. 비반전 증폭기의 전압 이득은 $1$에 피드백 저항과 입력 저항의 비율을 더한 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $A_{V} = 1 + \frac{R_{2}}{R_{1}}$
    ② [숫자 대입] $A_{V} = 1 + \frac{2\text{M}\Omega}{1\text{M}\Omega}$
    ③ [최종 결과] $A_{V} = 3$
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52. 피변조파 전압 V(t)가 100(1+0.8cos2000t)sin106t[V]로 표시될 때 하측파의 최대 진폭은?

  1. 40[V]
  2. 56.6[V]
  3. 80[V]
  4. 113.1[V]
(정답률: 6%)
  • AM 변조파의 식에서 하측파(LSB)의 최대 진폭은 반송파 진폭 $V_{c}$와 변조도 $m$의 곱의 절반인 $\frac{m V_{c}}{2}$로 계산합니다.
    주어진 식 $V(t) = 100(1 + 0.8\cos 2000t)\sin 10^{6}t$에서 $V_{c} = 100\text{V}$, $m = 0.8$입니다.
    ① [기본 공식] $\text{Amplitude} = \frac{m V_{c}}{2}$
    ② [숫자 대입] $\text{Amplitude} = \frac{0.8 \times 100}{2}$
    ③ [최종 결과] $\text{Amplitude} = 40$
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53. 디지털 신호(2진 데이터)의 정보 내용에 따라서 반송파의 주파수를 변화시키는 것은?

  1. ASK
  2. FSK
  3. PSK
  4. DPSK
(정답률: 35%)
  • 디지털 데이터의 값에 따라 반송파의 주파수(Frequency)를 변화시켜 전송하는 방식은 FSK(Frequency Shift Keying)입니다.

    오답 노트
    ASK: 진폭 변화
    PSK: 위상 변화
    DPSK: 차동 위상 변화
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54. 연산 증폭기에서 입력 오프셋 전압이란?

  1. 출력전압이 ∞가 되게 하기 위한 입력단자 사이의 전압
  2. 출력전압이 ∞가 될 때 입력단자의 최대 전류
  3. 증폭기의 평형을 유지하기 위한 입력단자 사이에 공급하여야 할 전압
  4. 출력전압과 입력전압이 같게 될 때 증폭기의 입력전압
(정답률: 50%)
  • 입력 오프셋 전압은 연산 증폭기의 내부 불평형으로 인해 출력 전압을 $0\text{V}$로 만들기 위해 입력 단자 사이에 인가해야 하는 전압을 의미합니다.
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55. T형 플립플롭을 사용하여 4단 계수기를 만들면 몇 개의 펄스까지 계수할 수 있는가?

  1. 8개
  2. 16개
  3. 32개
  4. 64개
(정답률: 35%)
  • n단 계수기가 계수할 수 있는 최대 펄스 수는 $2^{n}$개입니다. 4단 계수기이므로 $2^{4}$를 계산하면 16개가 됩니다.
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56. 다음 그림과 같이 연산증폭기를 이용하여 적분기 회로를 구성하는데 가장 알맞은 것은?

(정답률: 37%)
  • 연산 증폭기를 이용한 적분기 회로는 입력단에 저항을 배치하고, 피드백 경로(출력에서 반전입력으로 돌아오는 경로)에 커패시터를 배치하여 입력 전압을 시간에 대해 적분하는 구조를 가집니다. 따라서 ㉠ 위치에는 저항 이, ㉡ 위치에는 커패시터 가 들어가야 합니다.
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57. 비안정 멀티바이브레이터 회로에서 베이스 전압의 파형은?

  1. 구형파
  2. 정현파
  3. 삼각파
  4. 스텝파
(정답률: 23%)
  • 비안정 멀티바이브레이터에서 커패시터의 충방전 과정으로 인해 베이스 전압은 시간에 따라 선형적으로 증가하고 감소하는 형태를 띠게 됩니다. 따라서 베이스 전압의 파형은 삼각파가 됩니다.
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58. RL=16[Ω], VCC=30[V]인 B급 전력증폭기에 20[V]의 신호를 공급할 때 입력전력 Pi(dc), 출력전력 Po(ac) 및 효율 η는 약 얼마인가?

  1. Pi(dc)=12.5[W], Po(ac))=23.9[W], η=42.3[%]
  2. Pi(dc)=23.9[W], Po(ac)=12.5[W], η=42.3[%]
  3. Pi(dc)=23.9[W], Po(ac)=12.5[W], η=52.3[%]
  4. Pi(dc)=12.5[W], Po(ac))=23.9[W], η=52.3[%]
(정답률: 35%)
  • B급 전력증폭기의 입력 DC 전력, 출력 AC 전력 및 효율을 구하는 문제입니다. 최대 출력 전압 $V_{max}$가 신호 전압 $V_s = 20\text{V}$일 때의 수식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P_{o(ac)} = \frac{V_{max}^2}{2 R_L}, P_{i(dc)} = \frac{V_{CC} V_{max}}{\pi R_L}, \eta = \frac{P_{o(ac)}}{P_{i(dc)}}$
    ② [숫자 대입] $P_{o(ac)} = \frac{20^2}{2 \times 16}, P_{i(dc)} = \frac{30 \times 20}{\pi \times 16}, \eta = \frac{12.5}{23.87}$
    ③ [최종 결과] $P_{i(dc)} = 23.9\text{W}, P_{o(ac)} = 12.5\text{W}, \eta = 52.3\%$
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59. 연산 증폭기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 출력의 일부를 반전입력으로 되돌려서 출력전압을 감소시키는 것을 부궤환이라 한다.
  2. 출력의 일부를 비반전입력으로 되돌려서 출력전압을 증가시키는 것을 정궤환이라 한다.
  3. 개별소자 증폭기로는 이루기 힘든 이상적인 증폭기에 가까운 조건을 갖추도록 다수의 개별소자들의 집적화로 이루어진 증폭기이다.
  4. 매우 낮은 입력 임피던스와 매우 높은 출력 임피던스를 가지도록 설계되었다.
(정답률: 43%)
  • 이상적인 연산 증폭기는 입력 임피던스가 무한히 크고 출력 임피던스가 0에 가까워야 신호 손실 없이 전압을 증폭하고 다음 단으로 전달할 수 있습니다. 따라서 매우 낮은 입력 임피던스와 매우 높은 출력 임피던스를 가진다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    부궤환: 출력의 일부를 반전입력으로 되돌려 이득을 낮추고 안정도를 높임
    정궤환: 출력의 일부를 비반전입력으로 되돌려 이득을 높임
    집적화: 다수의 소자를 하나의 칩에 구현하여 이상적인 특성 구현
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60. 동기 3단 2진 카운터를 JK F/F 3개와 어떤 게이트 1개를 사용하면 설계할 수 있는가?

  1. AND
  2. OR
  3. NOT
  4. EX-OR
(정답률: 28%)
  • 동기식 카운터는 모든 플립플롭에 동일한 클록이 공급되며, 다음 상태로 넘어가기 위한 조건(Enable 신호)을 만들기 위해 이전 단의 출력들을 AND 게이트로 조합하여 입력으로 사용합니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 다음 원소 중 P형 반도체를 만드는 불순물이 아닌 것은?

  1. 인듐(In)
  2. 안티몬(Sb)
  3. 붕소(B)
  4. 알루미늄(Al)
(정답률: 39%)
  • P형 반도체는 3족 원소(붕소, 알루미늄, 인듐, 갈륨 등)를 도핑하여 만듭니다. 안티몬(Sb)은 5족 원소로, 도핑 시 N형 반도체가 되므로 P형 반도체 불순물이 아닙니다.
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62. 확산 현상에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 캐리어 농도가 큰 쪽에서 작은 쪽으로 이동한다.
  2. 온도가 높을수록 충돌 빈도가 커지므로 확산이 어렵다.
  3. 열평형이란 전자의 드리프트와 정공의 드리프트 전류가 동시에 발생하는 경우이다.
  4. 충돌빈도가 클수록 평균 자유 행정과 평균 속도가 작아져서 확산이 쉽다.
(정답률: 48%)
  • 확산은 농도 차이에 의해 입자가 이동하는 현상으로, 항상 캐리어 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 성질을 가집니다.

    오답 노트
    온도가 높을수록 확산이 활발해짐 / 열평형은 드리프트 전류와 확산 전류의 합이 0인 상태 / 충돌 빈도가 크면 평균 자유 행정이 짧아져 확산이 어려워짐
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63. 서미스터(thermistor) 용도로 옳지 않은 것은?

  1. 트랜지스터 회로의 온도 보상
  2. 마이크로파 전력 측정
  3. 온도 검출
  4. 발진기
(정답률: 30%)
  • 서미스터는 온도 변화에 따라 저항값이 크게 변하는 특성을 가진 소자로, 온도 검출, 온도 보상, 전력 측정 등에 사용됩니다. 신호를 생성하는 발진기 용도로는 적합하지 않습니다.
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64. 반도체에 관한 내용으로 잘못 짝지워 놓은 것은?

  1. 홀발진기 - 자기 효과
  2. 열전대 - 지벡 효과
  3. 전자냉각 - 펠티어 효과
  4. 광전도 셀 - 외부 광전 효과
(정답률: 39%)
  • 광전도 셀은 빛을 받았을 때 내부의 전기 전도도가 변하는 내부 광전 효과를 이용하는 소자입니다. 외부 광전 효과는 금속 표면에서 전자가 튀어나오는 현상을 말하므로 잘못 짝지어진 설명입니다.
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65. 일정한 온도에서 n형 반도체의 도너 불순물 밀도를 증가시키면 페르미 준위는?

  1. 충만대 쪽으로 접근한다.
  2. 전도대 쪽으로 접근한다.
  3. 금지대 쪽으로 접근한다.
  4. 가전자대 쪽으로 접근한다.
(정답률: 30%)
  • n형 반도체에서 도너 불순물 밀도를 높이면 전도대에 전자가 더 많아지므로, 화학적 포텐셜인 페르미 준위는 전도대(conduction band) 쪽으로 상승하여 접근하게 됩니다.
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66. 금속 표면에서 전자를 끌어내는 방향으로 전계를 가하면 금속표면의 전위장벽이 낮아진다. 이와 같은 효과는?

  1. 홀 효과
  2. 펠티어 효과
  3. 지벡 효과
  4. 쇼트키 효과
(정답률: 24%)
  • 쇼트키 효과(Schottky effect)는 금속 표면에 외부 전계를 가했을 때 전위 장벽의 높이가 낮아져 전자가 더 쉽게 방출되는 현상을 말합니다.
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67. pn 접합에 역바이어스 전압을 걸어주면 어떠한 현상이 일어나는가?

  1. 이온화가 증가한다.
  2. 접합면의 정전용량이 증가된다.
  3. 접합면의 장벽전위가 낮아진다.
  4. 접합면의 공간 전하용량이 증가한다.
(정답률: 20%)
  • pn 접합에 역바이어스를 인가하면 다수 캐리어가 접합면에서 멀어지면서 공핍층의 폭이 넓어지고, 이로 인해 고정된 이온들이 더 많이 드러나 이온화가 증가하게 됩니다.

    오답 노트
    접합면의 정전용량: 공핍층 폭이 넓어지므로 감소함
    장벽전위: 역바이어스 시 전위 장벽은 더 높아짐
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68. 컬렉터 접합부의 온도 상승으로 트랜지스터가 파괴되는 현상은?

  1. saturation 현상
  2. break down 현상
  3. thermal runaway 현상
  4. pinch off 현상
(정답률: 24%)
  • 열 폭주(thermal runaway) 현상은 컬렉터 접합부의 온도 상승이 전류 증가를 유발하고, 이것이 다시 온도를 높이는 양의 되먹임 과정이 반복되어 결국 트랜지스터가 파괴되는 현상입니다.
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69. 300[K]에서 P형 반도체의 억셉터 준위가 32[%]가 채워져 있을 때 페르미 준위와 억셉터 준위의 차이는 몇 [eV]인가?

  1. 0.02
  2. 0.08
  3. 0.2
  4. 0.8
(정답률: 16%)
  • 억셉터 준위의 점유 확률 공식을 이용하여 페르미 준위와 억셉터 준위의 에너지 차이를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{1 + e^{\frac{E_a - E_f}{kT}}}$
    ② [숫자 대입] $0.32 = \frac{1}{1 + e^{\frac{E_a - E_f}{0.0259}}}$
    ③ [최종 결과] $E_a - E_f = 0.02$
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70. 페르미 준위에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전자의 존재 확률이 0[%]이다.
  2. 절대온도 0[K]에서 전자의 최대에너지가 된다.
  3. P형 반도체의 페르미 준위는 가전자대 가까이 위치한다.
  4. n형 반도체의 페르미 준위는 전도대 가까이 위치한다.
(정답률: 39%)
  • 페르미 준위는 절대온도 $0\text{K}$에서 전자가 채워질 수 있는 최대 에너지 준위이며, 이 지점에서 전자가 존재할 확률은 $50\%$가 됩니다.

    오답 노트
    P형 반도체: 정공이 많으므로 페르미 준위가 가전자대 근처에 위치함
    n형 반도체: 전자가 많으므로 페르미 준위가 전도대 근처에 위치함
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71. 쌍극성 접합 트랜지스터(BJT)의 순방향 전류전달비 αF가 0.98일 때 전류이득 βF는?

  1. 40
  2. 43
  3. 46
  4. 49
(정답률: 41%)
  • 전류전달비 $\alpha_F$와 전류이득 $\beta_F$의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\beta_F = \frac{\alpha_F}{1 - \alpha_F}$
    ② [숫자 대입] $\beta_F = \frac{0.98}{1 - 0.98}$
    ③ [최종 결과] $\beta_F = 49$
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72. 열평형 상태에서 PN 접합 전류가 zero(dud)라는 의미는?

  1. 전위 장벽이 없어졌다는 것이다.
  2. 접합을 흐르는 다수 캐리어가 없다.
  3. 접합을 흐르는 소수 캐리어가 없다.
  4. 접합을 흐르는 소수 캐리어와 다수 캐리어가 같다.
(정답률: 38%)
  • 열평형 상태에서 PN 접합의 전체 전류가 0이라는 것은, 접합부를 통해 흐르는 다수 캐리어의 확산 전류와 소수 캐리어의 표류 전류의 크기가 같고 방향이 반대여서 서로 상쇄되었음을 의미합니다.
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73. 가전자대의 전자가 빛의 에너지를 흡수하여 전도대로 올라감으로써 한쌍의 자유 전자의 정공이 생성되는 현상은?

  1. 광도전 현상
  2. 내부 광전 효과
  3. 열생성
  4. 확산
(정답률: 24%)
  • 빛 에너지를 흡수하여 가전자대의 전자가 전도대로 전이되면서 전자-정공 쌍(EHP)이 생성되는 현상을 내부 광전 효과라고 합니다.
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74. 접합형 트랜지스터에서 스위칭 작업에 필요한 동작영역은?

  1. 포화 영역, 활성 영역
  2. 활성 영역, 차단 영역
  3. 포화 영역, 차단 영역
  4. 활성 영역, 역할성 영역
(정답률: 39%)
  • 트랜지스터를 스위치로 사용할 때는 전류가 완전히 흐르는 포화 영역(ON 상태)과 전류가 흐르지 않는 차단 영역(OFF 상태) 두 영역만을 이용합니다.
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75. 일반적으로 순수(intrinsic) 반도체에서 온도의 상승으로 나타나는 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 반도체의 저항이 증가한다.
  2. 정공이 전도대로 이전한다.
  3. 원자의 에너지가 증가한다.
  4. 원자의 에너지가 감소한다.
(정답률: 35%)
  • 순수 반도체에 열에너지가 공급되면 원자의 에너지가 증가하여 가전자대(valence band)의 전자가 전도대(conduction band)로 전이됩니다.

    오답 노트
    반도체의 저항은 온도가 상승하면 감소합니다.
    전자가 전도대로 이전하며, 정공은 가전자대에 남습니다.
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76. 다음 중 광양자가 에너지와 운동량을 갖고 있음을 나타내는 것은?

  1. 홀 효과(Hole effect)
  2. 콤프턴 효과(Compton effect)
  3. 에디슨 효과(Edison effect)
  4. 광전 효과(Photo electric effect)
(정답률: 30%)
  • 콤프턴 효과(Compton effect)는 X선이 전자와 충돌하여 산란될 때 파장이 변하는 현상으로, 이를 통해 광자가 입자로서 에너지와 운동량을 가지고 있음을 증명합니다.
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77. PN 접합에서 접촉전위차에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 불순물 농도가 커지면 전위차는 작아진다.
  2. 진성캐리어는 농도가 낮을수록 전위차는 높아진다.
  3. 온도가 높아지면 전위차도 높아진다.
  4. 전계작용에 의해 발생한다.
(정답률: 24%)
  • PN 접합의 접촉전위차는 불순물 농도가 높을수록, 진성 캐리어 농도가 낮을수록 더 크게 형성됩니다.

    오답 노트
    불순물 농도가 커지면 전위차는 커집니다.
    온도가 높아지면 진성 캐리어 농도가 증가하여 전위차는 낮아집니다.
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78. 어떤 도선에 1[A]의 전류가 흐르고 있을 때 임의의 단면적을 1[s] 동안에 1[C]의 전하가 이동한다면 이 단면적을 통과하는 전자의 수는?

  1. 6.25×1018 [개]
  2. 12.5×1018 [개]
  3. 62.5×1018 [개]
  4. 18.75×1018 [개]
(정답률: 46%)
  • 전하량은 전자의 개수와 전자 1개의 전하량의 곱으로 계산됩니다. 전자의 전하량은 약 $1.6 \times 10^{-19} \text{C}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{Q}{e}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{1}{1.6 \times 10^{-19}}$
    ③ [최종 결과] $n = 6.25 \times 10^{18}$
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79. 어떤 금속의 전위장벽 높이(E0)가 13.47[eV]이고, 페르미에너지(Ef)가 8.95[eV]일 때, 이 금속의 일함수(Ew)는?

  1. 4.52[eV]
  2. 9.04[eV]
  3. 11.21[eV]
  4. 22.42[eV]
(정답률: 18%)
  • 일함수는 전위장벽 높이에서 페르미 에너지를 뺀 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $E_{w} = E_{0} - E_{f}$
    ② [숫자 대입] $E_{w} = 13.47 - 8.95$
    ③ [최종 결과] $E_{w} = 4.52$ eV
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80. 초전도 현상에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 물질의 격자 진동이 심하게 되어 파괴된다.
  2. 저항이 무한으로 커짐에 따라 전류가 흐르지 않는다.
  3. 저온에서 격자 진동이 저하하여 결국 저항이 0으로 된다.
  4. 전자의 이동도 μ가 전계강도 E의 평방근에 비례한다.
(정답률: 28%)
  • 초전도 현상은 특정 임계 온도 이하의 저온에서 물질의 격자 진동이 억제되어 전기 저항이 완전히 0이 되는 현상을 말합니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 컴퓨터나 주변장치 사이에 데이터 전송을 수행할 때 I/O 준비나 완료 상태를 나타내는 신호가 필요한 비동기식 입출력 시스템에 널리 쓰이는 방식은?

  1. Polling
  2. interrupt
  3. Paging
  4. handshaking
(정답률: 46%)
  • 비동기식 입출력 시스템에서 송신측과 수신측이 서로 준비 상태와 완료 상태를 신호로 주고받으며 데이터를 전송하는 방식을 handshaking이라고 합니다.
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82. 비주얼 베이직(Visual Basic) 기본 문법 설명 중 옳은 것은?

  1. 한 행에 복수의 문장을 쓸 수 없다.
  2. 변수명과 프로시저 명에는 한글을 사용할 수 없다.
  3. 대문자와 소문자를 구분하지 않는다.
  4. 컨트롤, 폼, 클래스 및 표준 모듈의 이름에는 한글을 사용할 수 있다.
(정답률: 23%)
  • 비주얼 베이직은 대소문자를 구분하지 않는 특징을 가지고 있습니다.

    오답 노트
    한 행에 복수의 문장 사용: 콜론(:)을 사용하여 가능함
    변수명/프로시저명 한글 사용: 가능함
    컨트롤/폼/클래스 이름 한글 사용: 불가능함
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83. 주소 공간이 20[bit]이고 각 주소당 저장되는 데이터의 크기가 8[bit]일 때 주기억 장치의 용량은?

  1. 1[Mbyte]
  2. 2[Mbyte]
  3. 3[Mbyte]
  4. 4[Mbyte]
(정답률: 25%)
  • 주기억 장치의 용량은 주소 공간의 개수(2의 n승)에 각 주소당 저장되는 데이터 크기를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Capacity = 2^{n} \times Size$
    ② [숫자 대입] $Capacity = 2^{20} \times 8 \text{ bit}$
    ③ [최종 결과] $Capacity = 1 \text{ Mbyte}$
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84. 컴퓨터로 업무를 처리할 때 처리할 업무를 분석하여 최종결과가 나오기까지의 작업 절차를 지시하는 명령문의 집합체를 무엇이라고 하는가?

  1. 컴파일(Compile)
  2. 프로그램(Program)
  3. 알고리즘(algorithm)
  4. 프로그래머(Programmer)
(정답률: 40%)
  • 프로그램(Program)은 특정 업무를 처리하기 위해 분석된 작업 절차를 컴퓨터가 실행할 수 있도록 작성한 명령문의 집합체입니다.

    오답 노트
    알고리즘(algorithm): 문제를 해결하기 위한 논리적인 단계나 절차 그 자체를 의미합니다.
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85. MSB에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 맨 왼쪽 비트(최상위 비트)
  2. 맨 오른쪽 비트(최하위 비트)
  3. 2진수의 보수
  4. 8진수의 보수
(정답률: 32%)
  • MSB(Most Significant Bit)는 이진수에서 가장 왼쪽(최상위)에 위치하여 값의 크기나 부호를 결정하는 비트를 의미합니다.

    오답 노트
    맨 오른쪽 비트(최하위 비트): LSB(Least Significant Bit)에 대한 설명입니다.
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86. 다음 운영체제(OS)의 구성용소 중 제어 프로그램(Control program)에 포함되지 않는 것은?

  1. Data management program
  2. Job management program
  3. Supervisor program
  4. Service program
(정답률: 47%)
  • 제어 프로그램은 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 프로그램으로, 감시(Supervisor), 작업(Job), 데이터(Data) 관리 프로그램이 포함됩니다.

    오답 노트
    Service program: 시스템의 효율을 높이기 위해 제공되는 보조 프로그램으로 처리 프로그램에 해당합니다.
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87. 객체지향 언어이고 웹상의 응용 프로그램에 알맞게 만들어진 언어는?

  1. 포트란(FORTRAM)
  2. C
  3. 자바(java)
  4. SQL
(정답률: 32%)
  • 자바(java)는 객체지향 프로그래밍 언어로, 플랫폼 독립적인 특성을 가지고 있어 웹 응용 프로그램 개발에 최적화된 언어입니다.
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88. interrupt 중에서 타이머, 정전 등의 외부 신호에 의하여 발생되는 것은?

  1. I/O interrupt
  2. program interrupt
  3. external interrupt
  4. supervisor call interrupt
(정답률: 38%)
  • 외부 인터럽트(external interrupt)는 CPU 외부의 하드웨어 장치(타이머, 전원 이상, 입출력 장치 등)에서 발생하는 신호에 의해 유발되는 인터럽트입니다.
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89. CPU의 내부구조를 나타내는 레지스터 중 메모리로부터 읽은 명령어를 보관하는 레지스터는?

  1. ALU(Arithmetic Logic Unit)
  2. IR(Instruction Register)
  3. PC(Program Counter)
  4. MAR(Memory Address Register)
(정답률: 32%)
  • IR(Instruction Register)은 메모리로부터 인출(Fetch)된 명령어를 CPU가 해석하고 실행하기 전까지 일시적으로 보관하는 레지스터입니다.

    오답 노트
    ALU: 산술 및 논리 연산 수행 장치
    PC: 다음에 실행할 명령어의 주소를 보관
    MAR: 메모리의 접근할 주소를 보관
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90. push와 pop operation에 의해서만 접근 가능한 storage device는?

  1. MBR
  2. queue
  3. stack
  4. cache
(정답률: 39%)
  • 스택(stack)은 LIFO(Last-In, First-Out) 구조의 저장 장치로, 데이터를 삽입하는 push 연산과 데이터를 꺼내는 pop 연산을 통해서만 데이터 접근이 가능합니다.
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91. 수치적 연산에 관한 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 산술적 시프트는 덧셈, 나눗셈에 보조역할을 담당한다.
  2. 고정소수점 연산에서 부호-절대치인 경우 음수의 표현이 간편하여 하드웨어적으로도 간편한 이점이 있다.
  3. 우측 시프트의 경우 최소 유효 비트가 1이면 범람이 생긴다.
  4. 정수 연산에서 1의 보수와 2의 보수 표현은 덧셈과 산술 시프트로 모든 연산이 가능하며, 특히 2의 보수방식이 좋다.
(정답률: 39%)
  • 정수 연산에서 1의 보수와 2의 보수 표현은 덧셈과 산술 시프트를 통해 모든 산술 연산을 수행할 수 있으며, 특히 2의 보수 방식은 0의 표현이 유일하고 가산기 구조가 단순하여 하드웨어적으로 매우 효율적입니다.

    오답 노트
    산술적 시프트: 곱셈과 나눗셈의 보조 역할
    부호-절대치: 음수 표현 및 연산 회로가 복잡함
    우측 시프트: 범람(Overflow)은 주로 좌측 시프트 시 발생
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92. 컴퓨터의 클록 펄스 주기가 5[MHz]이고, 16비트 레지스터를 통해 데이터를 직렬 전송한다면, 순수 데이털의 비트 전송시간과 워드 전송시간은?

  1. 0.2[μs], 0.5[μs]
  2. 0.2[μs], 3.2[μs]
  3. 0.4[μs], 6.4[μs]
  4. 0.4[μs], 12.8[μs]
(정답률: 40%)
  • 비트 전송시간은 클록 주기의 역수이며, 워드 전송시간은 비트 전송시간에 전송할 총 비트 수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Bit Time} = \frac{1}{f}, \text{Word Time} = \text{Bit Time} \times \text{bits}$
    ② [숫자 대입] $\text{Bit Time} = \frac{1}{5 \times 10^6}, \text{Word Time} = 0.2 \mu s \times 16$
    ③ [최종 결과] $0.2 \mu s, 3.2 \mu s$
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93. 부동 소수점(floating point) 표현방식에서 정규화하는 이유는?

  1. 숫자를 지수형으로 표시하기 위해서
  2. 유효숫자를 크게 하기 위해서
  3. 소수점을 없애기 위해서
  4. 정밀도를 낮추기 위해서
(정답률: 42%)
  • 부동 소수점 표현에서 정규화(Normalization)란 소수점 왼쪽에 0이 아닌 하나의 숫자만 남도록 조정하는 과정입니다. 이를 통해 제한된 비트 수 내에서 최대한의 정밀도를 확보하여 유효숫자를 크게 만들기 위해 수행합니다.
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94. 주기억장치에서 캐시 메모리로 데이터를 전송하는 매핑 방법이 아닌 것은?

  1. 어소시어티브 매핑(Associative Mapping)
  2. 직접 매핑(Direct Mapping)
  3. 간접 매핑(Indirect Mapping)
  4. 세트-어소시어티브 매핑(Set-Associative Mapping)
(정답률: 28%)
  • 캐시 메모리 매핑은 주기억장치의 블록을 캐시의 어느 위치에 저장할지 결정하는 방법으로, 직접 매핑, 연관(어소시어티브) 매핑, 세트 연관 매핑의 세 가지 방식이 존재합니다.

    오답 노트
    간접 매핑: 캐시 매핑의 표준 방식에 해당하지 않습니다.
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95. 다음 중 DRAM의 특징이 아닌 것은?

  1. 휘발성 메모리이다.
  2. SRAM보다 액세스 속도가 빠르다.
  3. 집적 밀도가 SRAM보다 높다.
  4. 재충전 회로가 필요하다.
(정답률: 34%)
  • DRAM은 커패시터를 이용하여 데이터를 저장하므로 시간이 지나면 전하가 방전되어 데이터가 사라지는 특성이 있어 주기적인 재충전(Refresh)이 필요하며, 구조적으로 SRAM보다 속도가 느립니다.

    오답 노트
    SRAM보다 액세스 속도가 빠르다: DRAM은 SRAM보다 속도가 느립니다.
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96. 2의 보수로 표현되는 수가 A, B 레지스터에 저장되어 있다. A ← A-B 연산을 수행한 후의 A 레지스터는?

  1. 00000012
  2. FFFFFF12
  3. 000000B0
  4. FFFFFFB0
(정답률: 18%)
  • 컴퓨터의 뺄셈 연산은 빼는 수의 2의 보수를 취해 더하는 방식으로 수행됩니다.
    A 레지스터의 값은 $FFFF FF61_{16}$이고, B 레지스터의 값은 $0000 004F_{16}$입니다.
    연산 과정: $A - B = A + (-B)$
    ① [기본 공식] $A - B = A + (\text{2's complement of } B)$
    ② [숫자 대입] $FFFF FF61_{16} + FFFF FFB1_{16}$
    ③ [최종 결과] $FFFF FF12_{16}$
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97. RISC(Reduced Instruction Set Computer)와 CISC(Complex Instruction Set Computer)에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. RISC는 실행 빈도가 적은 하드웨어를 제거하여 자원 이용률을 높이는 장점이 있다.
  2. RISC는 프로그램의 길이가 길어지므로 수행 속도가 느린 단점이 있다.
  3. CISC는 고급언어를 이용하여 알고리즘을 쉽게 표현할 수 있는 장점이 있다.
  4. CISC는 복잡한 명령어군을 제공하므로 컴퓨터 설계 및 구현시 많은 시간을 필요로 하는 단점이 있다.
(정답률: 18%)
  • RISC는 명령어 세트를 단순화하여 각 명령어를 1클럭에 실행함으로써 전체적인 수행 속도를 높이는 것이 핵심 목적입니다. 프로그램의 길이는 길어질 수 있으나, 실행 속도는 오히려 빨라집니다.
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98. 마이크로컴퓨터에서 isolated I/O 방식과 비교하여 memory-mapped I/O 방식의 특징으로 옳은 것은?

  1. 하드웨어가 복잡하다.
  2. 기억장치 명령과 입출력 명령을 구별하여 사용한다.
  3. 기억장치의 주소 공간이 줄어든다.
  4. 입출력 장치들의 주소 공간이 기억장치 주소 공간과 별도로 할당된다.
(정답률: 31%)
  • memory-mapped I/O 방식은 입출력 장치의 주소를 메모리 주소 공간의 일부로 할당하여 처리하므로, 그만큼 실제 기억장치가 사용할 수 있는 주소 공간이 줄어듭니다.

    오답 노트
    하드웨어가 복잡하다: 메모리 명령어를 그대로 사용하므로 하드웨어가 단순함
    기억장치 명령과 입출력 명령을 구별: 구별 없이 동일한 명령어를 사용함
    주소 공간이 별도로 할당: 이는 isolated I/O 방식의 특징임
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99. 다음 중 피연산자의 위치(기억장소)에 따라 명령어 형식을 분류할 때 instruction cycle time이 가장 짧은 것은?

  1. 레지스터-메모리 instruction
  2. AC instruction
  3. 스택 instruction
  4. 메모리-메모리 instruction
(정답률: 12%)
  • 스택 instruction은 피연산자가 항상 스택의 상단(Top)에 있다고 가정하므로, 주소를 지정하는 과정이 생략되어 instruction cycle time이 가장 짧습니다.
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100. 다음 중 순차 논리회로가 아닌 것은?

  1. 전가산기(Full Adder)
  2. master-Slave 방식의 JK 플립플롭
  3. 8진 UP 카운터(Counter)
  4. 4비트 시프트 레지스터
(정답률: 28%)
  • 전가산기는 현재의 입력값에 의해서만 출력이 결정되는 조합 논리회로입니다.

    오답 노트
    master-Slave 방식의 JK 플립플롭, 8진 UP 카운터, 4비트 시프트 레지스터: 기억 소자를 포함하여 이전 상태가 출력에 영향을 주는 순차 논리회로임
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