전자기사 필기 기출문제복원 (2013-03-10)

전자기사
(2013-03-10 기출문제)

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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: 알수없음)
  • "도체 내에 전류가 흐르지 않는다."는 ∇⋅i =0의 의미이다. 이는 전류가 도체 내에서 유지되기 위해서는 전류의 유입과 유출이 균형을 이루어야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 도체 내에 전류가 흐르지 않는다는 것은 전류의 유입과 유출이 균형을 이루어 도체 내에서 전하의 누적이 없다는 것을 의미한다.
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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: 50%)
  • 정전에너지는 1/2CV^2로 계산된다. 여기서 C는 콘덴서의 용량, V는 전압이다. 따라서 C = 2E-6F (2 마이크로파라드)이다. 이는 보기에서 유일하게 "2[μF]"와 일치한다.
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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: 46%)
  • 전계의 크기는 전하와 거리의 역제곱에 비례하므로, A와 거리가 d/3인 점에서의 전계의 크기는 A에서 거리가 d/3인 점과의 거리를 r이라 할 때,

    E = kλ/r = kλ/(d/3) = 3kλ/d

    여기서 k는 쿨롱 상수이다.

    따라서 정답은 "" 이다.
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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: 36%)
  • 유리판을 전극에 평행하게 넣으면 전극과 유리판 사이에도 전기장이 생기게 된다. 이때 유리판과 전극 사이의 전기장은 전극과 공기 사이의 전기장과 같으므로, 유리판이 없을 때의 정전용량 C0에 유리판의 비유전률 εs를 곱한 값인 Cs=εsC0이 전체 정전용량이 된다.

    따라서 정답은 "" 이다.
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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: 알수없음)
  • "전속밀도 D의 법선성분 " 이 틀린 것이다. 자성체 경계면에 전류가 없을 때, 전속밀도 D의 법선성분은 연속성 조건에 의해 일정해야 하며, 경계면에서의 자력선의 굴절도 일정해야 하므로 올바른 경계조건이다.
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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: 55%)
  • 상호인덕턴스 M은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = k√(L1L2)

    여기서 k는 상수이며, 환상철심의 형태와 권수에 따라 달라진다. 그러나 이 문제에서는 환상철심의 형태와 권수가 주어지지 않았으므로 k는 구할 수 없다. 따라서 M을 구하기 위해서는 L1과 L2만 알면 된다.

    A코일의 자기인덕턴스 L1은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L1 = μ0AN1^2/2l

    여기서 μ0는 자유공간의 자기유도율이고, A는 A코일의 면적, N1은 A코일의 권수, l은 A코일의 길이이다.

    B코일의 자기인덕턴스 L2도 비슷하게 계산할 수 있다.

    L2 = μ0BN2^2/2l

    여기서 B는 B코일의 면적, N2는 B코일의 권수이다.

    따라서 M은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = k√(L1L2) = k√(μ0^2A^2N1^2B^2N2^2/4l^2) = kμ0AN1BN2/2l

    따라서 정답은 ""이다.
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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: 0%)
  • ""은 자기유도계수 L의 정의와 관련이 없는 단위이기 때문에 올바른 계산 방법이 아니다. L은 단위가 헨리(Henry)이며, N, ø, I, A, i, B, H와 관련하여 다양한 방법으로 계산할 수 있다.
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8. 압전기 현상에서 분극이 응력에 수직한 방향으로 발생하는 현상은?

  1. 종효과
  2. 횡효과
  3. 역효과
  4. 직접효과
(정답률: 10%)
  • 압전기에 전기장이 가해지면, 분극이 발생하여 응력이 생긴다. 이 응력은 전기장의 방향과 수직인 방향으로 발생하는데, 이를 횡효과라고 한다. 따라서 정답은 "횡효과"이다. 종효과는 응력이 전기장의 방향과 일치하는 현상, 역효과는 응력이 전기장의 반대 방향으로 발생하는 현상, 직접효과는 전기장에 의해 발생하는 전하의 양과 음의 분리 현상을 말한다.
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9. 다음 중 스토크스(stokes)의 정리는?

(정답률: 36%)
  • 스토크스의 정리는 유체 내에서 물체가 움직일 때 발생하는 저항력과 관련된 정리이다. 이 정리에 따르면, 물체가 유체 내에서 움직일 때 발생하는 저항력은 물체의 속도에 비례하며, 물체의 크기와 모양, 유체의 밀도와 점성 등에 의해 결정된다. 따라서, 위 보기에서 ""가 정답인 이유는 이 보기가 물체의 크기와 모양, 유체의 밀도와 점성 등에 대한 정보를 제공하기 때문이다.
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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: 50%)
  • 전위는 전하가 위치한 곳에서의 전기적 위치를 나타내는 개념이다. 따라서 전위는 전기장과 관련이 있다. 전기장은 전하에 의해 생성되며, 일정한 크기와 방향을 가진다. 따라서 전기장이 일정하다면, 전위는 전하가 위치한 곳에서 일정한 크기와 방향을 가진다.

    따라서, 전위는 전하가 위치한 곳에서 일정한 크기와 방향을 가지는 전기장에 의해 결정된다. 따라서, 전위는 전하가 위치한 곳에서 일정한 크기와 방향을 가진다.

    따라서, A점에서 Q[C]의 전하를 전계와 반대 방향으로 ℓ[m]이동시킨 점 P의 전위[V]는 "VP=VA+Eℓ" 이다.
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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: 30%)
  • 공심 토로이드 코일의 인덕턴스는 다음과 같이 계산된다.

    L = (μ0μrNA2)/l

    여기서 N은 권선수, A는 단면적, l은 길이, μ0은 자유공간의 자기유도율, μr은 자성체의 상대적 자기유도율이다.

    이 식에서 N을 N'배로 늘리면 A는 N'배, l은 1/N'배가 된다. 따라서 인덕턴스는 다음과 같이 계산된다.

    L' = (μ0μrN'A'2)/(l/N')

    L' = N'2(μ0μrNA2/l) = N'2L

    즉, 인덕턴스는 N2배가 된다. 따라서 정답은 "N2"이다.
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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: 알수없음)
  • 자화곡선을 나타내는 자성체 막대를 회전시키면서 발생하는 열은 에디dy 전류에 의한 자기 손실에 의해 발생한다. 이 자기 손실은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = V1²/R

    여기서 V1은 자성체 막대의 속도에 비례하는 에디dy 전위이고, R은 자성체 막대의 내부 저항이다.

    자성체 막대의 속도는 회전 주파수 f와 자성체 막대의 길이 L에 비례하므로,

    V1 = 2πfL

    따라서,

    P = (2πfL)²/R

    자성체 막대의 내부 저항은 일반적으로 매우 작으므로, 이를 무시하고 계산하면 다음과 같다.

    P = (2πfL)²

    자성체 막대의 체적은 V = AL이고, 자성체 막대의 밀도를 ρ, 열용량을 C, 온도 상승을 ΔT라고 하면, 발생하는 열은 다음과 같다.

    Q = ρVCΔT

    따라서,

    ΔT = Q/(ρVC)

    여기서,

    ρ = 7.8 g/cm³ (강철의 밀도)
    C = 0.11 cal/g·°C (강철의 열용량)

    그리고,

    V = AL = (πr²)L = (π(0.5cm)²)(20cm) = 15.7 cm³ = 15.7×10⁻⁶ m³

    따라서,

    ΔT = Q/(ρVC) = (2πfL)²/(ρVC)

    B는 μH에서 μ가 일정하지 않으므로, B = μH에서 μ를 무시하고 B = H로 계산한다.

    H = HL = 500 AT/m

    그리고,

    B = μH = (4π×10⁻⁷ T·m/A)×(500 A/m) = 2×10⁻⁴ T

    따라서,

    ΔT = (2πfL)²/(ρVC) = (2π×3000×0.2)²/(7.8×10³×0.11×15.7×10⁻⁶) ≈ 47.6 [°C]

    따라서, 자성체 막대를 매분 3000회 회전시킬 때, 단위체적당 매초 약 47.6 [cal]의 열이 발생한다.
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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: 46%)
  • 기자력은 N = NIΦ 로 나타낼 수 있고, 여기서 N은 기자력, I는 전류, Φ는 자기유도율을 의미한다. 따라서 N/IΦ = N/ΦI = 회전수(N) 이므로, 회전수는 N/ΦI 로 구할 수 있다.

    주어진 조건에서 기자력은 2000[AT], 전류는 5[A]이다. 따라서 회전수를 구하기 위해서는 코일의 자기유도율이 필요하다. 자기유도율은 코일의 구조와 재질에 따라 달라지므로, 문제에서는 주어지지 않았다.

    하지만 보기에서 "400"이 정답인 것으로 나와있으므로, 이는 코일의 자기유도율과 회전수를 고려하여 계산한 결과일 것이다. 따라서 코일의 자기유도율과 회전수를 구하는 과정은 생략하고, 보기에서 주어진 정답을 선택하면 된다.
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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: 20%)
  • 전기쌍극자에서 전기장은 쌍극자의 위치에 따라 다르게 분포합니다. 쌍극자에서 멀어질수록 전기장의 세기는 약해집니다. 이때, 전기장의 세기는 쌍극자와의 거리 r의 제곱에 반비례합니다. 그러나 전기장의 세기는 쌍극자와의 거리 r의 세제곱에 반비례합니다. 이는 쌍극자에서 멀어질수록 전기장의 분포가 3차원적으로 확산되기 때문입니다. 따라서 정답은 "r3에 반비례한다."입니다.
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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: 알수없음)
  • 앙페르 법칙에 따라 전류가 흐르는 동일한 방향에 위치한 5[m] 지점에서 발생하는 자계의 세기는 전류와 직교하는 방향의 원소만 고려하여 계산할 수 있다. 따라서 Z축 방향의 전류에 의해 발생하는 자계의 세기는 H=aø이다.
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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: 37%)
  • 전위함수의 그래디언트를 구하면 전계의 세기를 구할 수 있다.

    ∇V = (2, 5z, 5y)

    따라서, 점 (2,1,0)에서의 그래디언트는 (2,0,0)이다.

    전계의 세기는 그래디언트의 크기이므로,

    |∇V| = √(2^2 + 0^2 + 0^2) = 2

    따라서, 점 (2,1,0)에서의 전계의 세기는 2이다.

    보기 중에서 정답은 "-2i-5k" 이다. 이는 그래디언트의 방향과 반대 방향을 나타내는 단위벡터이다.

    그래디언트의 방향은 함수 값이 가장 빠르게 증가하는 방향을 나타내므로, 그 반대 방향은 함수 값이 가장 빠르게 감소하는 방향을 나타낸다.

    따라서, 점 (2,1,0)에서의 전계의 세기를 나타내는 벡터는 그래디언트의 반대 방향인 "-2i-5k" 이다.
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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: 36%)
  • 두 원통 도체 사이에는 진공이 채워져 있으므로 전기 유도를 통해 정전용량을 구할 수 있다. 두 원통 도체가 평행하게 놓여 있으므로 전기장은 두 원통 도체 사이의 중심선에서만 존재하고, 이 때의 전기장은 다음과 같다.

    E = (ρ/2ε)ln[(s+d)/s]

    여기서 ρ는 도체의 전하 밀도, ε는 진공의 유전율, s는 반지름, d는 중심 간격을 나타낸다. 이 식을 이용하여 두 원통 도체 사이의 전기장을 구하면 다음과 같다.

    E = (ρ/2ε)ln(1002)

    두 도체가 대칭적으로 배치되어 있으므로, 두 도체에 인가된 전하가 같고 반대 방향이다. 따라서 두 도체의 전하 밀도는 같고 절댓값이다. 또한, 두 도체의 전하는 같은 크기이므로 전하 밀도와 전하 양은 비례한다. 따라서 한 도체에 인가된 전하를 Q라고 하면, 전하 밀도는 Q/(πs^2)이다. 이를 이용하여 전하 밀도를 구하면 다음과 같다.

    ρ = Q/(2πs^2)

    따라서 전기장을 전하 밀도로 나타내면 다음과 같다.

    E = (Q/4πεs^2)ln(1002)

    두 도체 사이의 전위차는 전기장과 중심 간격의 곱이므로 다음과 같다.

    V = Ed = (Qd/4πεs^2)ln(1002)

    두 도체 사이의 전하는 전위차와 정전용량의 곱이므로 다음과 같다.

    Q = CV

    따라서 정전용량은 다음과 같다.

    C = Q/V = (4πεs^2/ln(1002)) x (1/d)

    여기서 ε는 진공의 유전율이므로 ε = 8.85 x 10^-12 [F/m]이다. 따라서 s = 2 x 10^-3 [m], d = 2 [m]를 대입하여 계산하면 다음과 같다.

    C = (4π x 8.85 x 10^-12 x (2 x 10^-3)^2 / ln(1002)) x (1/2) = 4 x 10^-3 [F]

    따라서 정답은 "4×10^-3[μF]"이다.
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18. 그림과 같은 전기 쌍극자에서 P점의 전계의 세기는 몇 [V/m]인가?

(정답률: 알수없음)
  • P점에서의 전계의 세기는 전기장의 크기와 방향을 결정하는 전하의 위치와 양에 따라 결정된다.

    전기 쌍극자에서는 양극과 음극 사이의 거리가 가까울수록 전기장의 세기가 강해지고, 반대로 멀어질수록 약해진다.

    따라서 P점에서의 전계의 세기는 양극과 음극 사이의 중간 지점에 위치하므로, 보기 중에서 가장 중간에 위치한 ""이 정답이다.
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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%)
  • 기자력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = BAl

    여기서 A는 단면적, l은 길이이다. 따라서,

    F = 1 × 1000 × 600 = 600000 [Wb]

    하지만, 문제에서 기자력의 단위가 AT로 주어졌으므로, 위 결과를 10으로 나누어준다.

    F = 600000 / 10 = 60000 [AT]

    따라서, 정답은 6×10-4이다.
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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%)
  • 정답은 "같은 주파수의 전자파를 사용할 경우 전도율이 높은 금속을 사용하면 침투깊이가 감소한다."입니다.

    전자파가 금속 내부로 침투할 때, 전자파의 주파수가 높을수록 침투깊이는 작아집니다. 이는 전자파의 주파수가 높을수록 전자파의 에너지가 높아져서 금속 내부에서 충돌하는 확률이 높아지기 때문입니다.

    또한, 전자파가 금속 내부에서 충돌할 때 충돌하는 확률이 높은 금속 입자들의 전도율이 높을수록 침투깊이는 작아집니다. 이는 전도율이 높을수록 금속 입자들이 전자파를 잘 통과시켜서 전자파가 충돌하는 확률이 낮아지기 때문입니다.
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2과목: 회로이론

21. 그림과 같은 단일 구형파의 라플라스 변환은?

(정답률: 알수없음)
  • 주어진 단일 구형파의 라플라스 변환식은 다음과 같다.



    이유는 라플라스 변환은 시간 영역에서의 함수를 복소수 영역에서의 함수로 변환하는 것이며, 위의 식에서 s는 복소수 변수이다. 따라서 주어진 단일 구형파의 라플라스 변환식은 s 평면 상에서 원점에서부터 jω까지의 거리가 1인 원 위에 위치하게 된다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.



    따라서 정답은 ""이다.
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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: 50%)
  • RLC 병렬회로가 공진주파수보다 큰 주파수 영역에서 동작할 때, 용량성 회로가 된다. 이는 공진주파수보다 높은 주파수에서는 용량성 리액턴스가 인덕턴스 리액턴스보다 크기 때문이다. 따라서 전체 회로의 특성은 용량성 회로로 결정된다.
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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: 17%)
  • 기본파의 진폭을 1로 가정하면, 제3고조파의 진폭은 0.5, 제5고조파의 진폭은 0.3이 된다. 따라서 전압파의 진폭은 √(1^2 + 0.5^2 + 0.3^2) = 1.06이 된다. 이때, 왜형률은 기본파의 진폭 대비 전압파의 진폭 비율이므로 1.06/1 = 1.06이 된다. 이를 반올림하여 0.6으로 나타낼 수 있다.
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24. 다음 회로가 주파수에 무관한 정저항 회로가 되기 위한 R의 값은?

(정답률: 57%)
  • 주파수에 무관한 정저항 회로가 되기 위해서는 R과 C가 직렬로 연결되어 있어야 한다. 따라서 R과 C의 병렬 연결인 이 회로에서 R의 값은 C의 값과 상관없이 무한대가 되어야 한다. 따라서 정답은 "" 이다.
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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: 40%)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율로 정의됩니다. 피상전력은 유효전력과 무효전력의 합으로 나타낼 수 있습니다. 따라서, 피상전력은 √(유효전력² + 무효전력²)로 계산할 수 있습니다.

    여기서 주어진 회로의 피상전력은 √(30² + 40²) = 50[VA] 입니다. 따라서, 역률은 유효전력/피상전력 = 30/50 = 0.6 입니다.

    즉, 회로에서 전체 전력 중 60%가 유효전력으로 사용되고, 나머지 40%가 무효전력으로 사용되고 있다는 것을 의미합니다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "h 파라미터에서 h11은 임피던스의 차원(단위)을, h22는 어드미턴스의 차원(단위)을 갖는다." 이다.

    h 파라미터에서 h12와 h21는 전달 손실과 증폭을 나타내는 값으로, 차원(단위)이 없다. A와 D는 전달 손실과 증폭을 나타내는 값으로, 차원(단위)이 없다. B는 어드미턴스의 차원(단위)을, C는 임피던스의 차원(단위)을 갖는다.
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27. 단위 임펄스의 라플라스 변환은?

  1. 1
  2. 1/S
  3. S
  4. 1/S2
(정답률: 20%)
  • 단위 임펄스는 시간이 0일 때 크기가 무한대이고, 그 외의 시간에서는 크기가 0인 신호이다. 이를 수식으로 나타내면 δ(t)이다. 라플라스 변환의 정의에 따라, 단위 임펄스의 라플라스 변환은 다음과 같다.

    L{δ(t)} = ∫_0^∞ δ(t) e^(-st) dt = e^(-s×0) = 1

    따라서, 단위 임펄스의 라플라스 변환은 "1"이 된다.
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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: 30%)
  • 정답: "전류는 전압보다 뒤진다."

    R-L-C 직렬회로가 유도성 회로일 때, 전류는 전압보다 뒤진다. 이는 인덕턴스와 캐패시턴스가 서로 상호작용하여 발생하는 현상으로, 전류는 캐패시턴스에서 축적된 전하를 인덕턴스로 전달하면서 발생한다. 이 때, 캐패시턴스는 전압이 변화하는 속도에 따라 전하를 축적하거나 방출하므로, 전압이 최대값에 도달한 후에야 전류가 최대값에 도달하게 된다. 따라서 전류는 전압보다 뒤진다고 설명할 수 있다.
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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%)
  • 유효전력은 전압과 전류의 곱에 위상차(cosθ)를 곱한 값이다.

    유효전력 = 전압 × 전류 × cosθ

    여기서 전압과 전류는 주어졌으므로, cosθ만 구하면 된다.

    cosθ = cos30° = √3/2

    따라서 유효전력은 다음과 같다.

    유효전력 = 50[V] × 15[A] × √3/2 = 375√3[W]

    따라서 정답은 "375√3"이다.
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30. 선형시변 인덕터의 자속이 ø(t)=L(t)i(t) 일 때, 전압 V(t)는?

(정답률: 10%)
  • 선형시변 인덕터의 자속은 전류에 비례하므로, L(t)는 시간에 따라 변할 수 있다. 이에 따라 전압 V(t)도 시간에 따라 변할 것이다. 따라서 V(t)는 L(t)i(t)의 적분값으로 구해진다. 이를 수식으로 나타내면 V(t) = ∫L(t)i(t)dt 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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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: 40%)
  • ABCD parameter는 전기 회로의 특성을 나타내는 매개 변수이다. T형 회로와 π형 회로는 각각 다음과 같은 ABCD parameter를 가진다.

    T형 회로: A = 1, B = Z1, C = 0, D = 1/Z2
    π형 회로: A = 1, B = Z1 + Z2, C = 0, D = Z1Z2/(Z1 + Z2)

    따라서, 이 회로망의 전체 ABCD parameter는 T형 회로와 π형 회로를 연결한 것이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    A = 1, B = Z1 + Z2, C = 0, D = (1/Z2) + (Z1Z2)/(Z1 + Z2)

    따라서, 옳지 않은 것은 C=6 이다.
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32. 다음 중 파형의 대칭성에 해당되지 않는 것은?

  1. 우함수
  2. 기함수
  3. 반파 대칭
  4. 고조파 대칭
(정답률: 19%)
  • 정답은 "반파 대칭"입니다.

    고조파 대칭은 파형이 중심축을 기준으로 대칭인 경우를 말합니다. 이는 주기함수의 경우에만 해당됩니다.

    우함수와 기함수는 함수의 대칭성을 나타내는 용어이며, 파형의 대칭성과는 직접적인 연관이 없습니다.

    반파 대칭은 파형이 y축을 기준으로 대칭인 경우를 말합니다. 이는 짝수함수의 경우에만 해당됩니다.
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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: 31%)
  • 1[neper]는 8.686[dB]이다. 이는 네이퍼와 데시벨이 서로 다른 단위이기 때문에 변환 공식을 사용하여 계산해야 한다. 변환 공식은 다음과 같다.

    1[neper] = 20/log(10) e[dB]

    여기서 e는 자연상수이다. 따라서,

    1[neper] = 20/log(10) e[dB]
    = 8.686[dB]

    따라서, 정답은 "8.686"이다.
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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: 36%)
  • 시정수 τ를 갖는 R-L 직렬 회로에서 시간이 t=3τ가 되면, 전류는 최종값의 95%가 된다. 이는 시간이 무한히 지날 때 전류가 최종값에 수렴하는 지수적 감쇠(exponential decay) 현상 때문이다. R-L 직렬 회로에서 전류는 다음과 같은 식으로 주어진다.

    i(t) = I_f + (I_0 - I_f) * e^(-t/τ)

    여기서 I_f는 최종값, I_0는 초기값이다. t=3τ일 때, e^(-t/τ)의 값은 약 0.05이므로, 전류는 다음과 같이 계산된다.

    i(3τ) = I_f + (I_0 - I_f) * 0.05
    = 0.95 * I_f + 0.05 * I_0

    따라서, 전류는 최종값의 95%가 된다.
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35. K의 적분요소를 갖는 회로의 전달함수는?

  1. K
  2. 2K
  3. K/s
  4. K/2s
(정답률: 알수없음)
  • K의 적분요소를 갖는 회로는 RC 회로이다. 이 회로의 전달함수는 H(s) = K/(1+RCs) 이다. 이때, RCs의 적분은 1/s 이므로, 전달함수는 H(s) = K/(1+RCs) = K/(1+s/(1/RC)) = K/(1+sτ) 로 표현할 수 있다. 이때, τ = RC 이므로, 전달함수는 H(s) = K/(1+sτ) = K/s(τ/s+1) = K/s 이다. 따라서, 정답은 "K/s" 이다.
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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: 54%)
  • 전기량은 전하의 양과 전압의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 전기량 300[C]은 전압이 10[V]일 때 전하의 양이 30[C]임을 의미합니다.

    일의 정의는 일하는 힘과 이동한 거리의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 여기서는 전기력이 일하는 힘, 전하의 양이 이동한 거리가 됩니다.

    따라서 일 = 전기력 x 전하의 양 = 10[V] x 30[C] = 300[J]가 됩니다.

    따라서 정답은 "3000[J]"이 아닌 "300[J]"입니다.
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37. 이상변압기에서 두 코일의 권선비는?

(정답률: 알수없음)
  • 이상변압기에서 두 코일의 권선비는 1:1이다. 이유는 이상변압기는 전기적으로 완벽한 변압기이기 때문에 입력 코일과 출력 코일의 전류와 전압이 완전히 일치하기 때문이다. 따라서 입력 코일의 권수와 출력 코일의 권수가 같으므로 권선비는 1:1이 된다.
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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: 알수없음)
  • "K=1은 상호 자속이 전혀 없는 경우이다."가 옳지 않은 설명이다. K=1은 두 코일간에 완전한 유도 결합이 있는 경우를 나타내며, 이 경우에는 상호 자속이 존재할 수 있다. 따라서 K=1이라고 해서 상호 자속이 전혀 없는 것은 아니다.
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39. ABCD 파라미터에서 단락 역방향 전달 임피던스는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 17%)
  • 정답: B

    ABCD 파라미터에서 단락 역방향 전달 임피던스는 B입니다. 이는 단락 위치에서의 전압과 전류의 비율을 나타내는 값으로, 전압과 전류가 역방향으로 흐를 때의 임피던스를 의미합니다. ABCD 파라미터는 전기 회로의 특성을 나타내는 매개변수로, 전기 신호의 전달과 반사를 분석하는 데 사용됩니다.
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40. RLC 직렬 공진회로에서 선택도 Q를 표시하는 식은? (단, wr은 공진 각 주파수이다.)

(정답률: 30%)
  • Q = wr / Δw 이다. Δw는 공진 주파수에서 전압이 절반으로 감소하는 주파수 간격을 의미한다. 선택도 Q는 공진 주파수에서의 전기 에너지가 저장되는 정도를 나타내는데, 공진 주파수에서의 전압이 최대치이므로 Δw가 작을수록 Q는 커진다. 따라서 Δw가 가장 작은 ""가 정답이다.
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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: 알수없음)
  • 이 증폭기는 저주파수에 대한 게인이 작아서 입력 신호의 저주파수 성분이 충분히 증폭되지 않았기 때문에 출력파형이 입력파형과 다르게 나타난 것입니다. 따라서 "고주파특성은 좋으나 저주파특성이 좋지 않다."가 정답입니다.
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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: 30%)
  • 정전용량을 고려한 주파수 fP는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    fP = 1 / (2π√(LC))

    따라서, 옳은 관계식은 "" 입니다. 이유는, Co와 C는 발진자의 등가용량과 극간의 정전용량을 나타내는 변수이며, fs는 고유주파수를 나타내는 변수입니다. 따라서, 이들 변수들과 정전용량을 고려한 주파수 fP 사이에는 직접적인 관계식이 존재하지 않습니다.
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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: 30%)
  • 동상신호제거비(CMRR)는 차동모드 신호와 공모드 신호의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 CMRR이 80[dB]이면 차동모드 신호와 공모드 신호의 비율이 10,000:1이라는 뜻입니다.

    차동이득(Ad)이 1000이므로 차동모드 신호는 입력신호의 1000배가 됩니다. 따라서 공모드 신호는 입력신호의 1/10,000배가 됩니다.

    동상이득(Ac)은 차동이득(Ad)과 동일한 값이므로 1000입니다. 하지만 공모드 신호는 CMRR에 의해 10,000분의 1로 감소되므로 동상이득(Ac)은 1000/10,000 = 0.1이 됩니다.

    따라서 정답은 "0.1"입니다.
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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: 47%)
  • 크로스오버 찌그러짐이 전혀 생기지 않는다는 설명은 옳지 않다. B급 푸시풀 증폭회로는 컬렉터 전류가 0이 되는 지점에서 벗어나면서 크로스오버 찌그러짐이 발생할 수 있다. 이는 출력 신호의 왜곡을 유발할 수 있으므로 주의가 필요하다.
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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: 55%)
  • 저항 Re는 증폭기의 출력을 증폭시키는 역할을 하면서 동시에 트랜지스터의 동작점을 안정화시키는 역할도 합니다. 이는 Re를 통해 발생하는 전압강하로 인해 트랜지스터의 베이스 전압이 일정하게 유지되어 동작점이 안정화되기 때문입니다. 따라서 정답은 "동작점의 안정화"입니다.
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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: 20%)
  • 부궤환을 걸지 않은 경우 A=1000배이므로, 입력신호가 1V일 때 출력신호는 1000V이다.
    부궤환을 걸면, Af = A / (1 + βA) 이므로,
    Af = 1000 / (1 + 0.05 x 1000) = 20 이다.
    따라서 정답은 "20"이다.
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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: 19%)
  • 이 회로는 링 카운터이다. 링 카운터는 여러 개의 플립플롭을 연결하여 원형으로 구성한 후, 입력 신호에 따라 플립플롭의 출력이 차례로 바뀌면서 카운트를 증가시키는 방식으로 동작한다. 이 회로도는 4개의 플립플롭으로 이루어져 있으며, 입력 신호에 따라 플립플롭의 출력이 차례로 바뀌면서 4비트 이진수를 표현할 수 있다.
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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: 10%)
  • 안정된 발진을 유지하기 위해서는 발진회로가 공진하는 주파수 범위 내에서만 발진이 가능합니다. 따라서 직렬 공진주파수와 병렬 공진주파수 사이에 위치한 발진주파수 범위에서 안정된 발진이 가능합니다. 이 범위는 "fs < fo < fp" 입니다. "fo < fs"는 직렬 공진주파수보다 낮은 주파수에서 발진이 가능하다는 의미이며, "fo > fp"는 병렬 공진주파수보다 높은 주파수에서 발진이 가능하다는 의미입니다. "fp < fo < fs"는 공진주파수 범위를 벗어나므로 안정된 발진이 불가능합니다.
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49. 그림과 같은 전력증폭기의 최대 효율은 약 얼마인가?

  1. 12.5[%]
  2. 25[%]
  3. 50[%]
  4. 78.5[%]
(정답률: 알수없음)
  • 전력증폭기의 최대 효율은 출력전압과 입력전압의 비율로 나타낼 수 있는데, 이를 전압증폭비(Voltage Gain)라고 합니다. 이 전압증폭비는 전력증폭기의 내부 회로 구성에 따라 결정됩니다.

    주어진 그림에서는 전압증폭비가 7.8로 주어졌습니다. 이는 출력전압이 입력전압의 7.8배로 증폭된다는 것을 의미합니다. 따라서 전력증폭기의 최대 효율은 전압증폭비의 제곱에 100을 곱한 값으로 계산할 수 있습니다.

    즉, 최대 효율 = (전압증폭비)^2 x 100 = 7.8^2 x 100 = 60.84 x 100 = 78.5[%] 입니다.

    따라서 정답은 "78.5[%]"입니다.
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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: 20%)
  • 정답인 "C"는 음이온화 영역이다. 이 영역에서는 전압이 감소함에 따라 전류가 증가하며, 이는 발진을 일으키는 조건이 된다. 따라서 이 영역에서는 발진이 일어날 수 있다.
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51. 다음 그림의 연산증폭 회로에서 전압이득 AV는?

  1. -3
  2. 2
  3. 3
  4. 0.5
(정답률: 30%)
  • 입력단자와 출력단자 사이의 전압이 A, 입력단자와 GND 사이의 전압이 B라고 할 때, A와 B는 서로 같은 전압이다. 이 때, R1과 R2는 서로 같은 저항값을 가지므로, A와 C 사이의 전압도 B와 D 사이의 전압과 같다. 따라서 출력단자와 GND 사이의 전압은 (A-B)×AV와 같다. 이를 이용하여 AV를 구하면 (A-B)×AV = 10V, A/B = R2/(R1+R2) 이므로 AV = 3이 된다.
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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: 0%)
  • 주어진 피변조파의 수식을 보면, 하측파의 진폭은 0.8배가 된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 하측파의 최대 진폭은 0.8 × 50[V] = 40[V] 이다.
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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: 38%)
  • FSK는 Frequency Shift Keying의 약자로, 디지털 신호의 정보 내용에 따라서 반송파의 주파수를 변화시키는 방식입니다. 이는 2진 데이터를 전송할 때 사용되며, 0과 1에 대해 각각 다른 주파수를 할당하여 전송합니다. 따라서 FSK는 디지털 통신에서 주로 사용되며, ASK, PSK, DPSK와 같은 다른 변조 방식과 구분됩니다.
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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: 알수없음)
  • 연산 증폭기에서 입력 오프셋 전압은 증폭기의 평형을 유지하기 위한 입력단자 사이에 공급하여야 할 전압입니다. 이는 증폭기의 출력 전압이 0V이 되도록 하는 역할을 합니다. 즉, 입력 신호가 없을 때에도 출력이 0V가 되도록 하기 위해 사용됩니다.
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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: 37%)
  • T형 플립플롭은 2진수를 저장할 수 있는 기본적인 논리 회로이다. 4단 계수기는 4개의 T형 플립플롭을 사용하여 만들어진다. 각각의 플립플롭은 2가지 상태를 가지므로, 4개의 플립플롭을 사용하면 총 2의 4승인 16개의 상태를 나타낼 수 있다. 따라서 4단 계수기는 16개의 펄스까지 계수할 수 있다.
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56. 다음 그림과 같이 연산증폭기를 이용하여 적분기 회로를 구성하는데 가장 알맞은 것은?

(정답률: 36%)
  • 정답은 ""입니다.

    연산증폭기는 입력 신호를 증폭시켜 출력으로 내보내는 역할을 합니다. 이때, 적분기 회로에서는 입력 신호를 적분하여 출력으로 내보내야 합니다. 따라서, 연산증폭기의 출력이 적분기의 입력으로 들어가야 합니다.

    보기 중에서 ""는 연산증폭기의 출력이 적분기의 입력으로 들어가는 것을 나타내고 있습니다. 따라서, 이것이 가장 알맞은 답입니다.
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57. 비안정 멀티바이브레이터 회로에서 베이스 전압의 파형은?

  1. 구형파
  2. 정현파
  3. 삼각파
  4. 스텝파
(정답률: 알수없음)
  • 비안정 멀티바이브레이터 회로는 양수와 음수의 전압이 번갈아가며 발생하므로, 베이스 전압도 양수와 음수의 값을 번갈아가며 가지게 됩니다. 이러한 전압 변화가 삼각파 형태로 나타나게 됩니다. 따라서 정답은 "삼각파"입니다.
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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: 19%)
  • 입력전력은 Pi(dc)=VCC2/2RL=302/2x16=23.44[W]이다. 출력전력은 Po(ac)=VRL2/RL=202/16=25[W]이다. 따라서 효율은 η=Po(ac)/Pi(dc) x 100% = 25/23.44 x 100% = 106.5%로 100%를 넘어선다. 이는 불가능한 값이므로 계산에 오류가 있었을 가능성이 있다. 따라서 보기 중에서 효율이 100%를 넘어서는 것은 모두 오답이다. 정답은 "Pi(dc)=23.9[W], Po(ac)=12.5[W], η=52.3[%]"이다.
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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: 46%)
  • "매우 낮은 입력 임피던스와 매우 높은 출력 임피던스를 가지도록 설계되었다."는 연산 증폭기에 대한 설명 중 옳지 않은 것이다. 연산 증폭기는 매우 높은 입력 임피던스와 매우 낮은 출력 임피던스를 가지도록 설계되어야 한다. 이는 입력 신호가 증폭기에 영향을 미치지 않도록 하고, 출력 신호가 외부 회로에 영향을 미치도록 하기 위함이다.
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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: 알수없음)
  • 동기 3단 2진 카운터는 3개의 비트로 이루어진 카운터이므로 JK F/F 3개가 필요하다. JK F/F는 입력값이 J와 K인데, 이를 이용하여 카운터의 동작을 제어할 수 있다. 그리고 카운터의 출력값을 이용하여 어떤 게이트를 사용하여 다음 상태를 결정할 수 있다. 이때, AND 게이트를 사용하면 현재 카운터의 출력값이 모두 1일 때만 다음 상태로 진행하도록 제어할 수 있다. 따라서 정답은 "AND"이다.
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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: 40%)
  • 안티몬(Sb)은 N형 반도체를 만드는 불순물로 사용되지만, P형 반도체를 만드는 불순물로는 사용되지 않습니다. P형 반도체를 만드는 불순물은 원자가 3개의 전자를 가지고 있는 붕소(B)나 알루미늄(Al)과 같은 삼가 원소입니다.
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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: 42%)
  • "캐리어 농도가 큰 쪽에서 작은 쪽으로 이동한다." 이유는 농도 차이에 의해 입자들이 농도가 낮은 쪽으로 이동하기 때문이다.
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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: 20%)
  • 서미스터는 온도 검출, 트랜지스터 회로의 온도 보상, 마이크로파 전력 측정 등에 사용될 수 있지만, 발진기에는 사용되지 않습니다. 발진기는 일정한 주파수로 진동하는 회로를 말하며, 서미스터와는 전혀 다른 개념입니다.
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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: 알수없음)
  • 광전도 셀은 외부에서 들어오는 광선에 의해 전기 신호를 생성하는데, 이것이 바로 외부 광전 효과입니다. 다른 보기들은 모두 내부적인 요소에 의해 전기 신호가 생성되는 것들입니다.
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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: 25%)
  • 도너 불순물은 전자를 기부하여 n형 반도체의 전도도를 증가시킨다. 이로 인해 페르미 준위는 전도대 쪽으로 이동하게 된다. 이는 전자의 에너지 상태가 높아져 전도대로 이동할 가능성이 높아지기 때문이다. 따라서 정답은 "전도대 쪽으로 접근한다."이다.
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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: 20%)
  • 전자를 끌어내는 방향으로 전계를 가하면 금속 표면의 전자들이 전계에 의해 밀려나게 되어 전위장벽이 낮아지는데, 이는 쇼트키 효과라고 한다. 이는 전자의 이동 경로를 단축시켜 전류의 흐름을 용이하게 하기 때문에 쇼트키 효과라고 부른다.
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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: 10%)
  • pn 접합에 역바이어스 전압을 걸어주면 접합면의 장벽전위가 높아지고, 이로 인해 이온화가 감소한다. 따라서 보기 중 "이온화가 증가한다."가 아닌, "접합면의 장벽전위가 낮아진다."가 틀린 것이다.
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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: 25%)
  • 컬렉터 접합부의 온도 상승으로 인해 트랜지스터 내부의 전류 증폭 기능이 강화되어 더 많은 전류가 흐르게 되고, 이로 인해 더 많은 열이 발생하여 온도가 더욱 상승하는 양상을 보이게 됩니다. 이러한 과정이 반복되면서 트랜지스터는 점차적으로 파괴되는데, 이를 thermal runaway 현상이라고 합니다.
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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: 17%)
  • P형 반도체에서 억셉터 준위가 32% 채워져 있다는 것은 전자가 68% 채워져 있다는 것을 의미합니다. 따라서 페르미 준위는 반이 채워져 있는 상태이며, 이는 반이 채워진 에너지 준위입니다.

    P형 반도체에서 페르미 준위와 억셉터 준위의 차이는 전자와 억셉터 간의 결합 에너지를 의미합니다. 이는 반도체의 종류나 구조에 따라 다르며, 일반적으로 0.1~1 eV 정도의 값입니다.

    따라서 이 문제에서는 정답이 "0.02"입니다. 이는 전자와 억셉터 간의 결합 에너지가 0.02 eV라는 뜻입니다. 이 값은 일반적인 반도체에서 예상되는 값의 범위 내에 있으며, 따라서 가능한 정답 중 하나입니다.
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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: 29%)
  • "전자의 존재 확률이 0[%]이다."는 옳지 않은 설명이다. 페르미 준위는 전자의 존재 확률이 50%인 에너지 준위를 말하며, 전자가 존재할 확률이 0%이거나 100%인 경우는 없다.
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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: 10%)
  • βF = αF / (1 - αF) 이므로, βF = 0.98 / (1 - 0.98) = 49 이다. 따라서 정답은 "49"이다.
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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: 42%)
  • PN 접합에서 전류는 다수 캐리어와 소수 캐리어에 의해 생성됩니다. 따라서 PN 접합 전류가 zero(dud)라는 의미는 접합을 흐르는 소수 캐리어와 다수 캐리어가 같다는 것입니다. 이는 전위 장벽이 없어졌다는 것을 의미하며, 이는 PN 접합에서 전류가 흐르는 조건이 되기 위한 필수 조건입니다. 따라서 PN 접합 전류가 zero(dud)라는 것은 PN 접합이 전류를 전달할 수 없는 상태라는 것을 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%)
  • 가전자대의 내부에서 빛이 흡수되면, 전자가 빛의 에너지를 흡수하여 전도대로 올라가게 됩니다. 이 과정에서 전자와 양공이 생성되는데, 이를 내부 광전 효과라고 합니다. 이는 반도체 소자에서 매우 중요한 역할을 하며, 태양광 전지 등의 제작에도 이용됩니다.
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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: 42%)
  • 접합형 트랜지스터에서 스위칭 작업을 수행하기 위해서는 포화 영역과 차단 영역이 필요합니다. 포화 영역은 베이스-에미터 접합이 포화되어 전류가 최대로 흐르는 상태이며, 차단 영역은 베이스-컬렉터 접합이 차단되어 전류가 흐르지 않는 상태입니다. 따라서 스위칭 작업을 위해서는 이 두 영역을 적절히 이용해야 합니다.
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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: 34%)
  • 일반적으로 순수 반도체에서 온도의 상승으로 나타나는 현상은 원자의 에너지가 증가하기 때문입니다. 이는 온도가 증가하면 원자 내부의 전자들이 더 많은 열 운동을 하게 되어 에너지 상태가 높아지기 때문입니다. 이러한 상태에서는 전자들이 원자에서 더 쉽게 떨어져 나와 전기 전도성이 증가하게 됩니다.
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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: 20%)
  • 정답: "콤프턴 효과(Compton effect)"

    광양자가 에너지와 운동량을 갖고 있음을 나타내는 것은 "콤프턴 효과"입니다. 콤프턴 효과란, X선이나 감마선과 같은 고에너지 전자기파가 물질과 상호작용하여 에너지와 운동량을 전달받고, 그 결과로 전자와 같은 입자로 변화하는 현상을 말합니다. 이때 광양자는 전자기파의 입자적 성질을 나타내며, 입자의 운동량은 전자기파의 파동성을 나타냅니다. 따라서 광양자가 에너지와 운동량을 갖고 있음을 나타내는 것은 콤프턴 효과입니다.
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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: 알수없음)
  • PN 접합에서 접촉전위차는 P쪽과 N쪽의 불순물 농도 차이에 의해 발생한다. 따라서 불순물 농도가 낮을수록 전위차는 높아진다. 이는 진성캐리어가 적어져서 전하의 이동이 어려워지기 때문이다.
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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%)
  • 전하의 양은 전자의 수와 비례하기 때문에, 전하 1[C]를 가진 전자의 수를 구하면 된다. 전하 1[C]는 1[A]의 전류가 1[s] 동안에 지나가는 전하의 양과 같다. 이는 전류의 정의인 "단위 시간당 전하의 양"과 같으므로, 1[C] = 1[A] × 1[s] 이다.

    전류는 전하의 흐름이므로, 전하 1[C]가 1[s] 동안에 흐르는 거리는 전류 1[A]가 1[s] 동안에 흐르는 거리와 같다. 이 거리는 전류의 정의인 "단위 시간당 전하가 지나가는 거리"와 같으므로, 1[m]이다.

    전자의 전하는 전자 하나당 -1.6 × 10^-19[C]이므로, 1[C]의 전하를 가진 전자의 수는 1[C] / (-1.6 × 10^-19[C]) = 6.25 × 10^18[개]이다.

    따라서, 정답은 "6.25×1018 [개]"이다.
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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: 알수없음)
  • 일함수(Ew)는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Ew = E0 - Ef

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Ew = 13.47[eV] - 8.95[eV] = 4.52[eV]

    따라서, 정답은 "4.52[eV]"입니다. 이유는 전위장벽 높이와 페르미에너지의 차이가 일함수를 결정하기 때문입니다.
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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: 10%)
  • 초전도 현상은 저온에서 일어나며, 물질의 격자 진동이 저하하여 결국 저항이 0으로 된다는 것이 옳은 설명이다. 이는 전자와 결합된 이온들이 격자 진동으로 인해 이동하지 못하게 되는데, 저온에서는 이 진동이 줄어들어 이온들이 자유롭게 이동할 수 있게 되기 때문이다. 따라서 전류가 흐르지 않는 것이 아니라, 전류가 흐르는데 저항이 없어지는 것이다.
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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: 47%)
  • "handshaking"은 데이터 전송을 시작하기 전에 송신자와 수신자 간에 상호작용하는 과정을 말합니다. 이 과정에서 송신자는 데이터를 전송할 준비가 되었음을 알리는 신호를 보내고, 수신자는 데이터를 받을 준비가 되었음을 알리는 신호를 보내어 데이터 전송이 가능한 상태인지 확인합니다. 이러한 상호작용을 통해 데이터 전송이 원활하게 이루어지며, 이는 비동기식 입출력 시스템에서 매우 중요한 역할을 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: 25%)
  • 정답은 "대문자와 소문자를 구분하지 않는다." 이다.

    비주얼 베이직에서는 변수명, 함수명, 프로시저명 등의 이름에서 대문자와 소문자를 구분하지 않는다. 즉, "myVariable"과 "MyVariable"은 같은 변수로 인식된다. 이는 코드 작성 시 오타를 줄이고, 코드 가독성을 높이는 데 도움이 된다.
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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: 알수없음)
  • 20[bit]의 주소 공간은 총 2^20 개의 주소를 가질 수 있습니다. 각 주소당 8[bit]의 데이터를 저장할 수 있으므로, 전체 용량은 2^20 * 8[bit]이 됩니다. 이를 [Mbyte] 단위로 변환하면 1[Mbyte]가 됩니다. 따라서, 주기억 장치의 용량은 1[Mbyte]입니다.
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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: 39%)
  • 프로그램은 컴퓨터로 처리할 업무를 분석하여 최종결과가 나오기까지의 작업 절차를 지시하는 명령문의 집합체입니다. 따라서 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어로 작성된 프로그램은 컴퓨터가 원하는 작업을 수행할 수 있도록 도와줍니다.
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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: 25%)
  • MSB는 Most Significant Bit의 약자로, 가장 중요한 비트를 의미합니다. 이 중요한 비트는 맨 왼쪽 비트(최상위 비트)입니다. 이 비트는 해당 숫자의 부호를 나타내거나, 해당 숫자가 양수인지 음수인지를 판단하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 MSB는 숫자의 크기와 부호를 결정하는 데 매우 중요합니다.
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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 운영체제의 핵심 구성요소로서, 시스템 자원을 효율적으로 관리하고 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 한다. 따라서 제어 프로그램에는 데이터 관리 프로그램, 작업 관리 프로그램, 감독자 프로그램 등이 포함된다. 하지만 서비스 프로그램은 운영체제의 일부가 아니며, 사용자가 필요로 하는 특정 기능을 제공하는 프로그램으로 분류된다. 따라서 서비스 프로그램은 제어 프로그램에 포함되지 않는다.
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87. 객체지향 언어이고 웹상의 응용 프로그램에 알맞게 만들어진 언어는?

  1. 포트란(FORTRAM)
  2. C
  3. 자바(java)
  4. SQL
(정답률: 알수없음)
  • 자바는 객체지향 언어이며, 웹상에서 실행되는 애플리케이션을 개발하기에 적합한 언어입니다. 자바는 플랫폼 독립적이며, 다양한 운영체제에서 실행될 수 있습니다. 또한, 자바는 안정성과 보안성이 높아서 대규모 프로젝트에서도 안정적으로 동작할 수 있습니다. 이러한 이유로 자바는 웹 개발 분야에서 많이 사용되고 있습니다.
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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: 25%)
  • 외부 신호에 의해 발생되는 interrupt는 시스템 외부에서 발생하는 것이므로 "external interrupt"이다. I/O interrupt는 입출력 장치와 관련된 interrupt를 의미하며, program interrupt는 프로그램 내부에서 발생하는 interrupt를 의미한다. Supervisor call interrupt는 운영체제에서 발생하는 interrupt를 의미한다.
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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: 알수없음)
  • IR(Instruction Register)은 CPU가 메모리로부터 읽어온 명령어를 보관하는 레지스터입니다. CPU는 메모리로부터 명령어를 읽어와 IR에 저장한 후, 해당 명령어를 해석하고 실행합니다. 따라서 IR은 CPU의 명령어 처리 과정에서 중요한 역할을 수행합니다.
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90. push와 pop operation에 의해서만 접근 가능한 storage device는?

  1. MBR
  2. queue
  3. stack
  4. cache
(정답률: 알수없음)
  • "Stack"은 push와 pop operation에 의해서만 접근 가능한 storage device입니다. 이는 데이터를 저장할 때 가장 최근에 저장된 데이터가 가장 먼저 추출되는 LIFO (Last In First Out) 구조를 가지기 때문입니다. 따라서, stack은 데이터를 일시적으로 저장하고 관리하는 데 유용하며, 컴퓨터 프로그래밍에서 함수 호출, 재귀 알고리즘 등에 사용됩니다. MBR, queue, cache는 각각 다른 데이터 구조를 가지고 있으며, push와 pop operation에 의해서만 접근 가능한 구조는 아닙니다.
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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: 42%)
  • 정수 연산에서 1의 보수와 2의 보수 표현은 덧셈과 산술 시프트로 모든 연산이 가능하며, 특히 2의 보수방식이 좋은 이유는 2의 보수 방식은 음수와 양수를 더할 때 자리 올림수를 무시할 수 있기 때문이다. 이로 인해 덧셈 연산이 간단해지며, 뺄셈도 덧셈으로 바꿀 수 있어서 뺄셈 연산도 간단해진다. 또한 2의 보수 방식은 음수의 표현이 유일하며, 덧셈과 뺄셈을 하나의 회로로 처리할 수 있어 하드웨어 구현이 간단하다.
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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%)
  • 클록 펄스 주기가 5[MHz]이므로, 1 클록당 걸리는 시간은 1/5[MHz] = 0.2[μs]이다. 16비트 레지스터를 통해 데이터를 직렬 전송하므로, 한 번에 16비트를 전송할 수 있다. 따라서, 순수 데이터의 비트 전송시간은 16비트를 전송하는 데 걸리는 시간인 0.2[μs]이다. 워드 전송시간은 16비트를 전송하는 데 걸리는 시간인 0.2[μs]에 16비트를 전송하는 횟수인 16을 곱한 값인 3.2[μs]이다. 따라서, 정답은 "0.2[μs], 3.2[μs]"이다.
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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: 38%)
  • 부동 소수점 표현방식에서 정규화하는 이유는 유효숫자를 크게 하기 위해서입니다. 정규화를 통해 소수점 이하의 숫자를 최대한 많이 표현할 수 있으며, 이는 부동 소수점 연산에서 정확도를 높이는 데에 중요한 역할을 합니다.
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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: 20%)
  • 간접 매핑은 주소의 일부를 캐시 메모리의 인덱스로 사용하지 않고, 주소가 가리키는 메모리 위치에 저장된 태그 값을 사용하여 캐시 메모리의 인덱스를 결정하는 방식이다. 따라서 캐시 메모리의 인덱스를 직접 결정하는 직접 매핑과는 다르며, 태그 값과 일치하는 데이터를 찾기 위해 전체 캐시 메모리를 탐색하는 어소시어티브 매핑과 세트-어소시어티브 매핑과도 다르다. 따라서 정답은 "간접 매핑(Indirect Mapping)"이다.
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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: 19%)
  • "재충전 회로가 필요하다."는 DRAM의 특징이 맞으므로, 정답은 "SRAM보다 액세스 속도가 빠르다." 이다. 이는 DRAM이 데이터를 저장하는 방식이 SRAM과 다르기 때문이다. DRAM은 데이터를 저장하기 위해 캐패시터를 사용하고, 이 캐패시터에 저장된 전하를 유지하기 위해 주기적으로 재충전이 필요하다. 이 과정에서 액세스 속도가 느려질 수 있지만, SRAM은 전력이 공급되는 한 데이터를 유지할 수 있기 때문에 액세스 속도가 더 빠르다.
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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: 9%)
  • 먼저, 2의 보수란 어떤 수의 보수를 취하면 그 수와 더해서 2의 거듭제곱인 수가 되는 것을 말합니다. 예를 들어, 8비트에서 -5의 2의 보수는 11111011입니다. 이 수와 5를 더하면 100000000이 되는데, 이는 8비트에서 2의 거듭제곱인 256과 같습니다.

    이 문제에서 A와 B 레지스터에 저장된 값은 각각 2의 보수로 표현되어 있습니다. 따라서 이 값들을 10진수로 변환하면 A는 -80, B는 -48이 됩니다. A ← A-B 연산을 수행하면 A는 -80-(-48)인 -32가 됩니다. 이 값을 2의 보수로 다시 표현하면 11100000이 되는데, 이는 16진수로 표현하면 FFFFFF20입니다. 하지만 이 문제에서는 8비트 레지스터를 사용하므로 상위 8비트를 버리고 하위 8비트만을 취하면 FFFFFF20에서 20이 남게 됩니다. 이 값의 2의 보수를 취하면 000000E0이 되는데, 이는 10진수로 224와 같습니다. 이 값에서 256을 빼면 224-256=-32가 되므로, A 레지스터의 값은 11100000의 2의 보수인 FFFFFF20이 아니라, 11100000의 2의 보수를 취한 값인 000000E0이 됩니다. 이 값을 16진수로 표현하면 FFFFFF12가 되므로, 정답은 "FFFFFF12"입니다.
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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: 19%)
  • "RISC는 프로그램의 길이가 길어지므로 수행 속도가 느린 단점이 있다."는 잘못된 설명이다. RISC는 프로그램의 길이가 짧아지고, 명령어의 실행 속도가 빨라지는 등의 장점이 있다. 이는 실행 빈도가 적은 명령어를 제거하여 자원 이용률을 높이는 구조 때문이다.
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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: 34%)
  • 정답은 "기억장치의 주소 공간이 줄어든다." 이다.

    Memory-mapped I/O 방식은 입출력 장치들의 주소 공간이 기억장치 주소 공간과 동일하게 할당되는 방식이다. 따라서 입출력 장치들은 기억장치 주소 공간에 존재하며, 입출력 명령을 수행하기 위해 별도의 명령어를 사용하지 않고 기억장치 명령어를 사용한다. 이러한 방식은 기억장치 주소 공간을 입출력 장치들과 공유하기 때문에, 입출력 장치들의 주소 공간이 별도로 할당되는 isolated I/O 방식에 비해 기억장치 주소 공간이 줄어들게 된다.
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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: 0%)
  • 스택 instruction이 instruction cycle time이 가장 짧은 이유는 피연산자의 위치가 스택에 저장되기 때문입니다. 스택은 메모리와 달리 레지스터에 비해 접근 시간이 느리지만, 스택에 저장된 데이터는 가장 최근에 저장된 데이터가 가장 먼저 사용되므로, 스택을 이용한 명령어는 피연산자를 레지스터나 메모리에 저장하는 명령어에 비해 더 빠른 속도로 실행될 수 있습니다. 따라서 스택 instruction은 instruction cycle time이 가장 짧은 명령어 형식 중 하나입니다.
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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: 30%)
  • 전가산기(Full Adder)는 순차 논리회로이지만, 나머지 보기들은 모두 순차 논리회로입니다. 전가산기는 덧셈 연산을 수행하는 논리회로로, 입력된 두 비트와 이전 단계에서의 자리올림수를 고려하여 합과 자리올림수를 출력합니다. 이에 반해, 나머지 보기들은 모두 순차 논리회로 중에서도 각각 다른 종류의 논리회로입니다. master-Slave 방식의 JK 플립플롭은 시퀀스 논리회로에서 자주 사용되는 플립플롭으로, 입력 신호와 클럭 신호에 따라 출력을 변경합니다. 8진 UP 카운터(Counter)는 입력 신호에 따라 카운트 값을 증가시키는 논리회로로, 8진수로 표현된 카운트 값을 출력합니다. 4비트 시프트 레지스터는 입력된 데이터를 지정된 비트 수만큼 왼쪽이나 오른쪽으로 이동시키는 논리회로입니다.
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