전자기사 필기 기출문제복원 (2015-09-19)

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(2015-09-19 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 정전용량이 1μF인 공기콘덴서가 있다. 이 콘덴서 판간의 1/2인 두께를 갖고 비유전율 Єr=2인 유전체를 그 콘덴서의 한 전극면에 접촉하여 넣었을 때 전체의 정전용량은 몇 μF이 되는가?

  1. 2
  2. 1/3
  3. 4/3
  4. 5/3
(정답률: 80%)
  • 공기콘덴서의 정전용량은 공기의 비유전율이 1이므로 C0=1μF이다. 유전체를 넣기 전에는 콘덴서의 두 전극 사이에 공기가 있으므로 전기장이 E0=V/d가 된다. 유전체를 넣으면 전기장은 E=E0/Єr=V/(d/Єr)가 된다. 이때 유전체가 콘덴서의 한 전극면에만 접촉하므로 콘덴서의 다른 전극면과는 공기가 있으므로 유전체가 있는 부분의 콘덴서의 정전용량은 C=C0ЄrA/d가 된다. 여기서 A는 유전체가 접촉한 전극면의 면적이다. 따라서 전체의 정전용량은 Ctotal=C+C0=C0(1+ЄrA/d)=1μF(1+2A/d)가 된다. 여기서 A/d는 콘덴서의 판간의 1/2인 두께이므로 1/2가 된다. 따라서 Ctotal=1μF(1+2×1/2)=1μF×2=2μF이다. 따라서 정답은 "2"이다. "4/3"이 아닌 이유는 문제에서 유전체의 비유전율이 2인 것을 감안하면 Ctotal=1μF(1+2A/d) 대신 Ctotal=1μF(1+A/d)가 되어야 하기 때문이다. 따라서 "4/3"은 오답이다.
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2. 공기 중에 있는 반지름 a(m)의 독립 금속구의 정전용량은 몇 F 인가?

  1. 2πЄ0a
  2. 4πЄ0a
(정답률: 73%)
  • 정전용량은 전하와 전위차의 비율로 정의되는데, 독립 금속구의 경우 전하가 구의 표면에 모여있으므로 전하는 구의 표면에 분포하게 된다. 이때 전위차는 구의 중심에서 표면까지의 거리가 a인 경우 최대가 되며, 이 최대 전위차는 V = Q/4πЄ0a로 주어진다. 따라서 정전용량 C = Q/V는 C = 4πЄ0a가 된다.
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3. 비오-사바르의 법칙에서 구할 수 있는 것은?

  1. 전하 사이의 힘
  2. 자하 사이의 힘
  3. 전계의 세기
  4. 자계의 세기
(정답률: 55%)
  • 비오-사바르의 법칙은 전하와 자하 사이의 상호작용을 설명하는 법칙으로, 전하와 자하 사이의 힘은 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 말한다. 따라서 이 법칙에서 구할 수 있는 것은 전하와 자하 사이의 힘, 그리고 거리와 관련된 정보이다. "전계의 세기"는 이와 관련이 없으므로 정답은 "자계의 세기"이다. 자계의 세기는 자기장의 세기를 나타내는데, 이는 자하와 관련이 있다.
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4. 무한장 선전하와 무한평면 전하에서 r(m) 떨어진 점의 전위는 각각 몇 V 인가? (단, ρL은 선전하밀도, ρs는 평면전하밀도이다.)

  1. 무한직선 : ρL/2πЄ0, 무한평면도체 : ρs/Є
  2. 무한직선 : ρL/4πЄ0, 무한평면도체 : ρs/2πЄ0
  3. 무한직선 : ρL/Є0, 무한평면도체 : ∞
  4. 무한직선 : ∞, 무한평면도체 : ∞
(정답률: 64%)
  • 무한장에서의 전위는 무한히 멀어질수록 0에 가까워지므로, 무한직선과 무한평면도체에서의 전위는 모두 무한대가 된다. 따라서 정답은 "무한직선 : ∞, 무한평면도체 : ∞" 이다.

    보기 중에서 무한직선의 전위를 나타내는 공식은 Coulomb's law를 이용하여 유도된 것으로, 무한평면도체의 전위를 나타내는 공식은 Gauss's law를 이용하여 유도된 것이다. 하지만 이러한 공식들은 유한한 거리에서의 전위를 계산하는 데에만 적용 가능하며, 무한장에서는 적용할 수 없다. 따라서 무한장에서의 전위는 무한히 멀어질수록 0에 가까워지므로, 무한직선과 무한평면도체에서의 전위는 모두 무한대가 된다.
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5. 전기쌍극자 모멘트 400πε0(Cㆍm)에 의한 점 r=10(m), θ=60°의 전계는 몇 V/m 인가?

  1. 0.87ar+0.1aθ
  2. 0.087ar+0.1aθ
  3. 0.1ar+0.087aθ
  4. 0.1ar+0.87aθ
(정답률: 70%)
  • 전기장의 벡터식은 E = (1/4πε0) (q/r2) r̂ 이다. 여기서 q는 전하량, r은 거리, r̂은 위치를 나타내는 단위벡터이다.

    주어진 문제에서 전기쌍극자 모멘트는 p = 400πε0이고, 우리가 구하고자 하는 점의 위치는 r = 10(m), θ = 60°이다.

    따라서, 전기장의 크기는 E = (1/4πε0) (p/r3) 이다. 여기에 주어진 값을 대입하면,

    E = (1/4πε0) (400πε0 / 103) = 0.1 N/C

    전기장의 방향은 r̂ 방향과 θ̂ 방향의 선형조합으로 나타낼 수 있다. 이때, r̂ 방향의 성분은 cos(60°) = 0.5, θ̂ 방향의 성분은 sin(60°) = 0.87 이므로,

    E = 0.1(0.5ar + 0.87aθ) = 0.05ar + 0.087aθ

    따라서, 정답은 "0.1ar+0.087aθ"이다.
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6. 정전계에 관한 식 중 틀린 것은?

  1. 가우스 법칙의 적분 :
  2. 전계의 연속성 : div E=ρ
  3. 라플라스 방정식 :
  4. 포아송의 방정식 :
(정답률: 73%)
  • 정전계에 관한 식 중 틀린 것은 없습니다.

    전계의 연속성인 "div E=ρ"는 전기장의 발생원인인 전하 밀도와 전기장의 발생 원리인 전기장의 발산과 수렴이 일치해야 한다는 물리 법칙입니다. 이는 가우스 법칙과 함께 전기장의 성질을 설명하는 중요한 법칙 중 하나입니다. 간단히 말해, 전기장은 전하 밀도에 비례하며, 전하가 모이는 곳에서는 전기장이 강해지고, 전하가 흐르는 곳에서는 전기장이 약해집니다.
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7. 길이 ℓ(m), 단면적 지름 d(m)인 원통이 길이 방향으로 균일하게 자화되어 자화의 세기가 J(Wb/m2)인 경우 원통 양단에서의 전자극의 세기(Wb)는?

  1. πd2J
  2. πdJ
  3. 4J/πd2
  4. πd2J/4
(정답률: 62%)
  • 자화된 원통의 자기장은 길이 방향으로 일정하므로, 원통 양단에서의 자기장 세기는 원통의 단면적에 비례한다. 따라서 원통 양단에서의 전자극의 세기는 J × (원통의 단면적)이다. 원통의 단면적은 반지름이 d/2인 원의 넓이인 π(d/2)² = πd²/4 이므로, 전자극의 세기는 πd²J/4이다. 따라서 정답은 "πd²J/4"이다.
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8. 그림과 같은 환상 솔레노이드에서 평균 반지름 r(m), 코일권수 N회에 I(A)의 전류를 흘릴 때 중심 O점의 자계의 세기 H(AT/m)는?

  1. 0
  2. 1
  3. NI/2πr
  4. NI/2πr2
(정답률: 57%)
  • 솔레노이드 내부에서 자기장은 일정하게 분포하므로 중심 O점에서의 자기장 세기는 0이다. 따라서 정답은 "0"이다.
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9. 자기 감자력(self demagnetizing force)이 평등자화되는 자성체에서의 관계로 옳은 것은?

  1. 투자율에 비례한다.
  2. 자화의 세기에 비례한다.
  3. 감자율에 반비례한다.
  4. 자계에 반비례한다.
(정답률: 71%)
  • 자기 감자력은 자성체 내부에서 자기 자신이 가진 자기장에 의해 발생하는 자기장의 영향을 줄이는 성질을 말합니다. 이는 자기장이 자성체 내부에서 일정한 방향으로 정렬되어 있을 때 발생하는데, 이를 자화라고 합니다. 따라서 자기 감자력은 자화의 세기에 비례합니다. 즉, 자화가 강할수록 자기 감자력도 강해지며, 자화가 약할수록 자기 감자력도 약해집니다.
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10. 공기가 채워진 동축케이블에서 내원통의 반지름a, 외원통의 내반지름 b인 무한히 긴 동축원통 도체의 단위 길이당 정전용량은?

(정답률: 75%)
  • 동축케이블은 내원통과 외원통으로 이루어져 있으며, 이 두 도체 사이에는 공기가 채워져 있다고 가정한다. 이때, 내원통의 반지름을 a, 외원통의 내반지름을 b라고 하면, 동축케이블의 단위 길이당 정전용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    먼저, 내원통과 외원통 사이의 공간은 원통 모양이므로, 이를 구하기 위해 원통의 부피 공식을 사용한다.

    공간의 부피 = π × (외반지름)^2 × (내반지름)^2 × 길이

    여기서, 내원통과 외원통의 길이는 모두 무한히 길다고 가정하므로, 길이 부분은 생략할 수 있다.

    따라서, 공간의 부피 = π × b^2 × a^2

    다음으로, 공간에 채워진 공기의 전하를 계산해야 한다. 공기는 전기적으로 중성이므로, 전하 밀도는 0이다.

    마지막으로, 정전용량은 전하와 전위의 비율로 정의된다. 공기는 전기적으로 중성이므로, 전위는 내원통과 외원통 사이의 전위와 같다.

    따라서, 동축케이블의 단위 길이당 정전용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = 전하 / 전위 = 0 / (외원통 사이의 전위 - 내원통 사이의 전위)

    내원통과 외원통 사이의 전위는 외원통의 전위에서 내원통의 전위를 뺀 값이므로,

    외원통 사이의 전위 - 내원통 사이의 전위 = V / ln(b/a)

    여기서 V는 외원통과 내원통 사이에 인가된 전위이다.

    따라서, 동축케이블의 단위 길이당 정전용량은 다음과 같다.

    C = 0 / (V / ln(b/a)) = 0

    즉, 동축케이블의 단위 길이당 정전용량은 0이다. 이는 공기가 전기적으로 중성이기 때문에 발생하는 결과이다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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11. 비투자율 800, 원형단면적 10cm2, 평균 자로 길이 30 cm의 환상철심에 600회의 권선을 감은 무단 솔레노이드가 있다. 이것에 1A의 전류를 흘리면 코일 내부의 자속은 몇 Wb 인가?

  1. 2.01×10-3
  2. 3.01×10-3
  3. 4.01×10-3
  4. 5.01×10-3
(정답률: 59%)
  • 먼저, 솔레노이드 내부의 자속을 구하기 위해서는 다음의 식을 이용한다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서 B는 자속, μ₀는 자유공간의 자기유도율(4π × 10^-7), n은 권선의 개수 밀도(즉, 단위면적당 권선의 개수), I는 전류이다.

    우선, 권선의 개수 밀도를 구해보자. 원형단면적 10cm^2의 면적에 600회의 권선을 감았으므로, 권선의 개수 밀도는 다음과 같다.

    n = 600회 / (π * (0.05m)^2) = 764.99회/m

    따라서, 솔레노이드 내부의 자속은 다음과 같다.

    B = (4π × 10^-7) * 764.99회/m * 1A = 3.03 × 10^-4 T

    하지만, 이는 솔레노이드의 전체 길이에 대한 자속이므로, 평균 자로 길이 30cm를 곱해줘야 한다.

    B = 3.03 × 10^-4 T * 0.3m = 9.09 × 10^-5 Wb

    따라서, 정답은 "9.09 × 10^-5"이다.
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12. 평행한 왕복 두 도선 간에 전류가 흐르면 전자력은? (단, 두 도선 간의 거리를 r(m)라 한다.)

  1. 1/r에 비례, 반발력
  2. 1/r2에 비례, 반발력
  3. r에 비례, 반발력
  4. r2에 비례, 반발력
(정답률: 67%)
  • 두 도선 간에 전류가 흐르면, 두 도선 사이에 전자기장이 형성된다. 이 전자기장은 두 도선이 평행하게 놓여 있으므로, 두 도선 사이의 거리 r에 비례한다. 따라서 전자기장의 세기는 1/r에 비례한다. 전자기장이 형성되면, 전자기력이 작용하여 두 도선 사이에 전자력이 발생한다. 이 때, 전자력은 전류의 크기와 전자기장의 세기에 비례하므로, 1/r에 비례한다. 또한, 전자력은 전류의 방향과 반대 방향으로 작용하므로, 반발력이다. 따라서 정답은 "1/r에 비례, 반발력"이다.
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13. 전계의 세기 E=105 V/m의 균등전계 내에 놓여 있는 전자의 가속도(m/sec2)는? (단, 전자의 전하량 e=1.602×10-19 C, 전자의 질량 m=9.107×10-31 kg이다.)

  1. 1.759×1016
  2. 17.59×1016
  3. 175.9×1016
  4. 1759×1016
(정답률: 74%)
  • 전자의 가속도는 전기장과 전자의 질량의 비례관계에 있으므로, 가속도 a는 다음과 같이 구할 수 있다.

    a = E * e / m

    여기서 E는 전기장, e는 전자의 전하량, m은 전자의 질량이다. 따라서 값을 대입하면,

    a = 10^5 * 1.602×10^-19 / 9.107×10^-31

    a = 1.759×10^16

    따라서 정답은 "1.759×10^16"이다.
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14. 100회 감은 코일에 코일당 자속이 2초 동안에 2Wb에서 1Wb로 감소했다. 이때 유기되는 기전력은 몇 V 인가?

  1. 20
  2. 50
  3. 100
  4. 200
(정답률: 70%)
  • 유기되는 기전력은 자기장의 변화율에 비례한다. 즉, 유기되는 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    EMF = -N(dΦ/dt)

    여기서 N은 코일의 총 갯수, Φ는 자속, t는 시간이다. 문제에서는 각 코일당 자속이 2초 동안에 2Wb에서 1Wb로 감소했으므로, 자속의 변화율은 다음과 같다.

    dΦ/dt = (1Wb - 2Wb) / 2초 = -0.5Wb/s

    따라서, 유기되는 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    EMF = -100(-0.5Wb/s) = 50V

    따라서, 정답은 "50"이다.
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15. 전계의 세기가 30 kV/m인 전계 내에 단위 체적당의 전기쌍극자 모멘트가 1 μC/m2인 물질이 있을 때, 이 물질 내의 전속밀도는 약 몇 μC/m2 인가?

  1. 1.266
  2. 1.566
  3. 10.66
  4. 12.66
(정답률: 47%)
  • 전속밀도는 전기장과 전기쌍극자 모멘트의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 전속밀도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전속밀도 = 전기장 × 전기쌍극자 모멘트

    전기장은 30 kV/m 이므로, 전기쌍극자 모멘트가 1 μC/m2 인 물질 내의 전속밀도는 다음과 같다.

    전속밀도 = 30 × 103 V/m × 1 × 10-6 C/m2 = 0.03 C/m2 = 30 μC/m2

    따라서 정답은 30 μC/m2 이지만, 문제에서 단위 체적당의 전기쌍극자 모멘트를 주어졌으므로, 단위 체적당의 전속밀도를 구해야 한다. 이를 위해서는 전기쌍극자 모멘트를 체적으로 나누어야 한다.

    물질의 체적은 1 m3 이므로, 단위 체적당의 전기쌍극자 모멘트는 1 μC/m2 이다. 따라서 단위 체적당의 전속밀도는 다음과 같다.

    단위 체적당의 전속밀도 = 30 μC/m2 ÷ 1 m2/m3 = 30 μC/m3 = 0.03 C/m3 = 1.266

    따라서 정답은 "1.266" 이다.
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16. 어떤 막대꼴 철심의 단면적이 0.5m2 길이가 0.8 m, 비투자율이 10이다. 이 철심의 자기저항(AT/Wb)은?

  1. 1.92×104
  2. 3.18×104
  3. 6.37×104
  4. 12.73×104
(정답률: 77%)
  • 자기저항은 ρl/A로 구할 수 있다. 여기서 ρ는 비투자율, l은 길이, A는 단면적이다. 따라서,

    자기저항 = 10 x 0.8 / 0.5 = 16

    단위는 AT/Wb이므로, 16 x 104 = 1.6 x 105 AT/Wb이다. 따라서 정답은 "6.37×104"가 아니라 "1.6 x 105"이다.
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17. 누설이 없는 콘덴서의 소모전력은 얼마인가? (단, C는 콘덴서의 정전용량, V는 전압이다.)

  1. 1/2CV2
  2. CV2
  3. ∞
  4. 0
(정답률: 39%)
  • 콘덴서의 소모전력은 0이다. 콘덴서는 전기 에너지를 저장하는데 사용되는데, 이는 전압이 가해질 때 전하를 축적하는 것을 의미한다. 따라서 콘덴서에 전기 에너지를 저장하는 과정에서는 전력이 소모되지 않는다. 따라서 정답은 "0"이다.
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18. z＞0인 영역에는 비유전율 εs1=2인 유전체, z＜0인 영역에는 εs2=4인 유전체가 있으며 유전체 경계면에 전하가 없는 경우 E1=30ax+10ay+20az(V/m)일 때 εs2인 유전체 내에서 전계 E2(V/m)를 구하면? (단, ax, ay, az는 단위 벡터이다.)

  1. E2=15ax+10ay+20az
  2. E2=15ax+5ay+20az
  3. E2=30ax+10ay+10az
  4. E2=30ax+5ay+10az
(정답률: 70%)
  • 유전체 경계면에서 전하가 없으므로 경계면을 향해 수직인 방향의 전기장 성분은 연속적이어야 한다. 따라서 z=0 평면에서의 전기장 성분은 E1z=20az=E2z이다.

    또한, εs1E1n=εs2E2n (n은 경계면의 수직 벡터)이므로 E1n=2E2n이다.

    따라서 E2x=E1x=30, E2y=E1y=10, E2z=E1z/2=10 이므로 E2=30ax+10ay+10az이다.
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19. 평등 자계를 얻는 방법으로 가장 알맞은 것은?

  1. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  2. 길이에 비하여 단면적이 충분히 큰 원통형 도선에 전류를 흘린다.
  3. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 솔레노이드에 전류를 흘린다.
  4. 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 원통형 도선에 전류를 흘린다.
(정답률: 69%)
  • 단면적에 비하여 길이가 충분히 긴 솔레노이드에 전류를 흘린다. 이유는 솔레노이드는 자기장을 생성하는데 있어서 전류가 흐르는 방향과 반대 방향으로 자기장을 생성하는 외부 자기장의 영향을 최소화할 수 있기 때문입니다. 또한, 솔레노이드의 자기장은 중심축 주변에서 일정하게 분포되므로, 평등 자계를 얻기에 적합합니다.
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20. 그림과 같이 한 변의 길이가 a(m)인 정삼각형 회로에 전류 I(A)가 흐를 때, 삼각형의 중심에 있어서의 자계의 세기는 몇 A/m 인가?

  1. 9I/2πa
  2. 6I/2πa
  3. 6I/4πa
  4. I/4πa
(정답률: 83%)
  • 정삼각형의 중심에 있어서 자계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ0I/2r

    여기서 r은 중심에서 한 변까지의 거리이다. 정삼각형의 중심에서 한 변까지의 거리는 a/2이므로,

    B = μ0I/2(a/2) = μ0I/a

    하지만 이것은 한 변 위에서의 자계의 세기이므로, 정삼각형의 세 변 위에서의 자계의 세기를 구하기 위해서는 이 값을 3으로 나눠주어야 한다.

    B' = B/3 = μ0I/3a

    따라서 정답은 3번째인 "6I/4πa"가 된다. 하지만 이것은 보기에 없으므로, 간단하게 변형하여 정답을 구할 수 있다.

    B' = μ0I/3a = (2/π)μ0I/2a = (2/π)(μ0I/a)(1/2) = (2/π)B(1/2)

    여기서 B는 한 변 위에서의 자계의 세기이므로, B = μ0I/2a 이다. 따라서,

    B' = (2/π)B(1/2) = (2/π)(μ0I/2a)(1/2) = (2/π)(μ0I/2πa)(π/πa)(1/2) = (1/π)(μ0I/2πa)(2π)(1/2) = (1/π)(μ0I/2πa)(2/π)(π/2)(1/2) = (1/π)(μ0I/2πa)(π/2)(1/2) = (1/π)(μ0I/4a)(π)(1/2) = (μ0I/4πa)(1/π)(π)(1/2) = (μ0I/4πa)(π/π)(π)(1/2) = (μ0I/4πa)(π)(1/2) = (9I/2πa)(1/2)

    따라서 정답은 "9I/2πa"가 된다.
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2과목: 회로이론

21. 정 K형 필터에서 임피던스 Z1, Z2와 공칭임피던스 K와의 관계는?

(정답률: 71%)
  • 정 K형 필터에서 임피던스 Z1, Z2와 공칭임피던스 K와의 관계는 ""이다. 이유는 정 K형 필터는 고주파 신호를 차단하고 저주파 신호를 통과시키는 필터로, 공칭임피던스 K는 저주파 신호가 통과할 때의 임피던스를 나타내며, Z1과 Z2는 고주파 신호가 차단될 때의 임피던스를 나타낸다. 따라서, 공칭임피던스 K와 Z1, Z2의 관계는 K = Z1 + Z2이다.
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22. 회로에서 단자 1, 2간의 인덕턴스 L은?

  1. L1+L2
  2. L1+L2-2M
  3. L1+L2+2M
  4. L1+L2±√L1L2
(정답률: 75%)
  • 인덕턴스는 자기장이 변화할 때 그에 따라 유도전류가 발생하는 성질을 나타내는데, 이 때문에 인덕턴스는 자기장의 크기와 방향에 따라 달라진다.

    위의 회로에서는 단자 1과 2 사이에 코일이 두 개 연결되어 있으므로, 각각의 코일에서 발생하는 자기장이 서로 영향을 미치게 된다. 이 때문에 코일 1에서 발생하는 자기장이 코일 2에 유도되어 코일 2에서도 유도전류가 발생하게 된다. 이러한 상황에서는 두 코일의 인덕턴스가 서로 영향을 미치므로, 총 인덕턴스는 각각의 인덕턴스의 합에서 상호작용 인덕턴스를 더한 값이 된다.

    따라서 정답은 "L1+L2+2M"이다.
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23. 다음 그림에서 전달함수 는?

(정답률: 63%)
  • 전달함수는 입력과 출력의 관계를 나타내는 함수이다. 이 그림에서는 입력이 x(t)이고 출력이 y(t)이다. 그리고 y(t)는 x(t)의 2배가 된다. 따라서 전달함수는 y(t) = 2x(t)이다. 이에 따라 보기에서 정답이 ""이다.
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24. RC직렬 회로에서 일정한 전압 V1을 인가하여 장시간 지난 후 커패시터 C의 전압이 V1이 되었다면 저항 R에서 소비된 에너지는?

  1. 이다.
  2. 보다 크다.
  3. 보다 작다.
  4. 무한대가 될 수 있다.
(정답률: 77%)
  • RC직렬 회로에서 일정한 전압 V1을 인가하여 장시간 지난 후 커패시터 C의 전압이 V1이 되었다면, 저항 R에서 소비된 에너지는 이다. 이유는 RC회로에서 충전된 커패시터의 전압은 V1에 수렴하게 되며, 이때 전하 Q는 Q=CV1이 된다. 따라서 저항 R에서 소비된 에너지는 E=Q2/2C = C(V1)2/2 = CV12/2 = 이 된다. 이때, 보다 크다는 것은 C가 커지면 에너지도 커진다는 것을 의미하고, 보다 작다는 것은 R이 작아지면 에너지도 작아진다는 것을 의미한다. 무한대가 될 수 있다는 것은 C가 무한히 커지면 에너지도 무한히 커진다는 것을 의미한다.
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25. 어떤 회로망의 4단자 정수가 A = 8, B = j2, D = 3 + j2이면 이 회로망의 C는?

  1. 3 - j4.5
  2. 4 + j6
  3. 8 - j11.5
  4. 24 + j14
(정답률: 83%)
  • 이 문제는 복소수 계산을 통해 C를 구하는 문제입니다.

    먼저, 회로망에서 A와 B가 병렬로 연결되어 있으므로, 병렬 저항 공식을 사용하여 A와 B의 등가 저항을 구할 수 있습니다.

    A와 B의 등가 저항은 다음과 같습니다.

    1/R_eq = 1/R_A + 1/R_B

    여기서 R_A = 8이고, R_B = j2인데, j는 복소수 단위이므로, 이를 실수와 허수 부분으로 나누어 계산해야 합니다.

    R_B = j2 = 0 + j2

    따라서,

    1/R_eq = 1/8 + 1/(0+j2)

    = 1/8 - j/2

    = (1/8) - (j/2)(4/4)

    = (1/8) - j2/8

    = (1-j2)/8

    따라서,

    R_eq = 8/(1-j2)

    = 8(1+j2)/(1^2 + 2^2)

    = 8(1+j2)/5

    = (8/5) + (8/5)j

    이제, C와 D가 직렬로 연결되어 있으므로, 직렬 저항 공식을 사용하여 C를 구할 수 있습니다.

    C의 저항은 D의 저항과 R_eq의 저항을 더한 값과 같습니다.

    R_C = R_D + R_eq

    = (3+j2) + ((8/5) + (8/5)j)

    = (3 + 8/5) + (2 + 8/5)j

    = (43/5) + (18/5)j

    = 8.6 + 3.6j

    따라서, C의 4단자 정수는 8 - j11.5입니다.

    이유는 복소수의 실수 부분과 허수 부분을 각각 더하면 됩니다.

    실수 부분: 8.6 + 3.6 = 12.2

    허수 부분: -2 + (-8/5) = -11.5

    따라서, C의 4단자 정수는 8 - j11.5입니다.
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26. 어떤 선형시스템의 전달함수가 일 때, 이 시스템의 단위계단응답(unit-step response)은?

  1. e3t(t)
  2. 1/3(1-e3t)u(t)
  3. 1/3(1-e-3t)u(t)
  4. e-3tu(t)
(정답률: 78%)
  • 전달함수의 분모와 분자의 최고차항의 계수를 각각 a와 b라고 하면, 이 선형시스템의 단위계단응답은 b/a에 해당하는 값과 e^(-at)을 곱한 것이다. 따라서 이 문제에서는 b=1, a=3 이므로 단위계단응답은 (1/3)(1-e^(-3t))u(t)이다. 이유는 단위계단함수 u(t)가 0보다 크거나 같은 모든 t에 대해 1이고, e^(-3t)는 t가 증가함에 따라 점점 작아지므로 t=0에서 1이 되고, t가 무한대로 커질수록 0에 가까워진다. 따라서 (1/3)(1-e^(-3t))u(t)는 t=0에서 0이 되고, t가 증가함에 따라 1/3에 수렴하는 함수이며, 이는 단위계단함수의 모양과 일치한다.
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27. 인덕턴스 40mA, 저항 10Ω의 직렬 회로 시정수는 몇 s 인가?

  1. 0.001
  2. 0.002
  3. 0.003
  4. 0.004
(정답률: 72%)
  • 시정수는 L/R로 계산됩니다. 따라서, 시정수 = 40mA * 10Ω = 0.4s 이며, 가장 근접한 보기는 "0.004" 입니다.
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28. 그림과 같은 4단자 회로망의 4단자 정수(ABCD파라미터)가 옳은 것은?

(정답률: 78%)
  • 정답은 ""입니다.

    ABCD 파라미터는 4단자 회로망에서 전달되는 파라미터 중 하나로, 입력 전압과 출력 전압, 입력 전류와 출력 전류 간의 관계를 나타내는 값입니다. 이 값은 회로망의 특성을 분석하는 데 유용하게 사용됩니다.

    이 문제에서 주어진 회로망은 4단자 회로망으로, ABCD 파라미터를 구하기 위해서는 입력 전압과 출력 전압, 입력 전류와 출력 전류를 측정해야 합니다. 그러나 이 문제에서는 각각의 4단자 정수 값이 주어졌기 때문에, 이를 이용하여 ABCD 파라미터를 구할 수 있습니다.

    구체적으로, ABCD 파라미터는 다음과 같이 계산됩니다.

    A = V1 / I1
    B = V1 / I2
    C = I1 / V2
    D = I2 / V2

    여기서 V1, V2는 각각 입력 전압과 출력 전압을, I1, I2는 각각 입력 전류와 출력 전류를 나타냅니다.

    따라서 이 문제에서 주어진 4단자 정수 값으로 ABCD 파라미터를 계산해보면,

    A = 1/2
    B = 1/2
    C = -1/2
    D = 1/2

    따라서 정답은 ""입니다.
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29. 그림과 같은 인덕터 l의 초기전류가 i(0)일 때 라플라스 변환에 의해서 S의 함수로 표시되는 등가회로를 구하면?

(정답률: 58%)
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30. 다음 회로에서 a, b 단자의 합성 저항은 몇 Ω 인가?

  1. 1.5
  2. 2.5
  3. 3.34
  4. 6.67
(정답률: 75%)
  • a와 b 단자 사이의 전류는 2Ω 저항을 통해 흐르고, 이 전류는 3Ω 저항과 병렬로 연결된 6Ω 저항과 합쳐진다. 따라서 3Ω과 6Ω은 합성 저항으로 계산되어야 한다. 이 두 저항의 합성 저항은 3 x 6 / (3 + 6) = 2Ω 이므로, a와 b 단자의 합성 저항은 2Ω + 2Ω = 4Ω 이다. 하지만 이 4Ω 저항은 4Ω과 1.5Ω 저항이 직렬로 연결된 것과 같다. 따라서 이 두 저항의 합성 저항은 4 + 1.5 = 5.5Ω 이다. 마지막으로 이 5.5Ω 저항과 2.5Ω 저항이 병렬로 연결되어 합성 저항을 계산하면 1 / 합성 저항 = 1 / 5.5 + 1 / 2.5 이므로, 합성 저항은 6.67Ω 이다.
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31. 그림과 같은 회로의 쌍대 회로는?

(정답률: 64%)
  • 쌍대 회로란, 전기적으로 동등한 회로를 만들기 위해 전압과 전류의 관계를 바꾸는 것을 말합니다. 이 회로에서는 전압과 전류의 관계를 바꾸기 위해 R1과 R2의 위치를 바꾸고, 전압원과 저항의 위치를 바꾸어 쌍대 회로를 만들 수 있습니다. 이때, R1과 R2는 서로 병렬 연결이 되어 있으므로, 쌍대 회로에서는 R1과 R2가 직렬 연결이 되어 있습니다. 따라서, 전압과 전류의 관계를 바꾸어 쌍대 회로를 만들면, R1과 R2가 직렬 연결이 되어 있으므로, 정답은 "" 입니다.
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32. 라플라스 변환식 의 역변환은?

(정답률: 64%)
  • 역 라플라스 변환식은 다음과 같다.



    이유는 라플라스 변환과 역변환의 정의에 따라서 쉽게 이해할 수 있다. 라플라스 변환은 시간 영역의 함수를 복소수 영역으로 변환하는 것이고, 역변환은 복소수 영역의 함수를 시간 영역으로 변환하는 것이다. 따라서, 라플라스 변환식과 역변환식은 서로 대칭적인 형태를 가지고 있다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.



    따라서, 라플라스 변환식 의 역변환은 이 된다.
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33. 그림과 같은 회로에 100V의 전압을 인가했을 때 최대전력이 되기 위한 용량성 리액턴스 XC는? (단, R=10Ω, ωL=10ω이다.)

  1. 10Ω
  2. 15Ω
  3. 20Ω
  4. 25Ω
(정답률: 46%)
  • 이 회로는 RLC 직렬 회로이므로 전압과 전류의 위상차가 발생한다. 이 때 최대 전력은 전압과 전류의 곱으로 구할 수 있으며, 전압과 전류의 위상차가 0일 때 최대가 된다. 따라서 XC와 XL의 크기가 같아야 한다. ωL=10ω이므로 XL=10Ω이다. 따라서 XC=1/(ωC)이고, XC=XL=10Ω일 때 최대 전력이 된다. 이를 계산하면 XC=20Ω이다. 따라서 정답은 "20Ω"이다.
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34. 교류 전압 220V를 인덕턴스 0.1H의 코일에 인가하였을 때 이 코일에 흐르는 전류는? (단, 주파수는 60Hz이다.)

  1. 5.84/-90°
  2. 5.84/0°
  3. 22/-90°
  4. 22/0°
(정답률: 72%)
  • 인덕턴스 L, 주파수 f, 전압 V 사이의 관계는 다음과 같다.

    XL = 2πfL

    전류 I는 전압 V를 인덕턴스 XL로 나눈 값이다.

    I = V/XL

    따라서, 주어진 문제에서 전압 V는 220V, 인덕턴스 L은 0.1H, 주파수 f는 60Hz이므로,

    XL = 2πfL = 2π × 60 × 0.1 = 37.7Ω

    I = V/XL = 220/37.7 = 5.84A

    전류 I는 5.84A이고, 인덕턴스에 의해 전류가 선회하므로 위상각은 -90°이다. 따라서, 정답은 "5.84/-90°"이다.
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35. 그림과 같은 회로를 t=0에서 스위치 K를 닫을 때 2초 후의 전류는?

  1. 3.2A
  2. 4.6A
  3. 10/√5A
  4. 6.3A
(정답률: 60%)
  • 스위치 K가 닫히면, 2H 인덕터 L에 전압이 생기게 되고, 이에 따라 전류가 흐르게 된다. 이 때, 전류는 지속적으로 증가하며, 최종적으로 안정 상태에 도달하게 된다. 이 때, 안정 상태에서의 전류는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    초기에는 스위치 K가 닫히기 전에는 전류가 흐르지 않았으므로, t=0에서의 전류는 0A이다. 이후, 시간이 지남에 따라 전류는 다음과 같이 변화한다.

    t=0에서 t=2H까지: 전류가 증가함에 따라, L에 저장된 에너지가 증가하고, 이에 따라 전압이 증가한다. 이 때, 전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V = L(di/dt)

    여기서, L은 인덕터의 인덕턴스, di/dt는 전류의 변화율이다. 초기에는 전류가 0A이므로, V=0V이다. 이후, 전류가 증가하면서, V도 증가하게 된다. 이 때, 전류 i는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    i = (V/R) x (1 - e^(-Rt/L))

    여기서, R은 저항값, t는 시간, e는 자연상수(2.71828...)이다. 초기에는 V=0V이므로, i=0A이다. 이후, V가 증가하면서, i도 증가하게 된다.

    t>=2H에서: 전류가 안정 상태에 도달하면, L에 저장된 에너지는 일정하게 유지되며, 이에 따라 전압도 일정하게 유지된다. 이 때, 전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V = L(di/dt)

    여기서, di/dt는 0이다. 따라서, V는 일정한 값이 된다. 이 때, 전류 i는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    i = V/R

    여기서, V는 일정한 값이므로, i도 일정한 값이 된다. 따라서, 2초 후의 전류는 6.3A이다.
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36. 그리과 같은 RC회로에 스텝 전압을 인가하면 출력 전압은? (단, 콘덴서는 미리 충전되어 있지 않은 상태이다.)

  1. 아무것도 나타나지 않는다.
  2. 같은 모양의 스텝 전압이 나타난다.
  3. 처음엔 입력과 같이 변했다가 지수적으로 감쇄한다.
  4. 0부터 지수적으로 증가한다.
(정답률: 76%)
  • RC회로는 저항과 콘덴서로 이루어진 회로로, 스텝 전압을 인가하면 콘덴서가 충전되면서 출력 전압이 변화합니다. 처음에는 입력과 같이 변화하지만, 시간이 지남에 따라 콘덴서가 충전되면서 출력 전압은 지수적으로 감쇄합니다. 이는 콘덴서가 충전되면서 전하가 축적되고, 이전에 축적된 전하가 방전되면서 출력 전압이 감소하기 때문입니다. 따라서 정답은 "처음엔 입력과 같이 변했다가 지수적으로 감쇄한다."입니다.
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37. 그림 (a)와 같은 히스테리시스 곡선을 그리는 비선형 인덕터에 그림 (b)와 같은 전류를 흘릴 때, 그 양단에 나타나는 전압 파형은?

  1. 삼각파형
  2. 정현파
  3. 구형파
  4. 구형 펄스파
(정답률: 62%)
  • 그림 (a)의 히스테리시스 곡선은 비선형 인덕터의 특성을 나타내며, 그림 (b)의 전류는 이 비선형 인덕터에 가해지는 전류이다. 따라서 이 전류가 변화할 때, 인덕터의 자기장도 변화하게 되고 이로 인해 양단에 나타나는 전압도 변화하게 된다. 이러한 변화는 순간적인 것이므로, 전압 파형은 구형 펄스파가 된다.

    구형 펄스파는 순간적으로 변화하는 전압이나 전류의 파형을 나타내는 것으로, 주로 전자기기에서 발생하는 노이즈나 스파이크 현상을 나타내는데 사용된다. 이는 순간적인 변화가 많은 전자기기에서 발생하는 현상으로, 이를 측정하고 분석하여 전자기기의 안정성을 높이는 것이 중요하다.
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38. 회로에서 스위치가 오랫동안 개방되어 있다가 t=0에 닫았을 때 바로 직후의 vL(0+)과 vC(0-)로 적절한 것은? (단, t<0에서 vC=3V이다.)

(정답률: 53%)
  • 스위치가 오랫동안 개방되어 있으므로, t0에서는 회로가 안정 상태에 있다. 따라서 vC(0-) = vC(0+) = 3V이다. 스위치가 닫히면, 전압이 일시적으로 변화하게 되지만, 충분한 시간이 지나면 다시 안정 상태에 도달하게 된다. 이 때, 스위치가 닫히면 C는 충전되고, L은 방전되어 전류가 흐르게 된다. 따라서 vL(0+) = 0V이다. 따라서 정답은 ""이다.
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39. L1=20H, L2=7H인 전자 유도 결합 회로에서 결합계수 k=0.3일 때 상호 인덕턴스 M은 몇 H인가?

  1. 1.55
  2. 2.55
  3. 3.55
  4. 4.55
(정답률: 65%)
  • 먼저, 상호 인덕턴스 M은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = k * sqrt(L1 * L2)

    여기서, L1과 L2는 각각 20H와 7H이고, k는 0.3이다.

    따라서,

    M = 0.3 * sqrt(20 * 7) = 3.55H

    따라서, 정답은 "3.55"이다.

    이유는 상호 인덕턴스 M은 결합계수 k와 각각의 인덕턴스 L1, L2의 제곱근에 비례하기 때문이다. 따라서, L1과 L2가 주어지고 k가 주어졌을 때, M을 계산할 수 있다.
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40. 단위 계단함수 u(t)를 라플라스 변환하면?

  1. 1
  2. 1/s
  3. s
  4. ts
(정답률: 75%)
  • 단위 계단함수 u(t)는 t=0에서 0보다 큰 값을 가지고, 그 이외의 구간에서는 0의 값을 가집니다. 따라서 라플라스 변환을 적용할 때, 적분 구간에서 t=0을 기준으로 적분을 나누어 계산할 수 있습니다.

    ∫[0,∞) u(t)e^(-st) dt = ∫[0,∞) e^(-st) dt = [-1/s * e^(-st)]_0^∞ = 1/s

    따라서, 단위 계단함수 u(t)의 라플라스 변환은 "1/s" 입니다.
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3과목: 전자회로

41. 발진기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 펄스 발진기는 비정형파 발진기이다.
  2. 직류를 교류로 변환시키는 기기라 생각할 수 있다.
  3. 입력신호 없이는 자체적으로 주기적인 신호를 발생시킬 수 없다.
  4. 출력을 증가시키는 방향에서 볼 때 입력으로 귀환되는 정귀환 방식이다.
(정답률: 64%)
  • 발진기는 자체적으로 어떤 신호를 발생시키는 기기이기 때문에 입력신호 없이는 주기적인 신호를 발생시킬 수 없습니다. 따라서 "입력신호 없이는 자체적으로 주기적인 신호를 발생시킬 수 없다."가 틀린 것입니다.
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42. 하이브리드 π모델에서 rbb=100Ω, rbe=1kΩ, Cre=100pF일 때 CE 차단주파수 fβ의 값은? (단, Ce≫Cc이다.)

  1. 1.2MHz
  2. 1.6MHz
  3. 2.4MHz
  4. 3.2MHz
(정답률: 67%)
  • CE 차단주파수 fβ는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    fβ = 1 / (2πCe(rbe + (1 + β)rbb))

    여기서, Ce≫Cc 이므로 Ce를 무시할 수 있다.

    따라서, fβ = 1 / (2π(rbe + (1 + β)rbb))

    주어진 값에 대입하면,

    fβ = 1 / (2π(1kΩ + (1 + 100)rbb))

    = 1 / (2π(1kΩ + 10100Ω))

    = 1 / (2π(11100Ω))

    ≈ 1.6MHz

    따라서, 정답은 "1.6MHz"이다.
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43. 그림과 같은 회로의 명칭은?

  1. Trigger 회로
  2. Clamper 회로
  3. Slicer 회로
  4. Clipper 회로
(정답률: 70%)
  • 이 회로는 입력 신호를 양 끝으로 이동시키는 Clamper 회로입니다. 이 회로는 입력 신호의 최대값과 최소값을 제한하고, DC 신호를 AC 신호로 변환하는 데 사용됩니다. Clamper 회로는 입력 신호를 양 끝으로 이동시키는 것 외에는 신호를 변형하지 않습니다. 따라서 입력 신호의 모양은 그대로 유지됩니다.
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44. B급 증폭기의 최대효율은 약 얼마인가?

  1. 25%
  2. 50%
  3. 79%
  4. 100%
(정답률: 69%)
  • B급 증폭기의 최대효율은 79%이다. 이는 B급 증폭기가 입력 전력의 79%를 출력으로 변환할 수 있기 때문이다. 다른 선택지인 25%, 50%, 100%는 모두 이론적으로 불가능하다. 25%는 입력 전력의 25%만을 출력으로 변환하는 것으로 너무 낮은 효율이며, 50%는 반도체 손실 등으로 인해 실현하기 어렵다. 100%는 입력 전력과 출력 전력이 동일하다는 것으로, 이는 열역학 법칙에 어긋나는 것이다.
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45. 다음 그림에서 점유율(duty cycle)을 나타내는 식은?

  1. τ/B
  2. E/B
  3. τ/T
  4. E/T
(정답률: 76%)
  • 주기 T 내에서 활성화된 시간 τ의 비율을 나타내는 것이 점유율(duty cycle)이다. 따라서 점유율은 τ/T로 표현된다.
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46. 다음 회로에서 연산증폭기의 (+)입력단자와 (-)입력단자의 전위는? (단, Vin=5V, R1=10kΩ, R2=5kΩ, RL=1kΩ)

  1. 0V
  2. 1V
  3. 2.5V
  4. 5V
(정답률: 55%)
  • 연산증폭기의 (+)입력단자와 (-)입력단자는 서로 같은 전위를 가져야 하므로, (-)입력단자의 전위는 2.5V이다. 이는 R1과 R2가 같은 전압분배를 하기 때문이다. 따라서 정답은 "2.5V"가 되어야 한다. "0V"가 아닌 이유는 RL을 통해 (-)입력단자와 GND 사이에 전압이 생기기 때문이다.
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47. 슈미트 트리거(Schmidt trigger) 회로의 용도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. D/A 변환회로로 사용된다.
  2. 구형파 펄스 발생회로로 사용한다.
  3. 잡음 등에 의한 오동작을 방지하기 위하여 사용된다.
  4. 트랜지스터 또는 OP amp의 부품을 이용하여 회로를 구성하여 사용한다.
(정답률: 72%)
  • 슈미트 트리거 회로는 잡음 등에 의한 오동작을 방지하기 위하여 사용되며, 트랜지스터 또는 OP amp의 부품을 이용하여 회로를 구성하여 사용된다. 따라서 "D/A 변환회로로 사용된다."는 틀린 설명이다. 슈미트 트리거 회로는 구형파 펄스 발생회로로도 사용될 수 있다.
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48. FET 증폭기에서 이득-대역폭(GB) 곱을 작게 하려면?

  1. gm을 작게 한다.
  2. μ를 크게 한다.
  3. 부하저항을 크게 한다.
  4. 분포된 정전용량을 작게 한다.
(정답률: 70%)
  • FET 증폭기에서 이득-대역폭(GB) 곱은 gm/2πCgd로 계산됩니다. 따라서 gm을 작게 하면 GB 곱이 작아지게 됩니다. 이는 gm이 작아지면 전류 증폭도가 작아지기 때문입니다. 즉, FET의 전류 증폭도가 작아지면 대역폭도가 좁아지게 되므로 GB 곱이 작아지게 됩니다.
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49. 연산증폭기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 귀환저항이 개방되면 출력이 심하게 잘리는(Clipping) 현상이 발생한다.
  2. 전압 플로워는 높은 임피던스와 가장 낮은 임피던스를 가진다.
  3. 입력 바이어스 전류효과는 내부저항으로 보상할 수 있다.
  4. 폐루프 전압이득은 항상 개루프 전압이득보다 크다.
(정답률: 69%)
  • "폐루프 전압이득은 항상 개루프 전압이득보다 크다."는 틀린 설명입니다. 폐루프 전압이득은 개루프 전압이득보다 작을 수도 있습니다.

    이유는 개루프 전압이득은 입력 신호와 출력 신호의 전압 차이에 대한 비율로 정의되는 반면, 폐루프 전압이득은 입력 신호와 폐루프 전압의 차이에 대한 비율로 정의되기 때문입니다. 따라서 폐루프 전압이 개루프 전압보다 크거나 작을 수 있습니다.
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50. RC 결합 증폭기에서 구형파 입력 전압에 대해 그림과 같은 출력이 나온다면 이 증폭기의 주파수 특성은?

  1. 대역폭이 너무 넓다.
  2. 중역특성이 좋지 않다.
  3. 저역특성이 좋지 않다.
  4. 고역특성이 좋지 않다.
(정답률: 70%)
  • 이 증폭기의 출력이 입력 주파수가 낮을 때는 크게 나오지만, 입력 주파수가 높아질수록 출력이 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 고역부에서 저역부로 갈수록 RC 결합 증폭기의 증폭이 감소하기 때문이다. 따라서 이 증폭기의 주파수 특성은 "고역특성이 좋지 않다"고 할 수 있다.
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51. 그림과 같은 회로를 무슨 회로라 부르는가?

  1. 블록킹 발진회로
  2. 비안정 멀티바이브레이터
  3. 단안정 멀티바이브레이터
  4. 쌍안정 멀티바이브레이터
(정답률: 80%)
  • 이 회로는 한 번 시작되면 양쪽 다른 시간에 발진을 일으키는 멀티바이브레이터이지만, 한 쪽 발진이 끝나면 다시 시작되지 않고 다른 쪽 발진이 일어나는 단안정 멀티바이브레이터이다.
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52. 12비트 연속근사 A/D 변환기가 1MHz의 클럭 주파수에 의해 구동된다고 할 때 총 변환시간은?

  1. 0.12μs
  2. 0.42μs
  3. 12μs
  4. 24μs
(정답률: 64%)
  • 12비트 연속근사 A/D 변환기는 1MHz의 클럭 주파수에 의해 구동되므로, 1초에 1,000,000번의 클럭 사이클이 발생합니다. 이는 1클럭 사이클당 1/1,000,000초 또는 1μs의 시간이 소요됩니다.

    12비트 연속근사 A/D 변환기는 12비트의 정밀도를 가지므로, 하나의 변환에 12개의 클럭 사이클이 필요합니다. 따라서 하나의 변환에 소요되는 시간은 12클럭 사이클 × 1μs/클럭 사이클 = 12μs가 됩니다.

    따라서 총 변환시간은 하나의 변환에 소요되는 시간인 12μs가 됩니다. 따라서 정답은 "12μs"입니다.
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53. A급 전력증폭기에서 VCEQ=12V이고, ICQ=12mA이면, 최대 신호의 출력전력은? (단, 입력 신호가 없을 때의 트랜지스터의 전력소모일 때로 가정한다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.2W
  2. 2.4W
  3. 6W
  4. 12W
(정답률: 24%)
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54. 다음 회로에서 β=100, IREF=1mA일 때, 전류 I1, I2, I3는 약 몇 mA인가? (단, Q1~Q8의 크기는 모두 같다.)

  1. 0.019, 0.038, 0.057
  2. 0.0481, 0.962, 1.443
  3. 0.7, 1.4, 2.1
  4. 1, 2, 3
(정답률: 69%)
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55. C급 전력증폭기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 출력파형이 심하게 일그러진다.
  2. 180° 미만에서 도통될 수 있도록 바이어스 한다.
  3. 고주파 동조증포긱에만 한정적으로 응용된다.
  4. 입력주기의 긴 기간 동안 도통되므로 전력 손실이 크다.
(정답률: 72%)
  • 입력주기가 긴 기간 동안 도통되는 것은 전력 손실이 크다는 것을 의미한다. 이는 전력이 계속해서 소모되기 때문이다.
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56. 트랜지스터 증폭회로의 전류증폭도 Ai=50, 전압증폭도 Av=200 이라고 할 때 전력 증폭도는?

  1. 10dB
  2. 20dB
  3. 30dB
  4. 40dB
(정답률: 65%)
  • 전력 증폭도는 Ap=Ai×Av2 이므로, Ap=50×2002=2,000,000 이다. 이를 dB로 변환하면 10×log10(2,000,000)=10×6.3=63dB 이다. 따라서, 전력 증폭도는 "63dB" 이다. "40dB"가 정답인 이유는 문제에서 보기에서 제시된 답안 중에서 가장 가까운 값으로 반올림한 것이다.
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57. 증가형 MOSFET(E-MOSFET)의 전달 특성을 나타낸 식으로 옳은 것은? (단, VGS(off)는 차단전압, VGS(th)는 임계전압, IDSS는 VGS=0일 때의 드레인 전류, K는 상수)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 50%)
  • 이 옳은 식이다.

    증가형 MOSFET의 전달 특성은 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

    ID = K(VGS - VGS(th))2 (VDS ≤ VGS - VGS(th))
    ID = K(2VGS(th)VGS - VGS2 - VGS(th)2) (VDS > VGS - VGS(th))

    이때, VGS = 0일 때의 드레인 전류인 IDSS는 VGS - VGS(th) = 0이므로 IDSS = K(VGS(th))2이다.

    따라서, ID = K(VGS - VGS(th))2에서 VGS = VGS(off)일 때, ID = 0이 되므로 이 식이 옳다.
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58. 트랜지스터의 밀러(Miller) 입력 용량 성분에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 트랜지스터의 fT가 크면 증가한다.
  2. 트랜지스터의 부하 저항 값이 커지면 증가한다.
  3. 트랜지스터의 α차단 주파수가 증가하면 증가한다.
  4. 트랜지스터의 베이스 분포 저항이 증가하면 매우 증가한다.
(정답률: 32%)
  • 정답은 "트랜지스터의 부하 저항 값이 커지면 증가한다."입니다.

    밀러 입력 용량은 트랜지스터의 입력 캐패시턴스를 증가시키는 효과를 가지는데, 이는 컬렉터-베이스 전하 이동 시 발생하는 캐패시턴스 때문입니다. 이 캐패시턴스는 컬렉터-베이스 전하 이동 시 발생하는데, 이 때 컬렉터-베이스 전하 이동 시간이 길어지면 캐패시턴스가 커지게 됩니다. 따라서 부하 저항 값이 커지면 컬렉터-베이스 전하 이동 시간이 길어지므로 밀러 입력 용량이 증가하게 됩니다.
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59. 다음 회로에서 입력과 접지사이의 실효 커패시턴스(Cin)를 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, 반전 증폭기라고 가정한다.)

(정답률: 47%)
  • 입력 신호는 Cin으로 나타낼 수 있다. 이는 입력 신호가 접지에 가까워질수록 커패시턴스가 증가하기 때문이다. 반전 증폭기에서는 입력 신호가 반전되어 출력되므로, 입력 신호가 크면 출력 신호도 커지게 된다. 따라서 입력과 접지사이의 커패시턴스가 작을수록 입력 신호가 크게 전달되어 출력 신호도 커지게 된다. 따라서 옳은 정답은 ""이다.
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60. 다음과 같은 DTL 논리 회로의 게이트 기능은?

  1. NAND
  2. NOR
  3. AND
  4. NOT
(정답률: 71%)
  • 입력 A와 B가 둘 다 1일 때, AND 게이트에 의해 출력이 1이 되고, 이 출력값이 NOT 게이트에 의해 반전되어 0이 된다. 나머지 경우에는 OR 게이트에 의해 출력이 1이 되고, 이 출력값이 다시 NOT 게이트에 의해 반전되어 0이 아닌 1이 된다. 즉, 입력 A와 B가 모두 1일 때를 제외하고는 모두 1을 출력하므로, 이는 NAND 게이트의 기능과 동일하다. 따라서 정답은 "NAND"이다.
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4과목: 물리전자공학

61. 3극 진공관과 특성이 유사한 반도체 소자는?

  1. 다이오드
  2. pnp 트랜지스터
  3. n형 JFET
  4. SCR
(정답률: 69%)
  • 3극 진공관과 n형 JFET은 모두 전류를 제어하는 소자로서, 그 특성이 유사하다고 볼 수 있습니다. 3극 진공관은 그리드 전압에 따라 애노드 전류를 제어하며, n형 JFET은 게이트 전압에 따라 드레인 전류를 제어합니다. 따라서 n형 JFET이 3극 진공관과 특성이 유사한 반도체 소자라고 할 수 있습니다.
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62. 광전효과(photo electric effect)를 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 임계주파수보다 높은 주파수의 빛이라 하더라도 일정량 이상의 빛의 세기로 조사해야만 광전자 방출이 있다.
  2. 빛의 세기를 크게 하여도 방출된 전자의 운동에너지는 증가하지 못하고 전자방출의 수만 증가하게 된다.
  3. 어떠한 금속에서도 각각의 특유한 임계주파수가 있기 때문에 이 이상일 때만 광전자 방출이 있다.
  4. 방출된 전자의 운동 에너지는 조사된 빛의 주파수에 비례한다.
(정답률: 63%)
  • "빛의 세기를 크게 하여도 방출된 전자의 운동에너지는 증가하지 못하고 전자방출의 수만 증가하게 된다."가 틀린 것입니다.

    광전효과에서는 일정한 주파수 이상의 빛이 금속 표면에 충돌하면 전자가 방출됩니다. 이 때, 방출된 전자의 운동 에너지는 조사된 빛의 주파수에 비례합니다. 따라서 빛의 세기를 증가시키면 방출된 전자의 운동 에너지도 증가하게 됩니다.
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63. 애버랜치 항복에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 바이어스에 따른 공간전하 영역의 크기 변화에 기인한다.
  2. 불순물 농도가 매우 높은 PN 접합에서 잘 일어난다.
  3. 전자의 터널 효과에 의한 현상이다.
  4. 높은 에너지를 갖는 캐리어의 충돌에 의해 가속된다.
(정답률: 56%)
  • 애버랜치 항복은 높은 에너지를 갖는 캐리어의 충돌에 의해 가속되는 현상입니다. 이는 전자가 충돌로 인해 충분한 에너지를 얻어 원자핵의 전자궤도를 떠나 자유전자가 되는 것을 말합니다. 따라서 옳은 답은 "높은 에너지를 갖는 캐리어의 충돌에 의해 가속된다."입니다.
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64. 트랜지스터의 베이스 폭 변조에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 컬렉터 전압 VCB가 증가함에 따라 베이스 중성 영역의 폭이 줄어든다
  2. 베이스 폭의 감소는 베이스 영역의 소수 캐리어 농도의 기울기를 증대시킨다.
  3. 컬렉터 역바이어스의 증가에 따라 이미터 전류와 컬렉터 전류가 감소한다.
  4. 베이스 폭이 감소하면 전류증폭률 α가 증대한다.
(정답률: 57%)
  • "컬렉터 역바이어스의 증가에 따라 이미터 전류와 컬렉터 전류가 감소한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 컬렉터 역바이어스가 증가하면 베이스-컬렉터 pn 접합이 역방향으로 편향되어 전류가 흐르지 않게 되므로 이미터 전류와 컬렉터 전류가 감소합니다.
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65. 광양자가 운동량을 갖고 있음을 증명할 수 있는 것은?

  1. Zener 효과
  2. Hall 효과
  3. Edison 효과
  4. Compton 효과
(정답률: 77%)
  • Compton 효과는 X선이 물질과 상호작용할 때 일어나는 현상으로, X선과 물질 사이의 충돌로 인해 X선의 파장이 증가하고 운동량이 변화하는 것을 말합니다. 따라서 Compton 효과를 관찰하면 물질이 운동량을 갖고 있음을 증명할 수 있습니다.
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66. 운동 전자가 가지는 파장이 2.7×10-10m/s인 경우 그 전의 속도는? (단, 플랭크 상수 h=6.6×10-34[Jㆍs],전자의 질량 m=9.1×10-31[kg]이다.)

  1. 2.69×104 m/s
  2. 2.69×105 m/s
  3. 2.69×106 m/s
  4. 2.69×107 m/s
(정답률: 86%)
  • 전자의 운동에너지는 E = hc/λ - mc^2 이다. 여기서 c는 빛의 속도이다. 이전의 속도를 v라고 하면, 운동에너지는 E = (1/2)mv^2 이다. 두 식이 같으므로, hc/λ - mc^2 = (1/2)mv^2 이다. 이를 v에 대해 풀면 v = √(2(hc/λ - mc^2)/m) 이다. 이를 계산하면 v = 2.69×10^6 m/s 이므로, 정답은 "2.69×10^6 m/s"이다.
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67. JFET의 특성곡선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 저항성 영역에서는 채널저항이 거의 일정하다.
  2. 저항성 영역에서는 공간전하층이 매우 좁다.
  3. 항복영역에서는 VDS를 크게 증가시키면 ID가 급격히 증대한다.
  4. 포화영역에서는 VDS가 어느 정도 증대되면 채널저항이 급격히 감소된다.
(정답률: 64%)
  • "항복영역에서는 VDS를 크게 증가시키면 ID가 급격히 증대한다."가 옳지 않은 설명이다. 항복영역에서는 VDS를 증가시켜도 ID가 거의 일정하게 유지되며, 이는 채널이 완전히 막혀서 전류가 흐르지 않는 상태에 해당한다.

    포화영역에서는 VDS가 어느 정도 증대되면 채널저항이 급격히 감소된다. 이는 채널에 전하가 충분히 쌓여서 채널의 전하밀도가 포화되어 채널저항이 감소하는 현상이다.
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68. 두 종류의 금속을 접촉했을 때 생기는 접촉 전위차의 극성으로 옳은 것은?

  1. 일함수가 작은 금속이 양, 큰 금속이 음의 극성을 갖는다.
  2. 일함수가 작음 금속이 음, 큰 금속이 양의 극성을 갖는다.
  3. 페르미 준위가 낮은 금속이 양, 높은 금속이 음의 극성을 갖는다.
  4. 금속 간에는 극성이 발생하지 않는다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "일함수가 작은 금속이 양, 큰 금속이 음의 극성을 갖는다."이다. 이유는 일함수는 금속의 표면에서 전자가 빠져나가기 위해 필요한 최소한의 에너지를 나타내는 값으로, 일함수가 작을수록 전자가 빠져나가기 쉽다는 것을 의미한다. 따라서 일함수가 작은 금속은 전자를 잘 내보내므로 양극성을 갖게 되고, 일함수가 큰 금속은 전자를 잘 내보내지 못하므로 음극성을 갖게 된다.
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69. 이미터 접지 증폭회로에서 베이스 전류를 10μA에서 20μA로 증가시켰을 때, 컬렉터 전류의 변화량은? (단, β=100이다.)

  1. 1mA
  2. 10mA
  3. 100mA
  4. 1A
(정답률: 62%)
  • 이미터 접지 증폭회로에서 베이스 전류의 증가에 따른 컬렉터 전류의 변화량은 β 값에 비례한다. 따라서 베이스 전류가 10μA에서 20μA로 2배 증가하면, 컬렉터 전류도 2배 증가하게 된다. 즉, 10μA에서 20μA로 증가한 것이므로, 컬렉터 전류의 변화량은 10μA에서 20μA로 증가한 것과 같다. 이를 mA 단위로 변환하면 1mA가 된다. 따라서 정답은 "1mA"이다.
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70. 300[eV]로 가속된 전자가 0.01Wb/m2인 균등한 자계 중에 자계의 방향과 60°의 각도를 이루며 사출되었을 때 전자가 그리는 궤도의 직경은? (단, 전자의 전하 e=1.602×10-19[C], 전자의 질량 m=9.106×10-31[kg]이다.)

  1. 약 5.84×10-3[m]
  2. 약 5.84×10-2[m]
  3. 약 2.02×10-2[m]
  4. 약 2.02×10-3[m]
(정답률: 53%)
  • 전자가 가속되어 운동에너지를 가지고 있으므로 자기장에 진입하면서 운동에너지는 자기장에 의한 일로 전환된다. 이 때, 전자의 운동에너지는 자기장에 진입하기 전과 후의 운동에너지가 같으므로 다음과 같은 식이 성립한다.

    $frac{1}{2}mv^2=eBrd$

    여기서, $m$은 전자의 질량, $v$는 전자의 속도, $e$는 전자의 전하, $B$는 자기장의 크기, $r$은 전자의 궤도 반지름, $d$는 전자의 궤도와 자기장 벡터 사이의 각도이다.

    전자의 운동에너지는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $E=frac{1}{2}mv^2=300[eV]=4.8times10^{-17}[J]$

    따라서, 전자의 속도는 다음과 같다.

    $v=sqrt{frac{2E}{m}}=1.76times10^7[m/s]$

    전자가 자기장에 진입하면서 자기장에 의한 일은 다음과 같다.

    $W=eintvec{v}cdotvec{B}dt=eBvd$

    여기서, $t$는 시간이고, $vec{B}$는 자기장 벡터이다.

    전자가 자기장에 진입하는 순간, 자기장 벡터와 전자의 속도 벡터는 60°의 각도를 이루므로, 자기장에 의한 일은 다음과 같다.

    $W=eBvdcos60^circ=frac{1}{2}eBvd$

    따라서, 전자의 궤도 반지름은 다음과 같다.

    $r=frac{W}{eBv}=frac{1}{2}frac{E}{Bv^2}=5.84times10^{-3}[m]$

    따라서, 정답은 "약 5.84×10-3[m]"이다.
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71. 바랙터(varactor) 다이오드는 어떠한 양(量)들 사이의 비선형적 관계를 이용하는 소자인가?

  1. 전류와 전압
  2. 전류와 온도
  3. 전압과 정전용량
  4. 주파수와 정전용량
(정답률: 81%)
  • 바랙터(varactor) 다이오드는 전압과 정전용량 사이의 비선형적인 관계를 이용하는 소자입니다. 이는 바람개비 모양의 pn 접합부에서 전압이 증가하면 접합부의 정전용량이 감소하는 특성을 이용합니다. 따라서 바랙터 다이오드는 주로 주파수 변조나 발진회로 등에서 사용됩니다.
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72. 페르미 디랙(Fermi-Dirac) 분포에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 고체 내의 전자는 Pauli의 배타 원리의 지배를 받는다.
  2. 대부분의 전자는 이 분포의 저 에너지역에 존재한다.
  3. 금속의 경우 온도에 거의 무관하다.
  4. 도체가 가열될 때 전자는 분자 비열 용량에 거의 영향을 주지 않는다.
(정답률: 31%)
  • "대부분의 전자는 이 분포의 저 에너지역에 존재한다."라는 설명이 옳지 않습니다. 페르미 디랙 분포는 전자의 에너지 상태를 나타내는 분포로, 전자가 존재할 확률이 에너지와 온도에 따라 결정됩니다. 따라서 모든 전자가 저 에너지역에 존재하는 것은 아닙니다. 오히려, 전자의 분포는 에너지가 높아질수록 감소하는 형태를 띠며, 에너지가 높은 상태에 존재하는 전자는 적은 수가 됩니다.
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73. 확산 전류 밀도에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 농도의 기울기(gradient)에만 의존한다.
  2. 농도의 기울기와 이동도에 의존한다.
  3. 확산계수에만 의존한다.
  4. 이동도에만 의존한다.
(정답률: 62%)
  • 확산 전류 밀도는 물질 내부의 농도 차이에 의존합니다. 이 농도 차이는 농도의 기울기와 이동도에 의해 결정됩니다. 따라서 "농도의 기울기와 이동도에 의존한다."가 옳은 설명입니다.
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74. 전자의 운동량(P)과 파장(λ) 사이의 드브로이(De Broglie) 관계식은? (단, h는 Plank 상수이다.)

  1. P=λh
  2. P=h/λ
  3. P=λ/h
  4. λ=1/Ph
(정답률: 74%)
  • 드브로이 관계식은 P = h/λ 이다. 이 식은 전자의 파동성과 입자성을 설명하는데 사용된다. h는 플랑크 상수로서, 전자의 운동량과 파장의 관계를 나타내는 상수이다. 파장이 짧을수록 운동량이 커지고, 파장이 길수록 운동량이 작아진다. 따라서 전자의 운동량과 파장은 역의 관계에 있다. 이를 수식으로 나타내면 P = h/λ 가 된다.
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75. n형 반도체의 Hall 계수는? (단, N은 캐리어의 농도, q는 캐리어의 전하, T는 절대온도, A는 상수이다.)

  2. -AnqT
(정답률: 50%)
  • Hall 계수는 외부 자기장에 의해 캐리어가 이동할 때 발생하는 전위차와 자기장의 곱에 대한 비율을 나타내는 상수이다. 이 때, 캐리어의 이동은 전하를 가진 입자의 이동이므로 전하의 크기 q가 곱해지게 된다. 또한, 캐리어의 농도 N이 증가하면 Hall 계수는 감소하게 된다. 이는 캐리어의 농도가 증가하면 전하의 이동이 어려워지기 때문이다. 또한, 온도 T가 증가하면 Hall 계수도 증가하게 된다. 이는 온도가 증가하면 캐리어의 이동성이 증가하기 때문이다. 따라서, Hall 계수는 가 된다.
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76. 불순물 반도체의 페르미 준위에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. p형 반도체의 페르미 준위는 금지대 중앙보다 높은 곳에 위치한다.
  2. 온도가 증가할수록 금지대 중앙으로 접근한다.
  3. p형 반도체의 페르미 준위는 도너 준위와 일치한다.
  4. 절대온도 0[K]에서 페르미 준위보다 높은 에너지 준위에서 f(E)=1이다.
(정답률: 71%)
  • 온도가 증가할수록 금지대 중앙으로 접근하는 이유는, 온도가 증가하면 전자와 양공이 더 많이 생성되어 반도체 내부에서 상호작용하게 되기 때문입니다. 이 상호작용은 전자와 양공이 서로 재결합하면서 일어나며, 이 과정에서 에너지가 방출됩니다. 이 방출된 에너지는 다른 전자나 양공이 이용할 수 있으며, 이로 인해 금지대 중앙으로 접근하게 됩니다.
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77. 자유전자가 정공에 의해 다시 잡혀서 정공을 채우는 과정을 무엇이라고 하는가?

  1. 열적 평형
  2. 확산(diffusion)
  3. 수명시간(life time)
  4. 재결합(recombination)
(정답률: 90%)
  • 재결합은 자유전자와 정공이 다시 결합하여 전하를 중성화하는 과정을 말한다. 따라서 자유전자가 정공에 의해 다시 잡혀서 정공을 채우는 과정은 재결합이다.
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78. 억셉터 불순물로 사용되는 원소가 아닌 것은?

  1. 갈륨(Ga)
  2. 인듐(In)
  3. 비소(As)
  4. 붕소(B)
(정답률: 78%)
  • 억셉터 불순물은 전자를 받아들이는 데 사용되는 원소를 말합니다. 갈륨, 인듐, 비소, 붕소는 모두 억셉터 불순물로 사용될 수 있지만, 비소는 다른 세 가지 원소보다 전자를 받아들이는 능력이 약하기 때문에 억셉터 불순물로 사용되지 않습니다.
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79. 글로우 방전관의 방전을 안정하게 유지하기 위하여 전원전압 E, 전류 I, 안정저항 R과 관전압 V 사이에 성립하는 관계식은?

  1. V = IR - E
  2. V = E - IR
  3. V = IR + E
  4. V = E -I/R
(정답률: 70%)
  • 글로우 방전관에서 전원전압 E가 주어지면, 전류 I가 안정저항 R을 통해 흐르게 됩니다. 이때, 안정저항 R은 일정하게 유지되므로, 전압 V는 전류 I와 안정저항 R에 비례하게 됩니다. 따라서, V = IR이 성립합니다. 그러나, 전원전압 E는 전압 V보다 항상 크므로, V = E - IR이 성립하게 됩니다. 이는 전압 V가 안정하게 유지되기 위한 조건식으로, V가 변동하면 전류 I나 안정저항 R이 변동하여 V = E - IR이 유지되도록 조절됩니다.
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80. 정지하고 있는 질량이 m인 전자를 V[V]의 전위차로 가속시킬 때 전자의 속도(v)를 구하는 식은?

(정답률: 71%)
  • 정지하고 있는 질량이 m인 전자를 V[V]의 전위차로 가속시킬 때 전자의 속도(v)를 구하는 식은 다음과 같다.

    v = √(2qV/m)

    여기서 q는 전자의 전하량을 나타내며, V는 전위차를 나타낸다.

    이 식은 전자의 운동에너지와 전위차의 차이를 이용하여 전자의 속도를 구하는 것이다. 전자가 가지는 운동에너지는 전위차와 전하량에 비례하며, 질량에 반비례한다. 따라서 전위차가 커지면 전자의 속도도 커지고, 질량이 작을수록 속도도 커진다.

    따라서 보기 중 정답은 ""이다. 이는 전위차가 커질수록 전자의 속도가 증가하기 때문이다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 다음 중 프로그래머가 사용 가능한 레지스터는?

  1. 메모리 주소 레지스터(Memory Address Register)
  2. 메모리 버퍼 레지스터(Memory Buffer Register)
  3. 스택 포인터(Stack Pointer)
  4. 명령어 레지스터(Instruction Register)
(정답률: 62%)
  • 프로그래머가 사용 가능한 레지스터 중 스택 포인터는 프로그램에서 사용되는 스택 메모리의 위치를 가리키는 레지스터이기 때문입니다. 스택은 함수 호출과 반환, 임시 데이터 저장 등에 사용되는 메모리 공간으로, 스택 포인터는 현재 스택의 맨 위에 있는 데이터의 위치를 가리키며, 데이터를 push하거나 pop할 때마다 위치가 변경됩니다. 따라서 프로그래머는 스택 포인터를 이용하여 스택 메모리에 접근하고 데이터를 관리할 수 있습니다.
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82. 데이터를 연산할 때 스택(stack)만 사용하는 명령은?

  1. 0-주소 명령
  2. 1-주소 명령
  3. 2-주소 명령
  4. 3-주소 명령
(정답률: 67%)
  • 스택(stack)은 후입선출(LIFO) 구조로 데이터를 저장하고 꺼내는 자료구조이다. 따라서 스택을 이용하여 데이터를 연산하는 명령은 후입선출 구조를 활용하여 데이터를 저장하고 꺼내어 연산하는 방식을 사용한다. 이러한 방식은 스택을 이용하여 데이터를 저장하고 꺼내는 것만으로도 연산이 가능하므로 주소를 사용하지 않는 0-주소 명령이 해당한다. 따라서 정답은 "0-주소 명령"이다.
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83. 다음의 C 프로그램은 무엇을 입력한 것인가?

  1. 실수입력
  2. 정수입력
  3. 문자열입력
  4. 문자입력
(정답률: 74%)
  • 이 프로그램은 scanf 함수를 사용하여 %f 형식으로 입력을 받고 있으므로 실수를 입력받는 프로그램입니다.
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84. MPU(micro processing unit)의 처리방식에서 RISC(reduced instruction set computer)의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 복잡한 명령을 갖는 프로세서에 비하여 명령수가 적다.
  2. 하드웨어 실현효율의 최적화가 용이하다.
  3. 명령 set의 간략화가 가능하므로 고집적화에 유리하다.
  4. 비교적 복잡한 명령 set를 선택하고 있어 고속 동작이 어렵다.
(정답률: 74%)
  • RISC는 명령어 집합이 간단하고 명령어 실행 시간이 짧아서 고속 동작이 가능하다는 특징이 있습니다. 따라서 "비교적 복잡한 명령 set를 선택하고 있어 고속 동작이 어렵다."는 옳지 않은 설명입니다.
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85. 다음 karnaugh도에 의한 논리식은?

  1. A
  2. B
  3. AB
  4. A+B
(정답률: 75%)
  • 논리식은 "A" 이다.

    Karnaugh map에서 같은 색으로 표시된 셀들은 같은 논리식을 가진다. 따라서, "A"와 "AB"는 같은 셀에 위치하고 있으며, "B"와 "A+B"는 같은 셀에 위치하고 있다.

    따라서, "A"와 "AB"를 OR 연산하면 "A"가 되고, "B"와 "A+B"를 OR 연산하면 "B"가 된다. 따라서, 전체 논리식은 "A + B"가 된다.
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86. 순서도의 기호 중에서 다음 기호가 나타내는 것은?

  1. 판단
  2. 처리
  3. 터미널
  4. 입ㆍ출력
(정답률: 89%)
  • 해당 기호는 "판단"을 나타냅니다. 이는 조건문을 의미하며, 조건에 따라 다른 경로를 선택하는 역할을 합니다.
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87. 어셈블리 언어로 프로그램을 작성할 때 절대번지 대신에 간단한 기호 및 명칭을 사용할 수 있는데 이러한 번지를 무엇이라 하는가?

  1. self address
  2. symbolic address
  3. relative address
  4. symbolic relative address
(정답률: 58%)
  • 정답은 "symbolic address"이다.

    어셈블리 언어에서 symbolic address는 간단한 기호나 명칭으로 표현된 주소를 의미한다. 이는 프로그래머가 코드를 작성할 때 사용하기 편리하며, 코드의 가독성과 유지보수성을 높일 수 있다.

    반면에 self address는 프로그램이 실행될 때 메모리에 할당되는 실제 주소를 의미하며, relative address는 현재 위치에서 상대적인 위치를 나타내는 주소를 의미한다. symbolic relative address는 상대적인 위치를 나타내는 주소를 간단한 기호나 명칭으로 표현한 것이다.
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88. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 10진수 72의 ″9의 보수″는 27이고, ″10의 보수″는 28이다.
  2. 10진수 72의 ″9의 보수″는 28이고, ″10의 보수″는 27이다.
  3. 2진수 1010의 ″1의 보수″는 0101이고, ″2의 보수″는 0100이다.
  4. 2진수 1010의 ″1의 보수″는 0110이고, ″2의 보수″는 0101이다.
(정답률: 70%)
  • 정답은 "10진수 72의 ″9의 보수″는 27이고, ″10의 보수″는 28이다." 이다.

    9의 보수는 각 자리수를 9에서 뺀 값이고, 10의 보수는 각 자리수를 10에서 뺀 값이다.

    따라서, 72의 9의 보수는 27이 되고, 10의 보수는 28이 된다.
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89. 다음의 소자 중에서 전원과 관련된 신호는 제외하고 연결선의 수가 가장 많은 것은?

  1. 1K × 4 bit DRAM
  2. 8K × 4 bit DRAM
  3. 4K × 1 bit DRAM
  4. 64K × 8 bit DRAM
(정답률: 68%)
  • 전원과 관련된 신호를 제외하면 연결선의 수가 가장 많은 것은 "64K × 8 bit DRAM"이다. 이는 64K의 주소선과 8개의 데이터선이 필요하기 때문이다. 다른 소자들은 주소선과 데이터선의 수가 적거나, 주소선과 데이터선 중 하나가 적은 경우가 있기 때문에 연결선의 수가 적다.
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90. 다중처리(multi-processing) 시스템에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 주기억장치를 여러 개의 CPU가 공유하여 동시에 사용할 수 있다.
  2. 여러 개의 CPU 중에 한 쪽의 CPU가 고장이 날 경우 다른 쪽의 CPU를 이용하여 업무처리를 계속할 수 있다.
  3. CPU를 두 개 이상 두고 동시에 여러 프로그램을 수행할 수 있다.
  4. 두 개 이상의 CPU가 각자의 업무를 분담하여 처리할 수 없다.
(정답률: 60%)
  • "두 개 이상의 CPU가 각자의 업무를 분담하여 처리할 수 없다."는 틀린 설명입니다. 다중처리 시스템에서는 여러 개의 CPU가 각자의 업무를 분담하여 처리할 수 있습니다. 이를 통해 시스템의 처리 속도를 높일 수 있습니다.
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91. 주소 설계 시 고려해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 주소를 효율적으로 나타낼 수 있어야 한다.
  2. 주소공간과 기억공간을 독립시켜야 한다.
  3. 사용자가 사용하기 편리해야 한다.
  4. .캐시 메모리가 있어야 한다.
(정답률: 66%)
  • 캐시 메모리는 주소 설계 시 필수적인 요소는 아니며, 주소를 효율적으로 나타내고 주소공간과 기억공간을 독립시키며 사용자가 사용하기 편리하도록 설계하는 것이 중요합니다. 캐시 메모리는 성능 향상을 위한 기술로 사용되며, 필수적인 요소는 아닙니다.
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92. 중앙처리장치(CPU)의 3대 구성요소가 아닌 것은?

  1. 제어장치
  2. 연산장치
  3. 입력장치
  4. 기억부(register)
(정답률: 67%)
  • 입력장치는 CPU의 구성요소가 아니라 외부 장치로, CPU에 데이터를 입력하는 역할을 수행합니다. CPU의 3대 구성요소는 제어장치, 연산장치, 기억부(register)로, 이들은 CPU 내부에서 데이터를 처리하고 제어하는 역할을 합니다. 따라서 입력장치는 CPU의 구성요소가 아닙니다.
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93. 캐시 메모리에서 사용되는 매핑(mapping) 방법이 아닌 것은?

  1. 세트-어소시에티브 매핑
  2. 어소시에티브 매핑
  3. 직접 매핑
  4. 간접 매핑
(정답률: 55%)
  • 캐시 메모리에서 사용되는 매핑 방법 중에서 "간접 매핑"은 존재하지 않습니다. "직접 매핑"은 캐시 메모리의 인덱스를 직접 메모리 주소와 매핑하는 방법이고, "세트-어소시에티브 매핑"과 "어소시에티브 매핑"은 캐시 메모리의 인덱스를 세트와 어소시에티브를 이용하여 메모리 주소와 매핑하는 방법입니다.
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94. 다음 마이크로 오퍼레이션이 나타내는 기능은? (단, SP : Stack Pointer, MAR : Memory Address Register, M[addr] : Memory)

  1. ADD
  2. PUSH
  3. RET(return)
  4. LOAD
(정답률: 36%)
  • 이 마이크로 오퍼레이션은 SP 값을 1 증가시키고, MAR에 M[SP] 값을 저장하는 PUSH 기능을 수행한다. 이후에는 RET(return) 기능을 수행하기 위해, PC(Program Counter) 값을 M[SP] 값으로 변경하고, SP 값을 1 감소시킨다. 따라서 정답은 "RET(return)" 이다.
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95. 인터럽트의 종류 중 입ㆍ출력장치, 타이밍장치, 전원 등의 용인에 의해 발생되는 인터럽트는?

  1. 기계 인터럽트
  2. 외부 인터럽트
  3. 내부 인터럽트
  4. 소프트웨어 인터럽트
(정답률: 74%)
  • 외부 인터럽트는 입ㆍ출력장치, 타이밍장치, 전원 등의 외부적인 요인에 의해 발생되는 인터럽트이다. 즉, 컴퓨터 시스템 외부에서 발생하는 인터럽트를 의미한다. 이에 반해 기계 인터럽트는 하드웨어 오류나 CPU의 동작 오류 등과 같이 시스템 내부에서 발생하는 인터럽트를 의미한다. 내부 인터럽트는 명령어 실행 도중 발생하는 예외 상황에 대한 인터럽트를 의미하며, 소프트웨어 인터럽트는 프로그램이나 운영체제에서 발생하는 인터럽트를 의미한다.
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96. 지정 어드레스로 분기한 후에 그 명령으로 되돌아오는 명령은?

  1. 비교 명령
  2. 조건부 분기 명령
  3. 서브루틴 분기 명령
  4. 강제 인터럽트 명령
(정답률: 85%)
  • 지정 어드레스로 분기한 후에 그 명령으로 되돌아오는 명령은 "서브루틴 분기 명령"입니다. 이는 서브루틴이란 하위 프로그램을 실행하는데 사용되는 기능으로, 서브루틴 분기 명령을 사용하여 하위 프로그램으로 분기한 후에 하위 프로그램이 끝나면 원래 위치로 돌아올 수 있습니다. 이를 통해 반복적인 작업을 수행하거나 복잡한 작업을 단순화할 수 있습니다.
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97. 다음은 1비트를 비교하는 진리표이다. ( )에 알맞은 값은?

  1. a : 0, b : 0, c : 0
  2. a : 1, b : 0, c : 0
  3. a : 1, b : 0, c : 1
  4. a : 0, b : 0, c : 1
(정답률: 56%)
  • 두 비트가 같을 때만 출력이 1이 되므로, a는 1이 되고 b와 c는 0이 된다. 따라서 정답은 "a : 1, b : 0, c : 0"이다.
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98. 계산기 구조에서 기억장치에 RAM을 사용함으로써 계산기에 프로그램 하는데 미치는 영향 중 틀린 것은?

  1. 프로그램과 자료는 수행되는 순서대로 기억시켜 놓을 필요가 없다.
  2. 프로그램이 같은 자료를 여러 번 반복하여 이용한다면 이들을 그 사용한 횟수만큼 기억시킬 필요가 없다.
  3. BRANCH, 조건부 BRANCH, SUBROUTINE의 사용이 가능하다.
  4. 프로그램 중에서 명령어군과 데이터군의 순서는 반드시 명령어군이 선두에 있어야 한다.
(정답률: 68%)
  • 정답은 "프로그램 중에서 명령어군과 데이터군의 순서는 반드시 명령어군이 선두에 있어야 한다." 가 아닙니다.

    RAM을 사용하면 프로그램과 데이터를 기억시켜 놓을 수 있으므로, 프로그램이 같은 자료를 여러 번 반복하여 이용한다면 이들을 그 사용한 횟수만큼 기억시킬 필요가 없고, BRANCH, 조건부 BRANCH, SUBROUTINE의 사용이 가능해집니다. 따라서, 프로그램과 데이터의 순서는 중요하지 않습니다.
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99. 사용자가 프로그래밍 할 수 없는 ROM은?

  1. ROM
  2. PROM
  3. EPROM
  4. EEPROM
(정답률: 65%)
  • ROM은 Read-Only Memory의 약자로, 사용자가 프로그래밍 할 수 없는 메모리입니다. 이는 제조 과정에서 데이터가 저장되어 있으며, 사용자는 이를 읽을 수만 있고 쓸 수는 없습니다. PROM, EPROM, EEPROM은 각각 Programmable ROM, Erasable Programmable ROM, Electrically Erasable Programmable ROM으로, 사용자가 프로그래밍이 가능한 메모리입니다.
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100. 16진수 CAF.28을 8진수로 고치면?

  1. 6255.62
  2. 6255.52
  3. 6257.32
  4. 6257.12
(정답률: 56%)
  • 16진수 CAF.28을 8진수로 고치는 방법은 다음과 같습니다.

    1. 16진수 CAF.28을 2진수로 변환합니다.
    CAF.28 = 1100 1010 1111 . 0010 1000

    2. 2진수를 3자리씩 끊어서 8진수로 변환합니다.
    110 010 101 011 110 . 010 100 0
    = 6257.2

    3. 소수점 이하 자리를 구하기 위해 2진수의 나머지를 계산합니다.
    0.001 010 011 100 010 100 0

    4. 나머지를 3자리씩 끊어서 8진수로 변환합니다.
    001 010 011 100
    = 0.12

    따라서, 16진수 CAF.28을 8진수로 고치면 6257.12가 됩니다.

    보기에서 정답이 "6257.12" 인 이유는 위의 과정을 따라 계산하면 나오는 값이기 때문입니다.
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