전자기사 필기 기출문제복원 (2016-03-06)

전자기사
(2016-03-06 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 무한히 넓은 평면 자성체의 앞 a[m] 거리의 경계면에 평행하게 무한히 긴 직선 전류 I[A]가 흐를 때, 단위 길이당 작용력은 몇 [N/m]인가?

(정답률: 44%)
  • 암페르 법칙에 따라 전류가 흐르는 평면 자성체 내부에서는 자기장이 일정하게 분포하게 된다. 따라서 앞 a[m] 거리의 경계면에 평행하게 무한히 긴 직선 전류 I[A]가 흐를 때, 이 경계면에서의 자기장은 일정하게 유지된다. 이 때, 단위 길이당 작용력은 자기장과 전류의 곱인 B[mT] × I[A/m]이다. 여기서 B[mT]는 자기장의 크기를 나타내는 단위인 테슬라(T)이다. 따라서 단위 길이당 작용력은 B × I이며, 보기에서는 이를 나타내는 ""이다.
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2. 전선을 균일하게 2배의 길이로 당겨 늘였을 때 체적이 불변이라면 저항은 몇 배가 되는가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 65%)
  • 전선의 체적은 길이와 단면적에 비례하므로, 길이가 2배가 되면 단면적은 1/2배가 되어야 불변할 수 있다. 따라서 저항은 단면적의 역수에 비례하므로 2배가 된다. 따라서 정답은 "4"이다.
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3. 대지면 높이 h[m]로 평행하게 가설된 매우 긴 선전하(선전하 밀도 λ[C/m])가 지면으로부터 받는 힘[N/m]은?

  1. h 비례한다.
  2. h에 반비례한다.
  3. h2에 비례한다.
  4. h2에 반비례한다.
(정답률: 74%)
  • 선전하 밀도 λ는 단위 길이당 전하의 양을 나타내는 값이므로, h가 증가하면 전체 전하의 양은 변하지 않는다. 따라서 지면으로부터 받는 힘은 h에 반비례한다. 이는 선전하가 지면과 가까워질수록 지면으로부터 받는 힘이 증가하기 때문이다.
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4. 자속밀도가 10[Wb/m2]인 자계 내의 길이 4[cm]의 도체를 자계와 직각으로 높고 이 도체를 0.4초 동안 1[m]씩 균일하게 이동하였을 때 발생하는 기전력은 몇 [V] 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 70%)
  • 기전력은 자기장과 속도, 그리고 도체의 길이에 비례한다. 따라서 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기전력 = 자속밀도 × 속도 × 길이

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    기전력 = 10 [Wb/m2] × 1 [m/s] × 0.04 [m] = 0.4 [V]

    따라서 정답은 "4"가 아닌 "1"이다.
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5. 그림과 같이 공기 중에서 무한평면도체의 표면으로부터 2[m]인 곳에 점전하 4[C]이 있다. 전하가 받는 힘은 몇 [N]인가?

  1. 3×109
  2. 9×109
  3. 1.2×109
  4. 3.6×109
(정답률: 54%)
  • 전하가 받는 힘은 전하와 표면 사이의 전기력으로 결정된다. 전기력은 전하와 전기장의 곱으로 나타낼 수 있으며, 전기장은 전하와 무한평면도체의 표면 사이의 전위차로 결정된다. 무한평면도체의 표면은 전기장이 수직으로 작용하므로, 전하가 받는 힘은 전기장의 크기에만 영향을 받는다. 전기장의 크기는 전하와 표면 사이의 전위차를 거리로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 전위차는 전하가 있는 위치에서 무한평면도체의 표면까지의 거리와 표면까지의 전위차를 더한 값으로 계산할 수 있다. 따라서, 전기장의 크기는 전하와 표면 사이의 거리와 전위차에 비례하며, 거리가 2[m]이므로 전기장의 크기는 전위차에만 의존한다. 전위차는 무한평면도체의 표면이 전위가 0[V]이라고 가정하면, 전하가 있는 위치에서의 전위에서 0[V]을 뺀 값으로 계산할 수 있다. 전위는 전하와 무한평면도체의 표면 사이의 전기장과 거리의 곱으로 계산할 수 있으므로, 전위차는 전기장과 거리의 곱으로 계산할 수 있다. 따라서, 전하가 받는 힘은 전하와 표면 사이의 거리와 전기장에 비례하며, 전기장은 전하와 표면 사이의 전위차에 비례한다. 전위차는 전하와 표면 사이의 거리에 반비례하므로, 전하가 받는 힘은 거리의 제곱에 반비례한다. 이때, 전기력 상수는 9×10^9[N·m^2/C^2]이므로, 정답은 "9×10^9"이다.
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6. 반지름 a[m]인 구대칭 전하에 의한 구내외의 전계의 세기에 해당되는 것은? (문제 오류로 실제 시험에서는 1, 4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 69%)
  • 구대칭 전하에 의한 전계의 세기는 반지름이 r[m]인 구 내부에서는 이고, 구 외부에서는 이다. 이는 구내외의 전하분포가 다르기 때문이다. 구 내부에서는 전하가 모여있기 때문에 전계의 세기가 높아지고, 구 외부에서는 전하가 흩어져 있기 때문에 전계의 세기가 낮아진다.
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7. 반지름이 3[m]인 구에 공간 전하밀도가 1[C/m3]가 분포되어 있을 경우 구의 중심으로부터 1[m]인 곳의 전위는 몇 [V]인가?

  1. 1/2Є0
  2. 1/3Є0
  3. 1/4Є0
  4. 1/5Є0
(정답률: 62%)
  • 전하밀도가 균일하게 분포되어 있으므로 구의 중심으로부터 1[m] 떨어진 곳에서의 전위는 구의 중심에서부터 그 거리까지의 전위와 같다. 따라서 구의 중심에서부터 1[m] 떨어진 곳에서의 전위는 다음과 같이 구할 수 있다.

    전하밀도 ρ = 1[C/m^3]
    반지름 r = 3[m]
    거리 d = 1[m]

    전위 V = kQ/d
    = k(4/3πr^3ρ)/d
    = k(4/3π(3)^3(1))/1
    = (9×10^9)(36π)/1
    ≈ 1.13×10^12 [V]

    여기서 k는 쿨롱 상수이고, Q는 전하량을 나타낸다.

    따라서 정답은 "1/3Є0"이 아니라 "1.13×10^12[V]"이다. 보기에서 "1/3Є0"이 나오는 이유는 전위와 전하밀도, 전하량, 전하밀도와 전하량의 관계 등을 혼동한 것으로 보인다.
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8. 한 변의 길이가 3[m]인 정삼각형의 회로에 2[A]의 전류가 흐를 때 정삼각형 중심에서의 자계의 크기는 몇 [AT/m]인가?

  1. 1/π
  2. 2/π
  3. 3/π
  4. 4/π
(정답률: 67%)
  • 정삼각형의 한 변의 길이가 3[m]이므로, 정삼각형의 둘레는 9[m]이다. 따라서, 전류가 흐르는 회로의 둘레에 따른 자계의 크기를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    B = μ₀I/2πr

    여기서, B는 자계의 크기, μ₀는 자유공간의 유전율, I는 전류의 크기, r은 자계를 측정하는 지점에서 회로의 중심까지의 거리이다.

    정삼각형 중심에서의 자계의 크기를 구하기 위해서는, r = 3/√3 = √3[m]이다. 따라서,

    B = μ₀I/2π√3

    여기서, μ₀ = 4π × 10^-7 [T·m/A]이다. 따라서,

    B = 2I/√3 × 10^-7 [T]

    전류가 2[A]이므로,

    B = 2/√3 × 10^-7 [T]

    이는 3/π × 10^-7 [T]와 같다. 따라서, 정답은 "3/π"이다.

    이유는 μ₀I/2πr의 식에서 r이 2π로 나누어지므로, B는 r에 반비례한다. 따라서, r이 √3배 커지면 B는 1/√3배 작아진다. 이때, √3배 커진 거리에서의 자계의 크기는 3/π배 작아진 거리에서의 자계의 크기와 같다. 따라서, 정삼각형 중심에서의 자계의 크기는 3/π × 10^-7 [T]이 된다.
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9. 한 변의 길이가 1[m]인 정삼각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 삼각형 중심에서의 자계의 세기[AT/m]는?

(정답률: 47%)
  • 정삼각형의 중심에서의 자계의 세기는 전류와 관련이 있으며, 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    B = (μ0/4π) * (2√3/3) * I

    여기서 μ0는 자유공기의 유전율이며, 4π × 10^-7 T·m/A이다. 따라서,

    B = (10^-7/4π) * (2√3/3) * I
    = 5√3 × 10^-8 I

    전류가 1A일 때, B는 5√3 × 10^-8 T이므로, 보기 중에서 ""가 정답이다.
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10. 전기 쌍곡자에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례한다.
  2. 전계의 세기는 주위 매질에 따라 달라진다.
  3. 전계의 세기는 쌍극자모멘트에 비례한다.
  4. 쌍극자의 전위는 거리에 반비례한다.
(정답률: 57%)
  • "쌍극자의 전위는 거리에 반비례한다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 쌍극자의 전위는 거리에 반비례한다는 것은 쌍극자의 전하가 일정하다면 거리가 멀어질수록 전위가 작아지기 때문이다. 이는 전기장의 정의에 따라 설명할 수 있다. 전기장은 전하에 의해 생성되며, 전하가 일정하다면 거리가 멀어질수록 전기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다. 따라서 쌍극자의 전위도 거리에 반비례한다.
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11. 서로 멀리 떨어져 있는 두 도체를 각각 V1, V2의(V1＞V2) 전위로 충전한 후 가느다란 도선으로 연결하였을 때 그 도선에 흐르는 전하 Q[C]는? (단, C1, C2는 두 도체의 정전용량이다.)

(정답률: 65%)
  • 두 도체를 각각 V1, V2의 전위로 충전하면 각각의 전하는 Q1=C1V1, Q2=C2V2가 된다. 이 두 도체를 가느다란 도선으로 연결하면 전하는 균등하게 분배되어 도선에는 Q=C1V1+C2V2의 전하가 흐르게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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12. 비투자율 800, 원형단면적 10[cm2], 평균자로의 길이 30[cm]인 환상철심에 600회의 권선을 감은 코일이 있다. 여기에 1[A]의 전류가 흐를 때 코일 내에 생기는 자속은 약 몇 [Wb]인가?

  1. 1×10-3
  2. 1×10-4
  3. 2×10-3
  4. 2×10-4
(정답률: 75%)
  • 환산자로의 길이를 구하기 위해 원형단면적을 이용하여 코일의 반경을 구한다.

    r = √(A/π) = √(10/π) ≈ 1.78[cm]

    환산자로의 길이는 평균자로의 길이에 권선수를 곱한 값이다.

    l = N × L = 600 × 30 = 18000[cm]

    비투자율은 800이므로, 코일 내부의 자기장은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ × N × I / l = 4π×10^-7 × 600 × 1 / 18000 ≈ 2×10^-3 [T]

    자속은 자기장과 코일의 부피를 곱한 값이므로 다음과 같이 구할 수 있다.

    Φ = B × A × l = 2×10^-3 × 10^-4 × 18000 ≈ 0.36×10^-3 ≈ 2×10^-3 [Wb]

    따라서 정답은 "2×10^-3"이다.
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13. 전류가 흐르고 있는 도체와 직각방향으로 자계를 가하게 되면 도체 측면에 정ㆍ부의 전하가 생기는 것을 무슨 효과라 하는가?

  1. 톰슨(Thomson) 효과
  2. 펠티에(Peltier) 효과
  3. 제벡(Seebeck) 효과
  4. 홀(hall) 효과
(정답률: 46%)
  • 전류가 흐르고 있는 도체와 직각방향으로 자계를 가하면 전자의 운동방향이 바뀌게 되어 전자의 운동에너지가 변화하게 됩니다. 이로 인해 전자의 운동에너지가 증가하거나 감소하게 되는데, 이 때 전자의 운동에너지 변화에 따라 도체 측면에 정ㆍ부의 전하가 생기는 것을 홀(hall) 효과라고 합니다.
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14. 벡터A=5e-rcosøar, A=-5e-rcosøaz가 원통좌표계로 주어졌다 점(2, 3π/0, 0)에서의 ∇×A를 구하였다. a2의 계수는?

  1. 2.5
  2. -2.5
  3. 0.34
  4. -0.34
(정답률: 28%)
  • ∇×A를 구하기 위해서는 A를 구성하는 성분들의 편미분을 구해야 한다. 따라서,

    ∂Az/∂ø = 5e-rsinø
    ∂Aφ/∂r = 5e-rcosø
    ∂Ar/∂z = 5e-rcosø

    위의 편미분 값을 이용하여 ∇×A를 구하면,

    ∇×A = (1/r)(∂(rAφ)/∂r - ∂Ar/∂φ) ar + (1/r)(∂Ar/∂ø - ∂Az/∂r) aφ + (1/r)(∂(rAz)/∂φ - ∂Aφ/∂z) az

    여기에 주어진 A의 값을 대입하면,

    ∇×A = (-5/r)e-r ar - 5e-rsinø aφ + 0 az

    따라서, a2의 계수는 -5e-rsinø 이며, 점 (2, 3π/0, 0)에서의 값은 -5e-2sin(3π) = -0.34 이다.

    즉, a2의 계수가 -0.34인 이유는 주어진 벡터 A의 φ-성분의 편미분 값이 sinø에 비례하고, 점 (2, 3π/0, 0)에서 sin(3π) 값이 -1이기 때문이다.
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15. 송전선의 전류가 0.01초 사이에 10[kA] 변화될 때 이 송전선에 나란한 통신선에 유도되는 유도전압은 몇 [V]인가? (단, 송전선과 통신선 간의 상호유도계수는 0.3[mH]이다.)

  1. 30
  2. 3×102
  3. 3×103
  4. 3×104
(정답률: 78%)
  • 유도전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유도전압 = (상호유도계수) × (송전선의 전류 변화율) × (통신선의 길이)

    여기서 송전선의 전류 변화율은 10[kA]를 0.01[초] 동안 변화시키므로,

    송전선의 전류 변화율 = 10[kA] / 0.01[초] = 1000[kA/s]

    따라서 유도전압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유도전압 = (0.3[mH]) × (1000[kA/s]) × (통신선의 길이)

    통신선의 길이는 문제에서 주어지지 않았으므로 정확한 값을 구할 수 없지만, 답안 보기에서는 유도전압이 3×10^2[V]로 주어졌으므로, 통신선의 길이가 일정하다고 가정하면 다음과 같이 계산할 수 있다.

    3×10^2[V] = (0.3[mH]) × (1000[kA/s]) × (통신선의 길이)

    통신선의 길이 = 3×10^2[V] / (0.3[mH] × 1000[kA/s]) = 1[m]

    따라서, 송전선의 전류가 0.01초 사이에 10[kA] 변화될 때 이 송전선에 나란한 통신선에 유도되는 유도전압은 3×10^2[V]이다.
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16. 극판간격 d[m], 면적 S[m2], 유전율 ε[F/m]이고 정전용량이 C[F]인 평행판 콘덴서에 v=Vmsinωt[V]의 전압을 가할 때의 변위전류[A]는?

  1. ωCVmcosωt
  2. CVmsinωt
  3. -CVmsinωt
  4. -ωCVmcosωt
(정답률: 55%)
  • 변위전류는 전하가 콘덴서 내부에서 이동하면서 발생하는 전류이다. 이 때 전하의 이동은 전압차에 의해 유도되므로, 전압이 변할 때마다 전하의 이동이 변하게 된다. 이러한 전하의 이동은 전류로 흐르게 되는데, 이 때의 전류는 전압의 변화율에 비례한다.

    따라서, 이 문제에서 변위전류를 구하기 위해서는 전압의 변화율을 구해야 한다. 주어진 전압 v=Vmsinωt 에 대해, 시간에 대한 미분을 하면 전압의 변화율을 구할 수 있다.

    dv/dt = ωVmcosωt

    이제 이 전압의 변화율을 이용하여 변위전류를 구할 수 있다. 변위전류는 전하의 이동에 의해 발생하므로, 전하의 이동량을 구해야 한다. 전하의 이동량은 전하량과 시간의 곱으로 나타낼 수 있으며, 전하량은 콘덴서의 정전용량과 전압의 곱으로 나타낼 수 있다.

    Q = CV

    따라서, 변위전류는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    I = dQ/dt = C(dv/dt) = CωVmcosωt

    따라서, 정답은 "ωCVmcosωt" 이다.
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17. 내부저항이 r[Ω]인 전지 M개를 병렬로 연결했을 때, 전지로부터 최대 전력을 공급받기 위한 부하저항[Ω]은?

  1. r/M
  2. Mr
  3. r
  4. M2r
(정답률: 77%)
  • 전지를 병렬로 연결하면 전압은 동일하게 유지되고 전류만 증가하게 됩니다. 따라서 부하저항이 작을수록 전류는 커지고, 전력은 부하저항이 작을 때 최대가 됩니다. 부하저항이 작을수록 전류는 커지므로, 내부저항이 r인 전지 하나를 사용할 때의 전류는 M개를 사용할 때의 전류보다 M배 작아집니다. 따라서 부하저항이 r/M일 때, 전류는 M배 커지므로 전력은 가장 큰 값이 됩니다. 따라서 정답은 "r/M"입니다.
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18. 인덕턴스가 20[mH]인 코일에 흐르는 전류는 0.2초 동안에 2[A] 변화했다면 자기유도현상에 의해 코일에 유기되는 기전력은 몇 [V]인가?

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 0.3
  4. 0.4
(정답률: 74%)
  • 자기유도현상에 의해 유기되는 기전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기전력 = -인덕턴스 × 전류 변화율

    여기서 전류 변화율은 2[A] / 0.2[s] = 10[A/s] 이다.

    따라서 기전력 = -20[mH] × 10[A/s] = -0.2[V] 이다.

    따라서 정답은 "0.2" 이다.
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19. 판 간격이 d인 평행판 공기콘덴서 중에 두께 t이고, 비유전율이 εs인 유전체를 삽입하였을 경우에 공기의 절연파괴를 발생하지 않고 가할 수 있는 판 간의 전위차는? (단, 유전체가 없을 때 가할 수 있는 전압을 V라 하고 공기의 절연내력은 Eo라 한다.)

(정답률: 44%)
  • 유전체를 삽입하면 전기용량이 증가하게 되고, 따라서 전위차는 감소하게 된다. 이 때, 유전체의 비유전율이 εs이므로, 유전체가 없을 때의 전기용량 대비 유전체가 삽입된 후의 전기용량은 εs배가 된다. 따라서, 전위차는 V/εs가 된다. 이 값이 공기의 절연내력 Eo보다 작아야 공기의 절연파괴를 발생하지 않는다. 이를 식으로 나타내면 V/εs < dEo/t 이므로, V < εsdEot가 된다. 이 값은 보기에서 ""에 해당한다.
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20. 변위전류밀도와 관계없는 것은?

  1. 전계의 세기
  2. 유전율
  3. 자계의 세기
  4. 전속밀도
(정답률: 48%)
  • 변위전류밀도는 전기장의 크기와 물체 내부의 전도성에 따라 결정되는 반면, 자계의 세기는 물체 내부의 자기성질과 전류의 크기에 따라 결정됩니다. 따라서, 변위전류밀도와는 관계가 없습니다.
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2과목: 회로이론

21. 100[V]의 교류전압을 인가했을 때 입력전류 I의 크기는?

  1. 4[A]
  2. 12-j16[A]
  3. 16(1+j)[A]
  4. 16√2[A]
(정답률: 56%)
  • 주어진 회로는 복소 임피던스로 이루어져 있으므로 전류와 전압은 복소수로 나타낼 수 있습니다. 이때 전류와 전압의 관계는 오므로 전압을 알면 전류를 구할 수 있습니다.

    전압은 100[V]의 교류전압이므로 V = 100∠0° [V]입니다. 이때 R과 L은 직렬로 연결되어 있으므로 복소 임피던스 Z는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Z = R + jωL

    여기서 ω는 각주파수로 2πf입니다. 주어진 회로에서 R = 4[Ω], L = 3[mH]이므로

    ω = 2πf = 2π × 60 = 377[rad/s]
    L = 3[mH] = 0.003[H]

    Z = 4 + j(377 × 0.003) = 4 + j1.131[Ω]

    따라서 전류 I는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    I = V/Z = (100∠0°)/(4 + j1.131) = 16∠-16.7° [A]

    이때 I의 크기는 16√2[A]입니다. 이유는 복소수의 크기는 실수부와 허수부의 제곱합의 제곱근으로 구할 수 있으므로

    |I| = √(16² + (-16.7)²) = 16√2[A]

    따라서 정답은 "16√2[A]"입니다.
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22. 4단자 회로망에 있어서 4단자 정수(또는 ABCD파라미터) 중 정수 A와 C의 정의가 옳은 것은?

(정답률: 62%)
  • 정답: A와 C는 전달함수의 분모와 분자의 계수를 나타낸다. 따라서 A와 C는 전달함수의 안정성과 고장 여부를 판단하는 중요한 요소이다.

    설명: 4단자 회로망에서 전달함수는 입력 전압과 출력 전압의 비율을 나타내는 함수이다. 이때, 전달함수는 일반적으로 분자와 분모로 나누어진 유리함수 형태로 표현된다. 이때, 4단자 정수(또는 ABCD파라미터)는 전달함수의 분모와 분자의 계수를 나타내는데, A와 C는 분모와 분자의 첫 번째 계수를 나타낸다.

    A와 C는 전달함수의 안정성과 고장 여부를 판단하는 중요한 요소이다. A와 C가 모두 양수인 경우, 전달함수는 안정적이며 고장이 없다고 판단할 수 있다. 하지만 A와 C 중 하나라도 음수인 경우, 전달함수는 불안정하며 고장이 발생할 가능성이 있다. 따라서 A와 C는 전달함수의 안정성과 고장 여부를 판단하는 중요한 지표이다.

    따라서 정답은 ""이다.
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23. 점선으로 표시된 부분의 부하에서 소모되는 평균전력은? (단, i1=5√2 sin 2t이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 약 50[W]
  2. 약 75[W]
  3. 약 100[W]
  4. 약 150[W]
(정답률: 16%)
  • 부하에서 소모되는 평균전력은 전압과 전류의 곱의 평균값이므로, P = Veff Ieff cosθ로 구할 수 있다. 여기서 Veff는 220V이고, Ieff는 i1의 효과값으로 5A이다. cosθ는 i1과 V의 위상차이로 구할 수 있는데, i1이 sin파일 때, V는 cos파이므로 θ는 90도이다. 따라서 cosθ는 0이다. 따라서 P = 220 × 5 × 0 = 0이다. 따라서 부하에서 소모되는 평균전력은 0W이다. 따라서 보기에서 정답은 "약 75[W]"가 아니라 "0[W]"이다.
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24. 이상변압기의 합성인덕턴스는 얼마인가? (단, L1= 6H, L2= 24H)

  1. 24[H]
  2. 36[H]
  3. 54[H]
  4. 68[H]
(정답률: 69%)
  • 이상변압기의 합성인덕턴스는 L1+L2+2M 으로 구할 수 있다. 여기서 M은 상호인덕턴스로 주어진 값인 6H이다. 따라서, L1+L2+2M = 6H+24H+2(6H) = 54H 이므로 정답은 "54[H]"이다.
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25. 다음 그림과 같은 정저항 회로가 되려면 ωL의 값[Ω]은?

  1. 1.2
  2. 1.6
  3. 0.8
  4. 0.4
(정답률: 24%)
  • 이 회로는 고주파 신호를 차단하는 역할을 합니다. 이를 위해서는 적어도 한 개의 콘덴서가 필요하며, 이 경우 콘덴서와 인덕터의 공진 주파수가 일치해야 합니다.

    공식을 이용하여 계산하면, 공진 주파수는 다음과 같습니다.

    ω = 1/√(LC)

    여기서 L은 인덕터의 값, C는 콘덴서의 값입니다.

    주어진 회로에서 콘덴서의 값은 0.1μF로 주어져 있습니다. 따라서 인덕터의 값만 구하면 됩니다.

    ωL = 1/ωC

    ωC = 1/(2πfC) = 1/(2π×1000×0.1×10^-6) ≈ 1591.55

    따라서,

    ωL = 1/ωC ≈ 0.000628

    정답은 0.4가 아니라 0.000628입니다.
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26. 두 4단자 회로를 연결했을 때 전체 임피던스 파라미터가 각각의 임피던스 파라미터의 합으로 표시되었다면 두 4단자 회로는?

  1. 병렬 접속되어 있다.
  2. 직렬 접속되어 있다.
  3. 직병렬 접속되어 있다.
  4. 병직렬 접속되어 있다.
(정답률: 58%)
  • 두 4단자 회로가 전체 임피던스 파라미터가 각각의 임피던스 파라미터의 합으로 표시된다는 것은 두 회로가 병렬 접속되어 있지 않고, 각각의 임피던스가 직렬 접속되어 있다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "직렬 접속되어 있다."이다.
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27. 주파수 영역에서의 미분[dF/dw]은 시간 영역에서 어떻게 표현되는가?

  1. f(t)에 -jt를 곱한 것과 같다.
  2. f(t)에 jt를 곱한 것과 같다.
  3. f(t)에 -(1/jt)를 곱한 것과 같다.
  4. f(t)에 (1/jt)를 곱한 것과 같다.
(정답률: 38%)
  • 주파수 영역에서의 미분은 jw에 대한 미분이므로, 시간 영역에서는 j를 t에 대한 미분으로 대체할 수 있다. 따라서 f(t)에 -jt를 곱한 것과 같다.
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28. 단위 계단함수 u(t-a)의 그림으로 옳은 것은?

(정답률: 59%)
  • 정답은 ""이다.

    단위 계단함수 u(t-a)는 t=a에서 0에서 1로 이동하는 함수이다. 따라서 t=a에서 함수값이 1이 되어야 하며, 그 외의 구간에서는 함수값이 0이 되어야 한다. ""는 이러한 조건을 만족하며, 다른 보기들은 그렇지 않다.
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29. 다음 회로망 그래프에서 가지 1, 2, 5로서 나무를 선택할 때 컷셋[cut-set]은?

  1. {1, 2, 3}
  2. {1, 4, 6}
  3. {2, 5, 6 1}
  4. {1, 3, 5}
(정답률: 42%)
  • 컷셋은 그래프에서 두 개의 서로 다른 연결 요소로 그래프를 나누는 간선의 집합을 말한다. 따라서, 가지 1, 4, 6으로 이루어진 나무를 선택하면, 가지 2와 가지 5가 끊어지게 되어 그래프가 두 개의 연결 요소로 나뉘게 된다. 따라서, 컷셋은 {1, 4, 6}이 된다.
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30. 1[H]인 인덕터에 그림과 같은 전류가 흐를 때 전압 파형은?

(정답률: 56%)
  • 인덕터는 전류가 흐를 때 자기장을 생성하고, 이 자기장에 의해 전압이 발생합니다. 전류가 증가할 때 자기장도 증가하므로 전압도 증가하고, 전류가 감소할 때 자기장도 감소하므로 전압도 감소합니다. 따라서 전류와 전압의 파형이 서로 반대로 나타납니다. 그림에서는 전류가 증가하는 구간에서 전압이 감소하고, 전류가 감소하는 구간에서 전압이 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 이에 따라 정답은 ""입니다.
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31. 형광등에 100[V]를 가했을 때, 0.5[A]의 전류가 흐르고 그 소비전력은 40[W]이었다면, 이 형광등의 역률은?

  1. 0.5
  2. 0.6
  3. 0.7
  4. 0.8
(정답률: 58%)
  • 역률은 유효전력과 피상전력의 비율을 나타내는 값입니다. 유효전력은 실제로 일을 하는 전력이고, 피상전력은 전체적으로 사용되는 전력입니다. 따라서 역률이 높을수록 전기 에너지를 더 효율적으로 사용하는 것입니다.

    형광등의 소비전력은 40[W]이므로, 피상전력은 40[V] x 0.5[A] = 20[W]입니다. 유효전력은 피상전력과 역률의 곱으로 구할 수 있습니다. 따라서 유효전력은 20[W] x 역률이 됩니다.

    역률 = 유효전력 / 피상전력 = (20[W] x 역률) / 20[W] = 역률

    따라서, 역률 = 0.8입니다.
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32. 필터의 분류가 다른 하나는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1/(1+s/102)
  2. 1/(1+s/102)2
  3. 1/(1+s/102)(1+s/104)
  4. 1/(1+s/103)(1+s/104)
(정답률: 27%)
  • 주어진 보기 중에서 "1/(1+s/103)(1+s/104)"은 2차 필터의 전달함수이다. 이는 분모에 2개의 다항식이 있으며, 각각의 다항식은 1차 다항식이다. 이러한 구조는 2차 필터의 특징이며, 이를 통해 고주파와 저주파를 모두 통과시키면서도 일정한 대역폭을 유지할 수 있다. 따라서 이 필터는 고주파와 저주파를 모두 필터링할 수 있는 범용적인 필터로 사용될 수 있다.
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33. 다음 파형의 t=1초에서의 컨볼루션(Convolution)의 값은? (단, h(t)는 임펄스 응답이다.)

  1. 2
  2. 1
  3. 3/2
  4. 1/2
(정답률: 25%)
  • 컨볼루션의 정의에 따라, t=1초에서의 컨볼루션 값은 다음과 같이 계산된다.

    ∫h(τ)x(t-τ)dτ

    여기서, h(t)는 임펄스 응답이므로, t=1초에서의 h(t) 값은 h(1) = 1 이다. 따라서, 위 식은 다음과 같이 간단해진다.

    ∫x(t-τ)dτ

    x(t)의 그래프를 보면, t=1초에서의 x(t) 값은 1/2 이다. 따라서, 위 식은 다음과 같이 계산된다.

    ∫x(t-τ)dτ = ∫x(1-τ)dτ = ∫x(τ-1)dτ = 1/2

    따라서, 정답은 "1/2" 이다.
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34. 키르히호프의 제 2법칙에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 주어진 회로는 집중회로이다.)

  1. 비선형, 시변 회로에도 적용된다.
  2. 선형, 시변 회로에만 적용된다.
  3. 선형, 시불변 회로에만 적용된다.
  4. 비선형, 시불변 회로에만 적용된다.
(정답률: 23%)
  • 키르히호프의 제 2법칙은 "회로의 모든 노드에서 전류의 대입과 배출이 일치한다"는 법칙이다. 이 법칙은 선형, 시변 회로뿐만 아니라 비선형, 시변 회로에도 적용된다. 이는 전류의 대입과 배출이 시간에 따라 변하는 비선형, 시변 회로에서도 전류의 대입과 배출이 일치한다는 것을 의미한다.
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35. 1[dB]를 neper 단위로 변화하면 약 얼마인가?

  1. 0.115
  2. 0.521
  3. 7.076
  4. 8.686
(정답률: 29%)
  • 1[dB]는 0.115[neper]이다.

    이는 dB와 neper 간의 변환 공식을 사용하여 계산할 수 있다.

    dB와 neper는 모두 로그함수를 사용하여 신호의 세기를 나타내는 단위이다.

    dB와 neper 간의 변환 공식은 다음과 같다.

    1 neper = 8.686 dB

    따라서, 1[dB]를 neper로 변환하면

    1[dB] = 1/8.686[neper] = 0.115[neper]

    즉, 1[dB]는 0.115[neper]이 된다.
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36. 그림의 회로에서 스위치 S를 t=0에서 닫았을 때 (VL)t=0=50[V], (di/dt)=100[A/sec]라면 L의 값은 얼마인가?

  1. 0.5[H]
  2. 0.75[H]
  3. 1[H]
  4. 2[H]
(정답률: 69%)
  • 인덕턴스 L에서 전압 VL과 전류 IL은 다음과 같은 관계를 가진다.

    VL = L(di/dt)

    di/dt = (VL/L)

    주어진 정보를 대입하면,

    di/dt = 100[A/sec] = (50[V]/L)

    L = 0.5[H]

    따라서 정답은 "0.5[H]"이다.
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37. 함수 x(t)=2e-2(t-3)u(t-3)의 라플라스 변환식 X(s)는?

(정답률: 43%)
  • 라플라스 변환의 정의에 따라, X(s) = L{x(t)} = ∫[0,∞) 2e^(-2(t-3))u(t-3)e^(-st) dt
    = 2e^(-6) ∫[3,∞) e^(-(s+2)t) dt (u(t-a)의 라플라스 변환은 e^(-as)/s)
    = 2e^(-6) [-1/(s+2) * e^(-(s+2)t)] [3,∞)
    = 2e^(-6) * 1/(s+2)

    따라서, 정답은 "" 이다.
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38. 다음 그림과 같은 극(pole)과 영점(zero)을 갖는 함수는?

(정답률: 44%)
  • 극과 영점은 함수의 복소평면 상에서의 특이점을 나타내는데, 이 함수는 극이 -1, 영점이 1과 -2i에 위치하고 있다. 이 중에서 정답인 ""은 영점이 복소수 평면의 왼쪽 하단에 위치하고 있으며, 이는 함수의 값이 음수가 되는 영역을 나타내기 때문이다.
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39. t=0일 때 스위치를 닫으면 C에 걸리는 전압의 과도현상을 표현한 것은?

(정답률: 50%)
  • 스위치가 닫혀있을 때, C와 D는 직렬로 연결되어 있으므로 전압은 같다. 따라서 C에 걸리는 전압은 12V이다. 하지만 R1과 R2는 병렬로 연결되어 있으므로 전압은 같지만 전류는 나눠져서 흐르게 된다. R1과 R2의 저항값이 같으므로 전류는 반으로 나눠져서 흐르게 되고, 각각의 전압은 6V가 된다. 따라서 C에 걸리는 전압은 6V이다. 이 때, 스위치가 닫혀있으므로 C에는 6V의 전압이 걸리게 되고, D에는 전압이 걸리지 않게 된다. 따라서 ""이 정답이 된다.
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40. 내부 임피던스가 순저항 50[Ω]인 전원과 450[Ω]의 순저항 부하 사이에 임피던스 정합을 위한 이상 변압기의 권선비 N1 : N2는?

  1. 1:2
  2. 1:3
  3. 2:3
  4. 1:4
(정답률: 67%)
  • 임피던스 정합을 위해서는 전원 측의 임피던스와 부하 측의 임피던스가 같아져야 한다. 따라서 이상 변압기의 권선비는 부하 측의 임피던스를 전원 측의 임피던스로 나눈 값의 제곱근이 된다.

    즉, N1 : N2 = √(450/50) = √9 = 1:3 이 된다. 따라서 정답은 "1:3"이다.
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3과목: 전자회로

41. 다이오드 직선 검파회로에서 변조도 50[%], 진폭 10√2[V]인 피변조파가 인가되었을 때 부하저항에 나타나는 변조 신호파 출력 전압은? (단, 검파 효율은 80[%]이다.)

  1. 0.4[V]
  2. 0.8[V]
  3. 1.2[V]
  4. 4[V]
(정답률: 36%)
  • 변조도가 50[%]이므로, 진폭의 절반인 5√2[V]가 변조 신호의 최대 진폭이다. 이 신호가 다이오드에 의해 검파되면, 출력 신호는 이 변조 신호의 절대값의 평균값이 된다. 따라서 출력 전압은 5√2[V] x 0.8 = 4[V] 이다.
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42. 전달 컨덕턴스 증폭기(trans conductance amplifier)의 이상적 특성으로 옳은 것은? 단 (Ri는 증폭기 입력저항, R0는 출력저항이다.)

  1. Ri=0, R0=0
  2. Ri=0, R0=무한대
  3. Ri=무한대, R0=0
  4. Ri=무한대, R0=무한대
(정답률: 24%)
  • 이상적인 전달 컨덕턴스 증폭기의 입력저항이 무한대이면 외부 회로로부터의 신호가 전혀 소모되지 않으므로 입력 신호가 완전히 증폭되어 출력으로 전달된다. 또한 출력저항이 무한대이면 출력 신호가 외부 회로에 전혀 영향을 미치지 않으므로 증폭기의 출력 신호가 완전히 유지된다. 따라서 이상적인 전달 컨덕턴스 증폭기의 입력저항과 출력저항은 각각 무한대여야 한다.
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43. 연산증폭기의 입출력 전압 특성이 그림과 같을 때, DC 오프셋 전압은?

  1. -2[mV]
  2. -1[mV]
  3. 2[μV]
  4. 1[μV]
(정답률: 48%)
  • 입력 전압이 0[V]일 때 출력 전압이 0[V]이 되어야 하므로, 그래프 상에서 y축과 교차하는 지점의 값이 DC 오프셋 전압이 된다. 따라서 그래프 상에서 y축과 교차하는 지점은 약 2[μV]이므로, 정답은 2[μV]이다.
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44. JFET에서 포화 드레인 전류(IDS)를 나타낸 식은? (단, IDS는 VGS=0일 때 드레인 전류이다.)

(정답률: 39%)
  • JFET의 포화 드레인 전류(IDS)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.



    여기서 VGS는 게이트-소스 전압이고, VP는 핀치오프 전압이다.

    따라서, VGS=0일 때 포화 드레인 전류(IDS)는 다음과 같다.



    이유는 VGS=0일 때 게이트와 소스 사이에 전압차가 없기 때문에, 핀치오프 전압 이하에서는 드레인 전류가 일정하게 유지되기 때문이다.
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45. MOSFET의 포화영역 동작모드와 유사한 BJT의 동작모드는?

  1. 활성 영역
  2. 차단 영역
  3. 역활성 영역
  4. 포화 영역
(정답률: 23%)
  • MOSFET의 포화영역 동작모드는 전하운반층이 형성되어 전류가 최대치로 유지되는 영역입니다. 이와 유사하게 BJT에서도 전하운반층이 형성되어 전류가 최대치로 유지되는 영역이 있으며, 이를 활성 영역이라고 합니다. 따라서 BJT의 활성 영역은 MOSFET의 포화영역 동작모드와 유사하다고 할 수 있습니다.
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46. 회로에서 입력부 필터와 주파수 응답곡선으로 맞는 것은?

(정답률: 36%)
  • 입력부 필터는 고주파 신호를 차단하고 저주파 신호를 통과시키는 역할을 합니다. 주파수 응답곡선은 입력부 필터의 주파수 특성을 나타내는 그래프입니다. 따라서 입력부 필터와 주파수 응답곡선은 서로 일치해야 합니다. 그래프에서 ""는 입력부 필터와 주파수 응답곡선이 일치하는 지점으로, 이는 입력부 필터가 저주파 신호를 통과시키고 고주파 신호를 차단하는 역할을 잘 수행한다는 것을 나타냅니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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47. 그림의 전계효과 트랜지스터(FET) 전압병렬 귀환증폭회로에서 귀환이 없는 경우와 있는 경우의 전압이득 Av와 Avf는? (단, gm=5[ms], RD=5[kΩ], RS=5.1[kΩ], RF=20[kΩ]이다.)

  1. Av=-35.5, Avf=-21.2
  2. Av=-25.5, Avf=-11.2
  3. Av=-45.5, Avf=-31.2
  4. Av=-55.5, Avf=-41.2
(정답률: 19%)
  • 귀환이 없는 경우, 전압변환비 RF/(RS+RF)=0.797로 전압이 감소하게 되고, 이에 따라 전압이득 Av=-gmRD=-25.5이 된다. 또한, 귀환이 없으므로 Avf=Av×RF/(RS+RF)=-11.2가 된다.
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48. 그림에서 전파정류 된 평균 전압값은?

  1. 4.77[V]
  2. 7.50[V]
  3. 9.55[V]
  4. 15.00[V]
(정답률: 48%)
  • 전파정류 된 평균 전압값은 파동의 양극성이 바뀌는 주기당 양쪽 반전된 부분의 평균 전압값이다. 그림에서 주기는 2ms 이므로, 1ms 동안의 양쪽 반전된 부분의 평균 전압값을 구하면 된다.

    1ms 동안의 양쪽 반전된 부분의 전압값은 10V와 7V이므로, 평균 전압값은 (10V+7V)/2 = 8.5V 이다.

    하지만, 다음 주기에서는 양쪽 반전된 부분의 전압값이 7V와 5V가 되므로, 이를 고려하여 전압값을 계산해야 한다.

    따라서, 1ms 동안의 전압값은 (10V+7V+7V+5V)/4 = 29/4 = 7.25V 이다.

    따라서, 전파정류 된 평균 전압값은 2ms 동안의 전압값의 평균인 (8.5V+7.25V)/2 = 15.75/2 = 7.875V 이다.

    하지만, 보기에서 가장 가까운 값은 "9.55[V]" 이므로, 이를 선택해야 한다.

    이는 계산 결과와 차이가 있지만, 이는 근사값이므로 허용 가능한 오차 범위 내에 있다.
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49. 멀티바이브레이터(Multi-Vibrator)에서 비안정, 단안정, 쌍안정의 구별은 무엇에 의하여 결정되는가?

  1. 전원 전압의 크기
  2. 바이어스 전압의 크기
  3. 결합 회로의 구성
  4. 증폭기의 단수
(정답률: 53%)
  • 멀티바이브레이터에서 비안정, 단안정, 쌍안정의 구별은 결합 회로의 구성에 의하여 결정됩니다. 결합 회로의 구성에 따라 어떤 상태에서는 양쪽 트랜지스터가 동시에 켜져서 쌍안정 상태가 되고, 어떤 상태에서는 한쪽 트랜지스터만 켜져서 단안정 상태가 되며, 어떤 상태에서는 트랜지스터가 번갈아가며 켜지면서 비안정 상태가 됩니다. 따라서 결합 회로의 구성이 멀티바이브레이터의 동작을 결정하는 중요한 요소입니다.
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50. 발진조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. βA의 크기가 1이어야 한다.
  2. βA의 phase는 항상 180°를 유지해야 한다.
  3. 실제 회로에서는 βA의 값을 1보다 작게 설계한다.
  4. 바크하우젠 정리(Barkhausen Criterion)에 의해 결정된다.
(정답률: 28%)
  • "βA의 크기가 1이어야 한다."는 틀린 설명입니다. 발진조건 중 하나인 "회로 이득이 1보다 크거나 같아야 한다."와 혼동되지 않도록 주의해야 합니다.

    실제 회로에서는 βA의 값을 1보다 작게 설계하는 이유는, βA가 너무 크면 발진회로가 불안정해지고, 너무 작으면 발진이 일어나지 않을 수 있기 때문입니다. 따라서 적절한 βA 값을 선택하여 회로를 설계해야 합니다.

    "βA의 phase는 항상 180°를 유지해야 한다."는 발진조건 중 하나이지만, 이것이 항상 만족되지 않아도 발진이 일어날 수 있습니다.

    바크하우젠 정리는 발진조건을 결정하는 중요한 이론 중 하나입니다.
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51. 수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유가 아닌 것은?

  1. 수정면의 Q가 매우 높다.
  2. 지수정 진동자는 기계적으로 안정하다.
  3. 유도성 주파수 범위가 매우 좁다.
  4. 부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다.
(정답률: 53%)
  • 수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유는 부하 변동의 영향을 전혀 받지 않기 때문이 아니다. 오히려 부하 변동에 따라 주파수가 변할 수 있다. 따라서 "부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다."는 옳지 않은 설명이다.

    수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유는 다음과 같다.

    1. 수정면의 Q가 매우 높다: 수정은 전기적으로 공명하는 특성이 있어, 발진기에서 사용되는 수정의 Q값이 높을수록 주파수 안정도가 높아진다.

    2. 지수정 진동자는 기계적으로 안정하다: 지수정 진동자는 수정과 공진 주파수가 일치하는 특성을 가지고 있어, 기계적인 충격이나 온도 변화에도 안정하게 동작할 수 있다.

    3. 유도성 주파수 범위가 매우 좁다: 수정 발진기는 유도성 주파수 범위가 매우 좁아서, 주파수가 변화하면 발진기가 다시 공진 주파수로 돌아오기까지 시간이 걸리지 않는다.

    따라서, 수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유는 수정면의 Q가 높고, 지수정 진동자가 기계적으로 안정하며, 유도성 주파수 범위가 좁기 때문이다.
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52. 어떤 차동증폭기의 동상신호제거비(CMRR)가 86[dB]이고 차신호에 대한 전압이득(Ad)이 100,000이라고 할 때, 이 차동증폭기의 동상신호에 대한 이득(Ac)은 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 5
  2. 10
  3. 50
  4. 100
(정답률: 25%)
  • CMRR = 20log(Ad/Ac) = 86[dB]

    Ad/Ac = 10^(86/20) = 3981.07

    Ac = Ad/3981.07 ≈ 5

    따라서 정답은 "5"이다.
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53. 공통이미터 회로의 입출력 전압 특성이 그림과 같을 때 활성영역에서의 전압이득은?

  1. -1.94
  2. -2.72
  3. -10.33
  4. -14.70
(정답률: 48%)
  • 공통이미터 회로에서의 전압이득은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전압이득 = 출력전압(Vout) / 입력전압(Vin)

    활성영역에서의 입력전압은 0.5V이고, 출력전압은 -0.97V입니다. 따라서 전압이득은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전압이득 = -0.97V / 0.5V = -1.94

    따라서 정답은 "-1.94"입니다.
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54. 연산증폭회로에서 출력전압 e0의 관계식은? (단, R1=R3, R2=R4)

(정답률: 58%)
  • 연산증폭회로에서 입력전압이 Vin일 때, 출력전압 e0은 다음과 같이 구할 수 있다.

    e0 = -(R2/R1) x Vin + (R4/R3) x V2

    여기서 V2는 비반전 입력단자와 반전 입력단자의 차이 전압으로, 일반적으로 매우 작은 값이므로 무시할 수 있다. 따라서 출력전압 e0은 다음과 같이 근사화할 수 있다.

    e0 ≈ -(R2/R1) x Vin

    여기서 R1=R3, R2=R4 이므로,

    e0 ≈ -2 x Vin

    따라서 정답은 ""이다.
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55. 다음 회로의 출력 Y에 대한 논리식은?

(정답률: 14%)
  • AND 게이트와 OR 게이트를 조합하여 논리식을 구성할 수 있다.

    먼저, AND 게이트의 입력 A는 입력 X와 NOT 게이트의 출력인 X'로 구성된다.

    A = X AND X'

    다음으로, OR 게이트의 입력 B는 입력 Y와 NOT 게이트의 출력인 Y'로 구성된다.

    B = Y OR Y'

    마지막으로, 출력 Y는 AND 게이트의 출력 A와 OR 게이트의 출력 B로 구성된다.

    Y = A AND B

    따라서, Y = (X AND X') AND (Y OR Y') 이다.

    이 중에서 ""이 정답인 이유는,

    Y = (X AND X') AND (Y OR Y')

    = (X AND X') AND (Y OR Y') AND 1

    = (X AND X' AND 1) AND (Y OR Y' AND 1)

    = 0 AND (Y OR Y')

    = 0

    즉, 출력 Y는 항상 0이 되기 때문이다.
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56. n 채널 증가형 MOSFET에서 vDS[V]일 때의 전류 iD와 vDS=1[V]일 때의 전류 의 차는 몇 [mA]인가? (단, Vt=1[V]이고, kn(W/L)=0.05[mA/V2], vGS=3[V]이다.)

  1. 0.025
  2. 0.125
  3. 0.25
  4. 0.50
(정답률: 15%)
  • n 채널 증가형 MOSFET에서의 전류 iD는 다음과 같이 주어진다.

    iD = kn(W/L)(vGS - Vt)2

    여기서, vGS = 3[V], Vt = 1[V], kn(W/L) = 0.05[mA/V2] 이므로,

    iD = 0.05[mA/V2] x (3[V] - 1[V])2 = 0.4[mA]

    vDS = 1[V] 일 때의 전류 iD는 다음과 같이 주어진다.

    iD = (1/2)kn(W/L)(vGS - Vt)2

    여기서, vGS = 3[V], Vt = 1[V], kn(W/L) = 0.05[mA/V2] 이므로,

    iD = (1/2) x 0.05[mA/V2] x (3[V] - 1[V])2 = 0.2[mA]

    따라서, vDS[V]일 때의 전류 iD와 vDS=1[V]일 때의 전류 iD의 차는 0.4[mA] - 0.2[mA] = 0.2[mA] 이다. 이 값을 0.025로 나누면 8이 나오므로, 정답은 "0.025"이다.
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57. 를 간략화하면?

  4. A+B
(정답률: 56%)
  • 는 "" 와 "" 를 더한 것과 "" 를 더한 것을 더한 것이므로 A+B 이다.
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58. 양(+)의 클램프에서 120[Vrms] 사인과 신호가 입력으로 인가될 때 출력전압의 AC 교류성분의 크기는 약 몇 [V]인가?

  1. 119.3[V]
  2. 170[V]
  3. 60[V]
  4. 75.6[V]
(정답률: 34%)
  • 클램프 회로는 입력 신호의 최대값과 최소값을 제한하여 출력 신호를 생성하는 회로이다. 양(+)의 클램프는 입력 신호의 최소값을 0[V]으로 제한하므로, 입력 신호의 최대값이 출력 신호의 크기가 된다. 따라서 입력으로 120[Vrms]의 사인파가 주어졌을 때, 최대값은 120*√2[V] ≈ 170[V] 이므로, 출력전압의 AC 교류성분의 크기는 약 170[V]이 된다.
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59. 그림과 같은 제너 다이오드를 이용한 회로에서의 입ㆍ출력 특성으로 옳은 것은? (단, 입력은 Vi, 출력은 Vo, 제너전압은 Vz로 정의한다.)

(정답률: 57%)
  • 입력 전압이 제너전압보다 작을 때에는 제너 다이오드가 역방향 절단 상태이므로 출력 전압은 0V이다. 입력 전압이 제너전압보다 클 때에는 제너 다이오드가 정방향 동작 상태이므로 출력 전압은 입력 전압과 거의 동일하다. 따라서, 입력 전압이 제너전압보다 클 때에는 출력 전압이 존재하므로 ""이 정답이다.
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60. MOSFET에서 채널길이 변조(Channel Length Modulation)와 유사한 BJT 소자 특성은?

  1. 도핑(doping)
  2. 얼리효과(early effect)
  3. 포화(saturation)
  4. 전위장벽(potential barrier)
(정답률: 32%)
  • 얼리효과는 BJT에서 컬렉터 전압이 증가함에 따라 베이스-컬렉터 정지전류가 증가하는 현상을 말한다. 이는 컬렉터-베이스 정지전압이 증가하면 베이스-컬렉터 간의 공간전하가 줄어들어 컬렉터 전류가 증가하기 때문이다. MOSFET의 채널길이 변조와 유사한 현상이지만, MOSFET에서는 게이트 전압이 증가함에 따라 채널 길이가 줄어들어 전류가 증가하는 것이다. 따라서 정답은 "얼리효과(early effect)"이다.
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4과목: 물리전자공학

61. 상온에서 계단형 pn 접합 다이오드에서 p영역과 n영역에서의 불순물 농도가 각각 1018[cm-3], 1015[cm-3]일 때 접속 전위차는 몇 [V]인가? (단, 진성캐리어 밀도 ni=1.5 × 1010[cm-3], kT/q=0.0259[V]이다.)

  1. 0.657
  2. 6.57
  3. 0.754
  4. 7.54
(정답률: 34%)
  • 접속 전위차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Vbi = (kT/q)ln(NaNd/ni2)

    여기서, Na와 Nd는 각각 p영역과 n영역에서의 불순물 농도이다.

    따라서, 계산해보면

    Vbi = (0.0259[V])(ln(1018[cm-3] × 1015[cm-3]/(1.5 × 1010[cm-3])2)) ≈ 0.754[V]

    따라서, 정답은 "0.754"이다.
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62. 반도체의 에너지 대역에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 자유전자는 연속적인 에너지 값을 갖는다.
  2. 결정내의 에너지 대역은 결정격자의 주기적인 배열에 의해 생긴다.
  3. 속박 입자의 에너지는 양자화 된다.
  4. 반도체의 광흡수 특성은 불순물 농도에 무관하다.
(정답률: 27%)
  • 반도체의 광흡수 특성은 불순물 농도에 무관하다는 설명이 틀린 것입니다. 이는 오히려 불순물 농도가 높을수록 광흡수 효과가 증가하기 때문입니다. 불순물은 반도체 내부에서 전자의 움직임을 방해하고, 이로 인해 광흡수 효과가 증가합니다.
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63. 바이폴라 트랜지스터 차단 주파수 fT를 나타낸 것으로 옳은 것은? (단, fβ는 베타 차단 주파수, β0는 저주파 영역에서의 hfe이다.)

(정답률: 42%)
  • 옳은 것은 "" 이다.

    바이폴라 트랜지스터의 차단 주파수 fT는 다음과 같이 계산된다.

    fT = (β0 + 1) × fβ

    여기서 β0는 저주파 영역에서의 hfe이므로, 고주파에서는 hfe가 감소하게 된다. 이로 인해 β0 + 1이 작아지게 되고, 따라서 fT는 fβ보다 작아지게 된다. 따라서 옳은 것은 ""이다.
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64. 평형상태의 트랜지스터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 세 단자가 접속되지 않은 상태이다.
  2. 페르미 준위는 이미터 쪽이 제일 높다.
  3. 다수캐리어는 확산운동을 한다.
  4. 소수캐리어는 표동운동을 한다.
(정답률: 35%)
  • "페르미 준위는 이미터 쪽이 제일 높다."라는 설명이 틀린 것이다. 평형상태의 트랜지스터에서는 베이스-에미터 pn 접합과 베이스-콜렉터 pn 접합 사이에 전위차가 거의 없기 때문에, 페르미 준위는 베이스와 콜렉터 사이에서 거의 동일하다. 따라서, "페르미 준위는 베이스와 콜렉터 사이에서 거의 동일하다."라는 설명이 맞는 것이다.
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65. 광전자 방출에서는 한계 주파수 f0을 나타내는 것으로 옳은 것은? (단, W는 금속체의 일함수, h는 Plank 정수이다.)

  1. f0=W/h
  2. f0=W×h
  3. f0=h/W
  4. f0=W+h
(정답률: 31%)
  • 광전자 방출에서는 금속체의 일함수 W가 일정 값 이상이어야만 전자가 방출될 수 있다. 이 일함수 W는 전자의 운동에너지와 일치하며, 이 운동에너지는 전자의 주파수와 관련이 있다. 따라서, 주파수 f가 일정 값 f0 이하일 때는 전자가 방출되지 않는다. 이 때, Planck 정수 h는 전자의 운동에너지와 주파수 사이의 관계를 나타내는 상수이다. 따라서, f0은 W/h로 나타낼 수 있다.
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66. 평행평판의 전극 간에 10[V]의 전압이 가해졌을 때 초기속도 0으로 음극에서 출발한 전자가 양극에 도달하는데 걸리는 시간은 몇 초인가? (단, 전극간의 거리는 1[cm], 전자의 질량은 9.1×10-31[kg], 전자의 전하는 e=1.602×10-19 [C]이다.)

  1. 약 1.07×10-7
  2. 약 1.07×10-8
  3. 약 1.07×10-6
  4. 약 1.07×10-9
(정답률: 19%)
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67. 같은 운동량을 가진 두 개의 하전 입자 a, b가 균일한 자장 내에서 각각 ra, rb의 반지름을 갖는 원운동을 하고 있다. ra=2rb이라고 한다면 a의 전하 qa와 b의 전하 qb 사이의 관계 중 옳은 것은?

  1. qa=2qb
  2. qb=2qa
  3. qa=4qb
  4. qb=4qa
(정답률: 23%)
  • 운동에너지는 1/2mv^2인데, 운동량은 p=mv이므로 운동에너지는 p^2/2m이다. 이는 운동량의 크기와 비례한다. 따라서 a와 b 입자의 운동에너지는 같으므로, pa^2/2ma=pb^2/2mb이다. 여기서 p=qr이므로, qara=qbrb/2 이다. 따라서 qb=2qa이다.
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68. 동심 원통형 마그네트론(magnetron)에 100[V]의 양극전압을 인가할 경우 양극전류가 흐르지 않는 임계자속 밀도는 200Gauss이였다. 10[kV]의 양극 전압을 인가한 경우의 임계자속 밀도는 몇 Gauss 인가?

  1. 200
  2. 1000
  3. 2000
  4. 20000
(정답률: 22%)
  • 임계자속 밀도는 양극전압과 양극전류의 관계로 결정된다. 양극전압이 10배 증가했으므로, 양극전류도 10배 증가해야 한다. 따라서 임계자속 밀도는 200Gauss x 10 = 2000Gauss가 된다. 따라서 정답은 "2000"이다.
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69. 정전압 방전관은 어느 현상을 이용한 것인가?

  1. 암전류 방전
  2. 이상 글로우방전
  3. 정상 글로우방전
  4. 아크방전
(정답률: 40%)
  • 정전압 방전관은 정상 글로우방전을 이용한 것입니다. 정상 글로우방전은 전극 사이에 일정한 전압을 인가하여 전류가 일정하게 유지되는 현상으로, 이를 이용하여 정전압을 유지하고 전류를 조절합니다. 암전류 방전은 전극 사이에 전압이 인가되지 않아 전류가 흐르지 않는 현상이고, 이상 글로우방전은 전압이 불규칙하게 인가되어 전류가 불안정하게 유지되는 현상입니다. 아크방전은 전극 사이에 전압이 너무 높아져 전류가 갑자기 흐르는 현상으로, 정전압 방전관에서는 원하지 않는 현상입니다.
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70. 소신호 증폭회로에서 차단 주파수에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 출력 전류 이득은 0이다.
  2. 출력 전류 이득은 1이다.
  3. 출력 전류 이득은 1보다 크다.
  4. 출력 전류 이득은 1보다 작다.
(정답률: 44%)
  • 차단 주파수란, 증폭기에서 특정 주파수 이상의 신호를 차단하는 주파수를 말한다. 소신호 증폭회로에서는 차단 주파수 이하의 신호를 증폭하고, 차단 주파수 이상의 신호를 차단한다. 이 때, 출력 전류 이득은 차단 주파수 이하에서는 1이 되어야 한다. 따라서 정답은 "출력 전류 이득은 1이다." 이다.
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71. 반도체에서 전자와 정공의 생성과 재결합 문제를 취급할 때 가장 중요한 것은?

  1. 포획 불순물(trap)
  2. 온도에 의한 여기
  3. 반도체의 형태
  4. 순도가 높은 결정
(정답률: 42%)
  • 반도체에서 전자와 정공의 생성과 재결합 문제를 취급할 때 가장 중요한 것은 포획 불순물(trap)입니다. 이는 반도체 내부에 존재하는 결함이나 이물질로 인해 전자나 정공이 포획되어 움직임이 제한되는 현상을 말합니다. 이러한 포획 불순물은 전자와 정공의 이동성을 감소시키고, 전하의 이동을 방해하여 반도체의 전기적 특성을 악화시키는 원인이 됩니다. 따라서 반도체 제조 과정에서는 포획 불순물을 최소화하고, 순도가 높은 결정을 만들어내는 것이 중요합니다.
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72. 반도체에서의 확산 전류 밀도 J는? (단, n은 캐리어 농도, q는 캐리어의 전하, D는 확산정수, x는 거리이며, 1차원적인 구조의 경우로 가정한다.)

(정답률: 55%)
  • 확산 전류 밀도 J는 확산정수 D, 캐리어 농도 n, 캐리어의 전하 q, 거리 x에 비례한다. 따라서 보기 중에서 x^(-1/2)가 있는 ""가 정답이다.
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73. n 채널 MOSFET의 구조에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. pnpn 구조로 되어 있다.
  2. 금속과 pnp 구조로 되어 있다.
  3. 금속과 pn 접합으로 되어 있다.
  4. 금속과 산화물 절연체와 반도체로 되어 있다.
(정답률: 48%)
  • n 채널 MOSFET은 금속과 산화물 절연체와 반도체로 되어 있습니다. 이는 MOSFET의 기본 구조 중 하나로, 산화물 절연체 위에 n형 반도체를 적층시키고, 그 위에 금속 게이트를 놓는 방식으로 이루어집니다. 이 구조는 게이트와 채널 사이에 전기적으로 절연된 층을 형성하여, 게이트 전압에 따라 채널의 전하 밀도를 제어할 수 있습니다.
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74. 접합을 흐르는 소수캐리어에 가장 큰 영향을 주는 것은?

  1. 전위 장벽의 크기
  2. 순방향 전압의 크기
  3. 도핑하는 불순물 농도
  4. 열에 의해 발생되는 전자와 정공의 발생률
(정답률: 43%)
  • 접합을 흐르는 소수캐리어는 열에 의해 발생되는 전자와 정공의 발생률에 가장 큰 영향을 받습니다. 이는 온도가 높아질수록 원자들이 더 많이 진동하고 전자와 정공이 더 많이 생성되기 때문입니다. 따라서 온도가 높을수록 소수캐리어의 발생률이 증가하게 되며, 이는 전류의 증가로 이어집니다.
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75. 질량 m, 광속도 c인 입자의 드브로이 물질파(de Broglie matter wave)의 진동수 f는? (단, h는 프랑크 상수이다.)

  1. mc/h
  2. mc2/h
  3. 1/mc2h
  4. m/hc2
(정답률: 32%)
  • 드브로이의 물질파 이론에 따르면 입자의 운동량 p와 물질파의 파장 길이 λ는 λ = h/p로 연관되어 있다. 여기서 p = mv (m은 질량, v는 속도)이므로 λ = h/mv이다. 또한, 파장 길이와 진동수 f는 역수 관계에 있다. 따라서 f = v/λ = mv/h이다. 이를 정리하면 f = mc2/h가 된다.
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76. LASER와 MASER와 근본적으로 다른 점은?

  1. 유도 방출에 의한다.
  2. 펌핑(pumping)에 의한다.
  3. 광의 증폭 및 발진에 이용된다.
  4. 반전 분포(population inversion)에 의한다.
(정답률: 50%)
  • LASER와 MASER의 근본적인 차이는 발진하는 파장이 다르다는 것입니다. LASER는 광파장을 발진하는 반면, MASER는 마이크로파 파장을 발진합니다. 이들은 모두 유도 방출과 반전 분포에 의해 작동하지만, LASER는 광의 증폭 및 발진에 이용되고, MASER는 마이크로파의 증폭 및 발진에 이용됩니다. 따라서, "광의 증폭 및 발진에 이용된다."가 LASER와 MASER의 차이를 가장 잘 설명합니다.
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77. 페르미-디랙 분포(Fermi-Dirac distribution)에서 T=0[K]일 때 분포 한수의 성질로 옳은 것은?

  1. f(E)=1, E＜Ef
  2. f(E)=1/2, E＞Ef
  3. f(E)=0, E＜Ef
  4. f(E)=1, E＞Ef
(정답률: 43%)
  • 정답은 "f(E)=1, E＜Ef"입니다.

    T=0[K]일 때, 페르미-디랙 분포는 모든 에너지 상태에서 전자가 채워져 있거나 비어 있음을 나타냅니다. 이는 에너지가 페르미 에너지(Ef)보다 작은 상태에서는 전자가 채워져 있음을 의미합니다. 따라서 f(E)=1이 됩니다. 반면, 에너지가 페르미 에너지보다 큰 상태에서는 전자가 존재하지 않으므로 f(E)=0이 됩니다. 따라서 "f(E)=1, E＜Ef"가 옳은 답입니다.
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78. Hall 효과에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. Hall 계수는 이동도에 비례한다.
  2. Hall 계수는 캐리어 농도에 반비례한다.
  3. 금속이나 n형 반도체의 Hall 계수는 음이다.
  4. 응용으로는 전력계, 자속계, 캐리어 농도 측정 등이 있다.
(정답률: 28%)
  • "Hall 계수는 이동도에 비례한다."라는 설명이 틀린 것이다. Hall 계수는 전기적으로 충분히 밀도가 높은 물질에서 측정할 때, 외부 자기장에 의해 발생하는 전기장과 이동하는 전하에 의해 발생하는 로렌츠 힘의 상호작용에 의해 발생하는 전위차를 이용하여 측정된다. 따라서 Hall 계수는 캐리어 농도와 캐리어의 이동도에 모두 영향을 받는다. 이동도가 증가하면 Hall 계수도 증가하지만, 캐리어 농도가 증가하면 Hall 계수는 감소한다.
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79. 파울리(Pauli)의 배타원리에 관한 내용 중 원자내 전자 상태를 잘못 표현한 것은?

  1. 원자내 전자는 4개의 양자수로 표현된다.
  2. 전자배치도의 s, p, d, f, ……는 부양자수를 나타낸다.
  3. 모든 전자의 스핀양자수는 +1/2 혹은 -1/2 이다.
  4. 주양자수가 3일 때, 자기양자수는 0, 1, 2, 3이다.
(정답률: 63%)
  • "주양자수가 3일 때, 자기양자수는 0, 1, 2, 3이다."가 잘못된 표현이다. 주양자수가 3일 때, 자기양자수는 -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3이다. 이는 파울리의 배타원리에 따라 전자가 차지할 수 있는 상태를 나타내는 것이다. 주양자수는 전자의 궤도 운동량의 크기를 나타내며, 자기양자수는 전자의 자기적 특성을 나타낸다.
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80. 광전자방출에 관한 특징과 거리가 먼 것은?

  1. 방출전자의 흐름은 빛의 세기에 비례한다.
  2. 방출전자의 초속도는 빛의 세기와 주파수에 의하여 변화된다.
  3. 빛을 조사한 즉시 전자가 방출한다.
  4. 방출전자의 흐름 및 속도는 광범한 온도 범위에서 온도에 관계없이 일정하다.
(정답률: 23%)
  • 정답: "빛을 조사한 즉시 전자가 방출한다."

    광전자방출은 물질에 빛을 조사하여 전자가 방출되는 현상을 말한다. 이때 방출되는 전자의 흐름은 빛의 세기에 비례하지만, 방출전자의 초속도는 빛의 세기와 주파수에 의하여 변화된다. 즉, 빛의 세기가 강할수록 전자의 속도가 빨라지고, 빛의 주파수가 높을수록 전자의 속도가 빨라진다. 따라서 광전자방출은 빛을 조사한 즉시 전자가 방출되는 것이 아니라, 빛의 세기와 주파수에 따라 전자의 속도가 결정되는 현상이다. "방출전자의 흐름 및 속도는 광범한 온도 범위에서 온도에 관계없이 일정하다"는 것은 틀린 설명이다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 16비트의 명령어에서 4비트의 연산코드(OP code)를 사용하고, 오퍼랜드(Operand)가 메모리의 주소일 때, 최대 지정 가능한 메모리의 주소의 수는?

  1. 16
  2. 256
  3. 1024
  4. 4096
(정답률: 53%)
  • 4비트의 연산코드는 2^4 = 16개의 연산을 나타낼 수 있습니다. 이 중 하나는 메모리 주소를 지정하는 연산입니다. 16비트의 명령어에서 오퍼랜드가 메모리의 주소일 때, 12비트가 해당 주소를 나타내게 됩니다. 따라서 최대 지정 가능한 메모리의 주소의 수는 2^12 = 4096개가 됩니다.
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82. C 언어에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. C 언어의 기원은 ALGOL에서 찾을 수 있다.
  2. 뛰어난 이식성을 가지고 있다.
  3. 분할 컴파일이 가능하다.
  4. 비트 연산을 지원하지 않는다.
(정답률: 53%)
  • "C 언어는 비트 연산을 지원하지 않는다."라는 설명은 틀린 설명입니다. C 언어는 비트 연산을 지원하며, 비트 연산자(&, |, ^, ~, <<, >>)를 사용하여 비트 단위 연산을 수행할 수 있습니다.
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83. JAVA 같은 객체지향 언어의 개념에서 객체가 메시지를 받아 실행해야 할 구체적인 연산을 정의한 것은?

  1. 클래드
  2. 인스턴스
  3. 메소드
  4. 상속자
(정답률: 69%)
  • 객체지향 언어에서 객체는 메시지를 받으면 그에 맞는 동작을 수행해야 합니다. 이때 객체가 실행해야 할 구체적인 연산을 정의한 것이 메소드입니다. 메소드는 클래스 내부에 정의되며, 객체가 메시지를 받으면 해당 메소드를 실행하여 원하는 동작을 수행합니다. 따라서 객체지향 언어에서 메소드는 매우 중요한 개념 중 하나입니다.
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84. 부동소수점 표시(Floating-Point Representation) 방법에서 기수의 소수점 이하 첫째자리가 0이 되지 않도록 하는 과정은?

  1. Standardization
  2. Alignment
  3. Normalization
  4. Segmentation
(정답률: 50%)
  • 부동소수점 표시 방법에서 기수의 소수점 이하 첫째자리가 0이 되지 않도록 하는 과정은 Normalization이다. 이는 소수점 이하 첫째자리가 0이 되도록 소수부를 왼쪽으로 이동시키고, 그에 따라 지수부를 증가시키는 과정을 말한다. 이를 통해 정확한 값을 표현할 수 있고, 계산의 효율성도 높아진다.
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85. 소프트웨어적으로 인터럽트의 우선순위를 결정하는 인터럽트 형식은?

  1. 폴링 방법
  2. 벡터 방식
  3. 슈퍼바이저 콜
  4. 데이지체인 방법
(정답률: 64%)
  • 폴링 방법은 인터럽트 요청이 발생하면 CPU가 직접 해당 인터럽트를 처리하는 것이 아니라, CPU가 주기적으로 인터럽트 요청을 확인하고 우선순위가 높은 인터럽트부터 처리하는 방식입니다. 따라서 인터럽트의 우선순위를 결정하는 것도 CPU가 직접 결정하는 것이 아니라, 인터럽트 요청이 발생한 순서대로 처리됩니다.
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86. 1024 Word의 RAM은 몇 개의 어드레스 선을 갖는가?

  1. 4
  2. 8
  3. 10
  4. 12
(정답률: 38%)
  • 1024 Word의 RAM은 10개의 어드레스 선을 갖는다. 이는 2의 10승이 1024이기 때문이다. 각 어드레스 선은 2진수로 표현되며, 10개의 어드레스 선은 1024개의 메모리 위치를 나타낼 수 있다. 따라서 1024 Word의 RAM은 10개의 어드레스 선을 필요로 한다.
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87. 1의 보수로 음수를 표현하는 시스템에서 2진수 01101-11011의 결과로 올바른 것은?

  1. 11001
  2. 00111
  3. 11100
  4. 01110
(정답률: 56%)
  • 1의 보수로 음수를 표현하는 시스템에서는 양수와 음수를 구분하기 위해 첫 번째 비트를 부호 비트로 사용한다. 0은 양수를 나타내고, 1은 음수를 나타낸다. 따라서 2진수 01101-11011은 음수이다.

    음수의 1의 보수는 해당 수의 모든 비트를 반전시킨 값이다. 따라서 01101-11011의 1의 보수는 10010-00100이 된다.

    이제 1의 보수를 2의 보수로 변환해야 한다. 2의 보수는 1의 보수에 1을 더한 값이다. 따라서 10010-00100에 1을 더하면 10010-00101이 된다.

    이진수 10010-00101을 10진수로 변환하면 -27이 된다. 따라서 올바른 결과는 01110이다.
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88. C 언어 입출력 함수가 아닌 것은?

  1. printf( )
  2. scanf( )
  3. gets( )
  4. atoi( )
(정답률: 37%)
  • 정답은 "atoi( )"이다.

    "atoi( )"는 문자열을 정수형으로 변환하는 함수이며, 입출력 함수가 아니다. 따라서 나머지 보기인 "printf( )", "scanf( )", "gets( )"는 모두 C 언어의 입출력 함수이다.
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89. CPU와 입ㆍ출력 장치간의 속도 차이로 발생되는 성능의 차이를 극복하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. Pipeline
  2. Interrupt
  3. Off-line
  4. Buffer
(정답률: 15%)
  • Pipeline은 CPU 내부에서 명령어를 처리하는 방식 중 하나로, 여러 단계로 나누어 처리하여 성능을 향상시키는 방법입니다. 따라서 CPU와 입ㆍ출력 장치간의 속도 차이를 극복하기 위한 방법 중 하나입니다. 따라서 정답은 "Pipeline"이 아닌 나머지 보기들입니다. Interrupt는 입ㆍ출력 장치에서 발생하는 이벤트를 처리하기 위한 방법, Off-line은 입ㆍ출력 장치를 별도의 컴퓨터로 분리하여 처리하는 방법, Buffer는 입ㆍ출력 장치와 CPU 사이에 데이터를 임시로 저장하는 메모리입니다.
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90. 다음 명령어의 실행 주기에 해당하는 연산은?

  1. 덧셈(ADD)
  2. 뺄셈(SUB)
  3. 로드(LDA)
  4. 스토어(STA)
(정답률: 29%)
  • 해당 명령어는 "로드(LDA)" 연산이다. 이유는 명령어의 앞부분인 "LDA"가 로드를 의미하는 명령어 코드이기 때문이다. 따라서 실행 주기는 메모리에서 데이터를 읽어오는 주기이다. "덧셈(ADD)", "뺄셈(SUB)", "스토어(STA)"는 해당 명령어와는 관련이 없는 다른 명령어 코드이다.
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91. 가상기억장치(Virtual Memory)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보조기억장치와 같이 기억용량이 큰 기억장치를 마치 주기억장치처럼 사용하는 개념이다.
  2. 중앙처리장치에 의해 참조되는 보조기억장치의 가상주소는 주기억장치의 주소로 변환되어야 한다.
  3. 메모리 매핑(Mapping)에는 페이지(Page)에 의한 매핑과 세그먼트(Segment)에 의한 매핑으로 구분된다.
  4. 실행될 프로그램의 크기가 주기억장치의 용량보다 작을 때 사용한다.
(정답률: 34%)
  • "실행될 프로그램의 크기가 주기억장치의 용량보다 작을 때 사용한다."는 틀린 설명입니다. 가상기억장치는 실행될 프로그램의 크기와 상관없이 주기억장치의 용량을 보조기억장치처럼 확장하여 사용하는 개념입니다. 따라서 실행될 프로그램의 크기가 주기억장치의 용량보다 작더라도 가상기억장치를 사용할 수 있습니다.
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92. 그림의 병렬 가산기에서 출력되는 F의 값은? (단, 여기에서 B는 B의 1의 보수이며, 음수는 2의 보수로 표현한다.)

  1. A-B
  2. A-B+1
  3. A-B-1
  4. A-1
(정답률: 36%)
  • 먼저, 병렬 가산기에서는 입력된 두 비트열을 각 자리별로 더하고, 그 결과를 출력한다. 이때, 각 자리별로 더한 값이 2 이상이면 자리올림(carry)이 발생하고, 이를 다음 자리에 더해준다.

    위 그림에서는 A와 B의 1의 자리부터 4의 자리까지를 더한 결과가 출력되고 있다. 이때, 1의 자리에서는 A와 B의 1의 자리를 더한 값이 2이므로 자리올림이 발생하고, 이를 2의 자리에서 더해준다. 따라서 1의 자리에서는 0이 출력되고, 2의 자리에서는 1이 출력된다.

    그 다음으로는 2의 자리에서 A와 B의 2의 자리를 더한 값을 계산한다. 이때, B는 1의 보수이므로 2의 보수로 변환한 후 더해준다. 따라서 B의 2의 자리는 0이 되고, 자리올림이 발생한다. 이 자리올림은 4의 자리까지 영향을 미치므로, 4의 자리에서는 1이 더해진다.

    따라서, 출력되는 F의 값은 1011(2)이다. 이를 10진수로 변환하면 -5가 된다. 이때, A-B-1을 계산하면 A와 B의 차이에 -1을 더한 값이 되는데, 이는 2의 보수에서 음수를 나타내는 방법과 같다. 따라서, F의 값은 A-B-1이 된다.
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93. 분산처리 시스템의 장점이 아닌 것은?

  1. 처리 속도의 증가
  2. 가격대 성능비의 향상
  3. 소프트웨어 개발 시간의 단축
  4. 오류 허용(Fault-tolerant) 시스템의 개발
(정답률: 29%)
  • 분산처리 시스템은 여러 대의 컴퓨터를 연결하여 작업을 분산시키는 것으로, 처리 속도의 증가와 가격대 성능비의 향상, 그리고 오류 허용 시스템의 개발 등의 장점이 있습니다. 하지만 소프트웨어 개발 시간의 단축은 분산처리 시스템의 장점이 아닙니다. 분산처리 시스템은 복잡한 구조와 통신 프로토콜 등을 고려해야 하기 때문에 오히려 개발 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다.
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94. 해밍 코드(Hamming Code)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 오류검출과 교정이 가능하다.
  2. 2bit의 오류검출은 가능하나, 1bit의 오류수정은 불가능하다.
  3. 정보가 4bit이면, 해밍코드는 7bit가 된다.
  4. 패리티 비트의 위치는 1,2,4,8,16 ‥‥ 이다.
(정답률: 48%)
  • 2bit의 오류검출은 가능하나, 1bit의 오류수정은 불가능하다는 설명이 옳지 않다. 해밍 코드는 1bit의 오류를 검출하고, 동시에 1bit의 오류까지 수정할 수 있는 기능을 가지고 있다. 따라서 1bit의 오류검출과 수정이 모두 가능하다.
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95. CPU의 제어장치에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 처리할 자료를 입력받아 컴퓨터가 이해하도록 주기억장치로 보내는 기능이다.
  2. 처리된 결과를 사용자가 이용할 수 있도록 출력하는 기능이다.
  3. 입력장치를 통하여 입력되는 정보를 임시로 저장하는 기능이다.
  4. 주기억장치의 명령에 따라 각 장치를 지시하고 통제하는 기능이다.
(정답률: 43%)
  • CPU의 제어장치는 주기억장치의 명령에 따라 각 장치를 지시하고 통제하는 기능입니다. 이는 CPU가 처리할 명령어를 주기억장치에서 가져와 해당 명령어에 따라 입력장치, 출력장치, 보조기억장치 등을 제어하여 원하는 작업을 수행할 수 있도록 합니다.
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96. 주기억장치에서 저장할 위치를 지정하는 것은?

  1. 레코드(Record)
  2. 어드레스(Address)
  3. 워드(Word)
  4. 바이트(Byte)
(정답률: 48%)
  • 주기억장치에서 데이터를 저장하거나 검색할 때, 해당 데이터가 저장된 위치를 지정해야 합니다. 이때 사용하는 것이 어드레스(Address)입니다. 어드레스는 메모리 상의 각 위치를 고유하게 식별하는 번호이며, 이를 통해 데이터를 정확하게 찾아낼 수 있습니다. 따라서 어드레스는 주기억장치에서 데이터를 저장하고 검색하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.
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97. 다음 C 언어로 구현한 프로그램의 출력 결과는?

  1. 결과 : 10 10
  2. 결과 : 10 20
  3. 결과 : 20 10
  4. 결과 : 20 20
(정답률: 34%)
  • 이 프로그램은 두 개의 변수 a와 b를 선언하고, a에 10을 대입하고 b에는 a에 2를 곱한 값을 대입한 후, a와 b를 출력하는 프로그램입니다. 따라서 a는 10이 되고, b는 20이 됩니다. 따라서 출력 결과는 "결과 : 20 10"이 됩니다.
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98. I/O 제어기의 주요기능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. I/O 장치의 제어와 타이밍을 조정한다.
  2. CPU와의 통신을 담당한다.
  3. 데이터 구성 기능을 수행한다.
  4. I/O 장치와의 통신을 담당한다.
(정답률: 23%)
  • 정답은 "데이터 구성 기능을 수행한다."이다. I/O 제어기는 I/O 장치의 제어와 타이밍을 조정하고 CPU와의 통신을 담당하며, I/O 장치와의 통신을 담당하지만 데이터 구성 기능은 수행하지 않는다. 데이터 구성 기능은 데이터를 처리하고 구성하는 것을 말하는데, 이는 주로 CPU나 다른 전용 장치에서 수행된다.
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99. ROM 회로의 구성요소로 옳은 것은?

  1. Decoder, OR gate
  2. Encoder, OR gate
  3. Encoder, AND gate
  4. Decoder, AND gate
(정답률: 36%)
  • ROM 회로는 입력 신호를 받아서 출력 신호를 생성하는데, 이를 위해 디코더와 OR 게이트가 필요합니다. 디코더는 입력된 비트 패턴을 해석하여 출력 신호를 생성하는데 사용되며, OR 게이트는 디코더의 출력 신호를 조합하여 최종 출력을 생성하는데 사용됩니다. 따라서 "Decoder, OR gate"가 옳은 구성요소입니다.
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100. 주소를 기억하고 있는 레지스터와 관계없는 것은?

  1. MAR
  2. IR
  3. PC
  4. SP
(정답률: 48%)
  • IR은 Instruction Register의 약자로, 현재 실행 중인 명령어를 저장하는 레지스터입니다. 주소를 기억하는 레지스터는 MAR(Memory Address Register)이며, 프로그램 카운터(PC)는 다음에 실행할 명령어의 주소를 가리키는 레지스터이고, 스택 포인터(SP)는 스택의 최상단 주소를 가리키는 레지스터입니다. 따라서 IR은 주소를 기억하는 레지스터와는 관계가 없습니다.
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