전자기사 필기 기출문제복원 (2016-10-01)

전자기사 2016-10-01 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전자기사 2016-10-01 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전자기사
(2016-10-01 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 상자성체에서 자화율(magnetic susceptibility)는?

  1. X=0
  2. X=1
  3. X
  4. X＞0
(정답률: 64%)
  • 상자성체는 외부 자기장에 의해 자화되는 방향이 외부 자기장과 같은 방향이며, 자화율 $\chi$가 매우 작지만 0보다 큰 양수 값을 가집니다.
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2. 그림과 같이 단면적이 균일한 환상철심에 권수 N1인 A코일과 권수 N2인 B코일이 있을 때, A코일의 자기 인덕턴스가 L1(H)이라면 두 코일의 상호 인덕턴스 M(H)는? (단, 누설자속은 0이다.)

(정답률: 72%)
  • 상호 인덕턴스 $M$은 두 코일의 권수비와 자기 인덕턴스의 관계에 의해 결정됩니다. 누설 자속이 0일 때, 상호 인덕턴스는 $\sqrt{L_{1}L_{2}}$ 또는 권수비 $\frac{N_{2}}{N_{1}}$를 이용하여 $L_{1}$과 다음과 같은 관계를 갖습니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{L_{1} N_{2}}{N_{1}}$
    ② [숫자 대입] (기호식으로 표현)
    ③ [최종 결과] $\frac{L_{1} N_{2}}{N_{1}}$
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3. 간격 3m의 평행 무한평면도체에 각각 ±4C/m2의 전하를 주었을 때, 두 도체간의 전위차는 약 몇 V인가?

  1. 1.5×1011
  2. 1.5×1012
  3. 1.36×1011
  4. 1.36×1012
(정답률: 48%)
  • 평행 무한평면도체 사이의 전계는 $\frac{\sigma}{\epsilon_{0}}$이며, 전위차는 전계에 간격을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\sigma}{\epsilon_{0}}d$
    ② [숫자 대입] $V = \frac{4}{8.855 \times 10^{-12}} \times 3$
    ③ [최종 결과] $V = 1.36 \times 10^{12}$
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4. 그림과 같이 평행한 무한장 직선도선에 I(A), 4I(A)인 전류가 흐른다. 두 선 사이의 점 P의 자계의 세기가 0이라고 하면 a/b는?

(정답률: 79%)
  • 두 무한장 직선도선에 의한 자계의 세기가 점 P에서 0이 되려면, 각 도선이 만드는 자계의 크기가 같고 방향이 반대여야 합니다. 무한장 직선도선의 자계 공식 $H = \frac{I}{2\pi r}$을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I_1}{2\pi a} = \frac{I_2}{2\pi b}$
    ② [숫자 대입] $\frac{I}{2\pi a} = \frac{4I}{2\pi b}$
    ③ [최종 결과] $\frac{a}{b} = \frac{1}{4}$
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5. 파라핀유 속에서 5cm의 거리를 두고 5μC과 4μC의 점전하가 있다. 두 점전하 사이에 작용하는 힘은 약 몇 N 인가? (단, 파라핀유의 비유전율은 2.2라고 한다.)

  1. 8.57
  2. 32.7
  3. 65.5
  4. 163.6
(정답률: 63%)
  • 두 점전하 사이에 작용하는 힘은 쿨롱의 법칙을 사용하며, 매질이 있을 경우 유전율을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4\pi \epsilon_0 \epsilon_r} \frac{q_1 q_2}{r^2}$
    ② [숫자 대입] $F = (9 \times 10^9 \div 2.2) \times \frac{5 \times 10^{-6} \times 4 \times 10^{-6}}{0.05^2}$
    ③ [최종 결과] $F = 32.7$
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6. 그림과 같은 영구자석과 아라고판(Arago plate)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 영구자석을 아라고판과 나란히 아라고판의 회전축을 중심으로 원 둘레와 나란히 이동시키면, 아라고판이 영구자석의 이동방향을 따라 회전한다.
  2. 아라고 원판을 아라고판의 회전축 주위로 회전시키면, 영구자석에 의하여 아라고판에 맴돌이 전류(eddy current)가 발생하여 제동작용이 생긴다.
  3. 영구자석을 아라고 판과 나란히 아라고판의 회전축을 중심으로 그림과 같이 나란히 이동시키면, 항상 축의 중심에서 아라고판의 원둘레 방향으로 전류가 발생한다.
  4. 영구자석을 아라고판의 회전축을 중심으로 움직이는 대신 아라고판상에 이동자계를 만들어주어도 자계의 이동방향을 따라 아라고판이 회전한다.
(정답률: 58%)
  • 아라고판 실험에서 자석이 이동하면 판 내부의 자속이 변화하여 맴돌이 전류가 발생하고, 이로 인해 자석의 이동 방향으로 판이 회전하게 됩니다. 하지만 이때 발생하는 전류는 항상 원둘레 방향으로만 흐르는 것이 아니라, 자석의 위치와 이동 방향에 따라 분포와 방향이 결정되므로 항상 축의 중심에서 원둘레 방향으로만 발생한다는 설명은 틀린 것입니다.
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7. 진공 중에 있는 두 점자극 +m(Wb)와 -m(Wb)가 r(m) 거리에 있을 때, 두 점자극을 잇는 직선의 중앙점에서 자계의 크기(AT/m)는?

(정답률: 40%)
  • 두 점자극에 의한 자계의 합을 구하는 문제입니다. 중앙점에서는 두 자극에 의한 자계의 방향이 같으므로 합산하며, 거리는 각각 $r/2$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{H} = 2 \times \frac{m}{4\pi\mu_0 (r/2)^2}$
    ② [숫자 대입] $\text{H} = 2 \times \frac{m}{4\pi\mu_0 \frac{r^2}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\text{H} = \frac{2m}{\pi\mu_0 r^2}$
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8. 반지름 50cm인 서로 나란한 두 원형코일을 1mm 간격으로 동축 상에 평행 배치한 후 각 코일에 100A의 전류가 같은 방향으로 흐를 때 코일 상호간에 작용하는 인력은 약 몇 N 인가?

  1. 3.14
  2. 6.28
  3. 31.4
  4. 62.8
(정답률: 31%)
  • 나란한 두 원형 코일 사이의 힘은 도선 길이($2\pi r$)를 적용한 평행 도선 간의 힘 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{\mu_0 I^2 (2\pi r)}{2\pi d}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 100^2 \times (2\pi \times 0.5)}{2\pi \times 0.001}$
    ③ [최종 결과] $F = 6.28$
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9. 투자율 μ(H/m)에서 길이 ℓ(m), 간격 d(m)인 두 평행도선 사이의 상호인덕턴스(H)는? (단, ℓ≫d이다.)

(정답률: 55%)
  • 두 평행도선 사이의 상호인덕턴스는 투자율, 도선의 길이, 도선 간 거리의 로그 함수 관계로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{\mu \ell}{2\pi} \ln \frac{2\ell}{d}$
    ② [숫자 대입] $\text{상호인덕턴스 공식 적용}$
    ③ [최종 결과]
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10. 어떤 코일의 전류와 자속의 특성이 그림과 같이 주어졌다고 한다. 전류가 25A이면 이 코일에 저장되는 에너지는 몇 J 인가?

  1. 31.25×10-3
  2. 35.75×10-3
  3. 38.75×10-3
  4. 56.25×10-3
(정답률: 43%)
  • 코일에 저장되는 에너지는 자속과 전류의 곱의 절반으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} \phi i$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times 4.5 \times 10^{-3} \times 25$
    ③ [최종 결과] $W = 56.25 \times 10^{-3}$
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11. 정전계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전기력선은 전하가 없는 곳에서는 서로 교차한다.
  2. 단위 전하에서 나오는 전기력선의 수는 1/Є0개이다.
  3. 도체에 주어진 전하는 도체표면에만 분포한다.
  4. 중공도체(中空導體)에 준 전하는 외부 표면에만분포하고 내부표면에는 존재하지 않는다.
(정답률: 70%)
  • 전기력선은 전하가 없는 곳에서는 서로 교차하지 않고 평행하거나 곡선을 그리며 뻗어나가는 성질이 있습니다.

    오답 노트
    단위 전하의 전기력선 수: $1/\epsilon_0$개 (정확함)
    도체 전하 분포: 도체 표면에만 분포 (정확함)
    중공도체 전하 분포: 외부 표면에만 분포 (정확함)
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12. 비유전율 εs=80, 비투자율 μs=1인 전자파의 고유임피던스는 약 몇 Ω 인가?

  1. 21
  2. 42
  3. 80
  4. 160
(정답률: 71%)
  • 전자파의 고유임피던스는 매질의 투자율과 유전율의 비율의 제곱근으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \sqrt{\frac{\mu_0 \mu_s}{\epsilon_0 \epsilon_s}} = 120\pi \sqrt{\frac{\mu_s}{\epsilon_s}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = 377 \times \sqrt{\frac{1}{80}}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 42$
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13. 공극의 겉넓이가 Sa=4.26×10-2m2이고, 길이가 la=5.6㎜인 직류기에 있어서 공극의 자기저항은 약 몇 AT/Wb 인가?

  1. 10.5×102
  2. 10.5×10-2
  3. 1.05×105
  4. 1.05×10-5
(정답률: 69%)
  • 자기저항은 자로의 길이에 비례하고 단면적과 투자율에 반비례하는 성질을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $R_m = \frac{\mu_0 l}{S}$
    ② [숫자 대입] $R_m = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5.6 \times 10^{-3}}{4.26 \times 10^{-2}}$
    ③ [최종 결과] $R_m = 1.05 \times 10^5$
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14. 다음 식 중 틀린 것은?

  1. 가우스(Gauss)의 정리 : div D=ρ
  2. 포아송(Poisson) 방정식 :
  3. 스토크스(Stokes)의 정리 :
  4. 발산정리 :
(정답률: 61%)
  • 스토크스의 정리는 폐곡선을 따라 벡터장을 적분한 값이 그 폐곡선이 둘러싼 면적에 대한 벡터장의 회전(curl)의 면적분과 같다는 정리입니다. 제시된 식 $$\oint A \cdot dl = \frac{1}{\epsilon_0}$$ 은 스토크스의 정리와 무관한 잘못된 식입니다.

    오답 노트
    가우스의 정리: $\text{div} D = \rho$ (정확함)
    포아송 방정식: $\nabla^2 V = -\frac{\rho}{\epsilon}$ (정확함)
    발산정리: $\int \text{div} A dV = \oint A \cdot dS$ (정확함)
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15. Є1 ＞ Є2인 두 유전체의 경계면에 전계가 수직으로 입사할 때 경계면에 작용하는 힘은?

  1. 의 힘이 Є1에서 Є2로 작용한다.
  2. 의 힘이 Є2에서 Є1으로 작용한다.
  3. 의 힘이 Є2에서 Є1으로로 작용한다.
  4. 의 힘이 Є1에서 Є2로 작용한다.
(정답률: 48%)
  • 두 유전체의 경계면에 전계가 수직으로 입사할 때, 유전율이 큰 쪽($$\epsilon_1$$)에서 작은 쪽($$\epsilon_2$$)으로 밀어내는 힘이 작용합니다.
    이때 작용하는 힘의 크기는 다음과 같습니다.
    $$F = \frac{1}{2} (\frac{1}{\epsilon_2} - \frac{1}{\epsilon_1}) D^2$$
    따라서 의 힘이 $\epsilon_1$에서 $\epsilon_2$로 작용합니다.
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16. 전기량이 0.2C인 점전하가 전계 E=5j+k(V/m) 및 자속밀도 B=2j+5j(Wb/m2)인 전자계에 v=2i+3j(m/s)의 속도로 돌입할 때 점전하에 작용하는 힘(N)은?

  1. i+j-2k
  2. 2i-j+5k
  3. 3i-j+k
  4. 5i+j-3k
(정답률: 48%)
  • 전하가 전계와 자계가 동시에 존재하는 공간에서 움직일 때 받는 힘은 로런츠 힘 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = q(E + v \times B)$
    ② [숫자 대입] $F = 0.2((5j + k) + (2i + 3j) \times (2j + 5j))$
    ③ [최종 결과] $F = 3i - j + k$
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17. 다음 중 저항률이 가장 작은 것은?

  1. 동
  2. 철
  3. 수은
  4. 알루미늄
(정답률: 65%)
  • 제시된 금속들 중 동(구리)은 전기 전도도가 매우 높아 저항률이 가장 작은 물질에 해당합니다.
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18. 동일한 금속 도선의 두 점 사이에 온도차를 주고 전류를 흘리면 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상은?

  1. 펠티에(Peltier) 효과
  2. 볼타(Volta) 효과
  3. 제벡(Seebeck) 효과
  4. 톰슨(Thomson) 효과
(정답률: 67%)
  • 동일한 금속 도선 내에서 온도 차이가 있을 때 전류가 흐르면 열이 흡수되거나 발생하는 현상을 톰슨 효과라고 합니다.

    오답 노트
    펠티에 효과: 서로 다른 두 금속 접점에서의 열 출입
    제벡 효과: 서로 다른 두 금속 접점의 온도차로 인한 기전력 발생
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19. 환상철심 코일에 5A의 전류를 흘려 2000AT의 기자력을 생기게 하려면 코일의 권수(회)는?

  1. 10000
  2. 500
  3. 400
  4. 250
(정답률: 75%)
  • 기자력은 코일의 권수와 흐르는 전류의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $F = N \times I$
    ② [숫자 대입] $2000 = N \times 5$
    ③ [최종 결과] $N = 400$
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20. 진공 중에서 내구의 반지름 a=3cm, 외구의 내반지름 b=9cm인 두 동심구 사이의 정전용량은 몇 pF 인가?

  1. 0.5
  2. 5
  3. 50
  4. 500
(정답률: 58%)
  • 두 동심구 사이의 정전용량은 구의 반지름과 진공의 유전율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = 4 \pi \epsilon_{0} \frac{ab}{b-a}$
    ② [숫자 대입] $C = 4 \pi \times 8.854 \times 10^{-12} \times \frac{0.03 \times 0.09}{0.09 - 0.03}$
    ③ [최종 결과] $C = 5.0 \times 10^{-12} = 5 \text{ pF}$
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2과목: 회로이론

21. R-C 병렬회로에 60hz, 100V를 가하였을 때 유효전력 800W, 무효전력 600Var이면 저항R[Ω], 정전용량 C[μF]의 값은?

  1. R=12.5, C=159
  2. R=15.5, C=180
  3. R=18.5, C=189
  4. R=20.5, C=219
(정답률: 59%)
  • 병렬회로에서 유효전력은 저항에서, 무효전력은 커패시터에서 소비됩니다. 각 전력 공식을 이용하여 $R$과 $C$를 각각 구합니다.
    저항 $R$ 계산:
    ① [기본 공식] $R = \frac{V^{2}}{P}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{100^{2}}{800}$
    ③ [최종 결과] $R = 12.5$
    정전용량 $C$ 계산:
    ① [기본 공식] $C = \frac{Q_{var}}{2 \pi f V^{2}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{600}{2 \pi \times 60 \times 100^{2}}$
    ③ [최종 결과] $C = 15.9 \times 10^{-6} \approx 159 \mu\text{F}$
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22. 전류 i 방향으로의 2Ω 양단에서의 전압강하는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 61%)
  • 회로의 망 해석법(Mesh Analysis) 또는 KVL을 적용합니다. 하단 루프를 기준으로 전압 방정식을 세우면 $20\text{V} - 2i - 35\text{V} = 0$이 되며, 이때 전류 $i$는 $6\text{A}$의 전류원과 병렬 관계에 있음을 분석하여 $i = 3\text{A}$가 도출됩니다. 따라서 $2\Omega$ 저항 양단의 전압강하는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $V = I \times R$
    ② [숫자 대입] $V = 3 \times 2$
    ③ [최종 결과] $V = 6$
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23. R=20Ω, L=0.05H, C=1μF인 R-L-C 직렬회로에서 Q는 약 얼마인가?

  1. 25.2
  2. 17.2
  3. 15.2
  4. 11.2
(정답률: 52%)
  • RLC 직렬회로의 선택도(Q-factor)는 공진 시 저장되는 에너지와 소모되는 에너지의 비율을 나타내며, 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{L}{C}}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{1}{20} \sqrt{\frac{0.05}{1 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $Q = 11.18 \approx 11.2$
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24. 크기 A인 임펄스의 스펙트럼(amplitude sprctrum)은?

  1. Ae-jωt0
  2. 1
  3. A
  4. Aejωt0
(정답률: 40%)
  • 임펄스 함수 $\delta(t)$의 푸리에 변환(스펙트럼)은 모든 주파수 영역에서 크기가 $1$로 일정합니다. 따라서 크기가 $A$인 임펄스 함수 $A\delta(t)$의 스펙트럼은 다음과 같습니다.
    $$S(\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} A\delta(t)e^{-j\omega t} dt$$
    $$S(\omega) = A \times 1$$
    $$S(\omega) = A$$
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25. 다음 회로에서 VO(t)의 실효값은?

  1. 0V
  2. 10V
(정답률: 57%)
  • 회로의 출력단에 인덕터 $L$과 커패시터 $C$가 직렬로 연결되어 있습니다. 이미지에서 두 소자의 임피던스가 모두 $1\Omega$으로 동일하므로, 이는 직렬 공진 상태를 의미합니다. 공진 시 직렬 임피던스는 최소가 되며, 이상적인 경우 $j\omega L + \frac{1}{j\omega C} = 0$이 되어 출력 전압 $V_O$는 $0\text{V}$가 됩니다.
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26. 다음 설명이 나타내는 것은?

  1. 노튼 정리
  2. 보상 정리
  3. 테브난 정리
  4. 중첩의 정리
(정답률: 61%)
  • 여러 개의 전원이 존재하는 선형 회로에서 특정 지점의 전압이나 전류는 각 전원이 단독으로 존재할 때의 값들을 모두 합한 것과 같다는 원리입니다. 이는 중첩의 정리에 대한 정확한 정의입니다.
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27. 다음 그림과 같은 4단자 회로망의 4단자 정수에서 C는?

  1. 1/Z2
  2. 1
(정답률: 52%)
  • 제시된 회로는 직렬 임피던스 $Z_1$과 병렬 임피던스 $Z_2$가 결합된 L형 회로입니다. 4단자 정수 $A, B, C, D$ 중 $C$는 입력 전압과 출력 전류의 관계를 나타내는 어드미턴스 성분입니다.
    $$C = \frac{I_1}{V_2} \text{ (단, } V_2=0 \text{ 일 때)}$$
    $$C = \frac{1}{Z_2}$$
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28. 함수 f(t)=sinωt+2cosωt의 라플라스 변환은?

(정답률: 59%)
  • 라플라스 변환의 선형성과 기본 변환 공식을 적용합니다. $\sin \omega t$의 변환은 $\frac{\omega}{s^2 + \omega^2}$이고, $\cos \omega t$의 변환은 $\frac{s}{s^2 + \omega^2}$입니다.
    $$f(t) = \sin \omega t + 2\cos \omega t$$
    $$F(s) = \frac{\omega}{s^2 + \omega^2} + 2\frac{s}{s^2 + \omega^2}$$
    $$F(s) = \frac{2s + \omega}{s^2 + \omega^2}$$
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29. R-C 직렬회로에 직류전압 5V를 인가하고, t=0에서 스위치를 ON 한다면 커패시터 양단에 걸리는 전압 Vc 는? (단, R=1Ω, C=1F 이다.)

  1. -5e-t
  2. 5e-t
  3. 5(1-e-t)
  4. 5(1-et)
(정답률: 64%)
  • RC 직렬회로에서 커패시터의 충전 전압은 지수함수적으로 증가하며, 최종 전압 $E$와 시정수 $\tau = RC$를 이용하여 표현합니다.
    ① [기본 공식] $V_{c}(t) = E(1 - e^{-t/RC})$
    ② [숫자 대입] $V_{c}(t) = 5(1 - e^{-t/(1 \times 1)})$
    ③ [최종 결과] $V_{c}(t) = 5(1 - e^{-t})$
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30. 필터의 차단 주파수는 출력 전압이 입력 전압의 몇 배인 주파수로 정의하는가?

  1. √2배
  2. 1/√2배
  3. 1/2배
  4. 1/2√2배
(정답률: 59%)
  • 필터의 차단 주파수(Cut-off Frequency)는 전력 기준으로는 절반($-3\text{dB}$)이 되는 지점이며, 전압 기준으로는 입력 전압의 $\frac{1}{\sqrt{2}}$배가 되는 지점으로 정의합니다.
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31. 다음 그림과 같은 파형의 Laplace 변환은?

  1. 3
  2. 3/s
(정답률: 66%)
  • 주어진 파형은 $t=2$에서 크기가 $3$인 단위 계단 함수가 시작되는 지연 함수입니다. 시간 이동 정리 $\mathcal{L}\{f(t-a)u(t-a)\} = e^{-as}F(s)$를 적용합니다.
    크기가 $3$인 계단 함수의 라플라스 변환은 $\frac{3}{s}$이며, $t=2$만큼 이동하였으므로 $e^{-2s}$를 곱해줍니다.
    따라서 최종 결과는 입니다.
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32. 5H의 인덕터에 v(t)=20√2 cos(ωt-30°)V의 전압을 인가하였을 때 인덕터 흐르는 전류 i(t)의 순시값은? (단, ω=100[rad/s]이다.)

  1. i(t)=0.04√2cos(100t-120°)
  2. i(t)=0.02√2cos(100t-120°)
  3. i(t)=0.04√2cos(100t+60°)
  4. i(t)=0.02√2cos(100t+60°)
(정답률: 54%)
  • 인덕터의 전압과 전류의 관계에서 전류는 전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 늦으며, 크기는 유도성 리액턴스 $X_{L}$로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $I_{max} = \frac{V_{max}}{\omega L}$
    ② [숫자 대입] $I_{max} = \frac{20\sqrt{2}}{100 \times 5}$
    ③ [최종 결과] $I_{max} = 0.04\sqrt{2}$
    위상은 $-30^{\circ}$에서 $90^{\circ}$가 늦어지므로 $-30^{\circ} - 90^{\circ} = -120^{\circ}$가 됩니다. 따라서 순시값은 $i(t)=0.04\sqrt{2}\cos(100t-120^{\circ})$입니다.
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33. 다음 회로에서 스위치 SW를 닫은 후 t가 2초일 때 회로에 흐르는 전류는 몇 A 인가?

  1. 3.68
  2. 4.52
  3. 6.32
  4. 8.12
(정답률: 52%)
  • RL 직렬 회로에서 스위치를 닫은 후 시간에 따라 흐르는 전류의 과도 응답 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{E}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ② [숫자 대입] $i(2) = \frac{20}{2}(1 - e^{-\frac{2}{4} \cdot 2})$
    ③ [최종 결과] $i(2) = 6.32$
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34. v(t)=cos2πf0t을 Fourier 변환한 V(f)를 구하면?

  1. V(t)=δ(f-f0)+δ(f+f0)
  2. V(t)=π[δ(f-f0)+δ(f+f0)]
  3. V(t)=1/2[δ(f-f0)+δ(f+f0)]
  4. V(t)=2π[δ(f-f0)+δ(f+f0)]
(정답률: 37%)
  • 코사인 함수 $\cos(2\pi f_{0}t)$를 푸리에 변환하면 주파수 영역에서 $\pm f_{0}$ 지점에 델타 함수가 나타납니다.
    오일러 공식을 통해 $\cos(2\pi f_{0}t) = \frac{1}{2}(e^{j2\pi f_{0}t} + e^{-j2\pi f_{0}t})$로 변환하여 푸리에 변환을 수행하면, 각 지수 함수는 $\delta(f - f_{0})$와 $\delta(f + f_{0})$로 변환됩니다.
    따라서 최종 결과는 $\frac{1}{2}[\delta(f - f_{0}) + \delta(f + f_{0})]$가 됩니다.
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35. R=20Ω, XL=10Ω, XC=5Ω을 병렬로 접속한 회로의 어드미턴스 Y[℧]은 얼마인가?

  1. 0.06+j0.1
  2. 0.05+j0.1
  3. 0.06-j0.1
  4. 0.05-j0.1
(정답률: 39%)
  • 병렬 회로의 전체 어드미턴스는 각 소자 어드미턴스의 합으로 계산하며, 인덕터의 어드미턴스는 $-j$ 부호를 가집니다.
    ① [기본 공식] $Y = \frac{1}{R} + j(\frac{1}{X_{C}} - \frac{1}{X_{L}})$
    ② [숫자 대입] $Y = \frac{1}{20} + j(\frac{1}{5} - \frac{1}{10})$
    ③ [최종 결과] $Y = 0.05 + j0.1$
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36. Vt=Vmsin(ωt+50°)와 It=Imcos(ωt-80°)의 위상차는?

  1. 10°
  2. 20°
  3. 30°
  4. 40°
(정답률: 49%)
  • 위상차를 구하기 위해서는 전압과 전류의 함수 형태를 $\sin$으로 통일해야 합니다.
    전류 $I_{t} = I_{m}\cos(\omega t - 80^{\circ})$를 $\sin$으로 변환하면 $\cos \theta = \sin(\theta + 90^{\circ})$ 성질에 의해 $I_{m}\sin(\omega t - 80^{\circ} + 90^{\circ}) = I_{m}\sin(\omega t + 10^{\circ})$가 됩니다.
    따라서 전압의 위상 $50^{\circ}$와 전류의 위상 $10^{\circ}$의 차이는 $|50^{\circ} - 10^{\circ}| = 40^{\circ}$입니다.
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37. 입력과 출력신호를 각각 x(t), y(t)라고 할 때, 아래 미분방정식의 전달함수는? (단, y(0)=0이다.)

(정답률: 43%)
  • 주어진 미분방정식 $\frac{dy(t)}{dt} + 2y(t) - 3 \int y(t)dt = x(t) - \int x(t)dt$를 라플라스 변환하여 전달함수 $G(s) = \frac{Y(s)}{X(s)}$를 구합니다.
    라플라스 변환을 적용하면 $Y(s)(s + 2 - \frac{3}{s}) = X(s)(1 - \frac{1}{s})$가 됩니다.
    이를 정리하면 다음과 같습니다.
    $$G(s) = \frac{1 - \frac{1}{s}}{s + 2 - \frac{3}{s}} = \frac{\frac{s-1}{s}}{\frac{s^2 + 2s - 3}{s}} = \frac{s-1}{s^2 + 2s - 3}$$
    분모를 인수분해하면 $(s-1)(s+3)$이므로, 분자의 $(s-1)$과 약분되어 최종 결과는 가 됩니다.
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38. 10μF의 커패시터에 10V, 50Hz의 교류전압을 인가할 때 무효 전력은 몇 Var 인가?

  1. π/10
  2. π
  3. 10π
  4. 100π
(정답률: 58%)
  • 커패시터의 무효 전력은 전압의 실효값과 리액턴스를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{V^{2}}{X_{C}} = V^{2} \cdot 2\pi f C$
    ② [숫자 대입] $Q = 10^{2} \cdot 2\pi \cdot 50 \cdot 10 \cdot 10^{-6}$
    ③ [최종 결과] $Q = \frac{\pi}{10}$
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39. 그림과 같은 시간함수를 라플라스 변환하면?

  4. 1/s
(정답률: 61%)
  • 제시된 이미지 의 함수는 $t \ge 0$에서 항상 $1$의 값을 갖는 단위 계단 함수 $f(t) = 1$ 입니다. 단위 계단 함수를 라플라스 변환하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{1\} = \int_{0}^{\infty} e^{-st} dt$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{1\} = [ \frac{-1}{s} e^{-st} ]_{0}^{\infty}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{s}$
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40. 4단자망의 파라미터에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. h 파라미터에서 h12와 h21는 차원(단위)이 없다.
  2. ABCD 파라미터에서 A와 D는 차원(단위)이 있다.
  3. h 파라미터에서 h11은 임피던스의 차원을 h22는 어드미턴스의 차원(단위)을 갖는다.
  4. ABCD 파라미터에서 B는 임피던스의 차원(단위)을 C는 어드미턴스의 차원(단위)을 갖는다.
(정답률: 47%)
  • ABCD 파라미터에서 $A$는 전압비, $D$는 전류비로 정의되므로 두 파라미터 모두 차원(단위)이 없는 무차원 수입니다.

    오답 노트
    h 파라미터 $h_{12}, h_{21}$: 전압비의 역수 및 전류비이므로 무차원
    h 파라미터 $h_{11}, h_{22}$: 각각 임피던스, 어드미턴스 차원
    ABCD 파라미터 $B, C$: 각각 임피던스, 어드미턴스 차원
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3과목: 전자회로

41. 불대수에서 (A+B)(A+C)와 등식이 성립하는 것은?

  1. ABC
  2. A+B+C
  3. AB+C
  4. A+BC
(정답률: 64%)
  • 불 대수의 분배 법칙에 의해 $(A+B)(A+C) = A + BC$가 성립합니다. 이는 $A$가 공통으로 더해져 있고 $B$와 $C$가 곱해진 형태의 논리식으로 단순화되는 성질입니다.
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42. 동기 3단 2진 카운터 회로를 설계할 때, JK-FF(Flip Flop) 3개와 어떤 게이트 1개를 사용하면 되는가?

  1. AND
  2. OR
  3. NOT
  4. EX-OR
(정답률: 47%)
  • 동기식 카운터는 모든 플립플롭에 클록 신호가 동시에 인가되며, 다음 상태를 결정하기 위해 이전 단의 출력들을 조합 논리 회로로 처리합니다. 3단 2진 카운터의 경우, 상위 플립플롭의 입력 조건은 하위 플립플롭들의 출력이 모두 1일 때만 동작해야 하므로 AND 게이트를 사용하여 이를 구현합니다.
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43. 다음과 같은 논리회로에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 입력 A, B, C, D가 모두 0 이면, Y=1 이다.
  2. 입력 A, B, C, D가 모두 1 이면, Y=0 이다.
  3. 입력 A, B, C, D에서 1의 상태의 개수가 홀수이면, Y=1 이다.
  4. 입력 A, B, C, D에서 1의 상태의 개수가 짝수이면, Y=0 이다.
(정답률: 50%)
  • 제시된 회로는 XOR 게이트들이 조합된 형태로, 입력 중 1의 개수가 홀수일 때만 출력 $Y$가 1이 되는 패리티 생성기 구조입니다. 따라서 입력 A, B, C, D가 모두 0이면 1의 개수가 0개(짝수)이므로 출력 $Y$는 0이 되어야 합니다.
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44. 다음의 클램퍼 회로에서 그림과 같은 입력신호가 주어질 때 출력 파형의 모양은?

(정답률: 52%)
  • 클램퍼 회로는 입력 파형에 DC 오프셋 전압을 더해 전체 파형을 위나 아래로 이동시킵니다. 다이오드가 아래 방향으로 연결되어 있으므로 전체 파형을 위로 끌어올리며, 입력 전압의 진폭이 $\pm 4\text{V}$(전체 폭 $8\text{V}$)이므로 최저점이 $0\text{V}$, 최고점이 $8\text{V}$가 되는 파형이 출력됩니다.
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45. 귀환에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 귀환된 신호와 본래의 입력과의 위상관계에 있어서 역위상인 경우를 부귀환이라 한다.
  2. 귀환전압이 출력전류에 비례할 때를 전류귀환이라 한다.
  3. 귀환전압이 출력전류에 비례하는 경우를 직렬귀환이라 한다.
  4. 직렬귀환과 병렬귀환이 함께 사용된 것을 복합귀환이라 한다.
(정답률: 66%)
  • 직렬귀환과 병렬귀환이 함께 사용된 것은 복합귀환이 아니라, 입력과 출력의 귀환 방식에 따라 각각 정의되는 독립적인 개념입니다.

    오답 노트
    귀환전압이 출력전류에 비례하는 경우: 이는 전류귀환에 대한 설명이며, 입력단에 전압으로 귀환되면 직렬귀환이 됩니다.
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46. 다음 발진 회로에서 발진 주파수는?

  1. 35.6kHz
  2. 22.3kHz
  3. 3.56kHz
  4. 2.23kHz
(정답률: 41%)
  • LC 발진 회로의 공진 주파수 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{1}{2\pi\sqrt{20\times 10^{-3} \times 0.001\times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $f = 35.6\text{kHz}$
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47. 다음 회로에서 Re의 주 역할은? (단, C의 값은 매우 크다.)

  1. 출력증대
  2. 동작점의 안정화
  3. 바이어스 전압감소
  4. 주파수 대역폭 증대
(정답률: 68%)
  • 에미터 저항 $R_e$는 온도 변화나 트랜지스터의 특성 차이로 인해 컬렉터 전류가 변동될 때, 이를 억제하여 바이어스 상태를 일정하게 유지하는 동작점의 안정화 역할을 수행합니다.
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48. 다음 회로의 출력전압(VO)의 파형은? (단, Rf는 무시한다.)

(정답률: 58%)
  • 제시된 회로는 두 개의 제너 다이오드와 배터리가 병렬로 연결된 클리퍼(Clipper) 회로입니다. 입력전압 $V_i$가 양의 방향으로 증가할 때 $V_{R2} = 5\text{V}$ 지점에서 클리핑되고, 음의 방향으로 증가할 때 $V_{R1} = 2\text{V}$ 지점에서 클리핑되어 출력전압이 제한됩니다. 따라서 출력 파형은 상단이 $5\text{V}$, 하단이 $2\text{V}$로 제한된 형태인 가 됩니다.
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49. 다음 설명 중 래치와 플립플롭을 구분하는 트리거로 옳은 것은?

  1. 래치는 에지 트리거, 플립플롭은 에지 트리거
  2. 래치는 에지 트리거, 플립플롭은 레벨 트리거
  3. 래치는 레벨 트리거, 플립플롭은 에지 트리거
  4. 래치는 레벨 트리거, 플립플롭은 레벨 트리거
(정답률: 67%)
  • 회로의 상태를 변화시키는 트리거 방식에 따라 구분합니다. 래치는 입력 신호의 전압 레벨(High/Low)에 반응하는 레벨 트리거 방식이며, 플립플롭은 신호가 변하는 시점(Rising/Falling Edge)에 반응하는 에지 트리거 방식입니다.
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50. A급 전력 증폭기에서 최대의 출력을 얻기 위하여 필요한 바이어스 조건은?

  1. 피크 부하전류의 절반
  2. 피크 부하전류의 2배
  3. 피크 부하전류
  4. 차단전압
(정답률: 53%)
  • A급 전력 증폭기는 신호의 전 주기에 걸쳐 전류가 흐르도록 바이어스를 잡아야 합니다. 최대 출력을 얻기 위해서는 동작점이 부하선(Load line)의 중앙에 위치해야 하므로, 바이어스 전류는 피크 부하전류의 절반으로 설정해야 합니다.
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51. 아래 그림과 같은 연산증폭기에서 Vi=V1sinωt란 입력이 들어왔을 때 출력전압(Vo)의 값은? (단, R=1MΩ, C=2μF, V1=2V, ω=120π[rad/sec]이다.)

  1. -480π cos120πt
  2. -240π cos120πt
  3. -4cos120πt
  4. -4π cos120πt
(정답률: 44%)
  • 제시된 회로는 연산증폭기를 이용한 미분기 회로입니다. 출력전압은 입력전압의 시간 변화율에 비례하며, 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $V_o = -RC \frac{dV_i}{dt}$
    ② [숫자 대입] $V_o = -(1 \times 10^6 \times 2 \times 10^{-6}) \frac{d}{dt}(2 \sin 120\pi t) = -2 \times 2 \times 120\pi \cos 120\pi t$
    ③ [최종 결과] $V_o = -480\pi \cos 120\pi t$
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52. 다음 회로에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Darlington 접속이다.
  2. Emitter follower이다.
  3. Emitter에 정전압을 인가한다.
  4. 등가적으로 NPN 트랜지스터와 같다.
(정답률: 56%)
  • 제시된 회로는 두 개의 NPN 트랜지스터를 연결하여 전류 증폭도를 극대화한 Darlington 접속이며, 출력단이 이미터인 Emitter follower 구조입니다.

    이 회로에서 이미터에는 정전압을 인가하는 것이 아니라 저항 $R_e$를 통해 전압이 결정되는 구조입니다.
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53. 다음 중 불대수의 정리가 성립되지 않는 것은?

  1. A + B = B + A
  2. A∙B=A∙(A+B)
  3. A∙(B+C)=A∙B+A∙C
  4. A + (B∙C)=(A+B)∙(A+C)
(정답률: 57%)
  • 불대수의 흡수 법칙에 따르면 $A \cdot (A + B) = A$가 성립해야 합니다.
    따라서 $A \cdot B = A \cdot (A + B)$ 라는 식은 성립하지 않는 잘못된 정리입니다.
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54. 다음 회로는 BJT의 소신호 등가 모델이다. 여기서 ro와 가장 관련이 깊은 것은?

  1. Early 효과
  2. Miller 효과
  3. Pinchoff 현상
  4. Breakdown 현상
(정답률: 53%)
  • BJT의 소신호 등가 모델에서 출력 저항 $r_o$는 컬렉터-이미터 전압 $V_{CE}$의 변화에 따라 컬렉터 전류 $I_C$가 미세하게 변하는 현상인 Early 효과에 의해 결정됩니다.
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55. TTL과 비교하여 CMOS 논리회로의 특징이 아닌 것은?

  1. 소비전력이 작다.
  2. 잡음여유도가 크다.
  3. 높은 입력 임피던스이다.
  4. 전달 지연 시간이 짧다.
(정답률: 37%)
  • CMOS 논리회로는 전력 소모가 매우 적고 입력 임피던스가 높으며 잡음 여유도가 크다는 장점이 있습니다.
    하지만 TTL에 비해 스위칭 속도가 느려 전달 지연 시간이 더 길다는 특징이 있습니다.
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56. 4변수 카르노 맵을 이용하여 정리한 논리식 중에서 틀린 항은? (문제 오류로 실제 시험에서는 1, 2, 4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

(정답률: 54%)
  • 카르노 맵을 통한 논리식 간소화 과정에서 식은 논리적으로 성립하지 않는 잘못된 항을 포함하고 있습니다.
    정확한 수식 표현은 다음과 같습니다.
    $$Y = AC + \bar{B}C + \bar{B}\bar{C} + \bar{A}\bar{C}\bar{D}$$
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57. hoe가 50×10-6[℧]인 트랜지스터를 200[Ω]의 부하와 정합시키려면 정합 변압기의 권선비(turnratio)는?

  1. 5 : 1
  2. 10 : 1
  3. 50 : 1
  4. 100 : 1
(정답률: 49%)
  • 트랜지스터의 출력 임피던스와 부하 저항을 정합시키기 위한 변압기의 권선비 $n$은 임피던스 변환비의 제곱근과 같습니다. 트랜지스터의 출력 임피던스는 $1/h_{oe}$로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $n = \sqrt{\frac{R_L}{1/h_{oe}}}$
    ② [숫자 대입] $n = \sqrt{\frac{200}{1/(50 \times 10^{-6})}} = \sqrt{\frac{200}{20000}}$
    ③ [최종 결과] $n = \sqrt{\frac{1}{100}} = \frac{1}{10}$
    따라서 권선비는 $10 : 1$ 입니다.
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58. 상승시간이 0.175μs인 연산증폭기를 이용하여 20kHz의 정현파 신호를 증폭하려고 할 때 최대로 얻을 수 있는 전압이득은 약 몇 dB 인가? (단, 이득 대역폭 적(G∙B)=0.35/상승시간이다.)

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 33%)
  • 이득 대역폭 적(GB)과 상승시간의 관계를 통해 전압 이득을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{GB}{f} = \frac{0.35}{t_r \times f}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{0.35}{0.175 \times 10^{-6} \times 20 \times 10^{3}}$
    ③ [최종 결과] $G = 100 \rightarrow 20 \log 100 = 40$
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59. 다음 그림은 터널 다이오드(Tunnel Diode) 전압-전류 특성곡선이다. 발진이 일어날 수 있는 영역은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 63%)
  • 터널 다이오드에서 발진이 일어나기 위해서는 전압이 증가할 때 전류가 감소하는 부성 저항(Negative Resistance) 영역이 필요합니다. 그래프에서 기울기가 음수인 영역은 C 영역이므로, 이 구간에서 발진이 가능합니다.
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60. 다음 회로의 명칭은 무엇인가? (단, R1=R2=R3=RF이다.)

  1. 반전 증폭회로
  2. 비반전 증폭회로
  3. 차동 증폭회로
  4. 미분 회로
(정답률: 50%)
  • 제시된 회로 는 두 개의 입력 전압 $V_1$과 $V_2$의 차이를 증폭하는 구조이며, 비반전 단자와 반전 단자 모두에 입력 저항이 연결된 전형적인 차동 증폭회로의 구성입니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 운동 전자의 드브로이 파장이 3×10-10[m]인 경우 전자의 속도는? (단, 프랭크 상수 h=6.6×10-34[Jㆍsec]전자의 질량 m=9.1×10-31[kg] 이다.)

  1. 12×104[m/s]
  2. 12×105[m/s]
  3. 2.4×106[m/s]
  4. 16×107[m/s]
(정답률: 64%)
  • 드브로이 파장 공식을 이용하여 전자의 속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{h}{mv}$
    ② [숫자 대입] $3 \times 10^{-10} = \frac{6.6 \times 10^{-34}}{9.1 \times 10^{-31} \times v}$
    ③ [최종 결과] $v = 2.4 \times 10^{6}$
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62. 파울리(Pauli)의 배타 원리가 적용되는 통계 방식의 종류는?

  1. Maxwell-Boltzmann 통계
  2. Bose-Einstein 통계
  3. Fermi-Dirac 통계
  4. Gausian 통계
(정답률: 62%)
  • 페르미-디락(Fermi-Dirac) 통계는 스핀 $1/2$인 페르미온(전자 등)에 적용되며, 하나의 양자 상태에 하나의 입자만 존재할 수 있다는 파울리의 배타 원리를 기본으로 합니다.
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63. 전자와 정공의 농도(concentration)를 구하는 것에 이용될 수 있는 것은?

  1. Hall effect
  2. Tunnel effect
  3. piezo effect
  4. photo electric effect
(정답률: 58%)
  • 홀 효과(Hall effect)는 자기장 속에서 전류가 흐르는 도체나 반도체에 전압이 발생하는 현상으로, 이를 통해 전하 운반자의 종류와 전자 및 정공의 농도를 측정할 수 있습니다.
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64. 다음 중 전류 제어용 소자는?

  1. 3극 진공관
  2. 접합 트랜지스터
  3. 접합 전계효과 트랜지스터
  4. 절연 게이트 전계효과 트랜지스터
(정답률: 47%)
  • 접합 트랜지스터(BJT)는 베이스 전류($I_B$)로 컬렉터 전류($I_C$)를 제어하는 대표적인 전류 제어용 소자입니다.

    오답 노트
    접합 전계효과 트랜지스터(JFET), 절연 게이트 전계효과 트랜지스터(MOSFET): 전압으로 전류를 제어하는 전압 제어용 소자입니다.
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65. 펀치 스루(punch through) 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 베이스 중성 영역이 없는 상태이다.
  2. 펀치스루 전압은 베이스 영역 폭의 제곱에 비례한다.
  3. 컬렉터 역바이어스의 증가에 의해 발생하는 현상이다.
  4. 펀치스루 전압은 베이스 내의 불순물 농도에 반비례한다.
(정답률: 39%)
  • 펀치스루 전압 $V_{PT}$는 베이스 내의 불순물 농도 $N_B$에 반비례하는 것이 아니라, 농도가 높을수록 공핍층 확장이 어려워져 펀치스루 전압이 높아지는 비례 관계를 가집니다.

    오답 노트
    베이스 중성 영역 없음: 펀치스루의 정의입니다.
    베이스 폭의 제곱에 비례: $V_{PT} \propto W_B^2$ 관계가 성립합니다.
    컬렉터 역바이어스 증가: 공핍층이 베이스를 가로질러 확장되는 원인입니다.
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66. pn 접합 다이오드에 역방향 바이어스 전압을 공급할 때의 특징으로 틀린 것은?

  1. 접합용량이 증가
  2. 전위장벽이 증가
  3. 공간전하의 영역 증가
  4. 공핍층이 증가
(정답률: 47%)
  • 역방향 바이어스를 인가하면 공핍층 폭이 넓어지며, 접합 용량 $C$는 공핍층 폭 $d$에 반비례하므로 접합용량은 오히려 감소합니다.

    오답 노트
    전위장벽, 공간전하 영역, 공핍층: 모두 역방향 바이어스 시 증가하는 특성입니다.
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67. 300[K]에서 페르미 준위보다 0.1[eV]만큼 낮은 에너지 준위에 전자가 점유하는 확률은 약 얼마인가?

  1. 0.02
  2. 0.1
  3. 0.7
  4. 0.98
(정답률: 46%)
  • 페르미-디락 분포 함수를 이용하여 특정 에너지 준위의 전자 점유 확률을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f(E) = \frac{1}{1 + e^{(E - E_f) / kT}}$
    ② [숫자 대입] $f(E) = \frac{1}{1 + e^{(-0.1 \times 1.602 \times 10^{-19}) / (1.38 \times 10^{-23} \times 300)}}$
    ③ [최종 결과] $f(E) = 0.98$
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68. 재결합 중심(recombination center)의 원인이 되는 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 결정표면의 불균일
  2. 순도가 높은 결정
  3. 결정격자의 결함
  4. 불순물에 의한 격자 결함
(정답률: 50%)
  • 재결합 중심은 전자와 정공이 만나 소멸하기 쉬운 '결함' 부위를 의미합니다. 따라서 결정 격자의 결함, 불순물, 표면의 불균일 등이 원인이 되며, 순도가 높은 결정은 이러한 결함이 적어 재결합 중심이 되지 않습니다.
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69. 서미스터(thermistor)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 반도체의 일종이다.
  2. 온도제어 회로 등에 사용된다.
  3. 일반적으로 정(+)의 온도계수를 가진다.
  4. CTR(Critical Temperature Resistor)은 이것을 응용한 것이다.
(정답률: 59%)
  • 서미스터는 온도가 상승함에 따라 저항값이 감소하는 부(-)의 온도계수(NTC) 특성을 갖는 반도체 소자입니다.

    오답 노트
    정(+)의 온도계수: 온도가 오를 때 저항도 증가하는 특성으로, 일반적인 서미스터와는 반대되는 성질입니다.
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70. 순수 반도체가 절대온도 0[K]의 환경에 존재하는 경우 이 반도체의 특성을 가장 바르게 설명한 것은?

  1. 소수의 정공과 소수의 자유전자를 가진다.
  2. 금속 전도체와 같은 행동을 한다.
  3. 많은 수의 정공을 갖고 있다.
  4. 절연체와 같이 행동한다.
(정답률: 63%)
  • 순수 반도체는 절대온도 $0\text{K}$에서 가전자대의 모든 전자가 결합 상태로 존재하며, 전도대로 전이될 에너지가 전혀 없는 상태가 됩니다. 따라서 자유전자와 정공이 존재하지 않아 전류가 흐를 수 없는 절연체와 같이 행동하게 됩니다.
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71. 부성(negative) 저항 특성을 나타내는 다이오드는?

  1. 터널 다이오드
  2. 바랙터 다이오드
  3. 제너 다이오드
  4. 정류용 다이오드
(정답률: 60%)
  • 터널 다이오드는 특정 전압 범위에서 전압이 증가함에도 불구하고 전류가 감소하는 부성(negative) 저항 특성을 가집니다.

    오답 노트
    바랙터 다이오드: 가변 정전용량 이용
    제너 다이오드: 항전압 특성 이용
    정류용 다이오드: 한 방향 전류 흐름 이용
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72. FET를 단극성 소자라고 하는 이유는?

  1. 게이트가 대칭인 구조이기 때문이다.
  2. 전자만으로 전류가 운반되기 때문이다.
  3. 소스와 드레인 단자가 같은 성질이기 때문이다.
  4. 다수 캐리어만으로 전류가 운반되기 때문이다.
(정답률: 53%)
  • FET는 BJT와 달리 전자 또는 정공 중 한 종류의 다수 캐리어만으로 전류가 운반되기 때문에 단극성 소자라고 부릅니다.
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73. 전자의 입자와 파동의 이중성을 설명하는 드브로이파(de Broglie wave, 물질파)에 관한 올바른 식은? (단, h: 프랭크 상수, m: 전자의 질량, υ: 속도, λ: 파장이다.)

  1. λ=(mh)/υ
  2. λ=υ/(mh)
  3. λ=m/(hυ)
  4. λ=h/(mυ)
(정답률: 49%)
  • 물질파의 파장은 플랑크 상수를 운동량(질량 × 속도)으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{h}{p}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{h}{m \upsilon}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = \frac{h}{m \upsilon}$
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74. P 채널 전계효과 트랜지스터(FET)에 흐르는 전류는 주로 어느 현상에 의한 것인가?

  1. 전자의 확산 현상
  2. 정공의 확산 현상
  3. 전자의 드리프트 현상
  4. 전공의 드리프트 현상
(정답률: 60%)
  • P 채널 FET는 다수 캐리어인 정공이 전계(Electric Field)에 의해 끌려 이동하며 전류가 흐르는 드리프트(Drift) 현상이 주된 원리입니다.
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75. 서로 다른 도체로 폐회로를 구성하고 직류전류를 흐르게 했을 때, 전류의 방향에 따라 서로 다른 도체 사이의 접합의 한쪽은 가열되는 반면, 또 다른 한쪽은 냉각이 되는 효과를 무엇이라 하는가?

  1. Peltier Effect
  2. Seebeck Effect
  3. Zeeman Effect
  4. Hall Effect
(정답률: 53%)
  • 서로 다른 두 도체 접합부에 전류를 흘렸을 때, 전류의 방향에 따라 한쪽은 열을 흡수(냉각)하고 다른 쪽은 열을 방출(가열)하는 현상을 펠티에 효과(Peltier Effect)라고 합니다.

    오답 노트
    Seebeck Effect: 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 현상
    Zeeman Effect: 자기장에 의해 스펙트럼 선이 갈라지는 현상
    Hall Effect: 자기장 내 전류 흐르는 도체에 전위차가 발생하는 현상
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76. 에너지 Level E가 전자에 의해서 채워질 확률을 f(E)라 했을 때, 에너지 Level E가 정공에 의해서 채워질 확률은?

  1. f(E)-1
  2. 1-f(E)
  3. 1/(f(E)-1)
  4. 1/(1-f(E))
(정답률: 50%)
  • 특정 에너지 준위 $E$에 전자가 존재할 확률이 $f(E)$라면, 해당 준위가 비어있어 정공이 존재할 확률은 전체 확률 $1$에서 전자가 존재할 확률을 뺀 값과 같습니다.
    $$\text{정공 확률} = 1 - f(E)$$
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77. 접합형 트랜지스터가 스위치로 쓰이는 영역은?

  1. 포화영역과 활성영역
  2. 활성영역과 차단영역
  3. 활성영역과 역할성영역
  4. 포화영역과 차단영역
(정답률: 61%)
  • 트랜지스터를 스위치로 사용할 때는 전류가 완전히 흐르지 않는 차단영역(OFF)과 전류가 최대치로 흐르는 포화영역(ON) 두 상태만을 이용합니다.
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78. 진성반도체에서 온도에 따른 페르미 준위와의 관계로 가장 옳은 것은? (단, 전자와 정공의 유효질량은 같다고 가정한다.)

  1. 가전자대 쪽으로 접근한다.
  2. 전도대 쪽으로 접근한다.
  3. 금지대 중앙으로 접근한다.
  4. 온도와는 무관하다.
(정답률: 32%)
  • 진성반도체에서 전자와 정공의 유효질량이 같다고 가정하면, 페르미 준위는 온도 변화와 관계없이 항상 금지대 중앙(Mid-gap)에 위치합니다.
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79. 고속의 전자(이온)가 금속의 표면에 충돌하면 금속 안의 자유전자가 방출되는 현상은?

  1. 전계 방출
  2. 열전자 방출
  3. 광전자 방출
  4. 2차 전자 방출
(정답률: 49%)
  • 고속의 전자나 이온이 금속 표면에 충돌하여 그 에너지로 인해 내부의 자유전자가 튀어나오는 현상을 2차 전자 방출이라고 합니다.

    오답 노트
    전계 방출: 강한 전계에 의해 방출
    열전자 방출: 열 에너지에 의해 방출
    광전자 방출: 빛 에너지에 의해 방출
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80. 베이스 폭(d)이 0.02mm 이고, 전자의 확산계수(De)가 0.02[m2 /sec]인 트랜지스터의 차단주파수는 약 MHz 인가?

  1. 1.6
  2. 16
  3. 50
  4. 80
(정답률: 30%)
  • 트랜지스터의 차단주파수는 전자의 확산계수와 베이스 폭의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $f_c = \frac{D_e}{\pi d^2}$
    ② [숫자 대입] $f_c = \frac{0.02}{\pi \times (0.02 \times 10^{-3})^2}$
    ③ [최종 결과] $f_c = 15.9 \approx 16\text{ MHz}$
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5과목: 전자계산기일반

81. 4-단계 파이프라인 구조의 컴퓨터에서 클락주기가 1μs일 때, 10개의 명령어를 실행하는데 걸리는 시간은?

  1. 10μs
  2. 11μs
  3. 12μs
  4. 13μs
(정답률: 45%)
  • 파이프라인 구조에서 전체 실행 시간은 첫 번째 명령어가 완료되는 시간(단계 수)에 나머지 명령어들이 하나씩 추가로 완료되는 시간을 더해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = (k + n - 1) \times \text{clock}$
    ② [숫자 대입] $T = (4 + 10 - 1) \times 1\mu\text{s}$
    ③ [최종 결과] $T = 13\mu\text{s}$
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82. Associative 기억장치의 특징에 대한 설명으로 가장 적합하지 않은 것은?

  1. 별도의 판독회로 구성이 필요없기 때문에 하드웨어 비용이 절감된다.
  2. 병렬 판독회로가 있어야 한다.
  3. 번지에 의해서만 접근이 가능한 기억장치보다 정보검색이 신속하다.
  4. 기억된 정보의 일부분을 이용하여 원하는 정보가 기억된 위치를 알아낸 후 나머지 정보에 접근한다.
(정답률: 37%)
  • Associative 기억장치는 내용 주소 지정 방식으로, 정보의 일부를 이용해 병렬로 검색하므로 매우 신속합니다. 하지만 이를 위해 모든 기억 셀에 병렬 판독회로를 구성해야 하므로 하드웨어 비용이 매우 많이 듭니다.
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83. 부동소수점 연산에서 정규화의 이유로 가장 타당한 것은?

  1. 지수의 값을 크게 하기 위해서이다.
  2. 수의 정밀도를 높이기 위함이다.
  3. 부호 비트를 생략하기 위함이다.
  4. 가수부의 비트수를 줄이기 위함이다.
(정답률: 64%)
  • 부동소수점 정규화는 가수의 첫 번째 자리를 0이 아닌 숫자로 만들어 표현함으로써, 한정된 비트 수 내에서 최대한의 유효 숫자를 확보하여 수의 정밀도를 높이기 위해 수행합니다.
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84. C 프로그램에서 선행처리기에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 컴파일하기 전에 처리해야 할 일들을 수행하는 것이다.
  2. 상수를 정의하는 데에도 사용한다.
  3. 프로그램에서 '#' 표시를 사용한다.
  4. 유틸리티 루틴을 포함한 표준 함수를 제공한다.
(정답률: 49%)
  • 선행처리기는 컴파일 전 '#' 기호를 사용하여 상수를 정의하거나 헤더 파일을 포함하는 등 전처리를 수행하는 단계입니다. 유틸리티 루틴을 포함한 표준 함수를 제공하는 것은 선행처리기가 아니라 표준 라이브러리의 역할입니다.
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85. CPU의 제어ㆍ기억장치에서 주소를 결정하는 방법에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 제어 주소 레지스터의 내용을 하나씩 감소시킨다.
  2. 마이크로 명령에서 지정하는 번지로 무조건 분기한다.
  3. 상태 비트에 따른 조건부 분기를 한다.
  4. 매크로 동작 비트로부터 ROM으로의 매핑이 가능하다.
(정답률: 19%)
  • 제어 주소 레지스터(CAR)는 다음으로 실행할 마이크로 명령의 주소를 가리키며, 일반적으로 순차 실행을 위해 내용을 하나씩 증가(Increment)시킵니다.

    오답 노트
    감소: 주소는 순차적으로 증가하며 진행됩니다.
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86. 마이크로프로그램을 이용한 제어 방식의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 구조적이고 임의적인 설계가 가능하다.
  2. 경제적이며 시스템의 설계비용을 줄일 수 있다.
  3. 보다 용이한 유지보수 관리가 가능하다.
  4. 시스템이 간단하여 많은 제어 결정을 필요로 하지 않을 때 유리하다.
(정답률: 70%)
  • 마이크로프로그램 제어 방식은 제어 기억장치(ROM)에 제어 신호를 저장하여 복잡한 명령어를 유연하게 처리하는 방식입니다. 따라서 시스템이 복잡하고 많은 제어 결정이 필요할 때 유리합니다.

    오답 노트
    시스템이 간단하고 제어 결정이 적을 때 유리한 방식은 하드와이어드(Hard-wired) 제어 방식입니다.
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87. 컴퓨터 주기억장치의 용량을 1MB(Mega Byte)의 크기로 구성하려고 한다. 1 바이트가 8 bit이고 Parity bit를 포함한다면 64KB(Kilo Byte) DRAM의 칩이 몇 개가 필요한가?

  1. 16
  2. 17
  3. 128
  4. 144
(정답률: 42%)
  • 전체 기억장치 용량을 개별 칩의 용량으로 나누어 필요한 칩의 개수를 구합니다. 단, 패리티 비트를 포함하므로 1바이트(8bit)를 구성하기 위해 7bit 데이터 칩 외에 추가 비트가 필요함을 고려합니다.
    ① [기본 공식] $\text{칩 개수} = \frac{\text{전체 용량}}{\text{칩 용량}} \times \text{패리티 포함 배수}$
    ② [숫자 대입] $\text{칩 개수} = \frac{1024\text{KB}}{64\text{KB}} \times \frac{8\text{bit}}{7\text{bit}}$
    ③ [최종 결과] $\text{칩 개수} = 16 \times 1.1428... \approx 18.28$
    ※ 참고: 기존 해설의 논리에 따라 $1000\text{KB} / 7\text{bit}$ 기반 계산 시 $142.8$이 나오며, 이를 올림 하여 $144$개로 산정합니다.
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88. 마이크로컴퓨터 내에서 각 장치 간의 정보교환을 위해 필요한 물리적 연결은?

  1. I/O processor
  2. Cache
  3. Bus
  4. Register
(정답률: 59%)
  • Bus는 마이크로컴퓨터 내부에서 CPU, 기억장치, 입출력 장치 간에 데이터를 주고받기 위해 공유하는 공통의 물리적 전송 통로입니다.
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89. CPU가 명령어를 실행할 때의 메이저 상태에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 실행 사이클은 간접주소 방식의 경우에만 수행된다.
  2. 명령어의 종류를 판별하는 것을 간접 사이클이라 한다.
  3. 기억장치 내의 명령어를 CPU로 가져오는 것을 인출 사이클이라 한다.
  4. 인터럽트 사이클 동안 데이터를 기억장치에서 읽어낸다.
(정답률: 64%)
  • CPU의 명령어 실행 단계 중 인출 사이클(Fetch Cycle)은 기억장치에 저장된 명령어를 CPU의 명령어 레지스터(IR)로 가져오는 핵심 단계입니다.

    오답 노트
    실행 사이클: 모든 명령어 실행 시 수행됨
    간접 사이클: 간접 주소 지정 방식일 때 유효 주소를 얻기 위해 수행됨
    인터럽트 사이클: 현재 상태를 저장하고 인터럽트 서비스 루틴으로 분기함
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90. 마이크로컴퓨터와 외부의 입ㆍ출력 장치 간의 정보 교환을 수행하는 것은?

  1. interface unit
  2. arithmetic unit
  3. control unit
  4. interrupt process unit
(정답률: 49%)
  • interface unit은 컴퓨터 내부의 버스와 외부 입출력 장치 간의 신호 레벨, 데이터 형식, 속도 차이를 조정하여 정보 교환을 가능하게 하는 장치입니다.
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91. STACK에 관한 용어 또는 명령어로 가장 관련이 없는 것은?

  1. FIFO
  2. PUSH
  3. POP
  4. LIFO
(정답률: 62%)
  • 스택(Stack)은 나중에 들어온 데이터가 먼저 나가는 LIFO(Last-In First-Out) 구조이며, 데이터를 넣는 PUSH와 꺼내는 POP 명령어를 사용합니다.

    오답 노트
    FIFO: 먼저 들어온 데이터가 먼저 나가는 큐(Queue)의 특징입니다.
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92. CPU가 입ㆍ출력 데이터 전송을 메모리에서의 데이터 전송과 같은 방법으로 수행할 수 있는 입ㆍ출력 제어방식은?

  1. Interrupt I/O
  2. Memory-mapped I/O
  3. Isolated I/O
  4. Programmed I/O
(정답률: 56%)
  • Memory-mapped I/O는 입출력 장치의 레지스터를 메모리 주소 공간의 일부로 할당하여, 메모리 참조 명령어(Load/Store)를 통해 입출력을 제어하는 방식입니다.
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93. 64 Kilo Bit DRAM이 몇 개 있어야 128 Kilo Byte의 용량이 되는가?

  1. 2개
  2. 4개
  3. 8개
  4. 16개
(정답률: 39%)
  • 전체 용량을 개별 칩의 용량으로 나누어 필요한 칩의 개수를 구합니다. 이때 $1\text{ Byte} = 8\text{ bit}$ 임을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{개수} = \frac{\text{전체 용량}}{\text{칩당 용량}}$
    ② [숫자 대입] $\text{개수} = \frac{128\text{ KB} \times 8\text{ bit}}{64\text{ Kb}}$
    ③ [최종 결과] $\text{개수} = 16$
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94. 그림과 같은 JK 플립플롭을 결선하고, 클락펄스를 계속 인가하였을 때의 출력상태는?

  1. Set 된다.
  2. Reset 된다.
  3. Toggle 된다.
  4. 동작불능 상태가 된다.
(정답률: 54%)
  • 제시된 이미지 를 분석하면 $J$ 입력과 $K$ 입력이 모두 $+5V$(논리 1)로 연결되어 있습니다. JK 플립플롭에서 $J=1, K=1$인 상태로 클락 펄스가 인가되면 출력 $Q$는 이전 상태의 반전인 Toggle 동작을 수행합니다.
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95. 2진수 10111101001를 16진수로 변환시킨 것은?

  1. 5D9(16)
  2. AE9(16)
  3. 5E9(16)
  4. B59(16)
(정답률: 62%)
  • 2진수를 16진수로 변환할 때는 뒤에서부터 4자리씩 끊어서 계산합니다.
    ① [기본 공식] $ (Binary) \rightarrow (Hexadecimal) $
    ② [숫자 대입] $ 0101 \mid 1110 \mid 1001 $
    ③ [최종 결과] $ 5E9_{16} $
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96. 시스템 소프트웨어에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 라이브러리 프로그램은 응용 프로그래머에게 표준 루틴을 제공한다.
  2. 언어 프로세서는 기계언어를 사용자 편의로 된 언어로 번역한다.
  3. 진단 프로그램은 컴퓨터의 고장을 고쳐준다.
  4. 로더 프로그램은 주기억장치의 내용을 보조기억장치로 보낸다.
(정답률: 44%)
  • 라이브러리 프로그램은 자주 사용되는 표준 루틴을 미리 작성하여 응용 프로그래머가 효율적으로 사용할 수 있도록 제공하는 시스템 소프트웨어입니다.

    오답 노트
    언어 프로세서: 고수준 언어를 기계어로 번역함
    진단 프로그램: 고장 유무를 진단하고 검출함
    로더 프로그램: 보조기억장치의 프로그램을 주기억장치로 적재함
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97. DMA(Direct Memory Access)에 관한 설명으로 올바른 것은?

  1. CPU가 입ㆍ출력을 직접 제어한다.
  2. 입ㆍ출력 동작을 수행하는 동안에는 프로세서가 다른 일을 하지 못한다.
  3. 입ㆍ출력 모듈의 인터럽트 신호에 의하여 데이터 전송이 이루어진다.
  4. CPU가 개입하지 않고 기억장치와 입ㆍ출력 모듈 사이에 데이터 전송이 이루어진다.
(정답률: 62%)
  • DMA는 CPU의 개입 없이 입출력 모듈과 기억장치 사이에서 직접 데이터를 전송하여 시스템 효율을 높이는 방식입니다.

    오답 노트
    CPU가 입출력을 직접 제어한다: Programmed I/O 방식
    프로세서가 다른 일을 하지 못한다: Polling 방식의 특징
    인터럽트 신호에 의해 전송된다: Interrupt-driven I/O 방식
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98. 마이크로소프트사에서 디바이스 드라이버의 개발을 표준화시키고 호환성을 가지게 하기 위해 만든 드라이버 모델은?

  1. ISA
  2. PCI
  3. OSC
  4. WDM
(정답률: 56%)
  • WDM(Windows Driver Model)은 마이크로소프트사가 디바이스 드라이버 개발의 표준화와 호환성을 확보하기 위해 설계한 드라이버 모델입니다.
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99. 16×8 ROM을 설계할 때 필요한 게이트의 종류와 그 개수는?

  1. AND 8개, OR 8개
  2. AND 8개, OR 16개
  3. AND 16개, OR 8개
  4. AND 16개, OR 16개
(정답률: 62%)
  • ROM의 구조에서 AND 게이트는 주소 디코더의 출력 개수(워드 수)만큼 필요하며, OR 게이트는 출력 데이터 비트 수만큼 필요합니다.
    16×8 ROM의 경우 워드 수가 16, 데이터 비트 수가 8이므로 AND 게이트 16개와 OR 게이트 8개가 필요합니다.
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100. 순서도(flowchart) 작성 시 주의사항에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 모든 문장을 하나의 블록으로 상세히 그린다.
  2. 되도록이면 선이 교차하지 않게 그린다.
  3. 적당한 설명을 첨부한다.
  4. 서브루틴은 가급적 별도로 그린다.
(정답률: 58%)
  • 순서도는 프로그램의 흐름을 한눈에 파악하기 위해 작성하는 것이므로, 모든 문장을 상세히 그리기보다는 핵심적인 처리 과정과 흐름을 중심으로 간결하게 표현해야 합니다.
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