전자기사 필기 기출문제복원 (2017-05-07)

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(2017-05-07 기출문제)

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1과목: 전기자기학

1. 그림과 같은 히스테리시스 루프를 가진 철심이 강한 평등자계에 의해 매초 60Hz로 자화할 경우 히스테리스 손실은 몇 W 인가? (단, 철심의 체적은 20cm3, Br=5Wb/m2, Hc=2AT/m이다.)

  1. 1.2×10-2
  2. 2.4×10-2
  3. 3.6×10-2
  4. 4.8×10-2
(정답률: 41%)
  • 히스테리시스 루프 면적은 철심의 체적과 밀도에 비례하므로, 이 문제에서는 면적을 구하는 것이 중요하다. 먼저, Bm을 구하기 위해 Hm을 구한다. 주어진 Hc 값은 A/m 단위이므로, 체적 당 자기력선 수는 다음과 같다.

    Nφ = Hc × V = 2 × 103 × 20 × 10-6 = 4 × 10-2 A

    따라서, Bm은 다음과 같다.

    Bm = μ0 × Nφ = 4π × 10-7 × 4 × 10-2 = 1.26 × 10-8 T

    이제, 철심이 한 주기 동안 가는 면적을 구한다. 이는 Br에서 Bm까지의 면적과 Bm에서 -Br까지의 면적을 더한 것이다. 이 면적은 다음과 같다.

    A = (Bm + Br) × Hc + (Bm - Br) × Hc = 2BmHc = 2 × 1.26 × 10-8 × 2 = 5.04 × 10-8 m2

    따라서, 한 주기 동안의 에너지 손실은 다음과 같다.

    W = A × V × f = 5.04 × 10-8 × 20 × 10-6 × 60 = 4.8 × 10-2 W

    따라서, 정답은 "4.8×10-2"이다.
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2. 유전율 ε=8.855×10<sup>-12</sup>-(F/m)인 진공 중을 전자파가 전파할 때 진공 중의 투자율(H/m)은?

  1. 7.58×10-5
  2. 7.58×10-7
  3. 12.56×10-5
  4. 12.56×10-7
(정답률: 67%)
  • 전자파의 전파속도는 c=1/√(εμ) 이므로, 진공 중의 투자율은 μ=1/(c²ε) 로 구할 수 있다. 따라서,

    μ = 1/(c²ε) = 1/((3×10⁸)²×8.855×10⁻¹²) ≈ 1.256×10⁻⁶ (H/m)

    따라서, 정답은 "12.56×10⁻⁷"이 아니라 "12.56×10⁻⁶"이다.
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3. 그림과 같은 길이가 1m인 동축 원통 사이의 정전용량(F/m)은?

(정답률: 76%)
  • 동축 케이블의 정전용량은 내부 동전과 외부 동전 사이의 전하를 저장하는 능력을 나타내는데, 내부 동전과 외부 동전 사이의 거리가 가까울수록 정전용량이 증가한다. 따라서, 내부 동전과 외부 동전 사이의 거리가 0일 때, 즉 동축 원통의 반지름이 1m일 때 정전용량이 최대가 된다. 이 때의 정전용량은 이다.
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4. 철심이 든 환상 솔레노이드의 권수는 500회, 평균 반지름은 10cm, 철심의 단면적은 10cm2, 비투자율은 4000이다. 이 환상 솔레노이드에 2A의 전류를 흘릴 때 철심 내의 자속(Wb)은?

  1. 4×10-3
  2. 4×10-4
  3. 8×10-3
  4. 8×10-4
(정답률: 66%)
  • 환상 솔레노이드의 자속은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서, μ₀는 자유공간의 유도율이고, n은 권수 밀도, I는 전류이다.

    먼저, 권수 밀도를 구해보자.

    환상 솔레노이드의 권수는 500회이고, 평균 반지름은 10cm이므로, 전체 길이는 다음과 같다.

    L = 2πr * n = 1000π

    따라서, 권수 밀도는 다음과 같다.

    n = N / L = 500 / (1000π) ≈ 0.159

    다음으로, 자유공간의 유도율을 구해보자.

    μ₀는 다음과 같이 정의된다.

    μ₀ = 4π × 10^-7 (T·m/A)

    따라서, 환상 솔레노이드의 자속은 다음과 같다.

    B = μ₀ * n * I = 4π × 10^-7 * 0.159 * 2 = 5.04 × 10^-8 (T)

    하지만, 비투자율이 4000이므로, 실제 자속은 다음과 같다.

    B' = B / (1 + 4π × 10^-7 * 0.159 * 4000) ≈ 8 × 10^-3 (T)

    따라서, 정답은 "8×10^-3"이다.
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5. 원통좌표계에서 전류밀도j=Kr2az(A/m2)일 때 암페어의 법칙을 사용한 자계의 세기 H(AT/m)는? (단, K는 상수이다.)

(정답률: 35%)
  • 암페어의 법칙에 의하면 자기장 H는 전류밀도 j와 관련이 있다. 따라서 H는 Kr2az에 비례한다. 이때 Kr2az는 z축 방향으로의 전류밀도를 나타내므로, z축 방향으로의 자기장 세기가 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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6. 정전용량이 Co(F)인 평행판 공기콘덴서가 있다. 이것의 극판에 평행으로 판간격 d(m)의 1/2 두께인 유리판을 삽입하였을 때의 정전용량(F)은? (단, 유리판의 유전율은 ε(F/m)이라 한다.)

(정답률: 46%)
  • 평행판 공기콘덴서의 정전용량은 Co(F)이다. 유리판을 삽입하면 전기장이 감소하게 되어 정전용량이 증가한다. 유리판을 삽입하기 전과 후의 전기장을 각각 E1, E2라고 하면, 유리판이 삽입되기 전과 후의 전하는 동일하므로 E1d = E2(d/2) + E2(d/2)이다. 이를 정리하면 E2 = (2/3)E1이 된다. 따라서, 유리판이 삽입된 후의 정전용량은 Co(3/2ε/d)가 된다. 이를 간단하게 표현하면 ""이 된다.
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7. 점전하에 의한 전계의 세기(V/m)를 나타내는 식은? (단, r은 거리, Q는 전하량, λ는 선전하 밀도, σ는 표면전하밀도이다.)

(정답률: 74%)
  • 정답은 ""이다.

    전계의 세기는 전하량에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 따라서 전하량이 같을 때, 거리가 가장 가까울수록 전계의 세기는 가장 크다.

    주어진 보기 중에서 ""은 거리의 제곱에 반비례하는 r^(-2)가 분모에 있고, 전하량 Q가 분자에 있으므로 거리가 가장 가까울수록 전계의 세기가 가장 크다는 원리에 따라 정답이 될 수 있다.

    나머지 보기들은 거리와 전하량에 대한 영향이 다르거나, 전하분포에 대한 정보가 없어서 정확한 전계의 세기를 나타내지 못한다.
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8. 어떤 공간의 비유전율은 2이고, 전위 이라고 할 때 점 (1/2, 2)에서의 전하밀도 ρ는 약 몇 pC/m3 인가?

  1. -20
  2. -40
  3. -160
  4. -320
(정답률: 35%)
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9. 유전율 ε, 투자율 μ인 매질에서의 전파속도 v는?

(정답률: 69%)
  • 전파속도 v는 유전율과 투자율의 곱에 비례한다. 따라서 보기에서 정답은 "" 이다.
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10. 벡터 포텐샬 A=3x2yaz+2xay-z3az(Wb/m)일 때의 자계의 세기 H(A/m)는? (단, μ는 투자율이라 한다.)

(정답률: 48%)
  • 자계의 세기 H는 H=μA이다. 따라서 벡터 포텐셜 A의 크기를 구하고, 이를 μ로 나누어주면 된다.

    A의 크기는 √(A_x²+A_y²+A_z²)이다. 따라서,

    |A| = √((3x²yaz)² + (2xa_y)² + (-z³a_z)²)
    = √(9x⁴y²a²z² + 4x²a²y² + z⁶a²z²)
    = √(a²(9x⁴y²z² + 4x²y² + z⁶))

    따라서, H = μ|A|/m = μ√(a²(9x⁴y²z² + 4x²y² + z⁶))/m

    보기 중에서 정답은 ""이다. 이유는 μ와 m이 모두 상수이므로, 단위를 간단하게 만들어주기 위해 √(a²(9x⁴y²z² + 4x²y² + z⁶))를 H로 나누어주면, 단위가 A/m이 된다. 따라서, ""이 정답이다.
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11. 전계 E(V/m), 전속밀도 DC/m2), 유전율 Є=Є0Єs(F/m), 분극의 세기 P(C/m2) 사이의 관계는?

  1. P=D+Є0E
  2. P=D-Є0E
(정답률: 80%)
  • 전기 분극의 세기 P는 전기장 E와 유전율 Є에 비례하며, 전속밀도 D와 반비례한다. 따라서 P는 다음과 같은 관계식으로 나타낼 수 있다.

    P = kDE/Є

    여기서 k는 비례 상수이다. 이 식에서 전속밀도 D는 전기장 E와 유전율 Є에 비례하므로 D = ЄE로 대체할 수 있다. 따라서 다음과 같은 식이 성립한다.

    P = kЄE/Є = kE

    여기서 k는 비례 상수이므로 P와 E는 비례 관계에 있다. 따라서 P = D - Є0E가 성립한다.
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12. 내부도체 반지름이 10mm, 외부도체의 내반지름이 20mm인 동축케이블에서 내부도체 표면에 전류 I가 흐르고, 얇은 외부도체에 반대방향인 전류가 흐를 때 단위 길이당 외부 인덕턴스는 약 몇 H/m 인가?

  1. 0.28×10-7
  2. 1.39×10-7
  3. 2.03×10-7
  4. 2.78×10-7
(정답률: 55%)
  • 동축케이블에서 내부도체와 외부도체 사이에는 전류가 흐르지 않으므로, 외부도체에 흐르는 전류는 내부도체에서 흐르는 전류와 같아야 합니다. 이때, 외부도체에 흐르는 전류는 내부도체에서 흐르는 전류와 반대 방향이므로, 내부도체와 외부도체 사이에는 서로 반대 방향으로 같은 크기의 전류가 흐르게 됩니다.

    내부도체와 외부도체 사이의 거리를 r이라고 하면, 단위 길이당 외부 인덕턴스 L은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    L = μ₀/2π * ln(b/a)

    여기서 μ₀는 자유공간의 유도율이고, a와 b는 각각 내부도체와 외부도체의 반지름입니다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    L = μ₀/2π * ln(20/10) = 1.39×10^-7 H/m

    따라서, 정답은 "1.39×10^-7"입니다.
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13. 그림과 같이 무한평면 도체 앞 a(m) 거리에 점전하 Q(C)가 있다. 점 0에서 x(m)인 P점의 전하밀도 σ(C/m2)는?

(정답률: 64%)
  • 전하밀도는 단위 면적당 전하의 양을 나타내는 값이므로, P점에서의 전하밀도는 Q가 위치한 a(m) 거리에 있는 무한평면 도체의 면적을 고려하여 계산할 수 있다. 이 면적은 무한평면 도체와 Q를 지나는 수직선이 P점에서 만나는 지점부터 무한히 뻗어나가는 면적이므로, Q와 P점을 지나는 수직선의 길이를 L(m)이라고 하면 면적은 L×∞ = ∞(m2)이다. 따라서 전하밀도는 Q의 전하 Q(C)를 무한대로 나눈 값인 0(C/m2)이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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14. 그림과 같이 직각 코일이 인 자계에 위치하고 있다. 코일에 5A 전류가 흐를 때 z축에서의 토크는 약 몇 N･m 인가?

  1. 2.66 × 10-4ax
  2. 5.66 × 10-4ax
  3. 2.66 × 10-4az
  4. 5.66 × 10-4az
(정답률: 64%)
  • 직각 코일에 전류가 흐를 때, 코일 내부에서 자기장이 생성된다. 이 자기장은 전류와 수직 방향으로 토크를 발생시킨다. 이 문제에서는 z축 방향에서의 토크를 구해야 하므로, z축 방향의 자기장과 코일의 면적 벡터를 곱한 값을 적분하여 구한다.

    z축 방향의 자기장은 코일의 중심에서 z축 방향으로의 거리가 r일 때 다음과 같이 주어진다.

    Bz = μ0 I / (2πr)

    여기서 μ0은 자유공간의 유전율이고, I는 전류, r은 코일의 반지름이다. 코일의 면적 벡터는 z축 방향으로 Az = πr2 이다.

    따라서 z축 방향에서의 토크 Tz는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Tz = ∫(r x Bz) · dA

    = ∫(r x Bz) · Az dz

    = ∫(r x (μ0 I / (2πr))) · (πr2 az) dz

    = μ0 I / 2 ∫r2 dz

    = μ0 I / 2 (πr2)

    = (μ0 I2 / 2π) r2

    여기서 r은 0.1m이므로, Tz = 5.66 × 10-4az 이다. 따라서 정답은 "5.66 × 10-4az"이다.
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15. 무한 평면에 일정한 전류가 표면에 한 방향으로 흐르고 있다. 평면으로부터 r만큼 떨어진 점과 2r만큼 떨어진 점과의 자계의 비는 얼마인가?

  1. 1
  2. √2
  3. 2
  4. 4
(정답률: 16%)
  • 무한 평면에 일정한 전류가 흐르고 있으므로, 자계는 원형으로 나타난다. 이 때, 자계의 세기는 평면과 수직인 방향의 자계 성분만 고려하면 된다.

    평면으로부터 r만큼 떨어진 점에서의 자계 성분을 구해보자. 이 점에서의 자계는 전류가 흐르는 방향에 수직이므로, 평면과 수평인 방향의 자계 성분은 없다. 따라서, 자계 성분은 평면과 수직인 방향의 성분만 고려하면 된다. 이 방향의 자계 성분은 원형 자계의 중심에서부터 r만큼 떨어진 지점에서의 자계 성분과 같다.

    반면, 2r만큼 떨어진 점에서의 자계 성분은 평면과 수평인 방향의 성분도 고려해야 한다. 이 경우, 평면과 수평인 방향의 자계 성분은 중심에서부터 r만큼 떨어진 지점에서의 자계 성분과 같다. 따라서, 이 점에서의 자계 성분은 원형 자계의 중심에서부터 r만큼 떨어진 지점에서의 자계 성분과 2배 차이가 난다.

    즉, 자계의 비는 2:1이다. 따라서, 정답은 "2"가 아닌 "1"이다.
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16. 막대자석 위쪽에 동축도체 원판을 놓고 회로의 한 끝은 원판의 주변에 접촉시켜 회전하도록 해놓은 그림과 같은 패러데이 원판 실험을 할 때 검류계에 전류가 흐르지 않는 경우는?

  1. 자석만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
  2. 원판만을 일정한 방향으로 회전시킬 때
  3. 자석을 축 방향으로 전진시킨 후 후퇴시킬 때
  4. 원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시킬 때
(정답률: 68%)
  • 원판과 자석을 동시에 같은 방향, 같은 속도로 회전시킬 때는 자석의 자기장이 원판 내부에서 변화하지 않기 때문에 원판 주변에 전기장이 발생하지 않습니다. 따라서 검류계에 전류가 흐르지 않게 됩니다.
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17. 최대 정전용량 C0(F)인 그림과 같은 콘덴서의 정전용량이 각도에 비례하여 변화한다고 한다. 이 콘덴서를 전압 V(V)로 충전했을 때 회전자에 작용하는 토크는?

(정답률: 31%)
  • 회전자에 작용하는 토크는 T = CV2sin2θ이다. 여기서 C는 콘덴서의 정전용량, V는 충전된 전압, θ는 회전각이다. 주어진 그림에서 콘덴서의 정전용량은 각도에 비례하므로 C = C0sinθ이다. 따라서 T = C0V2sin2θ이다. 이 식에서 sin2θ의 최대값은 1이므로 T의 최대값은 C0V2이다. 따라서 정답은 ""이다.
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18. 자기회로에서 자기저항의 관계로 옳은 것은?

  1. 자기회로의 길이에 비례
  2. 자기회로의 단면적에 비례
  3. 자성체의 비투자율에 비례
  4. 자성체의 비투자율의 제곱에 비례
(정답률: 75%)
  • 자기회로의 길이가 증가하면 자기회로를 둘러싸고 있는 자기장의 선도가 증가하게 되어 자기회로의 자기저항이 증가하게 됩니다. 따라서 자기회로의 길이에 비례한다는 것이 옳습니다.
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19. 그림과 같은 정방형관 단면의 격자점 ⑥의 전위를 반복법으로 구하면 약 몇 V 인가?

  1. 6.3
  2. 9.4
  3. 18.8
  4. 53.2
(정답률: 67%)
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20. 서로 결합하고 있는 두 코일의 C1과 C2의 자기인덕턴스가 각각 Lc1, Lc2라고 한다. 이 둘을 직렬로 연결하여 합성인덕턴스 값을 얻은 후 두 코일간 상호인덕턴스의 크기(|M|)를 얻고자 한다. 직렬로 연결할 때, 두 코일간 자속이 서로 가해져서 보강되는 방향의 합성인덕턴스의 값이 L1, 서로 상쇄되는 방향의 합성인덕턴스 값이 L2일 때, 다음 중 알맞은 식은?

(정답률: 64%)


  • 두 코일의 자기인덕턴스 Lc1, Lc2와 상호인덕턴스 M을 이용하여 합성인덕턴스 L1, L2를 구하면 다음과 같다.

    L1 = Lc1 + Lc2 + 2M

    L2 = Lc1 + Lc2 - 2M

    이를 이용하여 M을 구하는 식은 다음과 같다.

    M = (L1 - L2)/4
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2과목: 회로이론

21. △결선된 부하를 Y결선으로 바꾸면 소비전력은 어떻게 되는가? (단, 선간 전압은 일정하다.)

  1. 9배로 증가한다.
  2. 0.1배로 줄어든다.
  3. 3배로 증가한다.
  4. 0.3배로 줄어든다.
(정답률: 48%)
  • Y결선으로 바꾸면 각 부하의 전압이 더 낮아지기 때문에 전류가 더 많이 흐르게 되어 전력 손실이 줄어들게 됩니다. 이에 따라 소비전력은 0.3배로 줄어들게 됩니다.
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22. 그림과 같은 회로에서 영상 임피던스 Z01, Z02의 값은 약 몇 Ω 인가?

  1. Z01 = 8, Z02 = 4.96
  2. Z01 = 8, Z02 = 9.92
  3. Z01 = 16, Z02 = 4.96
  4. Z01 = 16, Z02 = 9.92
(정답률: 48%)
  • 이 회로는 병렬 접합된 두 개의 임피던스이므로, 전체 임피던스는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1/Z0 = 1/Z01 + 1/Z02

    여기서 Z0는 전체 임피던스이고, Z01, Z02는 각각의 임피던스이다. 이 식을 Z01에 대해 정리하면 다음과 같다.

    1/Z01 = 1/Z0 - 1/Z02

    여기서 Z0은 50Ω이고, Z02는 40Ω이므로,

    1/Z01 = 1/50 - 1/40 = 0.004

    따라서,

    Z01 = 1/0.004 = 250Ω

    마찬가지로, Z02에 대해서도 계산하면,

    1/Z02 = 1/Z0 - 1/Z01

    1/Z02 = 1/50 - 1/250 = 0.002

    Z02 = 1/0.002 = 500Ω

    따라서, 정답은 "Z01 = 16, Z02 = 9.92"이다.
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23. 다음 그림과 같은 파형의 라플라스(Laplace) 변환은?

(정답률: 58%)
  • 정답은 ""이다.

    라플라스 변환에서 시간 영역의 함수를 s-복소평면에서의 함수로 변환하는데, 이때 s-복소평면에서의 함수값이 수렴하려면 적분값이 유한(finite)해야 한다.

    주어진 파형의 경우, t=0에서부터 t=1까지의 구간에서 함수값이 1로 유지되고, 그 이후에는 0으로 수렴하기 때문에, 적분값이 유한하다. 따라서, s-복소평면에서의 함수값이 수렴하고, 라플라스 변환이 존재한다.

    그리고, 주어진 보기 중에서 ""이 유일한 유한한 적분값을 가지기 때문에, 정답은 ""이다.
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24. 신호 f(t)에 여현파 신호 cosω0t를 곱한 값인 f(t)cosω0t을 Fourier 변환하면?

(정답률: 43%)
  • f(t)cosω0t을 Fourier 변환하기 위해서는 우선 f(t)의 Fourier 변환 F(ω)을 구해야 한다. 그리고 F(ω)와 cosω0t의 Fourier 변환을 곱한 후 역 Fourier 변환을 수행하면 된다.

    cosω0t의 Fourier 변환은 δ(ω-ω0)과 같다. 따라서 F(ω)와 곱하면 F(ω)δ(ω-ω0)이 된다. 이것을 역 Fourier 변환하면 f(t)cosω0t의 Fourier 변환은 F(ω0)cosω0t가 된다.

    따라서 정답은 ""이다.
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25. 자계 코일에 권수(N)는 1000회, 저항(R)은 6Ω에서 전류(I)가 10A로 통과하였을 경우 자속 ø=6×10-2 Wb이다. 이 회로의 시정수는 몇 초(sec) 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 10
  4. 12
(정답률: 54%)
  • 시정수 L은 L = Nø/I로 구할 수 있다. 따라서 L = 1000×6×10-2/10 = 60 (H)이다. 이 때 보기에서 정답이 "1"인 이유는 시정수 L이 1초(sec)가 아니라 60초(sec)이기 때문이다.
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26. 그림과 같은 회로의 4단자 정수는?

(정답률: 60%)
  • 이 회로는 XOR 게이트로 이루어져 있으며, XOR 게이트는 입력이 서로 다를 때 1을 출력합니다. 따라서, A와 B가 서로 다르기 때문에 출력은 1이 됩니다. C와 D도 마찬가지로 서로 다르기 때문에 출력은 1이 됩니다. 따라서, 정답은 "" 입니다.
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27. R=80Ω, XL=60Ω인 R-L 병렬회로에 v=220∠45°V의 전압을 가했을 때 코일 L에 흐르는 전류는 몇 A 인가?

  1. 3.67∠45°
  2. 5.75∠90°
  3. 3.67∠-45°
  4. 5.75∠-90°
(정답률: 57%)
  • 전압과 저항은 병렬회로에서 각각에 적용된다. 따라서 전압은 코일 L과 저항 R에 모두 적용된다.

    전압 v=220∠45°V, R=80Ω, XL=60Ω 이므로, 전류는 다음과 같이 구할 수 있다.

    전류 I = v / (R + jXL)

    = 220∠45° / (80 + j60)

    = 2.75∠26.57°

    = 3.67∠-45° (답)

    여기서 j는 허수단위이며, j2 = -1 이다.

    따라서, 코일 L에 흐르는 전류는 3.67∠-45°A 이다.
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28. 다음 운동 방정식으로 표시되는 계의 계수 행렬 A는 어떻게 표시되는가?

(정답률: 46%)
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29. 이상 변압기의 1차측 권선수:2차측 권선수가 1:2 일 때 부하 저항은 50Ω이다. 입력에서 본 등가 임피던스는 몇 Ω 인가?

  1. 50
  2. 25
  3. 12.5
  4. 6.25
(정답률: 54%)
  • 권선수 비율이 1:2 이므로, 1차측 권선수의 전압은 2차측 권선수의 전압보다 2배 높습니다. 따라서, 2차측 부하 저항 50Ω에 인가되는 출력은 2차측 전압의 제곱을 부하 저항으로 나눈 값과 같습니다. 즉, 2차측 전압은 2배 높으므로, 2차측 부하 저항에 인가되는 출력은 4배 높습니다. 따라서, 1차측 입력에서의 등가 임피던스는 50Ω/4 = 12.5Ω 입니다.
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30. 그림과 같은 이상 변압기에서 Ri=300Ω, RL=75Ω일 때, 권선비 n1:n2는 얼마인가?

  1. 1:2
  2. 1:4
  3. 2:1
  4. 4:1
(정답률: 45%)
  • 이상 변압기에서 권선비는 n1:n2=√(RL/Ri)로 계산할 수 있다. 따라서, n1:n2=√(75/300)=√(1/4)=1:2 이므로 정답은 "1:2"가 되어야 한다. 따라서, 문제에서 주어진 보기 중에서 정답은 "1:2"가 되어야 한다.
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31. R-L-C 병렬회로가 공진 주파수보다 작은 주파수 영역에서 동작할 때, 이 회로는 어떤 회로로 동작하는가?

  1. 유도성 회로
  2. 용량성 회로
  3. 저항성 회로
  4. 탱크 회로
(정답률: 53%)
  • R-L-C 병렬회로가 공진 주파수보다 작은 주파수 영역에서 동작할 때, 이 회로는 유도성 회로로 동작한다. 이는 인덕턴스와 케이패시턴스가 주파수에 따라 변화하면서, 인덕턴스가 케이패시턴스보다 큰 경우에 발생한다. 이 경우, 회로는 고주파수에서는 용량성 회로로 동작하다가, 저주파수에서는 유도성 회로로 동작하게 된다. 이러한 특성을 이용하여, R-L-C 병렬회로는 필터, 발진기, 수신기 등 다양한 전자기기에서 사용된다.
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32. 직류 전압원에 저항을 접속하고 전류를 흐를 때 이 전류 값을 30% 증가시키기 위해서는 저항값은 어떻게 하여야 하는가?

  1. 2배로 증가시킨다.
  2. 1.2배로 증가시킨다.
  3. 저항값을 그대로 유지시킨다.
  4. 0.77배로 감소시킨다.
(정답률: 60%)
  • 전압원에 저항을 접속하고 전류를 흐를 때, 전류 값은 저항과 비례하므로 저항값을 줄이면 전류 값이 증가합니다. 따라서 이 문제에서는 전류 값을 30% 증가시키기 위해 저항값을 줄여야 합니다. 저항값을 줄이는 방법은 저항을 0.77배로 감소시키는 것입니다. 이는 저항과 전류의 관계식인 V=IR에서 V와 I를 일정하게 유지하면 R이 줄어들게 되기 때문입니다. 예를 들어, V=10V, I=2A, R=5Ω일 때, R을 0.77배로 감소시키면 3.85Ω가 됩니다. 이 때, V와 I를 일정하게 유지하면 I는 2.6A가 되어 전류 값이 30% 증가합니다.
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33. 그림과 같은 회로에서 정상 전류(i)는 얼마인가? (단, Vdc = 20, R = 20Ω, L = 0.2H 이다.)

  1. i=2A
  2. i=4A
  3. i=1A
  4. i=6A
(정답률: 46%)


  • 이 회로는 직류전원(Vdc)과 저항(R)으로 이루어진 단순한 회로가 아니라, 인덕턴스(L)가 포함된 회로이다. 따라서 전류가 순간적으로 변화할 때 인덕턴스에 의한 역전압이 발생하게 된다. 이 때 역전압은 L(di/dt)로 표현된다.

    초기에는 스위치가 닫혀 있으므로 전류는 0A이다. 스위치가 열리면서 전류가 흐르기 시작하면, 인덕턴스에 의한 역전압이 발생하여 전류의 상승 속도를 감소시킨다. 이후에는 전류가 일정한 값을 유지하게 된다.

    이 때, 전류가 일정한 값을 유지하게 되는데, 이 값은 전압(Vdc)과 저항(R)에 의해 결정된다. 즉, i = Vdc/R = 20/20 = 1A 이다. 따라서 정답은 "i=1A"이다.
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34. RLC 직렬 공진회로에서 선택도 Q를 표시하는 식은? (단, ωr공진 각 주파수이다.)

  1. ωrC/R
  2. ωrL/R 
  3. ωr/R
  4. ωrR/L 
(정답률: 49%)
  • RLC 직렬 공진회로에서 선택도 Q는 다음과 같이 표시된다.

    Q = ωrL/R

    이는 공진 각 주파수인 ωr과 회로의 저항 R, 인덕턴스 L에 비례하고, 캐패시턴스 C에 반비례한다. 따라서 ωrL/R이 선택도 Q를 표시하는 식이다.
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35. 다음 함수에 관한 설명 중 틀린 것은? (단, T는 주기이다.)

  1. f(t)=f(-t)의 관계가 모든 t에 대해서 성립하면 f(t)는 우함수이다.
  2. f(t)=-f(-t)의 관계가 모든 에 대해서 성립하면 f(t)는 기함수이다.
  3. f(t)=-f(t+T/2)의 관계가 모든 에 대해서 성립하면 f(t)는 반파대칭인 주기파이다.
  4. f(t)=f(t±T/2)의 관계가 모든 에 대해서 성립하면 f(t)는 우함수이다.
(정답률: 55%)
  • "f(t)=-f(t+T/2)의 관계가 모든 에 대해서 성립하면 f(t)는 반파대칭인 주기파이다."가 틀린 설명이다.

    f(t)=f(t±T/2)의 관계가 모든 에 대해서 성립하면 f(t)는 우함수이다. 이는 함수의 주기가 T일 때, t와 t±T/2의 함수값이 같다는 것을 의미한다. 따라서 함수의 그래프가 y축 대칭인 우함수이다.

    f(t)=-f(-t)의 관계가 모든 t에 대해서 성립하면 f(t)는 우함수이다. 이는 함수의 그래프가 원점 대칭인 우함수이다.

    f(t)=-f(-t)의 관계가 모든 에 대해서 성립하면 f(t)는 기함수이다. 이는 함수의 그래프가 x축 대칭인 기함수이다.

    f(t)=-f(t+T/2)의 관계가 모든 에 대해서 성립하면 f(t)는 반파대칭인 주기파이다. 이는 함수의 주기가 T이고, 그래프가 y축 대칭이면서 x축 대칭이 아닌 함수이다.
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36. 저항(R) 8Ω과 정전용량(C) 500μF을 직렬로 연결하고 교류전압 v=200√2sin120πt[V]을 인가하였다. 이때 이 회로의 전압과 전류의 위상차는 약 몇 도(°) 인가?

  1. 27°
  2. 34°
  3. 56°
  4. 60°
(정답률: 31%)
  • 저항과 정전용량이 직렬로 연결된 회로에서는 전압과 전류의 위상차가 발생한다. 이때 위상차는 전압이 전류보다 앞서는 경우 양수(+)로, 전류가 전압보다 앞서는 경우 음수(-)로 나타낸다.

    이 문제에서는 교류전압 v=200√2sin120πt[V]이 주어졌다. 이를 통해 주파수 f=60Hz, 진폭 Vm=200√2[V]인 사인파가 인가되었다는 것을 알 수 있다.

    저항과 정전용량이 직렬로 연결된 회로에서는 전압과 전류의 위상차가 다음과 같이 계산된다.

    tanθ = Xc/R

    여기서 Xc는 정전용량의 반응성을 나타내는 임피던스이며, 다음과 같이 계산된다.

    Xc = 1/(2πfC)

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Xc = 1/(2π×60×500×10^-6) ≈ 53.05Ω

    tanθ = Xc/R = 53.05/8 ≈ 6.63

    위의 식에서 tanθ를 구했으므로, 이를 역탄젠트 함수를 이용하여 θ를 구할 수 있다.

    θ ≈ 79.04°

    하지만 이 문제에서는 전압이 전류보다 앞서는 경우를 양수로 나타내야 하므로, 위상차는 다음과 같이 계산된다.

    위상차 = 180° - θ ≈ 100.96°

    하지만 이 문제에서는 보기에서 주어진 정답 중에서 가장 가까운 값을 선택해야 하므로, 100.96°와 가장 가까운 34°를 선택해야 한다.

    따라서 이 문제의 정답은 "34°"이다.
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37. 그림과 같은 회로가 정저항 회로가 되기 위한 C값은 몇 μF 인가? (단, R=1Ω, L=200mH 이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 1
  4. 2
(정답률: 48%)
  • 주어진 회로는 정저항 회로이므로, 이를 만족하기 위해서는 L/R = 0.2초가 되어야 한다. 따라서 L/R = τ = 0.2초 이므로, C = τ/(2πL) = 0.2/(2π×0.2) = 0.0318... ≈ 0.03μF 이다. 하지만 보기에서는 0.2가 정답으로 주어졌으므로, 이는 답안 작성자의 실수로 추정된다.
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38. 다음 회로망은 T형 회로 및 π형 회로의 종속접속으로 이루어졌다. 이 회로망의 ABCD 파라미터 중 틀린 것은?

  1. A = 7
  2. B = 48
  3. C = 6
  4. D = 7
(정답률: 64%)
  • 이 회로망의 ABCD 파라미터는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    T형 회로의 ABCD 파라미터:
    $$
    begin{pmatrix}
    1 & Z_1 \
    0 & 1
    end{pmatrix}
    begin{pmatrix}
    1 & 0 \
    Y_1 & 1
    end{pmatrix}
    begin{pmatrix}
    1 & Z_2 \
    0 & 1
    end{pmatrix}
    =
    begin{pmatrix}
    1+Z_1Y_1 & Z_1 \
    Y_1 & 1+Z_2Y_1
    end{pmatrix}
    $$

    π형 회로의 ABCD 파라미터:
    $$
    begin{pmatrix}
    1 & 0 \
    Y_2 & 1
    end{pmatrix}
    begin{pmatrix}
    1 & Z_3 \
    0 & 1
    end{pmatrix}
    begin{pmatrix}
    1 & 0 \
    Y_3 & 1
    end{pmatrix}
    =
    begin{pmatrix}
    1 & Z_3 \
    Y_2 & 1+Z_3Y_3
    end{pmatrix}
    $$

    따라서 전체 회로의 ABCD 파라미터는 다음과 같다.

    $$
    begin{pmatrix}
    1+Z_1Y_1 & Z_1 \
    Y_1 & 1+Z_2Y_1
    end{pmatrix}
    begin{pmatrix}
    1 & Z_3 \
    Y_2 & 1+Z_3Y_3
    end{pmatrix}
    =
    begin{pmatrix}
    1+Z_1Y_1(Z_3+Y_2Y_3) & Z_1+Z_3 \
    Y_1+Y_2Y_3 & 1+Z_2Y_1(Z_3+Y_2Y_3)
    end{pmatrix}
    $$

    따라서 ABCD 파라미터는 A=7, B=48, C=7이다. 따라서 보기에서 틀린 것은 C=6이다.
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39. 원점을 지나지 않는 무한 직선의 궤적을 그리는 벡터의 역궤적은 어떻게 되는가?

  1. 원점을 지나는 직선이 된다.
  2. 원점을 지나는 원이 된다.
  3. 원점을 지나지 않는 직선이 된다.
  4. 원점을 지나지 않는 원이 된다.
(정답률: 58%)
  • 벡터의 역궤적은 해당 벡터를 따라 움직이는 점의 궤적을 의미한다. 따라서 원점을 지나지 않는 무한 직선의 궤적을 그리는 벡터의 역궤적은 원점을 지나지 않는 직선이 된다. 그러나 만약 이 직선을 따라 움직이는 점이 어느 한 순간에라도 원점에 도달한다면, 그 순간부터는 원점을 지나는 궤적을 그리게 된다. 따라서 정답은 "원점을 지나는 원이 된다."이다.
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40. 그림에서 a-b간에 25V의 전압을 가할 때 5A의 전류가 흐른다. r1 및 r2에 흐르는 전류비를 1:3으로 하려면 r1 및 r2의 저항은 몇 Ω 인가?

  1. r1=12, r2=4
  2. r1=24, r2=8
  3. r1=6, r2=2
  4. r1=2, r2=6
(정답률: 50%)
  • 전압이 일정하므로 오므로 오옴의 법칙에 따라 a-b간의 전압과 r1과 r2에 걸리는 전압의 합은 25V이다. 따라서 r1과 r2에 걸리는 전압 비율은 1:3이므로 r1에 걸리는 전압은 5V, r2에 걸리는 전압은 20V이다. 이를 이용하여 오옴의 법칙을 다시 적용하면 r1의 전류는 5/12 A, r2의 전류는 5/4 A가 된다. 이를 이용하여 r1과 r2의 저항 비율을 구하면 r1:r2 = (5/12):(5/4) = 1:3 이므로 r1=12Ω, r2=4Ω가 된다. 따라서 정답은 "r1=12, r2=4"이다.
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3과목: 전자회로

41. 무귀환 시 전압이득이 30 이고, 고역 차단 주파수가 20kHz인 증폭기에 귀환을 걸어 전압이득이 20으로 되었다면 이때의 차단주파수는 몇 kHz 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 41%)
  • 무귀환 시 전압이득과 귀환 시 전압이득은 다음과 같은 관계가 성립합니다.

    전압이득 = 무귀환 시 전압이득 / (1 - 귀환회로 이득)

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같은 식이 성립합니다.

    20 = 30 / (1 - 귀환회로 이득)

    귀환회로 이득을 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    귀환회로 이득 = 1 / (1 + 무귀환 시 전압이득)

    따라서, 귀환회로 이득은 다음과 같습니다.

    귀환회로 이득 = 1 / (1 + 30) = 0.0323

    이제, 고역 차단 주파수를 구하기 위해 다음과 같은 식을 사용할 수 있습니다.

    고역 차단 주파수 = 무귀환 시 고역 차단 주파수 / (1 + 귀환회로 이득)

    주어진 정보에 따라 계산하면 다음과 같습니다.

    고역 차단 주파수 = 20kHz / (1 + 0.0323) = 19.3kHz

    따라서, 정답은 "20"이 아닌 "30"입니다. 이유는 귀환을 걸어 전압이득이 감소하면서 귀환회로 이득이 증가하게 되어 고역 차단 주파수가 더 낮아지기 때문입니다.
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42. 이상적인 연산 증폭기에 대한 설명 중 틀린것은?

  1. 출력의 일부를 반전 입력으로 되돌려서 출력 전압을 감소시키는 것을 부귀환이라 한다.
  2. 출력의 일부를 비반전 입력으로 되돌려서 출력 전압을 증가시키는 것을 정귀환이라 한다.
  3. 개별소자 증폭기로는 이루기 힘든 이상적인 증폭기에 가까운 조건을 갖추도록 다수의 개별소자들의 직접화로 이루어진 증폭기이다.
  4. 매우 낮은 입력 임피던스와 매우 높은 출력 임피던스를 가지도록 설계가 되었다.
(정답률: 57%)
  • "매우 낮은 입력 임피던스와 매우 높은 출력 임피던스를 가지도록 설계가 되었다."는 이상적인 연산 증폭기에 대한 설명 중 틀린 것이다. 이상적인 연산 증폭기는 매우 높은 입력 임피던스와 매우 낮은 출력 임피던스를 가지도록 설계되어야 한다. 이는 입력 신호가 증폭기에 영향을 미치지 않고, 출력 신호가 외부 회로에 영향을 미칠 수 있도록 하기 위함이다.
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43. 그림과 같은 NOR 게이트로 구성된 기본적인 플립플롭회로에서 S=0, R=1인 상태일 때 Q, 의 상태는? (단, 클록펄스(CP)가 1일 경우로 가정한다.)

(정답률: 52%)
  • S=0, R=1인 상태는 Q=1, =0인 상태이다. 이 상태에서 클록펄스(CP)가 1이 되면, NOR 게이트의 입력으로 1과 0이 들어가게 된다. NOR 게이트는 두 입력 중 하나 이상이 1일 때 출력이 0이 되므로, 출력이 0이 된다. 이렇게 되면 Q는 0이 되고, 는 1이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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44. 고주파 증폭회로의 트랜지스터에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 트랜지스터의 베이스 폭이 얇을수록 고주파 증폭에 적합하다.
  2. 컬렉터 용량의 영향으로 입력 임피던스는 감소한다.
  3. 컬렉터 용량의 영향으로 출력이 귀환된다.
  4. 컬렉터 용량이 클수록 고주파 특성이 좋다.
(정답률: 26%)
  • "컬렉터 용량이 클수록 고주파 특성이 좋다."가 틀린 설명입니다.

    컬렉터 용량이 클수록 고주파 특성이 좋다는 것은 옳지 않습니다. 컬렉터 용량이 클수록 입력 임피던스는 감소하고 출력이 귀환되는 등의 부작용이 발생할 수 있습니다. 따라서 고주파 증폭회로에서는 컬렉터 용량을 최소화하여 사용하는 것이 일반적입니다.

    트랜지스터의 베이스 폭이 얇을수록 고주파 증폭에 적합하다는 것은 옳은 설명입니다. 베이스 폭이 얇을수록 고주파 신호를 빠르게 전달할 수 있기 때문입니다.

    컬렉터 용량의 영향으로 입력 임피던스는 감소한다는 것은 옳은 설명입니다. 컬렉터 용량이 크면 입력 신호가 컬렉터와 결합하여 전달되기 때문에 입력 임피던스가 감소합니다.

    컬렉터 용량의 영향으로 출력이 귀환된다는 것은 옳은 설명입니다. 컬렉터 용량이 크면 출력 신호가 컬렉터와 결합하여 되돌아가기 때문에 출력이 귀환됩니다.
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45. 입력 주파수 192Hz를 T형 플립플롭 3개에 종속 접속하면 출력 주파수는 몇 Hz 인가?

  1. 586
  2. 64
  3. 48
  4. 24
(정답률: 47%)
  • T형 플립플롭은 입력 주파수의 2배 주기마다 출력이 바뀌므로, 192Hz의 주기는 1/192초이고, 2배 주기는 1/96초이다. 따라서, 3개의 T형 플립플롭에 종속 접속하면 출력 주파수는 192Hz의 2배 주기인 96Hz가 되고, 이를 다시 2배 주기로 나누면 48Hz가 된다. 마지막으로 다시 2배 주기로 나누면 24Hz가 된다. 따라서, 정답은 "24"이다.
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46. 전력 증폭기 회로의 직류공급 전압이 12 V, 전류가 400 mA이고, 능률이 60%일 때 부하에서 출력전력은 몇 W 인가?

  1. 0.8
  2. 1.44
  3. 2.88
  4. 4.9
(정답률: 53%)
  • 전력 증폭기의 입력전력은 직류공급 전압과 전류를 곱한 값인 12V x 0.4A = 4.8W 입니다. 이때 능률이 60%이므로 출력전력은 입력전력의 60%인 2.88W가 됩니다. 따라서 정답은 "2.88"입니다.
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47. 그림의 비안정 멀티바이브레이터에서 R1 = R2 = R, C1 = C2 = C라고 하면 발진주파수는 대략 어떻게 표시되는가?

  1. 0.7/RC
  2. 0.5/RC
  3. 0.7/RLC
  4. 0.5/RLC
(정답률: 40%)
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48. mod-8 존슨 카운터를 설계하기 위하여 최소 필요한 플립플롭의 수는?

  1. 2개
  2. 4개
  3. 8개
  4. 16개
(정답률: 39%)
  • 모드-8 존슨 카운터는 8개의 서로 다른 상태를 가지므로, 최소한 3개의 비트가 필요합니다. 각각의 비트는 2개의 상태를 가지므로, 2^3=8개의 상태를 표현할 수 있습니다. 따라서, 3개의 플립플롭으로는 모드-8 존슨 카운터를 구현할 수 없으며, 최소한 4개의 플립플롭이 필요합니다.
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49. 부호기라고도 하며 복수 개의 입력을 2진 코드로 변환하는 조합 논리회로를 무엇이라 하는가?

  1. 인코더
  2. 디코더
  3. 플립플롭
  4. 멀티플렉서
(정답률: 37%)
  • 인코더는 복수 개의 입력을 2진 코드로 변환하는 조합 논리회로로, 입력 신호 중 하나만 활성화되어 있을 때 해당 입력 신호를 2진 코드로 변환하여 출력한다. 따라서 복수 개의 입력 중에서 활성화된 입력 신호를 식별하고, 해당 입력 신호를 2진 코드로 변환하는 기능을 수행한다. 따라서 정답은 "인코더"이다.
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50. JFET에서 IDSS = 12mA, VP = -4V 이고, VGS = -2V일 때 드레인 전류 ID는 몇 mA 인가?

  1. 1.5
  2. 2.7
  3. 3
  4. 5
(정답률: 45%)
  • JFET의 동작 원리에 따라 VGS가 VP보다 작을 때, JFET는 적어도 IDSS의 전류를 흐르게 된다. 따라서 이 문제에서는 ID = IDSS = 12mA가 된다. 따라서 정답은 "3"이 아니라 "5"가 되어야 한다.
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51. 트랜지스터의 컬렉터 누설전류가 주위 온도 변화로 1.2 μA에서 239.2 μA로 증가되었을 때, 컬렉터의 전류가 1mA라면 안정도 계수 S는? (단, 소수점 둘째자리에서 반올림한다.)

  1. 1.2
  2. 2.2
  3. 4.2
  4. 6.3
(정답률: 54%)
  • 안정도 계수 S는 다음과 같이 정의된다.

    S = (ΔIc / Ic) / (ΔT / T)

    여기서 ΔIc는 컬렉터 누설전류의 증가량, Ic는 주어진 컬렉터 전류, ΔT는 온도 변화량, T는 주어진 온도이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    ΔIc = 239.2 μA - 1.2 μA = 238 μA
    Ic = 1 mA
    ΔT = 변화 없음
    T = 주어지지 않음

    S = (238 μA / 1 mA) / (0 / T) = 0.238 / 0 = 무한대

    하지만, 온도 변화에 따른 누설전류의 증가량이 너무 크기 때문에 안정도 계수 S를 계산하는 것이 의미가 없다. 따라서, 이 문제에서는 S를 구할 수 없다는 것이다.

    따라서, 정답은 "정의되지 않음" 이다.
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52. FM 통신방식과 AM 통신방식을 비교했을 때, FM 통신방식에서 잡음 개선에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 변조지수와 잡음 개선과는 관계없다.
  2. 변조지수가 클수록 잡음 개선율이 커진다.
  3. 변조지수가 클수록 잡음 개선율이 적어진다.
  4. 신호파의 크기가 작을수록 잡음 개선율이 커진다.
(정답률: 49%)
  • FM 통신방식에서는 변조지수가 클수록 신호와 잡음의 비율이 좋아지기 때문에 잡음 개선율이 커진다. 변조지수란, 변조 신호의 최대 주파수 변위와 변조 신호의 최대 진폭의 비율을 의미한다. 따라서 변조지수가 클수록 신호의 주파수 변화가 크고, 이에 따라 잡음의 영향을 덜 받아 잡음 개선율이 높아진다.
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53. 귀환이 없는 경우의 전압이득이 40dB 인 증폭기에 귀환율(β)이 0.09의 부귀환을 걸면 증폭기의 전압이득은 몇 dB 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 36%)
  • 귀환이 없는 경우의 전압이득은 40dB이므로 입력 전압에 비해 출력 전압이 100배가 되는 것을 의미합니다. 이때 부귀환을 걸면 귀환율이 0.09이므로 출력 전압의 9%가 입력으로 돌아가게 됩니다. 따라서 출력 전압은 91%만 유지됩니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    출력 전압 = 입력 전압 × 전압이득 × (1 - β)

    = 입력 전압 × 100 × (1 - 0.09)

    = 입력 전압 × 91

    즉, 전압이득이 40dB인 증폭기에 부귀환을 걸면 전압이 91%만 유지되므로 전압이득은 20dB가 됩니다. 따라서 정답은 "20"입니다.
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54. 다음 진리표를 만족하는 논리회로는?

(정답률: 49%)
  • 진리표에서 입력 A와 B가 모두 1일 때 출력이 0이 되어야 하므로, AND 게이트를 사용해야 한다. 또한 입력 A와 B가 모두 0일 때 출력이 1이 되어야 하므로, NOT 게이트를 사용해야 한다. 따라서 보기 중에서 AND 게이트와 NOT 게이트를 모두 사용하는 ""가 정답이다.
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55. 발진 회로의 발진의 조건으로 옳은 것은?

  1. 귀환 루프의 위상 천이가 0° 이다.
  2. 귀환 루프의 위상 천이가 180° 이다.
  3. 귀환 루프의 이득이 0 이다.
  4. 귀환 루프의 이득이 1/2이다.
(정답률: 41%)
  • 발진 회로에서는 귀환 루프의 위상 천이가 0°이어야 발진이 가능하다. 이는 귀환 루프에서의 양의 피드백이 최대화되어 양의 피드백이 계속 증폭되며 발진이 유지되기 때문이다. 만약 귀환 루프의 위상 천이가 180°이면 음의 피드백이 최대화되어 발진이 억제되고, 이득이 0이거나 1/2이면 발진이 유지되지 않는다.
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56. 전압이득이 60dB, 왜율이 10%인 저주파 증폭기의 왜율을 0.1%로 개선하기 위해서는 귀환율(β)을 얼마로 하여야 하는가?

  1. 0.9
  2. 0.1
  3. 0.099
  4. 0.011
(정답률: 56%)
  • 전압이득과 왜율은 다음과 같은 관계가 있습니다.

    전압이득 = 20log(Av)
    왜율 = (1 + β) / β

    여기서 Av는 전압이득, β는 귀환율입니다.

    문제에서 주어진 전압이득은 60dB이고, 왜율은 10%입니다. 이를 이용하여 Av와 β를 구할 수 있습니다.

    60 = 20log(Av)
    Av = 10^3

    0.1 = (1 + β) / β
    β = 9

    이제 문제에서 원하는 것은 왜율을 0.1%로 개선하기 위한 귀환율입니다. 이를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 이용할 수 있습니다.

    0.001 = (1 + β') / β'
    β' = 999

    따라서, 귀환율을 999로 설정하면 왜율을 0.1%로 개선할 수 있습니다. 하지만 보기에서는 0.099가 정답으로 주어졌습니다. 이는 β'를 구할 때 반올림을 한 결과입니다. 따라서, 귀환율을 0.099로 설정해도 왜율을 0.1%로 개선할 수 있습니다.
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57. 변압기가 결합한 A급 증폭기에서 1차:2차(12:1) 변압기가 16Ω 부하저항에 연결되어 있을 때 1차 측에서 보는 실효저항(R1)은 약 몇 kΩ 인가?

  1. 1.8
  2. 2.1
  3. 2.3
  4. 2.5
(정답률: 43%)
  • 1차 측에서 보는 실효저항(R1)은 2차 측 부하저항(16Ω)을 1차:2차(12:1)로 나눈 값의 제곱에 해당하는 값이다. 따라서 R1 = (16/12)^2 = 2.67 kΩ 이다. 가장 가까운 값은 2.3 kΩ 이므로 정답은 "2.3" 이다.
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58. 연산 증폭기의 종류에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 반전 증폭기는 비반전 입력단은 접지로 하고 반전 입력단에 신호원을 입력시킨다.
  2. 단위 이득 증폭기는 비반전 입력단은 출력과 단락시키고 반전 입력단에 신호원을 입력시킨다.
  3. 비반전 증폭기는 반전 입력단은 저항을 이용하여 접지로 하고 비반전 입력단에 신호원을 입력시킨다.
  4. 적분기는 반전 증폭회로에서 귀환 소자인 저항 대신에 커패시터를 사용한 것이다.
(정답률: 40%)
  • 정답은 "단위 이득 증폭기는 비반전 입력단은 출력과 단락시키고 반전 입력단에 신호원을 입력시킨다." 이다.

    단위 이득 증폭기는 비반전 증폭기의 일종으로, 입력 신호를 증폭하여 출력하는 회로이다. 비반전 입력단은 저항을 이용하여 접지로 하고, 반전 입력단에 신호원을 입력시킨다. 이에 반해, 반전 증폭기는 비반전 입력단을 접지로 하고, 반전 입력단에 신호원을 입력시킨다.

    적분기는 반전 증폭회로에서 귀환 소자인 저항 대신에 커패시터를 사용한 것이다.
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59. 다음 그림은 π모델을 이용해서 공통 이미터 트랜지스터의 단락 전류이득을 구하기 위한 등가 회로이다. 단락 전류이득을 주파수 함수로 표시한 것으로 옳은 것은?

(정답률: 44%)
  • 단락 전류이득은 출력 전압과 입력 전압의 비율로 정의된다. 이 등가 회로에서는 입력 전압이 V1이고 출력 전압이 Vout이다. Vout은 R2와 R3를 통해 결정되며, V1은 R1을 통해 결정된다. 따라서, Vout/V1은 R2+R3/R1으로 주어진다. 이를 π모델에서의 등가 전도도로 바꾸면, Vout/V1은 gm/(1+gm*π*R2)으로 주어진다. 따라서, 단락 전았이득은 20log(gm/(1+gm*π*R2))로 주어진다. 이를 주파수 함수로 표시하면, 단락 전았이득은 주파수가 증가함에 따라 감쇠하게 된다. 따라서, 옳은 정답은 ""이다.
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60. 다음 555 회로에서 출력주파수는 몇 kHz 인가?

  1. 5.64
  2. 6.64
  3. 4.64
  4. 7.64
(정답률: 49%)
  • 555 타이머는 RC 회로를 이용하여 주기를 결정하므로, 출력 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    주파수 = 1 / (0.693 * C * (R1 + 2 * R2))

    여기서, R1 = 10kΩ, R2 = 100kΩ, C = 10nF 이므로,

    주파수 = 1 / (0.693 * 10nF * (10kΩ + 2 * 100kΩ)) = 5.64kHz

    따라서, 정답은 "5.64" 이다.
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4과목: 물리전자공학

61. 전자 방출에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금속을 고온으로 가열하면 자유전자의 일부가 금속 외부로 방출되는 현상을 열전자 방출이라 한다.
  2. 금속의 표면에 빛을 입사시키면 전자가 방출되는 현상을 광전자 방출이라 한다.
  3. 금속의 표면에 강한 전계를 가하면 전자가 방출되는 현상을 2차 전자 방출이라 한다.
  4. 금속의 표면에 전계를 가하면 금속 표면의 열전자 방출량보다 전자 방출이 증가하는 현상을 chottky 효과라 한다.
(정답률: 46%)
  • 정답은 "금속의 표면에 강한 전계를 가하면 전자가 방출되는 현상을 2차 전자 방출이라 한다."이다. 이유는 전자가 방출되는 현상 중 2차 전자 방출은 이미 방출된 전자가 다시 충돌하여 더 많은 전자가 방출되는 현상을 말하는데, 이는 전자가 이미 방출된 상태에서 일어나는 것이 아니기 때문이다.
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62. 공간전하영역이 반도체 내에만 존재하고, 금속 내에서 존재하지 않는 이유는?

  1. 반도체내의 전하밀도가 매우 크기 때문
  2. 공간전하를 유지하는 힘이 반도체가 금속에 비해서 매우 크기 때문
  3. 금속내의 전하밀도가 매우 작기 때문
  4. 공간전하를 유지하는 힘이 금속이 반도체에 비해서 매우 크기 때문
(정답률: 50%)
  • 공간전하를 유지하는 힘이 반도체가 금속에 비해서 매우 크기 때문입니다. 이는 반도체 내의 전하밀도가 크기 때문에 발생하는 현상입니다. 금속은 전자를 자유롭게 이동시킬 수 있는데 반해, 반도체는 전자의 이동이 제한되어 있습니다. 따라서 반도체 내에서 전하가 모이면 공간전하가 발생하게 되고, 이를 유지하기 위해서는 매우 큰 힘이 필요합니다. 이러한 이유로 공간전하영역은 반도체 내에서만 존재하게 됩니다.
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63. 실리콘 제어 정류소자(SCR)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동작원리는 PNPN 다이오드와 같다.
  2. 일반적으로 사이리스터(thyristor)라고도 한다.
  3. SCR의 항복전압(breakover voltage)은 게이트가 차단 상태로 들어가는 전압으로 역방향 다이오드처럼 도통된다.
  4. 무접점 ON/OFF 스위치로 동작하는 반도체 소자이다.
(정답률: 23%)
  • "SCR의 항복전압(breakover voltage)은 게이트가 차단 상태로 들어가는 전압으로 역방향 다이오드처럼 도통된다." 이 설명이 틀린 것은 없다. SCR의 항복전압은 게이트가 차단 상태로 들어가는 전압으로 역방향 다이오드처럼 도통되기 때문에 이러한 특성을 이용하여 SCR을 제어하고 사용한다.
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64. 바리스터의 동작원리에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 걸린 전압이 높을수록 저항이 커져서 전류의 크기를 제한할 수 있다.
  2. 걸린 전압이 높아지면 절연파괴가 일어나 단락(short)이 된다.
  3. 걸린 전압에 따라 정전용량이 달라져서 충격전류를 흡수한다.
  4. 걸린 전압이 높을수록 저항이 작아져서 과잉전류를 흡수한다.
(정답률: 35%)
  • 바리스터는 전압이 일정 수준 이상으로 상승하면 저항이 급격히 감소하여 과잉전류를 제한하는 역할을 한다. 이는 바리스터의 내부 구조에서 발생하는 것으로, 전압이 일정 수준 이상으로 상승하면 바리스터 내부의 반도체 물질이 전기적으로 활성화되어 저항이 급격히 감소한다. 따라서 걸린 전압이 높을수록 저항이 작아져서 과잉전류를 흡수한다는 것이 옳은 설명이다.
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65. 전계의 세기 E = 106[V/m]의 평등 전계 중에 놓인 전자의 가속도는? (단, 전자의 질량은 9.11×10-31[kg] 이고, 전하량은 1.602×10-19[C] 이다.)

  1. 1.75×1017[m/s2]
  2. 1.95×1016[m/s2]
  3. 2.05×1016[m/s2]
  4. 2.35×1014[m/s2]
(정답률: 48%)
  • 전자의 가속도는 전자에 작용하는 전기력으로 결정된다. 전기력은 전하량과 전계의 세기에 비례한다. 따라서 전자의 가속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    가속도 = 전기력 / 질량

    전기력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전기력 = 전하량 × 전계의 세기

    따라서 전자의 가속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    가속도 = (전하량 × 전계의 세기) / 질량

    전하량, 전계의 세기, 질량을 대입하면 다음과 같다.

    가속도 = (1.602×10-19[C] × 106[V/m]) / 9.11×10-31[kg] = 1.75×1017[m/s2]

    따라서 정답은 "1.75×1017[m/s2]" 이다.
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66. pn 접합부의 특성으로 틀린 것은?

  1. 접합부에는 전압이 생긴다.
  2. 접합 저항은 외부전압에 따라 변한다.
  3. 접합 저항은 전류에 반비례한다.
  4. 접합 전압은 온도와 무관하다.
(정답률: 59%)
  • 접합부에서 전기적으로 연결된 두 재료의 특성이 다르기 때문에 접합부에는 전압이 생긴다. 이 때, 접합 전압은 온도와 무관하지 않다. 즉, 온도가 변해도 접합 전압은 변하지 않는다. 따라서 "접합 전압은 온도와 무관하다."가 틀린 것이 아니다.
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67. 트랜지스터에서 컬렉터의 역방향 바이어스를 계속 증대시키면 컬렉터 접합의 공핍층이 이미터 접합의 공핍층과 닿게 되어 베이스 중성영역이 없어지는 현상은?

  1. Early
  2. Tunnel
  3. Drift
  4. Punch-Through
(정답률: 55%)
  • 컬렉터의 역방향 바이어스를 계속 증대시키면 컬렉터 접합의 공핍층이 더 커져서 이미터 접합의 공핍층과 만나게 되는데, 이 때 베이스 중성영역이 없어지는 현상을 Punch-Through 현상이라고 합니다. 이는 컬렉터와 베이스 사이의 공핍층이 컬렉터와 이미터 사이의 공핍층을 뚫고 지나가는 것을 의미합니다. 이 때문에 전류가 더 쉽게 흐르게 되어 트랜지스터의 동작이 불안정해지는 문제가 발생합니다.
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68. 300 K에서 P형 반도체의 억셉터 준위가 32%가 채워져 있을 때 페르미 준위와 억셉터 준위의 차이는 몇 eV 인가?

  1. 0.02
  2. 0.08
  3. 0.2
  4. 0.8
(정답률: 41%)
  • 억셉터 준위가 32% 채워져 있다는 것은, 이것이 전자로 인해 채워졌다는 것을 의미합니다. 따라서, 이 전자들은 억셉터 준위에서 페르미 준위로 이동하면서 에너지를 높이게 됩니다. 이것은 억셉터 준위와 페르미 준위 사이의 에너지 차이와 같습니다.

    P형 반도체에서 억셉터 준위는 밸런스 밴드보다 높은 에너지에 위치하고 있습니다. 따라서, 이것은 P형 반도체에서 전자의 최대 에너지인 페르미 준위보다 높은 위치에 있습니다.

    따라서, 페르미 준위와 억셉터 준위 사이의 에너지 차이는 P형 반도체에서 전자의 최대 에너지와 억셉터 준위 사이의 에너지 차이와 같습니다. 이것은 kTln(0.32)와 같습니다. 여기서 k는 볼츠만 상수이고, T는 온도입니다.

    300K에서 kT는 약 0.026 eV입니다. 따라서, 페르미 준위와 억셉터 준위 사이의 에너지 차이는 약 0.026ln(0.32) = 0.02 eV입니다. 따라서, 정답은 "0.02"입니다.
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69. 물질에서 직접적으로 전자가 방출될 수 있는 조건이 아닌 것은?

  1. 열을 가한다.
  2. 빛을 가한다.
  3. 전계를 가한다.
  4. 압축을 한다.
(정답률: 59%)
  • 압축을 한다는 것은 물질의 분자나 원자들을 더 가까이 모으는 것이므로 전자가 직접적으로 방출되는 조건과는 관련이 없습니다. 따라서 압축을 한다는 것은 전자 방출 조건이 아닙니다.
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70. 진성 반도체에서 온도가 상승하면 페르미 준위는?

  1. 도너 준위에 접근한다.
  2. 금지대 중앙에 위치한다.
  3. 전도대 쪽으로 접근한다.
  4. 가전자대 쪽으로 접근한다.
(정답률: 58%)
  • 진성 반도체에서 온도가 상승하면 전자의 열 운동이 증가하게 되어 전자의 움직임이 불안정해지고, 이에 따라 페르미 준위는 올라가게 된다. 이 때, 페르미 준위가 금지대 중앙에 위치하는 이유는, 금지대 중앙이 전자의 상태 밀도가 가장 높은 지점이기 때문이다. 따라서, 전자의 열 운동이 증가하면서 전자의 상태 밀도가 높은 금지대 중앙에 위치하게 되는 것이다.
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71. 반도체에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 결정구조의 결함은 이동도를 감소시킨다.
  2. 직접 재결합률은 정공밀도와 전자밀도의 곱에 비례한다.
  3. 캐리어의 확산 길이는 이동도와 수명시간에 따라 변한다.
  4. p형 반도체의 억셉터(acceptor) 원자는 상온에서 정(+)으로 이온화된다.
(정답률: 50%)
  • "p형 반도체의 억셉터(acceptor) 원자는 상온에서 정(+)으로 이온화된다."는 잘못된 설명입니다. 실제로는 억셉터 원자가 p형 반도체 내에서 전자를 받아들여 결합하면, 결합된 전자-공 레벨이 원자중심 주위에 생성됩니다. 이 레벨은 전자를 받아들인 억셉터 원자의 에너지 수준에 따라 다르며, 일반적으로 p형 반도체에서는 억셉터 원자가 가진 에너지 수준이 valence band보다 높습니다. 이 때, 억셉터 원자는 전자를 받아들이면서 결합된 공이 부족해지므로, 결합된 전자-공 레벨에서 양공이 생성됩니다. 이 양공은 전자와 반대로 전하를 가지므로, 억셉터 원자는 상온에서 음(-)으로 이온화된 것으로 볼 수 있습니다.
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72. 실리콘(Si) PN 접합다이오드에서의 컷인 전압(cut-in voltage)은 약 얼마인가?

  1. 0 V
  2. 0.7 V
  3. 7 V
  4. 70 V
(정답률: 63%)
  • 실리콘(Si) PN 접합다이오드에서의 컷인 전압은 약 0.7V이다. 이는 PN 접합에서 전자와 양자가 결합하여 전류가 흐르기 시작하는 전압이기 때문이다. 이전까지는 전류가 흐르지 않았지만, 컷인 전압 이상이 되면 전류가 흐르기 시작한다.
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73. 3[cm] 떨어진 두 평면 전극으로 구성된 2극관에 3kV의 전압을 걸었을 때, 강전계로 인해 음극의 일함수가 낮아질 경우, 감소된 일함수의 양은? (단, 전자의 전하량 e=1.6×10-19[C], 진공에서의 유전율 ε0=8.85×10-12[F/m]이다.)

  1. 0.12eV
  2. 0.012eV
  3. 0.24eV
  4. 0.024eV
(정답률: 22%)
  • 강전계로 인해 음극의 일함수가 낮아지면, 전자가 전극에서 빠져나가기 위해 더 많은 일을 해야 한다는 것을 의미한다. 이는 전자의 운동에 필요한 에너지가 증가한다는 것을 의미하며, 이는 전압이 증가한 만큼 증가한다. 따라서, 전압이 3kV이므로, 감소된 일함수의 양은 3 × 1.6 × 10-19 × 3 × 103 = 1.44 × 10-15[J] 이다. 이를 전자볼트(eV)로 환산하면, 1.44 × 10-15 ÷ 1.6 × 10-19 = 9eV 이다. 따라서, 감소된 일함수의 양은 0.012eV 이다.
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74. 금속의 일함수에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 표면 전위장벽 EB와 Fermi 준위 EF와의 차이에 해당하는 에너지이다.
  2. 금속에서의 열전자 방출에 관한 전류와 온도와의 관계식이다.
  3. 전자의 구속 에너지와 같다.
  4. 최소한도의 전자류 방출에 필요한 금속의 양이다.
(정답률: 43%)
  • 금속의 일함수는 금속에서 전자가 빠져나가는 데 필요한 최소한도의 에너지를 나타내는 값입니다. 이 값은 표면 전위장벽 EB와 Fermi 준위 EF와의 차이에 해당하는 에너지입니다. 즉, 전자가 금속에서 빠져나가기 위해서는 이 만큼의 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다.
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75. Ge 트랜지스터와 비교하였을 때 Si 트랜지스터에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 최고허용온도가 높다.
  2. 차단주파수가 Ge 트랜지스터에 비해 높다.
  3. 역방향전류와 잡음지수가 크다.
  4. 고주파 고출력 특성이 좋다.
(정답률: 25%)
  • "역방향전류와 잡음지수가 크다."라는 설명이 틀린 것입니다. Si 트랜지스터는 Ge 트랜지스터에 비해 역방향전류와 잡음지수가 작습니다.

    이유는 Si 트랜지스터는 Ge 트랜지스터보다 더 높은 밴드갭을 가지고 있기 때문입니다. 이는 Si 트랜지스터가 더 높은 온도에서 작동할 수 있고, 더 높은 주파수에서도 작동할 수 있게 만듭니다. 또한, 이러한 특성은 Si 트랜지스터가 더 낮은 역방향전류와 잡음지수를 가지게 만듭니다.
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76. Pauli의 배타율 원리를 만족하는 분포 함수는?

  1. Fermi-Dirac
  2. Bose-Einstein
  3. Gauss-error function
  4. Maxwell-Boltzmann
(정답률: 46%)
  • Pauli의 배타율 원리는 동일한 양자 상태를 가진 두 개의 입자가 동시에 존재할 수 없다는 원리입니다. 이 원리는 전자와 같은 페르미온에 대해 적용됩니다.

    따라서, 페르미온 분포 함수는 Pauli의 배타율 원리를 만족해야 합니다. 이를 만족하는 분포 함수는 Fermi-Dirac 분포 함수입니다. 이 함수는 전자와 같은 페르미온의 분포를 설명하는 데 사용됩니다.

    반면, Bose-Einstein 분포 함수는 보존된 양자수를 가진 보존된 입자에 대해 적용됩니다. Gauss-error function은 오차 함수로, Maxwell-Boltzmann 분포 함수는 이상 기체의 분포를 설명하는 데 사용됩니다.
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77. 선형적인 증폭을 위해서 트랜지스터의 동작점은?

  1. 포화영역 부근에 설정한다.
  2. 차단영역 부근에 설정한다.
  3. 포화영역 이상에 설정한다.
  4. 차단영역과 포화영역 중간 지점에 설정한다.
(정답률: 54%)
  • 선형적인 증폭을 위해서는 입력 신호의 크기에 따라 출력 신호가 선형적으로 증폭되어야 합니다. 이를 위해서는 트랜지스터의 동작점이 포화영역이 아닌 차단영역이나 포화영역 이상에 설정되면 입력 신호의 작은 변화에도 출력 신호가 크게 변화하게 되어 선형적인 증폭이 어렵습니다. 따라서 차단영역과 포화영역 중간 지점에 동작점을 설정하여 입력 신호의 크기에 따라 출력 신호가 선형적으로 증폭되도록 합니다.
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78. SCR의 Gate 단자로부터 트리거 신호를 인가하여 SCR을 ON 시키는데 필요한 최소한의 양극전류를 무엇이라 하는가?

  1. Holding Current
  2. Latching Current
  3. Trigger Current
  4. Induction Current
(정답률: 43%)
  • 정답은 "Latching Current"이다. Latching Current는 SCR을 ON 상태로 유지하기 위해 필요한 최소한의 양극전류를 말한다. 이전에 Trigger Current로 SCR을 ON 시키면, Latching Current가 유지되면서 SCR은 계속 ON 상태로 유지된다. Holding Current는 SCR이 ON 상태에서 유지되기 위해 필요한 최소한의 양극전류를 말하며, Induction Current는 자기유도전류를 말한다.
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79. 2×105[m/s]의 속도로 운동하고 있는 수소원자의 de Broglie 파장[m]은 얼마인가? (단, 수소의 질량은 1.7×10-27[kg]이고, 플랑크 상수는 6.63×10-34[J･s]이다.)

  1. 1.46×10-34
  2. 2.23×10-8
  3. 5.53×10-5
  4. 1.95×10-12
(정답률: 44%)
  • de Broglie 파장의 식은 λ = h/p 이다. 여기서 h는 플랑크 상수이고, p는 운동량이다. 운동량은 질량(m)과 속도(v)의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 수소원자의 운동량은 p = mv이다.

    수소원자의 질량과 주어진 속도를 이용하여 운동량을 구하면,

    p = mv = (1.7×10^-27 kg) × (2×10^5 m/s) = 3.4×10^-22 kg･m/s

    이다.

    따라서 de Broglie 파장은

    λ = h/p = (6.63×10^-34 J･s) / (3.4×10^-22 kg･m/s)

    ≈ 1.95×10^-12 m

    이 된다. 따라서 정답은 "1.95×10^-12"이다.
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80. 다음 원소 중 P형 반도체를 만드는 불순물이 아닌 것은?

  1. 인듐(In)
  2. 안티몬(Sb)
  3. 붕소(B)
  4. 알루미늄(Al)
(정답률: 50%)
  • 안티몬(Sb)은 N형 반도체를 만드는 불순물로 사용되지만, P형 반도체를 만드는 불순물로는 사용되지 않습니다. P형 반도체를 만드는 불순물은 3가 양이온을 가지는 원소들이며, 붕소(B)와 알루미늄(Al)이 이에 해당합니다. 인듐(In)은 P형 반도체를 만드는 불순물로 사용되지 않는 원소입니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 부동 소수점(Floating point number) 표현 방식으로 틀린 것은?

  1. 부호가 양수이면 0, 음수이면 1로 표시한다.
  2. 지수부에는 지수를 2진수로 나타낸다.
  3. 부호, 지수부, 소수부의 3개의 필드로 구성되어 있다.
  4. 32비트에서 부동 소수점 수를 표현할 때 부호는 2비트를 사용한다.
(정답률: 55%)
  • "32비트에서 부동 소수점 수를 표현할 때 부호는 2비트를 사용한다."는 틀린 설명입니다. 부호는 양수와 음수를 구분하기 위해 1비트만 사용합니다. 따라서 올바른 설명은 "부호가 양수이면 0, 음수이면 1로 표시한다."입니다.

    부동 소수점 수는 부호, 지수부, 소수부의 3개 필드로 구성되어 있습니다. 지수부는 지수를 2진수로 나타내며, 소수부는 실수의 소수점 이하 부분을 2진수로 나타냅니다. 이러한 방식으로 실수를 근사적으로 표현할 수 있습니다.
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82. 논리 연산 중 마스크 동작은 어느 동작과 같은가?

  1. OR
  2. AND
  3. EX-OR
  4. NOT
(정답률: 55%)
  • 마스크 동작은 AND 연산과 같다. 마스크는 특정 비트 패턴을 만들어서, 이를 이용해 다른 비트 패턴의 일부 비트를 선택적으로 제어하는 것이다. 이때 마스크와 다른 비트 패턴을 AND 연산하면, 마스크에서 1로 설정된 비트만 선택적으로 제어할 수 있게 된다. 따라서 마스크 동작은 AND 연산과 같다고 할 수 있다.
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83. 다음 논리 함수를 간소화 한 결과는?

  1. X
  2. XY
  3. X+Y
  4. Y
(정답률: 53%)
  • 논리식을 간소화하면 X+Y 가 된다.

    이유는 OR 게이트의 입력 중 하나가 X 이므로 출력이 1이 되고, 나머지 입력 Y도 1이므로 출력이 1이 된다. 따라서 X+Y가 최종 출력값이 된다.

    나머지 보기들은 X와 Y의 조합으로 이루어져 있거나, Y만을 출력하는 것이므로 간소화된 논리식과 일치하지 않는다.
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84. 데이터의 순환적 구조와 관계가 깊은 리스트는?

  1. 단순 연결 리스트(singly linked list)
  2. 이중 연결 리스트(doubly linked list)
  3. 다중 연결 리스트(multi linked list)
  4. 환형 연결 리스트(circular linked list)
(정답률: 56%)
  • 환형 연결 리스트는 마지막 노드가 첫 번째 노드를 가리키는 순환적인 구조를 가지고 있기 때문에 데이터의 순환적 구조와 관련이 깊습니다. 이러한 구조는 데이터를 순환적으로 처리하거나, 순환적인 자료구조를 구현할 때 유용하게 사용됩니다.
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85. 0-주소 명령어 형식이 사용될 수 있는 CPU 구조로 가장 옳은 것은?

  1. 단일 누산기 구조
  2. 이중 누산기 구조
  3. 범용 레지스터 구조
  4. 스택 구조
(정답률: 57%)
  • 주소 명령어 형식은 메모리 주소를 직접 지정하여 데이터를 처리하는 방식이다. 이를 위해서는 메모리 주소를 저장할 수 있는 공간이 필요한데, 이를 스택 구조로 구현할 수 있다. 스택 구조는 후입선출(LIFO) 방식으로 데이터를 저장하고 꺼내는 구조로, 메모리 주소를 저장하는 데에 적합하다. 따라서 주소 명령어 형식이 사용될 수 있는 CPU 구조로는 스택 구조가 가장 적합하다.
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86. 다음의 논리식을 간소화 시킨 결과는?

  1. Z=AB+C
  4. Z=A+BC
(정답률: 50%)
  • 논리식을 간소화하면 Z = A + BC가 된다.

    이유는 AB+C를 논리식으로 표현하면 (A+B)(A+C)가 된다.

    그리고 (A+B)(A+C)를 논리식으로 표현하면 A+BC가 된다.

    따라서 AB+C와 A+BC는 논리적으로 동일하다.
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87. 컴퓨터의 워드(word) 길이에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 일반적으로 더욱 많은 명령어를 제공할 수 있다.
  2. 일반적으로 워드 길이가 길면 컴퓨터 성능이 좋아진다.
  3. 일반적으로 워드 길이가 길면 처리 속도가 떨어진다.
  4. 주소를 지정할 수 있는 수의 범위가 크므로 큰 기억용량이 필요하다.
(정답률: 46%)
  • "일반적으로 워드 길이가 길면 컴퓨터 성능이 좋아진다."는 틀린 설명입니다. 일반적으로 워드 길이가 길면 처리 속도가 떨어지는 이유는, 더 많은 데이터를 한 번에 처리해야 하기 때문입니다. 이에 따라 메모리 접근 시간이 늘어나고, 캐시 메모리의 효율성이 떨어지기 때문에 처리 속도가 느려집니다.
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88. 전자계산기의 주요 장치에 대한 설명으로 틀린것은?

  1. 연산 장치 : 산술 및 논리연산을 처리한다.
  2. 보조기억 장치 : 데이터나 프로그램을 일시적으로 기억시킨다.
  3. 제어장치 : 기계어를 해석하는 기능을 갖고 있다.
  4. 입출력 장치 : 필요한 정보의 입출력을 담당하는 장치이다.
(정답률: 27%)
  • 보조기억 장치는 데이터나 프로그램을 일시적으로 기억시키는 것이 아니라 영구적으로 저장하는 장치이기 때문에 틀린 설명이다. 보조기억 장치는 하드 디스크, USB 등의 저장 장치를 말한다.
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89. 프로그램 카운터가 없는 컴퓨터에서 op code는 3비트이고 메모리는 4096워드(word)일 때 하나의 명령이 한 워드에 저장된다면 워드 당 몇 비트인가? (단, 이 컴퓨터의 명령어는 op code, operand, 어드레스로 구성되어 있다.)

  1. 12비트
  2. 15비트
  3. 27비트
  4. 30비트
(정답률: 32%)
  • 하나의 명령어는 op code, operand, 어드레스로 구성되어 있으므로 총 3개의 필드가 있다. 각 필드는 3비트씩 할당되므로, 하나의 명령어는 총 9비트를 차지한다. 하나의 워드는 9비트의 명령어가 하나 저장될 수 있으므로, 워드 당 9비트이다. 따라서 4096워드의 메모리에서 하나의 명령어가 한 워드에 저장된다면, 워드 당 9비트이므로 총 4096 x 9 = 36,864비트가 된다. 이를 1024로 나누면 36,864 / 1024 = 36 워드가 된다. 따라서 정답은 "27비트"이다.
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90. 부호화된 데이터를 해독하여 정보를 찾아내는 조합논리 회로는?

  1. 인코더
  2. 디코더
  3. 디멀티플렉서
  4. 멀티플렉서
(정답률: 58%)
  • 부호화된 데이터를 해독하여 정보를 찾아내는 것은 디코더의 역할이기 때문입니다. 인코더는 입력 데이터를 부호화하여 출력하는 반면, 디코더는 부호화된 데이터를 해독하여 원래의 정보를 찾아냅니다. 디멀티플렉서와 멀티플렉서는 다중 입력 또는 다중 출력을 처리하는 논리 회로이므로, 이와는 관련이 없습니다.
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91. 컴퓨터구조와 관련한 다음 설명 중 가장 옳지 않은 것은?

  1. CAE(computer aided engineering)는 집적회로를 이용하여 프로그램을 개발하는 것이다.
  2. 폰노이만 구조의 컴퓨터는 프로그램제어 유니트, 산술논리연산장치, 주기억장치, 입출력 장치로 구성된다.
  3. CPU는 내부 명령어 구성에 따라 CISC 구조와 RISC 구조로 구분한다.
  4. 컴퓨터에 사용하는 소자는 트랜지스터 → 소규모 집적회로 → 대규모 집적회로 → 초대규모 집적회로로 발달하였다.
(정답률: 52%)
  • "CAE(computer aided engineering)는 집적회로를 이용하여 프로그램을 개발하는 것이다."가 가장 옳지 않은 설명이다. CAE는 컴퓨터를 이용하여 공학적 문제를 해결하는 기술로, 프로그램을 개발하는 것이 아니라 설계 및 분석을 돕는다. 집적회로는 CAE에서 사용되는 기술 중 하나일 뿐이다.
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92. 간접 주소(Indirect Addressing) 방식을 설명한 것은?

  1. 명령어내의 번지는 실제 데이터가 위치하고 있는 주소를 나타낸다.
  2. 프로그램 카운터가 명령어의 주소부분과 더해져서 유효주소가 결정된다.
  3. 명령어의 실제 주소를 나타내는 유효주소는 명령어의 주소 필드가 가르키는 주소에 존재한다.
  4. 인덱스값을 갖는 특별한 레지스터의 내용이 명령어의 주소 부분과 더해져서 유효주소가 얻어진다.
(정답률: 37%)
  • 간접 주소 방식은 명령어 내의 주소 필드가 실제 데이터가 위치한 주소가 아닌, 해당 데이터가 위치한 주소를 가리키는 주소를 가지고 있는 방식이다. 따라서 명령어의 실제 주소를 나타내는 유효주소는 명령어의 주소 필드가 가리키는 주소에 존재한다. 이 방식에서는 프로그램 카운터나 인덱스값을 이용하여 명령어의 주소 부분과 더해져서 유효주소가 결정된다는 것도 가능하다.
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93. C 언어에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 함수 호출이 아닌 함수 본체의 시작과 끝은 각각 '('과 ')'로 표기한다.
  2. 대화형 언어로서 프로그램을 코딩용지 등에 작성해서 입력해야 한다.
  3. 한 줄에 여러 개의 명령문을 기술할 경우 명령문 사이에 세미콜론(;)을 사용해야 한다.
  4. 프로그램은 반드시 END문으로 끝난다.
(정답률: 57%)
  • 한 줄에 여러 개의 명령문을 기술할 경우 명령문 사이에 세미콜론(;)을 사용해야 한다. 이유는 C 언어에서 각각의 명령문은 세미콜론으로 끝나야 하기 때문이다. 따라서 한 줄에 여러 개의 명령문을 작성할 경우 각각의 명령문을 구분하기 위해 세미콜론을 사용해야 한다.
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94. 서브루틴과 연관되어 사용되는 명령으로 가장 옳은 것은?

  1. Shift와 Rotate
  2. Call과 Return
  3. Skip과 Jump
  4. Increment와 Decrement
(정답률: 48%)
  • 서브루틴은 프로그램의 일부분을 따로 분리하여 재사용성과 모듈화를 증가시키는 기술입니다. 이때 서브루틴을 호출하고 돌아오는 과정에서 Call과 Return 명령어가 사용됩니다. Call 명령어는 서브루틴을 호출하고, Return 명령어는 서브루틴에서 호출한 위치로 돌아가는 역할을 합니다. 따라서 Call과 Return 명령어는 서브루틴과 연관되어 사용되는 명령어입니다.
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95. 다음 C 프로그램을 수행하였을 때 결과 값은?

  1. 12
  2. 10
  3. 1
  4. 0
(정답률: 41%)
  • 이 프로그램은 두 개의 변수 a와 b를 선언하고, a에 5를 대입하고 b에는 a에 1을 더한 값을 대입한다. 그리고 a와 b를 출력하는 프로그램이다. 따라서 a는 5, b는 6이 되고, 이를 출력하면 "5 6"이 된다. 이 때, 보기에서 정답이 "12"인 것은 프로그램과는 무관한 값이므로 오답이다. 따라서 정답은 "5 6"이 된다.
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96. 피연산자의 기억 장소에 따른 명령어 형식의 분류에 속하지 않는 것은?

  1. 스택 명령어 형식
  2. 레지스터-레지스터 명령어 형식
  3. 레지스터-메모리 명령어 형식
  4. 스택-메모리 명령어 형식
(정답률: 54%)
  • 스택-메모리 명령어 형식은 피연산자를 스택이나 메모리에 저장하고, 연산을 수행하는 명령어 형식이다. 따라서 피연산자의 기억 장소에 따른 명령어 형식의 분류에 속하지 않는다.
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97. DMA(Direct Memory Access)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 자료 전송 시 CPU의 register를 직접 사용한다.
  2. 빠른 속도로 자료들을 입출력할 때 사용하는 방식이다.
  3. DMA는 기억장치와 주변장치 사이에 직접 자료를 전송한다.
  4. DMA는 주기억 장치에 접근하기 위해 cycle stealing을 행한다.
(정답률: 40%)
  • "자료 전송 시 CPU의 register를 직접 사용한다."는 DMA에 대한 설명으로 옳지 않습니다. DMA는 CPU의 register를 사용하지 않고, 직접 기억장치와 주변장치 사이에 자료를 전송합니다. 이는 CPU의 부담을 줄이고 빠른 속도로 자료를 입출력할 수 있도록 합니다.
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98. 언어를 번역하는 번역기가 아닌 것은?

  1. assembler
  2. interpreter
  3. compiler
  4. linkage editor
(정답률: 56%)
  • "linkage editor"는 프로그램의 여러 부분을 하나로 합치는 역할을 하는 프로그램으로, 언어를 번역하는 역할을 하지 않기 때문에 다른 보기들과는 다르다. "assembler"는 어셈블리어를 기계어로 번역하는 프로그램, "interpreter"는 소스 코드를 한 줄씩 읽어 실행하는 프로그램, "compiler"는 소스 코드를 전체적으로 번역하여 기계어로 변환하는 프로그램이다.
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99. C 언어 프로그램에서 abs(3.562)의 함수 값은?

  1. -3
  2. -4
  3. 3
  4. 4
(정답률: 50%)
  • abs 함수는 인자로 전달된 값을 절대값으로 반환하는 함수이다. 따라서 abs(3.562)의 값은 3이 된다. 음수 값이 아니기 때문에 "-3"과 "-4"는 정답이 될 수 없고, "4"는 3.562의 올림값이므로 정답이 될 수 없다.
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100. 직렬 덧셈 회로에 꼭 필요한 것은?

  1. Shift Register
  2. Buffer Memory
  3. Operand
  4. Cache Memory
(정답률: 50%)
  • 직렬 덧셈 회로에서는 입력된 두 개의 이진수를 비트 단위로 더해야 하므로, 각 비트의 상태를 저장하고 이동시킬 수 있는 기능이 필요합니다. 이를 위해 Shift Register가 필요합니다. Shift Register는 비트를 저장하고 이동시키는 레지스터로, 직렬 덧셈 회로에서는 입력된 두 개의 이진수를 Shift Register에 저장하고, 각 비트를 더하면서 이동시켜 최종 결과를 얻습니다. 따라서 Shift Register는 직렬 덧셈 회로에서 꼭 필요한 요소입니다.
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