전자기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

전자기사 2018-03-04 필기 기출문제 해설

이 페이지는 전자기사 2018-03-04 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

전자기사
(2018-03-04 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 그림과 같이 반지름 a(m)의 한번 감긴 원형코일이 균일한 자속밀도 B(Wb/m2)인 자계에 놓여 있다. 지금 코일 면을 자계와 나란하게 전류 I(A)를 흘리면 원형코일이 자계로부터 받는 회전 모멘트는 몇 N･m/rad인가?

  1. πaBI
  2. 2πaBI
  3. πa2BI
  4. 2πa2BI
(정답률: 55%)
  • 균일한 자계 내에서 전류가 흐르는 코일이 받는 회전 모멘트(토크)는 코일의 권수, 면적, 자속밀도, 전류의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = N S B I$
    ② [숫자 대입] $T = 1 \times \pi a^{2} \times B \times I$
    ③ [최종 결과] $T = \pi a^{2} B I$
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2. 그림과 같이 단면적 S=10[cm2], 자로의 길이 =20π[cm], 비유전율 μs=1000인 철심에 N1=N2=100인 두 코일을 감았다. 두 코일사이의 상호인덕턴스는 몇 mH 인가?

  1. 0.1
  2. 1
  3. 2
  4. 20
(정답률: 53%)
  • 상호인덕턴스는 두 코일의 권수와 자로의 자기저항을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{\mu_0 \mu_s N_1 N_2 S}{\ell}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 1000 \times 100 \times 100 \times 10 \times 10^{-4}}{20\pi \times 10^{-2}}$
    ③ [최종 결과] $M = 20 \text{ mH}$
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3. 다음 조건들 중 초전도체에 부합되는 것은?(단, μr은 비투자율, xm은 비자화율, B는 자속밀도이며 작동온도는 임계온도 이하라 한다.)

  1. xm=-1, μr=0, B=0
  2. xm=0, μr=0, B=0
  3. xm=1, μr=0, B=0
  4. xm=-1, μr=1, B=0
(정답률: 38%)
  • 초전도체는 임계온도 이하에서 전기저항이 0이 되며, 외부 자기장을 완전히 밀어내는 마이스너 효과(완전 반자성)를 가집니다. 이로 인해 내부 자속밀도 $B$와 비투자율 $\mu_r$은 0이 되고, 비자화율 $\chi_m$은 $-1$이 됩니다.
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4. 자속밀도 10Wb/m2 자계 중에 10cm 도체를 자계와 30°의 각도로 30m/s 로 움직일 때, 도체에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?

  1. 15
  2. 15√3
  3. 1500
  4. 1500√3
(정답률: 42%)
  • 자계 내에서 도체가 움직일 때 발생하는 유기 기전력은 자속밀도, 도체 길이, 속도, 그리고 자계와 이동 방향 사이의 각도에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $e = B l v \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $e = 10 \times 0.1 \times 30 \times \sin 30^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $e = 15$
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5. 내부장치 또는 공간을 물질로 포위시켜 외부자계의 영향을 차폐시키는 방식을 자기차폐라 한다. 다음 중 자기차폐에 가장 좋은 것은?

  1. 비투자율이 1 보다 작은 역자성체
  2. 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질
  3. 강자성체 중에서 비투자율이 작은 물질
  4. 비투자율에 관계없이 물질의 두께에만 관계되므로 되도록 두꺼운 물질
(정답률: 60%)
  • 자기차폐는 외부 자계가 내부로 들어오지 못하게 하는 것으로, 자속을 잘 흡수하고 잘 흐르게 하는 성질이 강할수록 효과적입니다. 따라서 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질을 사용해야 자속이 물질 내부로 집중되어 내부 공간을 효과적으로 보호할 수 있습니다.
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6. 40V/m인 전계 내의 50V되는 점에서 1C의 전하가 전계 방향으로 80cm 이동하였을 때, 그 점의 전위는 몇 V 인가?

  1. 18
  2. 22
  3. 35
  4. 65
(정답률: 56%)
  • 전계 내에서 전하가 이동할 때의 전위 변화는 전계의 세기와 이동 거리의 곱만큼 감소합니다.
    ① $V = V_0 - E \times d$
    ② $V = 50 - 40 \times 0.8$
    ③ $V = 18$
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7. 1μA의 전류가 흐르고 있을 때, 1초 동안 통과하는 전자 수는 약 몇 개 인가?(단, 전자 1개의 전하는 1.602×10-19C 이다.)

  1. 6.24×1010
  2. 6.24×1011
  3. 6.24×1012
  4. 6.24×1013
(정답률: 64%)
  • 전류는 단위 시간당 흐르는 전하량이며, 전체 전하량을 전자 1개의 전하량으로 나누면 통과하는 전자 수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{I \times t}{e}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{1 \times 10^{-6} \times 1}{1.602 \times 10^{-19}}$
    ③ [최종 결과] $N = 6.24 \times 10^{12}$
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8. 내압 1000V 정전용량 1μF, 내압 750V 정전용량 2μF, 내압 500V 정전용량 5μF인 콘덴서 3개를 직렬로 접속하고 인가전압을 서서히 높이면 최초로 파괴되는 콘덴서는?

  1. 1μF
  2. 2μF
  3. 5μF
  4. 동시에 파괴된다.
(정답률: 65%)
  • 콘덴서를 직렬로 연결하면 모든 콘덴서에 흐르는 전하량 $Q$가 동일합니다. 전압 $V = Q/C$이므로, 정전용량 $C$가 가장 작은 콘덴서에 가장 높은 전압이 걸려 가장 먼저 파괴됩니다.
    제시된 $1\mu\text{F}$, $2\mu\text{F}$, $5\mu\text{F}$ 중 정전용량이 가장 작은 $1\mu\text{F}$ 콘덴서에 가장 큰 전압이 인가되어 최초로 파괴됩니다.
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9. 평면도체 표면에서 r(m)의 거리에 점전하 Q(C)이 있을 때 이 전하를 무한원까지 운반하는데 필요한 일은 몇 J 인가?

(정답률: 62%)
  • 평면도체 표면에서 거리 $r$에 있는 점전하 $Q$를 무한원까지 운반하는 일은 전하가 가지는 전기적 위치 에너지를 구하는 것과 같습니다. 평면도체에 의한 전계 강도는 $E = \frac{Q}{2\pi\epsilon_0 r}$이며, 일 $W$는 전계와 거리의 적분으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $W = \int_{r}^{\infty} \frac{Q}{2\pi\epsilon_0 x} Q dx$ (단, 평면도체 전계 특성 반영 시) $\rightarrow$ $$W = \frac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 r}$$
    ② [숫자 대입] 공식에 주어진 기호 $Q, \pi, \epsilon_0, r$을 그대로 대입합니다.
    ③ [최종 결과] $W = \frac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 r}$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 역자성체에서 비투자율(μs)은 어느 값을 갖는가?

  1. μs = 1
  2. μs ＜ 1
  3. μs＞1
  4. μs = 0
(정답률: 66%)
  • 역자성체는 외부 자기장에 대해 반대 방향으로 자화되는 성질을 가지므로, 비투자율 $\mu_s$가 $1$보다 작은 값을 갖습니다.

    오답 노트
    $\mu_s = 1$: 진공 또는 비자성체
    $\mu_s > 1$: 강자성체 또는 상자성체
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11. 비유전율 εr1, εr2인 두 유전체가 나란히 무한평면으로 접하고 있고, 이 경계면에 평행으로 유전체의 비유전율 εr1내에 경계면으로부터 d(m)인 위치에 선전하 밀도 ρ(C/m)인 선상전하가 있을 때, 이 선전하와 유전체 εr2간의 단위 길이당의 작용력은 몇 N/m 인가?

(정답률: 56%)
  • 경계면에 평행한 선전하가 있을 때, 반대편 유전체에 형성되는 영상전하에 의한 힘을 이용하여 단위 길이당 작용력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{F} = \frac{\rho^2}{2\pi\epsilon_{r1}\epsilon_0 d} \times \frac{\epsilon_{r1} - \epsilon_{r2}}{\epsilon_{r1} + \epsilon_{r2}}$
    ② [숫자 대입] $\text{F} = 9 \times 10^9 \times \frac{\rho^2}{\epsilon_{r1} d} \times \frac{\epsilon_{r1} - \epsilon_{r2}}{\epsilon_{r1} + \epsilon_{r2}}$
    ③ [최종 결과]
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12. 유전율이 εr1, εr2인 (F/m)인 유전체 경계면에 단위면적당 작용하는 힘은 몇 N/m2 인가?(단, 전계가 경계면에 수직인 경우이며, 두 유전체의 전속밀도 D1=D2=D이다.)

(정답률: 65%)
  • 두 유전체 경계면에서 전계가 수직일 때, 단위면적당 작용하는 힘은 두 매질의 에너지 밀도 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{f} = \frac{1}{2} ( \frac{1}{\epsilon_2} - \frac{1}{\epsilon_1} ) D^2$
    ② [숫자 대입] $\text{f} = \frac{1}{2} ( \frac{1}{\epsilon_2} - \frac{1}{\epsilon_1} ) D^2$
    ③ [최종 결과]
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13. 진공 중에 균일하게 대전된 반지름 a(m)인 선전하 밀도 λl(C/m)의 원환이 있을 때, 그 중심으로부터 중심축상 x(m)의 거리에 있는 점의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?

(정답률: 59%)
  • 원환 전하의 중심축상 전계 세기는 전하 분포에 의한 전계의 벡터 합으로 구할 수 있으며, 수직 성분은 상쇄되고 축 방향 성분만 남게 됩니다.
    ① [기본 공식] $\text{E} = \frac{\lambda_l a x}{2\epsilon_0 (a^2 + x^2)^{3/2}}$
    ② [숫자 대입] $\text{E} = \frac{\lambda_l a x}{2\epsilon_0 (a^2 + x^2)^{3/2}}$
    ③ [최종 결과]
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14. 점전하에 의한 전계는 쿨롱의 법칙을 사용하면 되지만 분포되어 있는 전하에 의한 전계를 구할 때는 무엇을 이용하는가?

  1. 렌츠의 법칙
  2. 가우스의 법칙
  3. 라플라스 방정식
  4. 스토크스의 정리
(정답률: 63%)
  • 전하가 분포되어 있는 경우, 폐곡면을 통과하는 총 전속은 내부 전하량과 같다는 원리를 이용하여 전계를 구합니다.
    가우스의 법칙은 대칭성이 있는 전하 분포에서 전계를 구하는 가장 효율적인 방법입니다.

    오답 노트
    렌츠의 법칙: 유도 기전력의 방향 결정
    라플라스 방정식: 전위 분포 해석
    스토크스의 정리: 선적분과 면적분의 관계
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15. x=0인 무한평면을 경계면으로 하여 x＜0인 영역에는 비유전율 εr1=2, x＞0인 영역에는 εr2=4인 유전체가 있다. εr1인 유전체내에서 전계 E1=20ax-10ay+5az(V/m)일 때 x＞0인 영역에 있는 εr2인 유전체내에서 전속밀도 D2(C/m2)는? (단, 경계면상에는 자유전하가 없다고 한다.)

  1. D2=ε0(20ax-40ay+5az)
  2. D2=ε0(40ax-40ay+20az)
  3. D2=ε0(80ax-20ay+10az)
  4. D2=ε0(40ax-20ay+20az)
(정답률: 47%)
  • 경계면에서 자유전하가 없을 때, 전속밀도의 법선 성분은 연속($D_{1n} = D_{2n}$)이며, 전계의 접선 성분은 동일($E_{1t} = E_{2t}$)합니다.
    법선 성분: $D_{2x} = D_{1x} = \epsilon_0 \epsilon_{r1} E_{1x} = \epsilon_0 \times 2 \times 20 = 40\epsilon_0$
    접선 성분: $D_{2y} = \epsilon_0 \epsilon_{r2} E_{1y} = \epsilon_0 \times 4 \times (-10) = -40\epsilon_0$, $D_{2z} = \epsilon_0 \epsilon_{r2} E_{1z} = \epsilon_0 \times 4 \times 5 = 20\epsilon_0$
    이를 종합하면 $D_2 = \epsilon_0(40a_x - 40a_y + 20a_z)$가 됩니다.
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16. 평면파 전파가 E=30cos(109t+20z)jV/m로 주어 졌다면 이 전자파의 위상 속도는 몇 m/s인가?

  1. 5×107
  2. (1/3)×108 
  3. 109
  4. 2/3
(정답률: 41%)
  • 평면파의 위상 속도는 각주파수 $\omega$를 위상 정수 $\beta$로 나누어 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{\omega}{\beta}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{10^{9}}{20}$
    ③ [최종 결과] $v = 5 \times 10^{7} \text{ m/s}$
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17. 공기 중에 있는 지름 6cm인 단일 도체구의 정전용량은 약 몇 pF 인가?

  1. 0.34
  2. 0.67
  3. 3.34
  4. 6.71
(정답률: 50%)
  • 공기 중 단일 도체구의 정전용량은 구의 반지름과 진공의 유전율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = 4\pi\epsilon_0 r$
    ② [숫자 대입] $C = 4\pi \times 8.854 \times 10^{-12} \times 0.03$
    ③ [최종 결과] $C = 3.34 \text{ pF}$
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18. 한 변의 길이가 10cm인 정사각형 회로에 직류전류 10A가 흐를 때, 정사각형의 중심에서의 자계 세기는 몇 A/m 인가?

(정답률: 63%)
  • 정사각형 회로 중심에서의 자계 세기는 비오-사바르 법칙을 적용하여 4개 변의 자계를 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{2\sqrt{2}\pi I}{\pi a}$ (단, $a$는 한 변의 길이)
    ② [숫자 대입] $H = \frac{2\sqrt{2} \times \pi \times 10}{\pi \times 0.1}$
    ③ [최종 결과] $H = \frac{200\sqrt{2}}{\pi}$
    따라서 정답은 입니다.
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19. 패러데이관(Faraday tube)의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 패러데이관 중에 있는 전속수는 그 관속에 진전하가 없으면 일정하며 연속적이다.
  2. 패러데이관의 양단에는 양 또는 음의 단위 진전하가 존재하고 있다.
  3. 패러데이관 한 개의 단위 전위차 당 보유에너지는 1/2(J)이다.
  4. 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다.
(정답률: 64%)
  • 패러데이관은 전속의 흐름을 가상적인 관으로 나타낸 것으로, 관의 밀도는 곧 그 지점의 전속밀도 $D$와 동일한 개념입니다.

    오답 노트
    패러데이관 중에 있는 전속수는 진전하가 없으면 일정함: 패러데이관의 기본 성질입니다.
    양단에 단위 진전하 존재: 전속관의 시작과 끝은 전하에 의해 결정됩니다.
    단위 전위차 당 보유에너지 1/2 J: 전계 에너지 공식 $\frac{1}{2}DV$에 따른 성질입니다.
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20. 균일하게 원형단면을 흐르는 전류 I(A)에 의한, 반지름 a(m), 길이 ℓ(m), 비투자율 μs인원통도체의 내부 인덕턴스는 몇 H 인가?

  1. 10-7μsℓ
  2. 3 × 10-7μsℓ
  3. (1/4a) × 10-7μsℓ 
  4. (1/2) × 10-7μsℓ
(정답률: 47%)
  • 원통 도체 내부의 인덕턴스는 도체 내부의 자속 분포를 적분하여 계산하며, 공식에 의해 다음과 같이 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{\mu_0 \mu_s \ell}{8\pi a^2} \times \pi a^2$ (단순화 시) $\frac{1}{2} \times 10^{-7} \mu_s \ell$
    ② [숫자 대입] 해당 공식은 유도된 표준 상수를 적용합니다.
    ③ [최종 결과] $L = \frac{1}{2} \times 10^{-7} \mu_s \ell$
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2과목: 회로이론

21. 1μF인 정전용량을 가지는 콘덴서에 실효값 1414V, 주파수 10kHz, 위상각 0°인 전압을 가했을 때, 순시값 전류는 약 몇 A 인가?

  1. 89 sin (ωt-90°)
  2. 89 sin (ωt+90°)
  3. 126 sin (ωt-90°)
  4. 126 sin (ωt+90°)
(정답률: 42%)
  • 콘덴서 회로에서 순시값 전류는 최대 전류값 $I_{max}$와 위상차를 이용하여 구합니다. 콘덴서의 전류는 전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 앞섭니다.
    ① [기본 공식] $I_{max} = \frac{V_{rms}}{X_C} \times \sqrt{2} = V_{rms} \times 2\pi f C \times \sqrt{2}$
    ② [숫자 대입] $I_{max} = 1414 \times 2 \times \pi \times 10 \times 10^3 \times 1 \times 10^{-6} \times \sqrt{2}$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 126 \sin(\omega t + 90^{\circ})$
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22. 다음과 같은 회로에서 t=0에서 스위치(K)가 닫혔다. 전류의 파형이 오실로스코프에 나타났을 때 전류의 초기값이 10mA로 측정되었을 경우, i(t)의 식으로 옳은 것은?

  1. i(t)=102e-10t[A]
  2. i(t)-10-1e20t[A]
  3. i(t)=10-2e-20t[A]
  4. i(t)=10e10t[A]
(정답률: 49%)
  • RC 직렬회로에서 스위치를 닫았을 때 흐르는 전류는 지수함수적으로 감소하며, 시정수 $\tau = RC$를 이용하여 표현합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = I_0 e^{-\frac{t}{RC}}$
    ② [숫자 대입] $i(t) = 10 \times 10^{-3} e^{-\frac{t}{10 \times 10^3 \times 5 \times 10^{-6}}}$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 10^{-2} e^{-20t}$
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23. 그림과 같은 주기성을 갖는 구형파 교류 전류의 실효치는 몇 A 인가?

  1. √2
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 57%)
  • 주어진 구형파는 $+2\text{A}$와 $-2\text{A}$를 반복하는 파형으로, 실효치(RMS)는 각 구간의 제곱의 평균에 루트를 씌워 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_{rms} = \sqrt{\frac{1}{T} \int_{0}^{T} i(t)^2 dt}$
    ② [숫자 대입] $I_{rms} = \sqrt{\frac{(2)^2 + (-2)^2}{2}}$
    ③ [최종 결과] $I_{rms} = 2$
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24. 감쇄계수(Damping factor) ζ가 0.05인 RL직렬 공진회로의 선택도(Q) 값은?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 30
(정답률: 34%)
  • 감쇄계수 $\zeta$와 선택도 $Q$는 서로 역수 관계에 있으며, $Q$는 $1$을 $2\zeta$로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $Q = \frac{1}{2\zeta}$
    ② [숫자 대입] $Q = \frac{1}{2 \times 0.05}$
    ③ [최종 결과] $Q = 10$
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25. 감쇄여현파 함수 5-5tcos2t의 라플라스 변환은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 52%)
  • 의 $5^{-5t}$는 $e^{-5t}$의 오타이며, 감쇄여현파 $e^{-at}\cos(\omega t)$의 라플라스 변환 공식 $\frac{s+a}{(s+a)^2 + \omega^2}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\mathcal{L}\{e^{-at}\cos(\omega t)\} = \frac{s+a}{(s+a)^2 + \omega^2}$
    ② [숫자 대입] $\mathcal{L}\{e^{-5t}\cos(2t)\} = \frac{s+5}{(s+5)^2 + 2^2}$
    ③ [최종 결과]
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26. 상수 1을 Fourier로 변환하면?

  1. δ(ω)
  2. πδ(ω)
  3. (1/2)πδ(ω)
  4. 2πδ(ω)
(정답률: 28%)
  • 상수 1을 푸리에 변환하면 델타 함수 $\delta(\omega)$에 $2\pi$가 곱해진 형태가 됩니다. 이는 시간 영역의 DC 성분이 주파수 영역에서는 $\omega=0$인 지점에서 무한대 값을 갖는 임펄스 함수로 나타나기 때문입니다.
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27. RLC 직렬회로가 유도성 회로일 경우에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 전류는 전압보다 뒤진다.
  2. 전류는 전압보다 앞선다.
  3. 전류와 전압은 동위상이다.
  4. 공진이 되어 지속적으로 발진한다.
(정답률: 55%)
  • RLC 직렬회로에서 유도성 회로란 유도 리액턴스가 용량 리액턴스보다 큰 상태를 의미하며, 이 경우 전류의 위상이 전압보다 뒤처지게 됩니다.

    오답 노트
    전류는 전압보다 앞선다: 용량성 회로의 특징
    전류와 전압은 동위상이다: 공진 상태의 특징
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1

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28. 이상적인 변압기의 권수비(ratio of turns) n을 수식으로 표현한 경우 틀린 것은?

(정답률: 56%)
  • 이상적인 변압기의 권수비 $n$은 전압비, 전류비, 권수비의 관계로 정의됩니다. 일반적으로 $n = \frac{N_1}{N_2} = \frac{V_1}{V_2} = \frac{I_2}{I_1}$로 표현됩니다. 하지만 인덕턴스는 권수의 제곱에 비례하므로 $\frac{L_1}{L_2} = (\frac{N_1}{N_2})^2 = n^2$이 성립합니다. 따라서 권수비 $n$이 단순히 $\frac{L_1}{L_2}$ 라고 표현한 는 틀린 수식입니다.
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29. 교류 전압 220 V를 인덕턴스 0.1H의 코일에 인가하였을 때 이 코일에 흐르는 전류는? (단, 주파수는 60Hz 이다.)

  1. 5.84 /-90°
  2. 5.84 /0°
  3. 22 /-90°
  4. 22 /0°
(정답률: 58%)
  • 유도성 회로에서 전류는 전압보다 위상이 $90^{\circ}$ 늦으며, 전류의 크기는 전압을 유도 리액턴스 $X_L$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{2\pi fL}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{220}{2\pi \times 60 \times 0.1}$
    ③ [최종 결과] $I = 5.84 \text{ A}$
    위상차를 고려하면 $5.84 / -90^{\circ}$가 됩니다.
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30. 그림의 회로망에서 는?

(정답률: 44%)
  • 주어진 회로망에서 $Z_{21}$은 입력 전류 $I_1(s)$에 대한 출력 전압 $V_2(s)$의 비를 나타내는 전달함수입니다. 회로를 보면 저항 $R$과 커패시터 $C$가 병렬로 연결된 구조이므로, 전체 임피던스는 두 소자의 병렬 합성 임피던스와 같습니다.
    $$Z_{21} = \frac{R \cdot \frac{1}{Cs}}{R + \frac{1}{Cs}} = \frac{R}{RCs + 1}$$
    따라서 정답은 입니다.
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31. 10μF인 콘덴서에 v=2sin2π10t[V]의 전압을 인가할 때, t=0에서의 전류는 몇 mA 인가?

  1. 0
  2. 0.1
  3. 1.26
  4. 12.57
(정답률: 42%)
  • 콘덴서에 흐르는 전류는 전압의 시간 변화율에 비례하며, 공식 $i = C \frac{dv}{dt}$를 사용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $i = C \frac{dv}{dt}$
    ② [숫자 대입] $i = 10 \times 10^{-6} \times \frac{d}{dt}(2 \sin 2\pi 10t) = 10 \times 10^{-6} \times 2 \times 2\pi 10 \cos 2\pi 10t$
    ③ [최종 결과] $i(0) = 10 \times 10^{-6} \times 40\pi \approx 1.257 \text{ mA}$
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32. 2단자 임피던스 함수가 일 때 극점(pole)은?

  1. -3
  2. 0
  3. -1, -2
  4. -1, 2
(정답률: 61%)
  • 임피던스 함수 $Z(s)$의 극점(pole)은 분모 다항식이 $0$이 되게 하는 $s$의 값입니다.
    분모 식 $\text{img src='https://cbtbank.kr/images/bf/bf20180304/bf20180304m32m1.gif'}$에서 분모 $s^{2} + 3s + 2 = 0$을 만족하는 값을 찾습니다.
    ① [인수분해] $(s + 1)(s + 2) = 0$
    ② [최종 결과] $s = -1, -2$
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33. I1=2j3I2=1+j 일 때 합성 전류의 크기(I)는 몇 A 인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
(정답률: 48%)
  • 오류 신고 내용을 바탕으로 $I_1 = 2 + j3$, $I_2 = 1 + j$일 때 합성 전류의 크기를 구합니다.
    먼저 두 전류를 합산하여 합성 전류 $I$를 구합니다.
    $$I = I_1 + I_2 = (2 + j3) + (1 + j) = 3 + j4$$
    합성 전류의 크기는 복소수의 절대값 공식을 사용합니다.
    $$|I| = \sqrt{3^2 + 4^2}$$
    $$|I| = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25}$$
    $$|I| = 5$$
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34. 이상적인 전류원의 내부 임피던스(Z)의 값으로 옳은 것은?

  1. ∞
  2. 0
  3. 1Ω
  4. Z는 정해지지 않는다.
(정답률: 52%)
  • 이상적인 전류원은 부하 임피던스의 크기에 관계없이 항상 일정한 전류를 공급해야 합니다.
    이를 위해서는 전류원이 내부적으로 전류를 소모하지 않아야 하므로, 내부 임피던스가 무한대($\infty$)여야 합니다.
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35. 어떤 회로망의 4단자정수가 A=8, B=j2, D=3+j2 이면 이 회로망의 C는?

  1. 3-j4.5
  2. 4+j6
  3. 8-j11.5
  4. 24+j14
(정답률: 57%)
  • 4단자 정수 사이의 관계식인 $AD - BC = 1$을 이용하여 $C$ 값을 구합니다.
    $$C = \frac{AD - 1}{B}$$
    $$C = \frac{8 \times (3 + j2) - 1}{j2}$$
    $$C = \frac{24 + j16 - 1}{j2} = \frac{23 + j16}{j2} = \frac{16}{2} + \frac{23}{j2} = 8 - j11.5$$
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36. 아래 회로는 어떤 필터에 해당하는가?

  1. 저대역통과필터(low-pass filter)
  2. 고대역통과필터(high-pass filter)
  3. 대역통과필터(band-pass filter)
  4. 대역제한필터(band-rejection filter)
(정답률: 53%)
  • 회로 구성을 보면 입력단에 저항 $R$이 있고, 출력단에 인덕터 $L$과 커패시터 $C$가 병렬로 연결되어 접지된 형태입니다.
    저주파에서는 커패시터 $C$가 개방되고 인덕터 $L$이 단락되어 출력이 0이 되며, 고주파에서는 인덕터 $L$이 개방되고 커패시터 $C$가 단락되어 출력이 0이 됩니다. 따라서 특정 중간 주파수 대역만 통과시키는 대역통과필터(band-pass filter)입니다.
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37. 임피던스 함수 로 표시되는 2단자 회로망을 도시하면?

(정답률: 51%)
  • 주어진 임피던스 함수를 각 소자의 임피던스 합으로 분리하여 회로를 구성합니다.
    $$Z(s) = \frac{5s + 4}{s} = \frac{5s}{s} + \frac{4}{s} = 5 + \frac{4}{s}$$
    여기서 $5$는 저항 $R=5\Omega$을 의미하며, $\frac{4}{s}$는 커패시터의 임피던스 $\frac{1}{Cs}$ 형태이므로 $C = \frac{1}{4}F$가 됩니다. 따라서 저항 $5\Omega$과 커패시터 $1/4F$가 직렬로 연결된 가 정답입니다.
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38. 단위계단함수의 라플라스 변환은?

  1. 1
  2. s
  3. 1/s
(정답률: 41%)
  • 단위계단함수 $f(t) = 1 (t \ge 0)$의 라플라스 변환은 정의에 따라 $s$ 영역에서 $1/s$로 변환됩니다.
    $$\mathcal{L}\{1\} = \frac{1}{s}$$
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39. 다음의 회로망에서 a, b간의 단자전압이 50V이고 a,b에서 본 임피던스가 6+j8[Ω]이다. a, b 단자에 임피던스 Ż=2-j2[Ω]을 연결하였을 때 흐르는 전류는 몇 A 인가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 10
(정답률: 55%)
  • 회로망의 테브난 등가 임피던스와 부하 임피던스가 직렬로 연결된 구조에서 전체 전류를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{|Z_{total}|} = \frac{V}{|Z_a + Z|}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{50}{|(6 + j8) + (2 - j2)|} = \frac{50}{|8 + j6|}$
    ③ [최종 결과] $I = \frac{50}{10} = 5$
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40. 그림의 회로에서 릴레이의 동작 전류는 10[mA], 코일의 저항은 1[kΩ], 인덕턴스는 L[H]이다. 스위치(S)가 닫히고 18[ms] 이내로 이 릴레이가 작동하려면 L[H]은 약 몇 H 인가?

  1. 18
  2. 26
  3. 34
  4. 56
(정답률: 41%)
  • RL 직렬회로에서 전류의 상승 시간과 인덕턴스의 관계를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{R}{k} \ln \frac{V}{V - I R}$ (여기서 $k$는 시간, $V$는 전압, $I$는 동작 전류)
    ② [숫자 대입] $L = \frac{1000}{1 / 0.018} \ln \frac{20}{20 - 0.01 \times 1000}$ (또는 시정수 $\tau = L/R$ 개념을 적용하여 $I = \frac{V}{R}(1 - e^{-Rt/L})$ 식에서 $L$ 도출)
    ③ [최종 결과] $L = 26$
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3과목: 전자회로

41. 트랜지스터가 차단 상태일 때의 조건은? (단, IC는 컬렉터 전류, IE는 이미터 전류, ICO는 컬렉터 차단전류이다.)

  1. ICO = IE
  2. IE = 0과 IC = ICO
  3. IE = 0과 IC = 0
  4. IE ≠ 0과 IC = ICO
(정답률: 50%)
  • 트랜지스터의 차단 상태(Cut-off)란 베이스-이미터 접합에 순방향 전압이 걸리지 않아 전류가 흐르지 않는 상태를 말합니다. 따라서 이미터 전류 $I_E$는 $0$이 되며, 컬렉터 전류 $I_C$는 아주 미세한 누설 전류인 컬렉터 차단전류 $I_{CO}$만 흐르게 됩니다.
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42. FET와 BJT의 전기적 특성을 비교했을 때 적합하지 않은 것은?

  1. FET는 BJT보다 잡음이 적다.
  2. FET는 BJT보다 입력임피던스가 작다.
  3. FET는 BJT보다 이득 대역폭이 작다.
  4. FET는 BJT보다 온도변화에 른 안정성이 높다.
(정답률: 42%)
  • FET는 게이트 전극이 절연되어 있거나 역바이어스 상태로 동작하므로, BJT에 비해 입력임피던스가 매우 큽니다.

    오답 노트
    잡음이 적다: FET의 특성상 BJT보다 잡음이 적음
    이득 대역폭이 작다: BJT보다 전압 이득이 낮아 대역폭 특성이 다름
    온도변화에 따른 안정성이 높다: FET는 정전류 특성을 가져 온도 안정성이 우수함
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43. A급 증폭기에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 충실도가 좋다
  2. 효율은 50% 이하이다.
  3. 차단(cut off) 영역 부근에서 동작한다.
  4. 평균 전력손실이 B급이나 C급에 비해 크다.
(정답률: 49%)
  • A급 증폭기는 입력 신호의 전 주기(360도) 동안 전류가 흐르도록 바이어스를 설정하므로, 차단 영역이 아닌 활성 영역의 중앙에서 동작합니다.

    오답 노트
    충실도가 좋다: 전 주기에 걸쳐 증폭하므로 왜곡이 적음
    효율은 50% 이하이다: 항상 전류가 흐르므로 효율이 매우 낮음
    평균 전력손실이 B급이나 C급에 비해 크다: 무신호 시에도 전류가 흐르기 때문
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44. JK 플립플롭의 현재 상태(Qn)가 0 일 때 입력이 J=1, K=1이라면 다음 상태(Qn+1)는?

  1. Qn+1=1, n+1=0
  2. Qn+1=0, n+1=1
  3. Qn+1=0, n+1=0
  4. Qn+1=1, n+1=1
(정답률: 48%)
  • JK 플립플롭에서 $J=1, K=1$인 입력은 반전(Toggle) 동작을 수행합니다. 현재 상태 $Q_n$이 $0$일 때, 다음 상태 $Q_{n+1}$은 반전되어 $1$이 되며, 보수 출력인 $\overline{Q}_{n+1}$은 $0$이 됩니다.
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45. 직렬형 전압조정기 회로에서 출력전압은? (단, 제너전압 VR은 5.1V 이고, R1=1kΩ, R2=R3=10kΩ이다.)

  1. 5.1 V
  2. 10.2 V
  3. 15.3 V
  4. 18.2 V
(정답률: 46%)
  • 직렬형 전압조정기에서 출력전압 $V_{OUT}$은 기준전압 $V_{REF}$와 피드백 저항 $R_2, R_3$의 분배 비율에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $V_{OUT} = V_{REF} \times (1 + \frac{R_2}{R_3})$
    ② [숫자 대입] $V_{OUT} = 5.1 \times (1 + \frac{10}{10})$
    ③ [최종 결과] $V_{OUT} = 10.2$
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46. 미분기의 출력과 입력은 어떤 관계인가?

  1. 출력은 입력의 변화율에 비례한다.
  2. 출력은 입력의 변화율에 무관하다.
  3. 출력은 입력의 변화율에 반비례한다.
  4. 출력은 입력의 변화율의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 46%)
  • 미분기는 입력 신호의 시간에 따른 변화율(미분값)에 비례하여 출력 전압을 생성하는 회로입니다. 따라서 출력은 입력의 변화율에 비례하게 됩니다.
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47. 다음 그림과 같은 IC 555 타이머를 이용한 펄스발생회로에서 Vcc=5V, R1=10kΩ, R2=10kΩ, CT=0.02μF, C=0.01μF일 때, 출력파형의 펄스폭(τ)과 주파수(f)는 얼마인가?(단, 다이오드의 순방향 저항은 0으로 간주하고 ln2=0.7로 적용한다.)

  1. τ = 140μs, f = 4.76kHz
  2. τ = 280μs, f = 2.38kHz
  3. τ = 70μs, f = 7.14kHz
  4. τ = 140μs, f = 3.57kHz
(정답률: 39%)
  • 다이오드가 포함된 555 타이머 회로에서 충전은 $R_1$을 통해 이루어지고, 방전은 $R_2$를 통해 이루어집니다.
    펄스폭(충전시간) $\tau$ 계산:
    ① [기본 공식]- $\tau = \ln 2 \times R_1 \times C_T$
    ② [숫자 대입]- $\tau = 0.7 \times 10000 \times 0.02 \times 10^{-6}$
    ③ [최종 결과]- $\tau = 140 \mu s$
    주파수 $f$ 계산 (방전시간 $\tau_L = \ln 2 \times R_2 \times C_T$):
    ① [기본 공식]- $f = \frac{1}{\tau + \tau_L}$
    ② [숫자 대입]- $f = \frac{1}{140 \mu s + 140 \mu s}$
    ③ [최종 결과]- $f = 3.57 \text{ kHz}$
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48. 다음 회로도 설명 중 가장 적당한 것은?

  1. 저역통과필터
  2. 고역통과필터
  3. 대역통과필터
  4. 대역정지필터
(정답률: 50%)
  • 제시된 회로 는 입력단에 커패시터 $C$가 직렬로 연결되어 저주파 성분을 차단하고 고주파 성분만을 통과시키는 구조이므로 고역통과필터입니다.
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49. 수정발진기의 특징으로 가장 적합한 것은?

  1. 가변성
  2. 안전성
  3. 경제성
  4. 높은 발진 주파수
(정답률: 56%)
  • 수정발진기는 수정 진동자의 매우 높은 Q-factor(품질 계수) 덕분에 주파수 변동이 극히 적어, 매우 정밀하고 일정한 주파수를 유지하는 안전성이 가장 큰 특징입니다.
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50. 3배 전압기의 입력 전압이 10Vs일 때 직류 출력의 최대값은 약 몇 V 인가?

  1. 27.9
  2. 30.2
  3. 32.1
  4. 42.4
(정답률: 38%)
  • 전압 배율기에서 직류 출력의 최대값은 입력 전압에 배율을 곱한 값에 $\sqrt{2}$를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V_{out} = n \times V_{in} \times \sqrt{2}$
    ② [숫자 대입] $V_{out} = 3 \times 10 \times 1.414$
    ③ [최종 결과] $V_{out} = 42.4$
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51. 연산증폭기를 이용한 슈미트(Schmitt) 트리거회로를 사용하는 목적으로 가장 적합한 것은?

  1. 톱니파를 만들기 위하여
  2. 정전기를 방지하기 위하여
  3. 입력신호에 대하여 전압보상을 하기 위하여
  4. 입력전압 노이즈에 의한 오동작을 방지하기 위하여
(정답률: 49%)
  • 슈미트 트리거 회로는 두 개의 서로 다른 임계값(Hysteresis)을 가짐으로써, 입력 신호에 포함된 작은 노이즈로 인해 출력이 빠르게 변하는 채터링 현상을 막고 오동작을 방지하는 목적으로 사용합니다.
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52. 그림의 BJT 증폭기의 소신호 모델에서 전압이득(Av)는?

  1. gmro
(정답률: 45%)
  • BJT 소신호 모델에서 출력 전압 $v_o$는 전류원 $g_m v_{\pi}$가 $r_o$를 통해 흐를 때 형성되며, 입력 전압 $v_i$는 $v_{\pi}$와 같습니다. 전압 이득은 출력 전압을 입력 전압으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식]
    $$A_v = \frac{v_o}{v_i} = -g_m r_o$$
    ② [숫자 대입]
    $$A_v = -\frac{I_c}{V_T} \times \frac{V_A}{I_c}$$
    ③ [최종 결과]
    $$A_v = -\frac{V_A}{V_T}$$
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53. 다음 회로 중 입력 신호의 (+), (-)의 피크를 어느 기준 레벨로 바꾸어 고정시키는 회로는?

  1. 클램퍼
  2. 클리퍼
  3. 리미터
  4. 필터
(정답률: 56%)
  • 클램퍼는 커패시터와 다이오드를 이용하여 입력 신호의 파형은 유지하면서, 신호의 피크 레벨을 특정 직류(DC) 레벨로 이동시켜 고정시키는 회로입니다.

    오답 노트
    클리퍼, 리미터: 신호의 일정 전압 이상이나 이하를 잘라내는 회로
    필터: 특정 주파수 성분만을 선택적으로 통과시키는 회로
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1

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54. 다음 정전압회로에서 입력전압이 18V, 제너전압이 10V, 제너 다이오드에 흐르는 전류가 25mA, 부하저항이 100Ω일 때 저항(R1)은 몇 Ω인가?

  1. 20
  2. 64
  3. 126
  4. 200
(정답률: 44%)
  • 제너 다이오드 정전압 회로에서 저항 $R_1$에 흐르는 전류는 제너 다이오드로 흐르는 전류와 부하 저항으로 흐르는 전류의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_1 = \frac{V_{in} - V_Z}{I_Z + \frac{V_Z}{R_L}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_1 = \frac{18 - 10}{0.025 + \frac{10}{100}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_1 = 64$$
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55. 다음 그림에서 점유율(duty cycle)을 나타내는 식은?

  1. τ/B
  2. E/B
  3. τ/T
  4. E/T
(정답률: 65%)
  • 점유율(Duty Cycle)은 한 주기($T$) 동안 신호가 활성화(High) 상태로 유지되는 시간($\tau$)의 비율을 의미합니다.
    따라서 식은 다음과 같습니다.
    $$\text{Duty Cycle} = \frac{\tau}{T}$$
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56. JK 플립플롭의 J와 K 입력단자를 하나로 묶어 놓은 플립플롭으로 1을 인가하면 출력이 토글 되는 플립플롭은?

  1. RS 플립플롭
  2. D 플립플롭
  3. T 플립플롭
  4. RS 주종형(master-slave) 플립플롭
(정답률: 62%)
  • JK 플립플롭의 $J$와 $K$ 입력을 하나로 묶어 $T$ 입력으로 사용하면, 입력이 1일 때마다 출력 상태가 반전되는 토글(Toggle) 동작을 수행하는 T 플립플롭이 됩니다.
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57. 트랜지스터의 고주파 특성으로 차단주파수(fa)는?

  1. 베이스 주행시간에 비례한다.
  2. 베이스 폭의 제곱에 비례한다.
  3. 정공의 확산계수에 반비례한다.
  4. 베이스 폭의 제곱에 반비례하고 정공의 확산계수에 비례한다.
(정답률: 49%)
  • 트랜지스터의 차단주파수 $f_a$는 베이스 전하의 축적 시간과 관련이 있으며, 베이스 폭 $W$의 제곱에 반비례하고 확산계수 $D$에 비례하는 특성을 가집니다.
    $$f_a \propto \frac{D}{W^2}$$
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58. 어떤 증폭기의 개(open)루프 중간영역 이득(Aopen-loop(mid))가 150000을 가지고, 개루프 3[dB] 대역폭은 200Hz이다. 귀환 루프 감쇠율(B)은 0.002이다. 폐루프 대역폭(BWclosed-loop)은 얼마인가?

  1. 300[Hz]
  2. 3030[kHz]
  3. 600[kHz]
  4. 60.2[kHz]
(정답률: 30%)
  • 폐루프 대역폭은 개루프 대역폭에 이득-대역폭 곱의 원리에 따라 귀환 루프의 영향(1/B)을 곱하여 계산합니다.
    ① $BW_{closed} = \frac{BW_{open}}{B}$
    ② $BW_{closed} = \frac{200}{0.002}$
    ③ $BW_{closed} = 100000$
    ※ 제시된 정답 60.2 kHz는 일반적인 계산식과 차이가 있으나, 공식 지정 정답을 따릅니다.
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59. 이미터 접지 증폭기 회로에서 이미터 바이패스 콘덴서가 제거되면 어떤 현상이 생기는가?

  1. 발진이 일어난다.
  2. 잡음이 증가한다.
  3. 이득이 감소한다.
  4. 충실도가 감소된다.
(정답률: 44%)
  • 이미터 바이패스 콘덴서는 이미터 저항에 의한 부귀환(Negative Feedback)을 제거하여 전압 이득을 높이는 역할을 합니다. 따라서 이 콘덴서가 제거되면 부귀환이 발생하여 이득이 감소하게 됩니다.
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60. 다음 회로에 입력으로 정현파를 인가했을 때 출력 파형으로 옳은 것은?(단, 연산증폭기 및 제너 다이오드는 이상적이다.)

  1. 구형파
  2. 정현파
  3. 톱니파
  4. 램프파
(정답률: 56%)
  • 제시된 회로는 연산증폭기의 반전 입력단에 제너 다이오드가 피드백으로 연결된 슈미트 트리거(Schmitt Trigger) 회로의 일종입니다. 입력으로 정현파가 들어오면 제너 다이오드의 항복 전압에 의해 출력 전압이 상한값과 하한값 사이를 급격하게 오가게 되므로, 출력 파형은 구형파가 됩니다.
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4과목: 물리전자공학

61. Fermi Dirac 분포함수에 구성요소가 아닌 것은?

  1. 초전도체
  2. 절대온도
  3. 페르미 에너지
  4. 볼쯔만 상수
(정답률: 55%)
  • 페르미-디락 분포함수는 전자가 에너지 상태에 존재할 확률을 나타내며, 절대온도, 페르미 에너지, 볼쯔만 상수가 주요 구성 요소입니다. 초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 0이 되는 물질의 상태를 말하며 분포함수의 구성 요소가 아닙니다.
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62. 레이저(LASER)에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 레이저는 코히런트(coherent)성을 가진다.
  2. 기체 레이저는 연속적으로 광파를 방출할 수 있다.
  3. 레이저는 지향성을 가진다.
  4. 레이저는 자연 방출(spontaneous emission)을 이용한다.
(정답률: 55%)
  • 레이저는 유도 방출(stimulated emission)을 통해 위상과 방향이 일치하는 빛을 증폭시키는 장치입니다. 따라서 레이저는 자연 방출(spontaneous emission)을 이용한다는 설명은 옳지 않습니다.
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63. 실리콘으로 된 pn 접합에서 단면적이 0.5 mm2 이고 공간전하 영역의 폭이 2×10-4cm일 때 공간 전하용량은 약 몇 pF 인가?(단, 실리콘의 비유전율은 12, 진공의 유전율은 8.85×10-12[F/m]이다.

  1. 1.62
  2. 26.6
  3. 30.4
  4. 36.6
(정답률: 54%)
  • 평행판 축전기의 원리를 이용하여 pn 접합의 공간 전하용량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{\epsilon_{0} \epsilon_{r} A}{d}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{(8.85 \times 10^{-12}) \times 12 \times (0.5 \times 10^{-6})}{2 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $C = 26.6 \text{ pF}$
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64. 접합 트랜지스터를 실제로 응용하기 위한 요구조건이 아닌 것은?

  1. 컬렉터 영역에 역 바이어스 인가 시 절연파괴 전압을 높이기 위해 캐리어 밀도를 낮게 하여 고유저항을 높여야 한다.
  2. 이미터로부터 이동한 캐리어가 쉽게 컬렉터로 끌리도록 베이스 영역의 캐리어 밀도가 컬렉터 영역보다 높아야 한다.
  3. 높은 주입 효율을 주기 위하여 이미터 영역의 캐리어 밀도는 베이스 영역보다 높아야 한다.
  4. 정상적인 동작 상태에서 이미터-베이스 접합은 역 바이어스, 베이스-컬렉터 접합은 정 바이어스 되어야 한다.
(정답률: 47%)
  • 접합 트랜지스터(BJT)가 정상적으로 증폭 작용을 하기 위해서는 이미터-베이스 접합은 정 바이어스, 베이스-컬렉터 접합은 역 바이어스 되어야 합니다. 따라서 정상적인 동작 상태에서 이미터-베이스 접합은 역 바이어스, 베이스-컬렉터 접합은 정 바이어스 되어야 한다는 설명은 잘못된 것입니다.
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65. 서지 전압에 대한 보호용 회로에서 사용되고 전압에 의해 저항이 크게 변하는 비직선성을 가지는 가변저항 소자는?

  1. 서미스터
  2. 배리스터
  3. 광다이오드
  4. FET
(정답률: 60%)
  • 배리스터는 전압에 따라 저항값이 변하는 비직선 저항 소자로, 특정 전압 이상에서 저항이 급격히 감소하여 서지 전압으로부터 회로를 보호하는 역할을 합니다.
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66. 광도전 효과를 이용한 도전체가 아닌 것은?

  1. 광트랜지스터
  2. 광도전셀
  3. 광다이오드
  4. Cds도전셀
(정답률: 37%)
  • 광도전 효과는 빛을 받았을 때 저항이 감소하는 현상이며, 광트랜지스터는 광도전 효과가 아닌 광접합 효과(p-n 접합의 전류 변화)를 이용하여 동작하는 소자입니다.
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67. 나트륨(Na)의 한계주파수는 4.35×1014Hz이다. 나트륨의 일함수는 약 몇 eV 인가?(단, h는 6.625×10-34[J･s]이고, c는 1.602×10-19[C]이다.)

  1. 0.9
  2. 1.8
  3. 2.7
  4. 3.6
(정답률: 46%)
  • 빛의 에너지($E = hf$)가 금속의 일함수($\Phi$)와 같을 때 전자가 방출되는 한계주파수가 결정됩니다. 계산된 줄(J) 단위 에너지를 전자볼트(eV)로 변환합니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{h \times f}{e}$
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{6.625 \times 10^{-34} \times 4.35 \times 10^{14}}{1.602 \times 10^{-19}}$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 1.8$
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68. 베이스 폭 변조가 이루어지는 경우에 발생하는 현상으로 맞게 설명한 것은?

  1. 베이스 폭 감소는 전류증폭률을 감소시킨다.
  2. 베이스 영역에서 소수캐리어 농도의 기울기를 감소시킨다.
  3. 베이스 영역에서 컬렉터 영역으로 확산하는 전자, 전공들의 재결합 기회가 감소한다.
  4. 이미터 효율과 베이스 전송계수가 감소한다.
(정답률: 50%)
  • 베이스 폭 변조(Early Effect)가 일어나면 유효 베이스 폭이 감소하여, 전자와 정공이 베이스 영역에 머무는 시간이 짧아지므로 재결합 기회가 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    베이스 폭 감소: 전류증폭률 증가
    소수캐리어 농도 기울기: 증가
    이미터 효율 및 베이스 전송계수: 증가
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69. 금속에 빛을 비추면 금속표면에서 전자가 공간으로 방출되는 것은?

  1. 전계방출
  2. 광전자방출
  3. 열전자방출
  4. 2차 전자방출
(정답률: 62%)
  • 빛(광자)의 에너지를 받은 금속 표면의 전자가 일함수 이상의 에너지를 얻어 외부로 방출되는 현상을 광전자방출이라고 합니다.
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70. 두 전극판 A와 B의 거리를 d[m], 양극간의 전위차가 V[V], 전극판 B면에 정지 상태에 있던 전자가 가속되어 전극판 A까지 도달하는데 걸리는 시간은? (단, 전자의 질량은 m, 전자의 전하는 e이다.)

(정답률: 50%)
  • 전위차 $V$에 의해 가속된 전자의 에너지는 운동 에너지로 전환되며, 등가속도 운동 공식을 이용하여 도달 시간 $t$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $t = d \sqrt{\frac{2m}{eV}}$
    ② [숫자 대입] $t = d \sqrt{\frac{2m}{eV}}$
    ③ [최종 결과] $t = d \sqrt{\frac{2m}{eV}}$
    따라서 정답은 입니다.
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71. 양자(Quantum) 1개의 질량은 약 몇 kg 인가?

  1. 9.9×10-21
  2. 9.109×10-31
  3. 1.602×10-19
  4. 1.67×10-27
(정답률: 29%)
  • 양자(양성자) 1개의 질량은 약 $1.67 \times 10^{-27} \text{ kg}$ 입니다.

    오답 노트
    $9.109 \times 10^{-31} \text{ kg}$: 전자의 질량
    $1.602 \times 10^{-19} \text{ C}$: 전자의 전하량
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72. 접합 트랜지스터의 h-파라미터(parameter) 사이의 관계 중 옳은 것은?

  1. |hfe|≒|hfc|＞|hfb|
  2. |hfe|≒|hfc|＜|hfb|
  3. |hfe|＞|hfc|≒|hfb|
  4. |hfe|＜|hfc|≒|hfb|
(정답률: 42%)
  • 접합 트랜지스터의 h-파라미터 관계에서 전류 증폭률을 나타내는 $|h_{fe}|$와 $|h_{fc}|$는 서로 비슷한 값을 가지며, 입력 전도도와 관련된 $|h_{fb}|$보다 훨씬 큰 값을 가집니다. 따라서 $|h_{fe}| \approx |h_{fc}| > |h_{fb}|$ 관계가 성립합니다.
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73. 터널 다이오드가 부성 저항영역을 갖는 이유는?

  1. pn접합의 용량변화 때문
  2. pn접합의 높은 불순물 농도 때문
  3. pn접합의 줄 열 때문
  4. pn접합 양단의 온도에 따른 팽창 때문
(정답률: 61%)
  • 터널 다이오드는 pn접합의 불순물 농도를 매우 높게 하여 공핍층의 두께를 극도로 얇게 만듭니다. 이로 인해 전자가 에너지 장벽을 뚫고 지나가는 터널링 효과가 발생하며, 특정 전압 구간에서 전압이 증가할 때 전류가 감소하는 부성 저항 특성을 갖게 됩니다.
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74. 동종 반도체 pn접합에서 열평형 상태 에너지 밴드 다이어그램(band diagram)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. Ef(페르미 준위)가 일정하다.
  2. EVAC(진공 준위)가 연속이다.
  3. EG(에너지 갭)의 크기가 일정하다.
  4. (일 함수)가 일정하다.
(정답률: 38%)
  • 열평형 상태의 PN 접합에서는 전체 시스템의 페르미 준위가 일정하게 유지되지만, P형과 N형 반도체의 도핑 농도가 다르므로 표면에서 전자를 떼어내는 데 필요한 에너지인 일함수 $\Phi$는 서로 다르게 나타납니다.

    오답 노트
    (일 함수)가 일정하다: P영역과 N영역의 일함수는 서로 다릅니다.
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75. 진성반도체의 온도변화에 따라 페르미준위는 어떻게 되는가?

  1. 온도에 따라 변화하지 않는다.
  2. 온도가 감소하면 전도대로 향한다.
  3. 온도가 감소하면 충만대로 향한다.
  4. 온도가 감소하면 가전대로 향한다.
(정답률: 54%)
  • 진성반도체는 불순물이 섞이지 않은 순수 상태이므로, 페르미 준위는 온도 변화와 관계없이 항상 에너지 밴드 갭의 거의 중앙(Mid-gap)에 위치합니다.
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76. 다음과 같이 역방향으로 바이어스 된 PN접합에서 최대 역방향 전류(A)는? (단, Vbr:역방향 브레이크다운 임계전압이다.)

(정답률: 47%)
  • 역방향 바이어스에서 브레이크다운 전압 $V_{br}$에 도달하면 전류가 급격히 증가하며, 이때 회로의 전체 전압 $E$에서 $V_{br}$을 뺀 나머지 전압이 저항 $R$에 걸리게 됩니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{R}$
    ② [숫자 대입] $I = \frac{E - V_{br}}{R}$
    ③ [최종 결과]
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77. 열전자를 방출하기 위한 재료의 조건으로 틀린것은?

  1. 융점이 낮아야 한다.
  2. 일함수가 작아야 한다.
  3. 방출 효율이 좋아야 한다.
  4. 진공 중에서 쉽게 증발되지 않아야 한다.
(정답률: 53%)
  • 열전자를 효율적으로 방출하기 위해서는 전자가 튀어나오기 쉬운 낮은 일함수와 고온에서도 견딜 수 있는 높은 융점이 필수적입니다.

    오답 노트
    융점이 낮아야 한다: 고온 가열 시 재료가 녹아내리면 안 되므로 융점은 높아야 합니다.
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78. 반도체에 전장을 가하면 전자는 어떤 운동을 하는가? (단, 불규칙적인 열운동을 하는 중이라 가정한다.)

  1. 원 운동
  2. 불규칙 운동
  3. 포물선 운동
  4. 타원 운동
(정답률: 43%)
  • 반도체 내의 전자는 전장이 가해지더라도 격자 구조의 원자들과 끊임없이 충돌하기 때문에, 일정한 방향으로 나아가지 못하고 매우 불규칙한 운동을 하며 천천히 이동하게 됩니다.
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79. 진성게르마늄내의 정공의 수명이 400μs이면 그 확산거리는 약 몇 m 인가?(단, 정공의 확산정수는 0.47×10-2 m2/s 이다.)

  1. 1.19×10-3
  2. 1.37×10-3
  3. 1.53×10-3
  4. 1.88×10-4
(정답률: 51%)
  • 확산거리는 확산정수와 수명의 곱의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $L = \sqrt{D \tau}$
    ② [숫자 대입] $L = \sqrt{0.47 \times 10^{-2} \times 400 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $L = 1.37 \times 10^{-3}$
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80. 진성반도체에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 불순물이 전혀 섞이지 않은 순수한 반도체이다.
  2. 진성반도체는 전자이 수와 정공의 수가 같다.
  3. 진성반도체는 전도대역에 전자가 충만 되어 있다.
  4. 진성반도체는 4개의 최외각 전자를 갖는다.
(정답률: 53%)
  • 진성반도체는 불순물이 없는 순수 반도체로, 절대온도 $0\text{ K}$에서 가전자대에는 전자가 가득 차 있고 전도대역은 완전히 비어 있는 상태입니다. 따라서 전도대역에 전자가 충만 되어 있다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    4개의 최외각 전자: 4족 원소(Si, Ge)의 특징으로 옳은 설명입니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 다음 회로에서 A=1101, B=0111 이 입력되어 있을 때 그 출력은?

  1. 0101
  2. 1010
  3. 0110
  4. 1100
(정답률: 60%)
  • 회로의 논리식을 분석하면 출력 $Y = (A + B) \cdot \overline{(A \cdot B)}$ 입니다. 이는 XOR 게이트의 동작과 동일하며, 두 입력 비트가 서로 다를 때 $1$이 출력됩니다.
    입력 $A=1101$, $B=0111$을 각 비트별로 XOR 연산하면 다음과 같습니다.
    $1 \oplus 0 = 1$
    $1 \oplus 1 = 0$
    $0 \oplus 1 = 1$
    $1 \oplus 1 = 0$
    따라서 최종 출력은 $1010$입니다.
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82. Two address machine에서 기억용량이 216이고 Word length가 40bit라면 이 명령어 형식(Instruction Format)에 대한 명령코드는 몇 bit로 구성되는가?

  1. 5
  2. 6
  3. 7
  4. 8
(정답률: 47%)
  • 명령어의 전체 길이는 Word length와 같으며, Two address machine은 두 개의 주소 필드를 가집니다. 기억용량이 $2^{16}$이므로 주소 하나당 $16\text{ bit}$가 필요합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Op-code} = \text{Word length} - (2 \times \text{Address length})$
    ② [숫자 대입] $\text{Op-code} = 40 - (2 \times 16)$
    ③ [최종 결과] $\text{Op-code} = 8$
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83. 순서도(flowchart)에서 다음 기호의 명칭과 의미를 가장 올바르게 설명한 것은?

  1. Process : 변수의 초기화 및 준비사항 기입
  2. Decision : 부프로그램(sub-program)호출
  3. Terminal : 순서도의 시작과 끝
  4. Repeat : 루틴을 반복 수행
(정답률: 55%)
  • 제시된 기호는 양끝이 둥근 타원형으로, 순서도의 시작과 끝을 나타내는 Terminal 기호입니다.

    오답 노트
    Process: 직사각형 기호
    Decision: 마름모 기호
    Repeat: 루프 구조의 제어 기호
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84. opcode가 4비트이면 연산자의 종류는 최대 몇 개가 생성될 수 있는가?

  1. 2
  2. 22
  3. 23
  4. 24
(정답률: 61%)
  • 연산자(opcode)의 종류는 비트 수 $n$에 대해 $2^{n}$가지의 조합이 가능합니다.
    ① [기본 공식] $Count = 2^{n}$
    ② [숫자 대입] $Count = 2^{4}$
    ③ [최종 결과] $Count = 2^{4}$
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85. 부호화된 2의 보수에서 8비트로 표현할 수 있는 수의 표현 범위는?

  1. -128 ~ 128
  2. -127 ~ 128
  3. -128 ~ 127
  4. -127 ~ 127
(정답률: 53%)
  • n비트의 2의 보수 표현 범위는 $-2^{n-1}$부터 $2^{n-1}-1$까지입니다.
    ① [기본 공식] $-2^{n-1} \sim 2^{n-1}-1$
    ② [숫자 대입] $-2^{8-1} \sim 2^{8-1}-1$
    ③ [최종 결과] $-128 \sim 127$
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86. 주소공간이 20 bit이고 각 주소 당 저장되는 데이터의 크기가 8bit 일 때 주기억장치의 용량은 얼마인가?

  1. 1Mbyte
  2. 2Mbyte
  3. 3Mbyte
  4. 4Mbyte
(정답률: 44%)
  • 주기억장치의 용량은 주소 공간의 개수(2의 n승)에 각 주소당 저장되는 데이터 크기를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Capacity = 2^{n} \times Size$
    ② [숫자 대입] $Capacity = 2^{20} \times 8 \text{ bit}$
    ③ [최종 결과] $Capacity = 1 \text{ Mbyte}$
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87. 자료를 추출하고 그에 의거한 보고서를 작성하는데 사용하는 가장 적합한 프로그래밍 언어는?

  1. C
  2. Java
  3. Perl
  4. HTML
(정답률: 49%)
  • Perl은 텍스트 처리 능력이 매우 뛰어나며, 다양한 데이터 소스로부터 자료를 추출하고 보고서를 생성하는 스크립트 작성에 최적화된 언어입니다.
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88. 다음의 회로에서 입력 값이 D=1, C=1(positive edge trigger)일 경우 출력 Q의 상태 값은?

  1. 0
  2. 1
  3. Toggle
  4. 불변
(정답률: 44%)
  • 제시된 회로는 JK 플립플롭이며, 입력 $D$가 $J$에 연결되고 $D$의 반전 신호가 $K$에 연결된 구조입니다. $D=1$일 때 $J=1, K=0$이 되며, 클록 $C=1$(Positive edge)이 입력되면 출력 $Q$는 $J$의 값인 1이 됩니다.
    ① [기본 공식] $Q_{next} = J\bar{Q} + \bar{K}Q$
    ② [숫자 대입] $Q_{next} = 1\cdot\bar{Q} + \bar{0}\cdot Q = \bar{Q} + Q$
    ③ [최종 결과] $Q = 1$
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89. 컴퓨터에서 사용되는 인스트럭션(Instruction)의 기능을 분류할 때 이에 해당되지 않는 것은?

  1. 함수연산 기능(Function Operation)
  2. 전달 기능(Transfer Operation)
  3. 입출력 기능(Input Output Operation)
  4. 모니터 기능(Monitor Operation)
(정답률: 50%)
  • 컴퓨터의 인스트럭션(명령어)은 크게 데이터 전송, 산술/논리 연산, 제어/분기, 입출력 기능으로 분류됩니다. 모니터 기능(Monitor Operation)은 하드웨어 명령어 세트의 기본 기능 분류에 해당하지 않습니다.
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90. 누산기(Accumulator)를 가장 옳게 설명한 것은?

  1. 명령을 해독하는 장치
  2. 산술 연산 과정의 상세 내역 및 상태를 모두 기억하는 장치
  3. 명령의 순서를 일시적으로 기억하는 장치
  4. 산술･논리 연산 결과를 일시적으로 기억하는 장치
(정답률: 60%)
  • 누산기(Accumulator)는 CPU 내의 레지스터 중 하나로, 산술 논리 연산 장치(ALU)가 수행한 연산 결과를 일시적으로 저장하여 다음 연산에 사용할 수 있도록 하는 핵심 장치입니다.
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91. 다음 10진수 -426을 팩 십진수(pack decimal)로 나타낸 것 중 옳은 것은?(단, 맨 오른쪽 4비트가 부호 비트이다.)

  1. 0100 0010 0110 1111
  2. 0100 0010 0110 1101
  3. 0100 0010 0110 0001
  4. 0100 0010 0110 1100
(정답률: 40%)
  • 팩 십진수(Packed Decimal)는 4비트씩 숫자를 표현하며, 마지막 4비트에 부호를 표시합니다. 숫자 4, 2, 6을 각각 2진수로 변환하고, 음수 부호(1101)를 끝에 붙여 구성합니다.
    4 $\rightarrow$ 0100, 2 $\rightarrow$ 0010, 6 $\rightarrow$ 0110, 부호(-) $\rightarrow$ 1101
    따라서 0100 0010 0110 1101이 됩니다.
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92. 기억장치에 대한 설명 중 가장 옳지 않은 것은?

  1. 주기억장치는 CPU와 직접 자료 교환이 가능하다.
  2. 보조기억장치는 CPU와 직접 자료 교환이 불가능하다.
  3. 주기억장치 소자는 대부분 외부와 직접 자료 교환을 할 수 있는 단자가 있다.
  4. 기억장치에서 사용하는 정보의 단위는 와트(watt)이다.
(정답률: 52%)
  • 기억장치에서 정보를 저장하고 처리하는 기본 단위는 비트(bit)와 바이트(byte)입니다. 와트(watt)는 전력의 단위이므로 기억장치의 정보 단위가 될 수 없습니다.
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93. Java 언어에서 같은 클래스 내에서만 접근 가능하도록 할 때 사용하는 접근제한자는?

  1. public
  2. private
  3. protected
  4. final
(정답률: 57%)
  • Java의 접근제한자 중 private은 해당 클래스 내부에서만 접근을 허용하여 캡슐화를 구현하는 가장 엄격한 제한자입니다.

    오답 노트
    public: 모든 클래스에서 접근 가능
    protected: 동일 패키지 및 상속받은 자식 클래스에서 접근 가능
    final: 변경 불가능한 상수를 정의하거나 상속/오버라이딩을 금지할 때 사용
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94. 간접주소지정방식에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 오퍼랜드 필드에 데이터 유효 기억장치 주소가 저장된다.
  2. 기억장치의 구조 변경 등을 통해 확장이 가능하다.
  3. 단어 길이가 n 비트라면 최대 2×n개의 기억 장소들을 주소 지정할 수 있다.
  4. 실행 사이클 동안 두 번의 기억 장치 액세스가 필요하다.
(정답률: 47%)
  • 간접주소지정방식은 오퍼랜드가 실제 데이터의 주소가 아닌, 데이터 주소가 저장된 기억장치의 주소를 가리키는 방식입니다. 따라서 단어 길이가 $n$ 비트라면 최대 $2^{n}$개의 기억 장소를 주소 지정할 수 있습니다.

    오답 노트
    최대 $2 \times n$개: 주소 지정 가능 범위는 $2^{n}$개임
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95. 8비트(bit) 마이크로프로세서(MPU)에서 스택 포인터(SP)가 100번지를 가리키고 있다. 3바이트의 내용을 스택에 푸시(PUSH)하면 스택 포인터는 몇 번지를 가리키는가?

  1. 96번지
  2. 97번지
  3. 196번지
  4. 197번지
(정답률: 52%)
  • 스택은 LIFO(Last-In-First-Out) 구조이며, 일반적으로 데이터가 푸시될 때 스택 포인터는 주소값이 감소하는 방향으로 이동합니다. 8비트 MPU에서 1바이트당 주소 1개가 할당되므로 3바이트 푸시 시 주소는 3만큼 감소합니다.
    ① [기본 공식] $SP_{new} = SP_{old} - Size$
    ② [숫자 대입] $SP_{new} = 100 - 3$
    ③ [최종 결과] $SP_{new} = 97$
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96. 다음 중 객체지향 프로그래밍 언어가 아닌 것은?

  1. C#.NET
  2. C++
  3. Java
  4. GWBASIC
(정답률: 64%)
  • GWBASIC은 절차적 프로그래밍 언어로, 객체와 클래스 개념을 사용하는 객체지향 프로그래밍 언어가 아닙니다. C#.NET, C++, Java는 대표적인 객체지향 언어입니다.
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97. 10진수 13을 그레이 코드(Gray code)로 변환하면?

  1. 1001
  2. 0100
  3. 1100
  4. 1011
(정답률: 58%)
  • 10진수를 그레이 코드로 변환하려면 먼저 2진수로 변환한 뒤, 첫 번째 비트는 그대로 두고 이후 비트는 이전 2진수 비트와 현재 2진수 비트를 XOR 연산합니다.
    10진수 $13$ $\rightarrow$ 2진수 $1101$
    ① 첫 번째 비트: $1$ $\rightarrow$ $1$
    ② 두 번째 비트: $1 \oplus 1 = 0$
    ③ 세 번째 비트: $1 \oplus 0 = 1$
    ④ 네 번째 비트: $0 \oplus 1 = 1$
    따라서 최종 결과는 $1011$ 입니다.
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98. 중앙처리장치를 구성하고 있는 제어장치 중 명령의 지정 순서를 지정하기 위해 다음에 실행할 명령이 들어 있는 번지를 기억하는 레지스터를 무엇이라고 하는가?

  1. 프로그램 카운터(program counter)
  2. 명령 해독기(instruction decoder)
  3. 명령 레지스터(instruction register)
  4. 부호기(encoder)
(정답률: 59%)
  • 중앙처리장치(CPU)에서 다음에 실행될 명령어의 메모리 주소를 저장하여 실행 순서를 제어하는 레지스터는 프로그램 카운터(program counter)입니다.

    오답 노트
    명령 레지스터(instruction register): 현재 실행 중인 명령어를 일시적으로 저장하는 곳
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99. 프로그램이 정상적으로 실행되다가 어떤 명령어에 의해 실행 목적을 바꾸는 명령을 무엇이라 하는가?

  1. 시프트(Shift)
  2. 피드백(Feed back)
  3. 브랜칭(Branching)
  4. 인터럽트(Interrupt)
(정답률: 43%)
  • 프로그램의 순차적인 실행 흐름을 바꾸어 특정 주소로 분기시키는 명령을 브랜칭(Branching)이라고 합니다.

    오답 노트
    인터럽트(Interrupt): 외부 신호에 의해 현재 프로그램 실행을 일시 중단하고 특정 루틴을 수행하는 것
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100. 컴퓨터의 CPU가 앞으로 수행될 명령어를 기억 장치에서 미리 인출하여 CPU내부의 대기열에 넣어 놓음으로써 수행속도를 향상시키는 기법을 무엇이라고 하는가?

  1. Spooling
  2. Instruction prefetch
  3. Paging
  4. Synchronization
(정답률: 47%)
  • Instruction prefetch는 CPU가 다음에 실행할 명령어를 미리 메모리에서 읽어와 큐(Queue)에 저장함으로써, 명령어 인출 시간을 줄이고 전체적인 처리 속도를 높이는 기법입니다.

    오답 노트
    Spooling: 입출력 장치와 CPU 사이의 속도 차이를 해결하기 위해 디스크를 버퍼로 사용하는 기법
    Paging: 가상 메모리를 고정 크기의 페이지로 나누어 관리하는 메모리 관리 기법
    Synchronization: 여러 프로세스가 공유 자원에 동시 접근할 때 데이터 일관성을 유지하는 기법
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