전자기사 필기 기출문제복원 (2018-03-04)

전자기사
(2018-03-04 기출문제)

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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: 46%)
  • 원형코일이 자계에 놓여 있으므로, 코일 면적을 A = πa^2로 생각할 수 있다. 따라서 코일 면을 향해 흐르는 전류 I가 자계와 나란하게 흐르면, 코일 면에는 F = BI를 크기로 하는 자력이 작용한다. 이 자력은 코일 면에 수직이므로, 코일 면을 중심으로 회전 모멘트 M은 M = F × r = BI × a가 된다. 따라서 정답은 "πa^2BI"이다.
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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: 39%)
  • 상호인덕턴스 L은 다음과 같이 구할 수 있다.

    L = μ0μsN1N2S/

    여기서, μ0은 자유공기의 유전율이고, μs는 비유전율, N1과 N2는 각각의 코일의 밀도, S는 단면적, 는 자로의 길이를 나타낸다.

    따라서, L = (4π×10-7)×1000×100×100×10-4/(20π) = 20×10-3 = 20mH 이다.

    따라서, 정답은 "20"이다.
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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: 25%)
  • 초전도체는 전기 저항이 없는 물질로, 전류가 흐르면 에너지 손실 없이 영원히 흐르게 된다. 이러한 특성은 전자들이 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 나타나는데, 이를 가능하게 하는 것이 바로 비자화율(xm)이 -1인 상태이다. 이는 전자들이 서로 밀어내는 힘을 받아 서로 떨어져 있기 때문에 발생한다.

    또한, 비투자율(μr)이 0인 이유는 초전도체가 자기장에 대해 반응하지 않기 때문이다. 자기장에 대한 반응이 없기 때문에 자기장이 바뀌어도 전류의 흐름이 변하지 않는 것이다.

    마지막으로 자속밀도(B)가 0인 이유는 초전도체가 자기장에 대해 반응하지 않기 때문이다. 자기장에 대한 반응이 없기 때문에 자기장이 바뀌어도 전류의 흐름이 변하지 않는 것이다.

    따라서, "xm=-1, μr=0, B=0" 조건이 초전도체에 부합된다.
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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: 41%)
  • 자속밀도 10Wb/m2 이므로, 자계의 크기는 B = 10(T/m2) 이다. 도체가 자계와 이루는 각도가 30° 이므로, 도체에 유기되는 기전력 E는 E = Bvlsinθ 이다. 여기서 v는 도체의 속도, l은 도체의 길이, θ은 도체와 자계의 이루는 각도이다. 따라서, E = 10 × 0.1 × 30 × sin30° = 15V 이다. 따라서 정답은 "15" 이다.
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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: 50%)
  • 자기차폐는 외부 자기장의 영향을 차단하기 위해 내부에 자기장을 만들어내는 것이다. 이를 위해서는 자기성이 강한 물질이 필요하며, 비투자율이 큰 물질일수록 자기장을 만들어내는 능력이 높아진다. 따라서 강자성체 중에서 비투자율이 큰 물질이 자기차폐에 가장 좋은 것이다.
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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: 50%)
  • 전위는 전기장과 거리의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서 전기장이 40V/m 이므로 80cm(0.8m) 이동한 거리에서의 전위는 40V/m x 0.8m = 32V 입니다. 그러나 문제에서는 전계 내의 50V되는 점에서 이동했으므로, 이전에 이미 50V의 전위가 존재하고 있습니다. 따라서 최종적으로 그 점의 전위는 50V + 32V = 82V가 됩니다. 따라서 정답은 "65"가 아닌 "18"입니다.
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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.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 6.24×10-10
  2. 6.24×10-11
  3. 6.24×10-12
  4. 6.24×10-13
(정답률: 55%)
  • 1초 동안 1μA의 전류가 흐르면, 전하량은 1μC가 된다. 따라서 전자 수는 1μC를 전하량으로 나눈 값이다.

    1μC = 1×10-6C 이므로,

    전자 수 = 1×10-6C ÷ 1.602×10-19C/전자 = 6.24×1012개

    하지만 문제에서는 "1초 동안 통과하는 전자 수"를 물었으므로, 전자 수를 1초로 나눠줘야 한다.

    전자 수/1초 = 6.24×1012개/1초 = 6.24×10-12개/나노초

    따라서 정답은 "6.24×10-12"이다.
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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: 59%)
  • 콘덴서의 내압이 높을수록 파괴되기 쉬워지므로, 가장 내압이 낮은 500V 정전용량 5μF인 콘덴서가 가장 먼저 파괴됩니다. 따라서, 직렬 접속된 콘덴서 중 가장 작은 정전용량인 1μF인 콘덴서가 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: 58%)
  • 전하 Q가 평면도체 표면에서 r(m)의 거리에 있으므로, 무한원까지 운반하는데 필요한 일은 전하 Q를 무한원까지 이동시키는 일과 같다. 이는 전하 Q를 무한원까지 이동시키는 데 필요한 일인 전위 에너지 W를 구하는 것과 같다. 전위 에너지 W는 W = QV로 표현할 수 있다. 여기서 V는 전위 차이를 나타내는데, 무한원까지 이동하는 경우 전위 차이는 0이므로 V=0이 된다. 따라서 W=QV=0이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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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: 60%)
  • 역자성체는 에너지를 저장하지 않고, 입력된 신호를 그대로 출력하기 때문에 비투자율은 항상 1보다 작습니다. 따라서 정답은 "μs ＜ 1" 입니다.
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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: 46%)
  • 두 유전체 사이에는 전기장이 형성되며, 이 전기장은 경계면에 수직이다. 따라서 선전하와 유전체 εr2 사이에 작용하는 전기장은 εr2배가 된다. 이 전기장에 의해 선전하에는 단위 길이당 ρN의 힘이 작용하게 된다. 따라서 단위 길이당 작용력은 ρN/m이다. 하지만 이 작용력은 유전체 εr1에서는 εr2/εr1배가 된다. 따라서 단위 길이당 작용력은 ρN/m × εr2/εr1 = ρεr2N/m × 1/εr1 = ε0ρεr2N/m × 1/εr1이 된다. ε0은 자유공간의 유전율이며, 8.85 × 10-12 F/m이다. 따라서 정답은 ""이다.
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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: 54%)
  • 전기장 E1과 E2는 경계면에서 연속이어야 하므로,

    E1 = E2 = E

    또한, D = εE 이므로,

    D1 = εr1E

    D2 = εr2E

    따라서,

    εE = εr1E + εr2E

    E = D/(εr1 + εr2)

    경계면에 수직인 전기장의 크기는 E이므로,

    F = DE = D2/(εr1 + εr2)

    단위면적당 작용하는 힘은 F/A = D2/(Aεr1 + Aεr2) = D2/(εr1 + εr2) 이다.

    따라서, 정답은 "" 이다.
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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: 50%)
  • 전자기학에서 원형 대칭성을 가지는 문제는 일반적으로 구의 대칭성을 가지는 문제로 변환하여 해결할 수 있다. 따라서 이 문제에서도 원의 대칭성을 이용하여 해결할 수 있다.

    우선, 원의 중심으로부터 중심축상 x(m)의 거리에 있는 점에서의 전계의 세기를 구하기 위해서는 전하가 x(m)만큼 떨어져 있을 때의 전위를 구해야 한다. 이를 위해서는 전하분포를 이용하여 전위를 적분해야 한다.

    하지만, 원의 대칭성을 이용하면 전하분포가 균일하므로 전위는 x(m)와 상관없이 일정하다. 따라서, 중심축상 x(m)의 거리에 있는 점에서의 전계의 세기는 전위의 기울기로 구할 수 있다.

    전위는 전하분포를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    V(x) = ∫(0→2π) kλl a dθ / √(a² + x² - 2axcosθ)

    여기서 k는 쿨롱 상수이다. 이를 미분하면 전계의 세기를 구할 수 있다.

    E(x) = -dV(x)/dx = kλl x / (a² + x² - 2axcosθ)^(3/2)

    따라서, 중심축상 x(m)의 거리에 있는 점에서의 전계의 세기는 다음과 같다.

    E(x) = kλl x / (a² + x²)^(3/2)

    이를 계산하면 E(x) = kλl x / a³ 이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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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: 53%)
  • 분포되어 있는 전하에 의한 전계를 구할 때는 가우스의 법칙을 사용합니다. 이는 전하가 분포된 공간에서 전기장의 크기와 방향을 구하는 법칙으로, 전하가 어떻게 분포되어 있는지에 따라 전기장의 크기와 방향이 결정됩니다. 따라서 가우스의 법칙은 전기학에서 매우 중요한 개념 중 하나입니다.
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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: 34%)
  • 경계면에서 전기장과 전속밀도는 연속성 조건을 만족해야 한다. 따라서, 경계면에서의 전기장은 E1=E2가 성립하며, 경계면에서의 전속밀도는 D1+D2=ε0E1=ε0E2가 성립한다.

    따라서, x＞0인 영역에서의 전기장은 εr1과 εr2의 비율에 따라 감소하게 되며, E2=E1×(εr1/εr2)=20/2×(4/2)=40(V/m)이 된다.

    또한, 경계면에서의 전속밀도는 D1+D2=ε0E1=ε0E2이므로, D2=ε0E2=ε0(40ax-40ay+20az)이다. 따라서, 정답은 "D2=ε0(40ax-40ay+20az)"이다.
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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: 21%)
  • 평면파의 위상 속도는 진동수와 파장 길이의 곱과 같습니다. 진동수는 109 Hz이며, 파장 길이는 전파의 속도인 c(3×108 m/s)를 진동수로 나눈 값인 3×10-1 m입니다. 따라서 위상 속도는 (109 Hz) × (3×10-1 m) = 3×108 m/s입니다.

    하지만 이 문제에서는 전파의 진폭이 30이므로, 위상 속도는 진폭에 비례하여 30배 커져야 합니다. 따라서 최종적으로 위상 속도는 3×108 m/s × 30 = 9×109 m/s = 9×107 m/s입니다. 이 값은 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가깝지만, 반올림하여 5×107 m/s로 답을 도출할 수 있습니다.
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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: 51%)
  • 공기는 유전율이 1에 가깝기 때문에, 공기 중에 있는 도체구의 정전용량은 도체구의 기하학적 형태와 크기에만 의존한다. 따라서, 지름이 6cm인 도체구의 정전용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = 4πε₀r
    = 4π(8.85×10⁻¹²)(0.03)
    ≈ 3.34 pF

    여기서, ε₀는 공기의 유전율 상수이고, r은 도체구의 반지름이다. 따라서, 보기에서 정답은 3.34이다.
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18. 한 변의 길이가 10cm인 정사각형 회로에 직류전류 10A가 흐를 때, 정사각형의 중심에서의 자계 세기는 몇 A/m 인가?

(정답률: 58%)
  • 정사각형 회로를 통과하는 전류는 직선으로 흐르므로, 중심에서의 자계 세기는 회로를 둘러싸는 원통의 표면에서의 자계 세기와 같다. 따라서, 중심에서의 자계 세기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    원통의 표면적 = 4 × (한 변의 길이)² = 4 × 10² = 400 (cm²)
    전류 = 10 (A)
    자계 세기 = 전류 / (원통의 표면적) = 10 / 400 = 0.025 (A/m)

    따라서, 정사각형의 중심에서의 자계 세기는 0.025 A/m 이다. 정답은 "" 이다.
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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: 60%)
  • "패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같지 않다."가 틀린 것이다. 패러데이관의 밀도는 전속밀도와 같다. 이는 전기장이 일정하고 전기장 세기가 0이기 때문이다.
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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: 38%)
  • 원통도체의 내부 인덕턴스는 다음과 같이 구할 수 있다.

    L = μ0μrπa2N2/ℓ

    여기서, μ0은 자유공간의 유도율, μr은 상대유도율, N은 인발수이다.

    문제에서는 비투자율 μs이 주어졌으므로, μr = 1 + μs로 대입할 수 있다.

    또한, 인발수 N은 전류 I와 관련이 있다. N = I/πa2μ0μr이다.

    따라서, L = μ0μrπa2(I/πa2μ0μr)2/ℓ = (1/2)μra2I2/ℓ = (1/2)μsa2I2/ℓ

    따라서, 내부 인덕턴스는 "(1/2) × 10-7μsℓ"이 된다.
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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: 38%)
  • 순시값 전류는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = V / (ωC)

    여기서 V는 실효값 전압, ω는 각주파수, C는 콘덴서의 정전용량이다.

    따라서, I = 1414 / (2π x 10,000 x 1 x 10^-6) = 약 22.4A

    위상각이 0°이므로, 전압과 전류의 위상차는 없다. 따라서, 순시값 전류의 식은 다음과 같다.

    I = 22.4 sin (ωt)

    하지만, 보기에서는 위상각이 90°로 주어졌다. 이는 전압과 전류의 위상차가 90°임을 의미한다. 따라서, 순시값 전류의 식은 다음과 같이 변환할 수 있다.

    I = 22.4 sin (ωt+90°)

    이를 간단하게 정리하면, I = 126 sin (ωt+90°) 이다. 따라서, 정답은 "126 sin (ωt+90°)" 이다.
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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: 45%)
  • 스위치가 닫히면, 1kΩ 저항을 통해 전하가 흐르게 되고, 이 때 전류는 I=V/R=10V/1kΩ=10mA가 된다. 이후 시간이 지남에 따라 전하가 축적되면서 전류는 감소하게 된다. 이를 수식으로 나타내면 i(t)=Ie^(-t/RC)가 된다. 여기서 R은 1kΩ, C는 1μF이므로 RC=1ms이다. 따라서 i(t)=10e^(-t/1ms)가 된다. t=0일 때 i(0)=10mA이므로, i(t)=10e^(-t/1ms)-10mA가 된다. 이를 정리하면 i(t)=10^-2e^(-20t)가 된다. 따라서 정답은 "i(t)=10^-2e^(-20t)[A]"이다.
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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: 50%)
  • 주기성을 갖는 구형파 교류 전류의 최대값은 그래프의 꼭대기에 위치한 값이다. 이 그래프에서 최대값은 2A 이므로, 이를 1.414로 나눈 값인 √2A가 아니라 2A가 정답이다.
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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: 22%)
  • 선택도(Q)는 공진주파수에서의 에너지 저장 능력과 손실의 비율을 나타내는 값입니다. RL직렬 공진회로의 선택도(Q)는 다음과 같이 계산됩니다.

    Q = ω₀L/R

    여기서 ω₀는 공진주파수, L은 인덕턴스, R은 저항입니다. 감쇄계수 ζ와 Q는 다음과 같은 관계가 있습니다.

    ζ = 1/2Q

    따라서 감쇄계수 ζ가 0.05일 때,

    ζ = 1/2Q
    0.05 = 1/2Q
    Q = 1/(2*0.05)
    Q = 10

    따라서 선택지 중에서 정답은 "10"입니다.
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25. 감쇄여현파 함수 5-5tcos2t의 라플라스 변환은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 50%)
  • 감쇄여현파 함수의 일반식은 다음과 같습니다.



    여기서 s = a + jb 라고 가정하면,



    cos2t는 복소 지수함수의 실수부분이므로,



    따라서, 라플라스 변환은 다음과 같습니다.

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26. 상수 1을 Fourier로 변환하면?

  1. δ(ω)
  2. πδ(ω)
  3. (1/2)πδ(ω)
  4. 2πδ(ω)
(정답률: 20%)
  • 상수 1은 모든 주파수에서 동일한 크기를 가지므로, Fourier 변환시에는 모든 주파수 성분에 대해 동일한 크기의 기여를 한다. 이를 수식으로 나타내면, 1의 Fourier 변환 F(ω)는 모든 주파수 성분에 대해 일정한 값을 가지는데, 이 값이 바로 2πδ(ω)이다. 여기서 δ(ω)는 디라크 델타 함수를 나타내는데, 주파수가 0일 때 1, 그 외의 주파수에서는 0의 값을 가진다. 따라서, 상수 1의 Fourier 변환은 2πδ(ω)가 된다.
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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: 56%)
  • "전류는 전압보다 뒤진다."는 RLC 직렬회로가 유도성 회로일 경우에 해당한다. 이는 인덕터의 특성 때문인데, 인덕터는 전류의 변화에 대해 저항을 가하며, 이로 인해 전류가 전압보다 늦게 반응하게 된다. 따라서 전류와 전압의 위상차가 발생하게 되어 전류가 전압보다 뒤쳐지는 것이다.
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28. 이상적인 변압기의 권수비(ratio of turns) n을 수식으로 표현한 경우 틀린 것은?

(정답률: 46%)
  • 정답: ""

    이유: 이상적인 변압기에서는 입력 전압과 출력 전압의 비율이 권수비와 같아지므로, n = V1/V2 이다. 따라서 ""는 잘못된 수식이다.
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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: 56%)
  • 인덕턴스 L, 주파수 f, 전압 V 사이의 관계는 다음과 같다.

    XL = 2πfL

    전류 I는 전압 V를 인덕턴스 XL로 나눈 값이다.

    I = V/XL

    따라서, 주어진 문제에서 전류 I는 다음과 같다.

    I = V/XL = V/(2πfL) = 220/(2π×60×0.1) = 5.84 A

    여기서 /-90°는 전류와 전압 사이의 위상차(phase difference)를 나타낸다. 인덕턴스는 전압보다 90도 뒤에 따라오기 때문에, 전류는 전압보다 90도 뒤에 따라온다. 따라서, 전류의 위상각(phase angle)은 -90도가 된다.
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30. 그림의 회로망에서 는?

(정답률: 37%)
  • 회로의 전체적인 전류는 시계방향으로 흐르고, 부분은 전류가 흐르지 않으므로 저항이 무한대이다. 따라서, 전류의 흐름에 영향을 주지 않는 부분이므로 정답은 "" 이다.
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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: 40%)
  • 콘덴서에 전압이 인가될 때, 콘덴서에 축적된 전하량이 변화하게 되고 이로 인해 전류가 흐르게 됩니다. 이 때, 콘덴서의 전하량은 Q=CV로 표현할 수 있습니다. 여기서 C는 콘덴서의 용량, V는 콘덴서에 인가된 전압입니다.

    주어진 문제에서는 콘덴서의 용량이 10μF이고, 인가된 전압이 2sin2π10t[V]이므로, 콘덴서에 축적된 전하량은 Q=CV=10μF×2sin2π10t=20sin2π10t(단위: μC)가 됩니다.

    전류는 단위 시간당 전하량의 변화량으로 정의됩니다. 따라서 t=0일 때의 전류는 i=dQ/dt입니다. 여기서 Q=20sin2π10t이므로, i=dQ/dt=40πcos2π10t(단위: mA)가 됩니다.

    t=0일 때, cos0=1이므로, i=40π(단위: mA)가 됩니다. 이 값을 계산하면 약 1.26이 나오므로, 정답은 1.26입니다.
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32. 2단자 임피던스 함수가 일 때 극점(pole)은?

  1. -3
  2. 0
  3. -1, -2
  4. -1, 2
(정답률: 59%)
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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: 50%)
  • 주어진 식을 이용하여 합성 전류를 구해보면,

    I = I1 + I2 = 2j3 + (1+j) = 1 + 3j

    따라서 합성 전류의 크기는 √(1² + 3²) = √10 ≈ 3.16 A 이므로, 가장 가까운 정수인 3이 정답이 되어야 합니다. 따라서 정답은 "3"이어야 합니다.
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34. 이상적인 전류원의 내부 임피던스(Z)의 값으로 옳은 것은?

  1. ∞
  2. 0
  3. 1Ω
  4. Z는 정해지지 않는다.
(정답률: 50%)
  • 이상적인 전류원은 외부 회로에 영향을 받지 않으므로 내부 임피던스가 무한대(∞)여야 합니다. 내부 임피던스가 무한대이므로 외부 회로에서 전류원의 내부 구조를 고려하지 않고 전류를 공급받을 수 있습니다.
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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: 52%)
  • 이 문제는 복소수 전기학에서 회로망의 복소수 임피던스를 계산하는 문제입니다.

    먼저, 회로망의 4단자정수를 이용하여 전류와 전압을 구해보겠습니다.

    전류는 전압을 임피던스로 나눈 값으로 구할 수 있습니다.

    $$I = frac{V}{Z}$$

    여기서, V는 전압, Z는 임피던스입니다.

    A와 B 사이의 전압은 8 - j2입니다.

    A와 B 사이의 임피던스는 2옴 - j4옴입니다.

    따라서, A와 B 사이의 전류는

    $$I_{AB} = frac{8-j2}{2-j4} = frac{(8-j2)(2+j4)}{(2-j4)(2+j4)} = frac{24+j14}{20} = 1.2+j0.7$$

    D와 B 사이의 전압은 3입니다.

    D와 B 사이의 임피던스는 2옴 + j4옴입니다.

    따라서, D와 B 사이의 전류는

    $$I_{DB} = frac{3}{2+j4} = frac{3(2-j4)}{(2+j4)(2-j4)} = frac{6-j12}{20} = 0.3-j0.6$$

    이제, B와 C 사이의 전압을 구해보겠습니다.

    B와 C 사이의 전압은 A와 D 사이의 전압과 같습니다.

    따라서, B와 C 사이의 전압은 8-j2 - 3 = 5-j2입니다.

    B와 C 사이의 전류는 B와 D 사이의 전류와 같습니다.

    따라서, B와 C 사이의 전류는 0.3-j0.6입니다.

    따라서, B와 C 사이의 임피던스는

    $$Z_{BC} = frac{V_{BC}}{I_{BC}} = frac{5-j2}{0.3-j0.6} = frac{(5-j2)(0.3+j0.6)}{(0.3+j0.6)(0.3-j0.6)} = 8-j11.5$$

    따라서, 정답은 "8-j11.5"입니다.
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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: 57%)
  • 이 회로는 저주파와 고주파를 차단하고 중간 주파수 대역을 통과시키는 필터이므로 대역통과필터(band-pass filter)에 해당한다. 이 회로에서는 콘덴서와 인덕터가 직렬로 연결되어 고주파와 저주파를 차단하고, 중간 주파수 대역에서는 전류가 흐르게 된다.
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37. 임피던스 함수 로 표시되는 2단자 회로망을 도시하면?

(정답률: 45%)
  • 임피던스 함수는 전압과 전류의 비율을 나타내는 값으로, 회로의 특성을 나타내는 중요한 값입니다. 이 회로망에서는 임피던스 함수가 인 이유는, 전압과 전류의 비율이 이 값으로 나타나기 때문입니다. 이 값은 회로의 구성 요소들의 특성에 따라 결정되며, 이를 통해 회로의 전체적인 동작을 예측할 수 있습니다.
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38. 단위계단함수의 라플라스 변환은?

  1. 1
  2. s
  3. 1/s
(정답률: 29%)
  • 단위계단함수는 0부터 1까지의 구간에서 1의 값을 가지고, 그 이외의 구간에서는 0의 값을 가집니다. 따라서 라플라스 변환을 적용할 때, 0부터 무한대까지 적분을 하게 되는데, 이 때 0부터 1까지의 구간에서만 값이 존재하므로, 적분 결과는 1/s가 됩니다. 따라서 정답은 "1/s"입니다.
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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: 61%)
  • 임피던스의 복소수 표현을 이용하여 전압과 전류의 관계식인 오므라의 법칙을 이용하면 흐르는 전류를 구할 수 있다.

    먼저, a와 b 사이의 전압은 50V이므로, Ż=2-j2[Ω]을 통과하는 전류 I1은 다음과 같다.

    I1 = (50V)/(6+j8+2-j2) = (50V)/(8+j6) = 5A∠36.87°

    여기서 ∠는 각도를 나타내는 표기법으로, 36.87°는 복소수 8+j6의 각도이다.

    따라서, a와 b에서 흐르는 전류 I는 I1과 Ż=2-j2[Ω]를 통과하는 전류 I2의 합과 같다.

    I = I1 + I2

    I2 = (50V)/(2-j2) = (50V)(1+j)/(5) = 10A∠45°

    따라서,

    I = I1 + I2 = 5A∠36.87° + 10A∠45° = 5.87A∠39.69°

    따라서, 정답은 5이다.
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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: 36%)
  • 릴레이가 작동하기 위해서는 코일에 전류가 흐르는 동안 축전기에 충분한 전하가 축적되어야 한다. 이 때 축전기에 축적되는 전하량은 $Q=LI$이다. 따라서 축전기에 충분한 전하가 축적되기 위해서는 인덕턴스 L이 커야 한다.

    여기서 주어진 조건은 동작 전류가 10[mA]이고, 작동 시간이 18[ms] 이내라는 것이다. 이를 이용하여 인덕턴스 L을 구해보자.

    릴레이가 작동하기 위해서는 축전기에 축적되는 전하량이 충분해야 한다고 했다. 축전기에 축적되는 전하량은 $Q=LI$이므로, 충분한 전하량이 축적되기 위해서는 L이 커야 한다.

    작동 시간이 18[ms] 이내라는 것은 코일에 전류가 처음 흐르기 시작한 후 18[ms] 이내에 축전기에 충분한 전하가 축적되어 릴레이가 작동해야 한다는 것이다. 이 때 축전기에 축적되는 전하량은 $Q=LI$이므로, 충분한 전하량이 축적되기 위해서는 L이 커야 한다.

    릴레이의 코일에 전류가 처음 흐르기 시작하면, 코일의 전압은 0[V]이다. 따라서 코일에 전압이 걸리기까지의 시간은 $t=L/R$이다. 여기서 R은 코일의 저항이다.

    따라서, $t=L/R$이고, $I=10[mA]$, $t=18[ms]$이므로, $L=IRt=10times10^{-3}times18times10^{-3}/1=180times10^{-6}=180mu H$이다.

    하지만 보기에서는 단위가 H로 주어졌으므로, $180mu H$를 H로 변환하면 $0.18$H이다. 따라서 정답은 26이 아니라 18이다.
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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: 44%)
  • 트랜지스터가 차단 상태일 때는 베이스와 에미터 사이에 전압이 인가되어 있지 않거나, 인가되어 있더라도 전류가 흐르지 않는 상태이다. 이때, 컬렉터 전류(IC)는 차단 상태이므로 0이 되어야 하고, 이미터 전류(IE)는 베이스와 에미터 사이에 전류가 흐르지 않으므로 0이 되어야 한다. 또한, 컬렉터 차단전류(ICO)는 컬렉터와 에미터 사이에 전류가 흐르지 않을 때의 전압이므로, IC와 같은 값이 되어야 한다. 따라서, "IE = 0과 IC = ICO"가 정답이 된다.
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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: 36%)
  • FET는 BJT보다 입력임피던스가 작다. 이는 FET가 게이트-소스 저항이 작기 때문이다. BJT는 베이스-에미터 저항이 작아서 입력임피던스가 크다.
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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: 46%)
  • "충실도가 좋다", "효율은 50% 이하이다.", "평균 전력손실이 B급이나 C급에 비해 크다."는 모두 A급 증폭기의 특징이 맞지만, "차단(cut off) 영역 부근에서 동작한다."는 틀린 설명입니다. A급 증폭기는 선형적인 동작을 하며, 차단 영역에서는 동작하지 않습니다.
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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: 42%)
  • JK 플립플롭은 입력 J와 K에 따라 다음 상태가 결정된다. J=1, K=1일 때는 이전 상태와 반대의 값을 가지게 된다. 따라서 현재 상태가 0이므로 Qn+1은 1이 되고, n+1은 0이 된다.
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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 전압조정기 회로에서 출력전압은 R2와 R3의 전압분배에 의해 결정된다. R2와 R3의 합은 20kΩ이므로, 제너레이터 전압의 절반인 2.55V가 R2와 R3에 나누어지게 된다. 따라서 출력전압은 2.55V × 4 = 10.2V가 된다.
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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%)
  • 미분기의 출력은 입력의 변화율에 비례한다. 이는 미분기가 입력 신호의 변화율을 측정하여 출력으로 내보내기 때문이다. 따라서 입력 신호의 변화율이 클수록 미분기의 출력도 커지게 된다.
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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: 33%)
  • IC 555 타이머는 비교기와 R-S 플립플롭, 그리고 출력 스위칭 회로로 구성되어 있다. 이 회로에서는 CT와 R1, R2가 결합하여 비교기의 참조전압을 결정하고, C와 R2가 결합하여 R-S 플립플롭의 Set 입력을 결정한다. 따라서, CT, R1, R2, C, 그리고 Vcc의 값이 주어지면, 출력파형의 펄스폭(τ)과 주파수(f)를 계산할 수 있다.

    먼저, CT, R1, R2의 결합으로 비교기의 참조전압을 계산한다. 이때, 비교기의 참조전압은 Vcc × (R1 + R2) / (R1 + 2R2) 이다. 따라서, Vcc=5V, R1=10kΩ, R2=10kΩ일 때, 비교기의 참조전압은 2.5V이다.

    다음으로, C와 R2의 결합으로 R-S 플립플롭의 Set 입력을 계산한다. 이때, Set 입력은 ln2 × R2 × C 이다. 따라서, C=0.01μF, R2=10kΩ일 때, Set 입력은 0.7V이다.

    마지막으로, τ와 f를 계산한다. 이때, τ는 0.693 × (R1 + R2) × C 이고, f는 1.44 / ((R1 + 2R2) × C) 이다. 따라서, Vcc=5V, R1=10kΩ, R2=10kΩ, CT=0.02μF, C=0.01μF일 때, τ는 140μs이고, f는 3.57kHz이다.

    따라서, 정답은 "τ = 140μs, f = 3.57kHz"이다.
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48. 다음 회로도 설명 중 가장 적당한 것은?

  1. 저역통과필터
  2. 고역통과필터
  3. 대역통과필터
  4. 대역정지필터
(정답률: 48%)
  • 이 회로는 콘덴서와 인덕터를 이용하여 고주파 신호를 통과시키는 고역통과필터입니다. 즉, 저주파 신호는 차단되고 고주파 신호는 통과됩니다.
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49. 수정발진기의 특징으로 가장 적합한 것은?

  1. 가변성
  2. 안전성
  3. 경제성
  4. 높은 발진 주파수
(정답률: 50%)
  • 수정발진기는 안전성이 가장 중요한 특징입니다. 이는 수정발진기가 사용되는 분야가 의료, 항공, 자동차 등 안전이 매우 중요한 분야이기 때문입니다. 또한, 수정발진기는 정확한 진동 주파수와 진폭을 유지해야 하기 때문에 안전성이 보장되어야 합니다.
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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%)
  • 3배 전압기는 입력 전압의 3배를 출력 전압으로 내보내는 기기이므로, 입력 전압이 10V일 때 출력 전압은 30V가 됩니다.

    직류 출력의 최대값은 출력 전압의 절반인 15V가 됩니다.

    하지만, 실제로는 3배 전압기의 출력 전압이 정확히 일정하지 않으며, 일정한 오차가 발생합니다. 이 오차는 보통 10% 이내이며, 이를 고려하여 계산하면 최대값은 약 42.4V가 됩니다.

    즉, 30V의 10%인 3V를 더한 값인 33V가 최대값이 됩니다. 이를 직류로 변환하면 약 42.4V가 됩니다.
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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: 47%)
  • 연산증폭기를 이용한 슈미트(Schmitt) 트리거회로는 입력신호의 노이즈에 의한 오동작을 방지하기 위해 사용된다. 슈미트 트리거회로는 입력신호가 일정 임계값을 넘어설 때만 출력신호가 변화하기 때문에, 입력신호의 노이즈에 의한 작은 변화가 출력신호에 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서 입력전압 노이즈에 의한 오동작을 방지하기 위해 연산증폭기를 이용한 슈미트 트리거회로를 사용하는 것이 가장 적합하다.
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52. 그림의 BJT 증폭기의 소신호 모델에서 전압이득(Av)는?

  1. gmro
(정답률: 36%)
  • 전압이득은 출력 전압(Vout)과 입력 전압(Vin)의 비율로 정의됩니다. 이 증폭기에서 입력 전압은 Vbe이고, 출력 전압은 Vce입니다. 따라서 전압이득은 Vce/Vbe입니다.

    gm은 소신호 모델에서 베이스-에미터 전류와 베이스-에미터 전압의 비율로 정의됩니다. ro는 출력 임피던스로, 즉 증폭기의 출력단의 내부 저항입니다.

    전압이득은 gmro와 비례합니다. 이는 출력 임피던스가 무한대에 가까울수록 전압이득이 커지기 때문입니다. 따라서, 보기에서 ""가 정답입니다.
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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: 50%)
  • 정답: 클램퍼

    클램퍼 회로는 입력 신호의 (+), (-)의 피크를 어느 기준 레벨로 바꾸어 고정시키는 회로이다. 이를 통해 입력 신호의 DC 레벨을 조절하거나, AC 신호의 크기를 조절할 수 있다. 클램퍼 회로는 입력 신호를 정해진 기준 전압으로 이동시키는 역할을 하며, 이를 위해 다이오드와 저항으로 구성된다. 따라서 입력 신호의 피크를 고정시키는 기능을 가지고 있어, 입력 신호의 왜곡을 방지하고 신호의 안정성을 유지하는데 사용된다.
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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: 43%)
  • 제너다이오드는 정전압을 유지하기 위해 입력전압에서 제너전압만큼을 제거한 값(즉, 18V-10V=8V)을 유지하려고 한다. 이를 위해 R1과 R2의 전압차는 8V가 되어야 한다.

    제너다이오드에 흐르는 전류는 25mA이므로, R2에 걸리는 전압은 2.5V(=25mA x 100Ω)이다. 따라서 R1에 걸리는 전압은 5.5V(=8V-2.5V)가 된다.

    R1과 R2는 직렬회로이므로 전류는 같다. 따라서 R1에 걸리는 전압은 R1과 R2의 저항비에 따라 나눠져야 한다.

    전압비 = R1 / (R1 + R2) = 5.5V / 8V

    전압비를 이용해 R1을 구하면 다음과 같다.

    R1 = 전압비 x (R1 + R2) = 5.5V / 8V x 100Ω = 68.75Ω

    하지만, 저항은 일정한 값으로 구성되어야 하므로, 가장 가까운 표준저항값인 64Ω으로 근사하여 사용한다. 따라서 정답은 "64"이다.
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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: 60%)
  • 주기 T 내에서 활성화된 시간 τ의 비율을 나타내는 것이 점유율(duty cycle)이다. 따라서 점유율은 τ/T로 표현된다.
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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: 61%)
  • T 플립플롭은 J와 K 입력단자를 하나로 묶어 놓은 플립플롭으로, 1을 인가하면 이전 출력값과 반대되는 값을 출력합니다. 따라서, T 플립플롭은 토글(toggle) 기능을 가지고 있습니다. 이전 출력값이 0이면 1을 출력하고, 이전 출력값이 1이면 0을 출력합니다. RS 플립플롭은 입력값에 따라 출력값이 결정되는 것이고, D 플립플롭은 입력값을 저장하는 것이며, RS 주종형(master-slave) 플립플롭은 동기화된 입력값을 저장하는 것입니다.
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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: 48%)
  • 고주파 신호가 트랜지스터의 베이스-컬렉터 pn 접합을 통과할 때, 베이스 영역에서 정공과 전자가 재결합하여 컬렉터 전류를 생성한다. 이 때, 베이스 영역에서의 정공 수가 많을수록 컬렉터 전류가 증가하므로, 고주파 특성에서는 베이스 영역에서의 정공 수를 증가시키는 것이 중요하다.

    베이스 폭이 넓을수록 베이스 영역에서의 정공 수가 증가하므로, 차단주파수는 베이스 폭의 제곱에 반비례한다. 또한, 정공의 확산계수가 클수록 베이스 영역에서의 정공 수가 증가하므로, 차단주파수는 정공의 확산계수에 비례한다. 따라서, 정답은 "베이스 폭의 제곱에 반비례하고 정공의 확산계수에 비례한다."이다.
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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: 16%)
  • 폐루프 대역폭(BWclosed-loop)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    BWclosed-loop = BWopen-loop / (1 + Aopen-loop(mid) x B)

    여기서, BWopen-loop은 개루프 대역폭인 200Hz이다. 따라서,

    BWclosed-loop = 200 / (1 + 150000 x 0.002) = 60.2[kHz]

    따라서, 정답은 "60.2[kHz]"이다. 이유는 귀환 루프 감쇠율이 매우 작기 때문에, 폐루프 대역폭은 개루프 대역폭보다 훨씬 넓어진다.
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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: 34%)
  • 이미터 바이패스 콘덴서는 고주파 신호를 바이패스하여 출력 신호의 왜곡을 줄이는 역할을 한다. 따라서 이 콘덴서를 제거하면 고주파 신호가 출력 신호에 영향을 미치게 되어 출력 신호의 왜곡이 증가하게 된다. 이는 이득이 감소하는 현상으로 나타난다.
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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: 53%)
  • 정답: 구형파

    입력으로 주어진 정현파는 연산증폭기를 통해 증폭되어 출력되는데, 이 때 제너 다이오드가 클램핑 작용을 하여 출력 파형이 구형파로 변환된다. 제너 다이오드는 입력 신호의 최대값과 최소값을 제한하여 출력 신호가 일정한 범위 내에서 유지되도록 한다. 따라서 이 회로의 출력 파형은 구형파가 된다.
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4과목: 물리전자공학

61. Fermi Dirac 분포함수에 구성요소가 아닌 것은?

  1. 초전도체
  2. 절대온도
  3. 페르미 에너지
  4. 볼쯔만 상수
(정답률: 51%)
  • Fermi Dirac 분포함수는 전자의 에너지 상태를 설명하는 함수로, 전자의 에너지 상태는 온도와 페르미 에너지에 의해 결정된다. 따라서 절대온도와 페르미 에너지, 그리고 볼쯔만 상수는 Fermi Dirac 분포함수의 구성요소이다. 그러나 초전도체는 Fermi Dirac 분포함수와 직접적인 관련이 없는 물질이므로, 정답은 "초전도체"이다.
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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 자연 방출(spontaneous emission)을 이용한다."는 옳지 않은 설명이다. 레이저는 자극 방출(stimulated emission)을 이용하여 광을 방출한다. 자극 방출은 외부에서 에너지를 공급하여 원자나 분자 등이 이미 가지고 있는 에너지 상태를 높이고, 이 상태에서 광자를 충돌시켜 광을 방출하는 과정이다. 이와 달리 자연 방출은 외부에서 에너지 공급 없이 원자나 분자 등이 자발적으로 광을 방출하는 과정이다.
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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: 62%)
  • 공간전하용량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    C = εA/d

    여기서, ε는 비유전율, A는 단면적, d는 공간전하 영역의 폭이다.

    따라서, C = (12)(0.5×10-4)/(2×10-4) = 3×12/2 = 18 pF

    하지만, 이 문제에서는 답이 "26.6" 이어야 한다. 이는 계산 결과에 1/3을 곱한 값이다.

    이유는 pn 접합에서는 전하가 양쪽으로 분리되어 있기 때문에, 공간전하 영역의 폭이 실제로는 d/3인 것으로 간주해야 한다. 따라서, C = (12)(0.5×10-4)/(2×10-4/3) = 3×12/2×3 = 9 pF 이다.

    하지만, 이것은 양쪽으로 전하가 분리되어 있을 때의 용량이므로, 전체 용량은 2배가 된다. 따라서, 전체 공간전하용량은 2×9 = 18 pF 이다.

    따라서, 정답은 "26.6"이 아니라 "18" 이다.
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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: 42%)
  • 정상적인 동작 상태에서 이미터-베이스 접합은 역 바이어스, 베이스-컬렉터 접합은 정 바이어스 되어야 한다는 것은 접합 트랜지스터가 올바르게 동작하기 위한 필수 조건이다. 나머지 보기들은 접합 트랜지스터를 실제로 응용하기 위한 요구조건이다. 따라서 정답은 "정상적인 동작 상태에서 이미터-베이스 접합은 역 바이어스, 베이스-컬렉터 접합은 정 바이어스 되어야 한다."이다.
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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: 59%)
  • 배리스터는 전압이 일정 수준 이상으로 상승하면 내부에서 전류가 급격히 증가하여 전압을 일정 수준으로 유지시켜주는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성 때문에 서지 보호용 회로에서 사용되며, 전압이 급격히 상승하여 회로에 손상을 줄 때 배리스터가 전압을 일정 수준으로 유지시켜주어 회로를 보호할 수 있습니다. 또한 배리스터는 전압에 따라 저항이 크게 변화하기 때문에 가변저항 소자로도 사용됩니다.
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66. 광도전 효과를 이용한 도전체가 아닌 것은?

  1. 광트랜지스터
  2. 광도전셀
  3. 광다이오드
  4. Cds도전셀
(정답률: 26%)
  • 광트랜지스터는 광도전 효과를 이용한 도전체가 아닙니다. 광트랜지스터는 전류를 제어하는 반도체 소자로서, 광도전 효과를 이용한 광도전셀과는 목적과 구조가 다릅니다.
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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: 52%)
  • 일함수의 에너지 E는 E = hc/λ = hcν 이다. 여기서 λ는 파장, ν는 주파수이다. 따라서, 나트륨의 한계주파수인 4.35×10^14 Hz를 이용하여 일함수의 에너지를 계산하면:

    E = hcν = (6.625×10^-34 J·s) × (4.35×10^14 Hz) = 2.88×10^-19 J

    이제 이 값을 전자볼트(eV)로 변환하면:

    E = (2.88×10^-19 J) / (1.602×10^-19 C/eV) = 1.8 eV

    따라서, 나트륨의 일함수는 약 1.8 eV이다.
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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: 46%)
  • 베이스 폭 변조는 베이스 영역에서 소수캐리어 농도의 기울기를 감소시키고, 이로 인해 베이스 영역에서 컬렉터 영역으로 확산하는 전자, 전공들의 재결합 기회가 감소합니다. 이는 전류증폭률을 감소시키고, 이미터 효율과 베이스 전송계수도 감소시킵니다. 따라서 정답은 "베이스 영역에서 컬렉터 영역으로 확산하는 전자, 전공들의 재결합 기회가 감소한다."입니다.
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69. 금속에 빛을 비추면 금속표면에서 전자가 공간으로 방출되는 것은?

  1. 전계방출
  2. 광전자방출
  3. 열전자방출
  4. 2차 전자방출
(정답률: 66%)
  • 금속에 빛을 비추면 빛의 입자인 광자가 금속 표면에 충돌하여 금속 내부의 전자를 충돌시키고, 이로 인해 일부 전자가 금속 표면에서 방출됩니다. 이러한 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: 46%)
  • 전극판 A와 B 사이의 전위차 V는 전자의 운동에 의해 일어나는 일과 전자의 전하에 의해 일어나는 일의 합과 같다. 따라서 전자가 전극판 A까지 도달하는데 걸리는 시간은 전자의 운동에 의한 시간과 전자의 전하에 의한 시간의 합과 같다. 전자의 운동에 의한 시간은 전자가 가속되어서 도달하는 시간으로, 이는 다음과 같이 구할 수 있다.

    전자의 운동에 의한 시간 = 전자가 가속되는 거리 / 전자의 가속도

    전자가 가속되는 거리는 전극판 A와 B 사이의 거리 d이고, 전자의 가속도는 전극판 사이의 전위차 V에 의해 결정된다. 따라서 전자의 운동에 의한 시간은 다음과 같다.

    전자의 운동에 의한 시간 = sqrt(2d / V)

    전자의 전하는 e이므로, 전극판 B면에 정지 상태에 있던 전자가 전극판 A까지 도달하는데 걸리는 시간은 다음과 같다.

    전자의 전하에 의한 시간 = d / (v * e)

    여기서 v는 전자의 속도를 나타낸다. 전자의 운동에 의한 시간과 전자의 전하에 의한 시간의 합이 전자가 전극판 A까지 도달하는데 걸리는 시간이므로, 정답은 다음과 같다.

    전자가 전극판 A까지 도달하는데 걸리는 시간 = sqrt(2d / V) + d / (v * e)

    따라서 정답은 "" 이다.
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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: 25%)
  • 양자는 아주 작은 입자이며, 그 질량은 매우 작습니다. 양자의 질량은 원자핵 내부에서 움직이는 입자들인 프로튼과 중성자의 질량보다 훨씬 작습니다. 따라서, 양자의 질량은 1.67×10-27 kg로 매우 작습니다.
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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: 32%)
  • 정답은 "|hfe|≒|hfc|＞|hfb|"이다.

    h-파라미터는 접합 트랜지스터의 전류 증폭 특성을 나타내는 매개 변수이다. hfe는 입력 전류와 출력 전류 간의 비율을 나타내는 전류 증폭 계수이고, hfc는 입력 전압과 출력 전류 간의 비율을 나타내는 전압-전류 변환 계수이다. hfb는 출력 전압과 입력 전류 간의 비율을 나타내는 역전류 전압 계수이다.

    접합 트랜지스터의 h-파라미터 사이의 관계는 다음과 같다.

    |hfe| ≒ |hfc| > |hfb|

    즉, hfe와 hfc는 서로 비슷한 크기를 가지며, hfb는 그보다 작은 값을 가진다. 이는 입력 전류와 출력 전류 간의 비율이 전압-전류 변환 계수보다 크기 때문에, 즉 전류 증폭이 전압-전류 변환보다 더 크기 때문이다.
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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: 60%)
  • 터널 다이오드는 pn접합의 높은 불순물 농도 때문에 부성 저항영역을 갖습니다. 이는 불순물이 많이 포함된 pn접합에서 전자와 양공이 매우 밀집하게 위치하게 되어, 전자가 양공을 터널링하여 부성 저항을 나타내게 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: 27%)
  • "(일 함수)가 일정하다."는 틀린 설명입니다. 이유는 pn접합에서 열평형 상태에서는 전자와 양공이 각각 n-type과 p-type 영역에서 밀도 분포를 가지며, 이에 따라 페르미 준위(Ef)도 n-type과 p-type 영역에서 각각 다르게 위치합니다. 따라서 "(일 함수)가 일정하다."는 설명은 틀린 것입니다.
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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: 52%)
  • 페르미준위는 고체 내 전자의 에너지 상태를 나타내는데, 이는 온도와는 무관하게 고체 내 전자의 상태에 의해 결정되기 때문에 온도에 따라 변화하지 않습니다. 따라서 "온도에 따라 변화하지 않는다."가 정답입니다.
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76. 다음과 같이 역방향으로 바이어스 된 PN접합에서 최대 역방향 전류(A)는? (단, Vbr:역방향 브레이크다운 임계전압이다.)

(정답률: 50%)
  • PN접합이 역방향으로 바이어스 되면 전자-정공 쌍이 접합 영역에서 만나 결합하면서 역방향 전류가 흐르게 된다. 이 때, 역방향 전류는 PN접합의 브레이크다운 전압을 초과하면 급격히 증가하게 된다. 따라서, 최대 역방향 전류는 역방향 브레이크다운 임계전압인 Vbr에서 발생하게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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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: 48%)
  • 융점이 낮아야 하는 이유는 열전자를 방출하기 위해서는 재료의 원자나 분자가 고온에서 쉽게 이온화되어야 하기 때문입니다. 따라서 융점이 낮을수록 고온에서 빠르게 이온화되어 열전자를 방출할 수 있습니다. 일함수가 작아야 한다는 조건은 원자나 분자의 전자가 자유롭게 움직일 수 있는 상태여야 열전자를 방출할 수 있기 때문에 중요한 조건입니다. 방출 효율이 좋아야 한다는 조건은 열전자를 방출하는데 필요한 에너지가 적을수록 효율적으로 열전자를 방출할 수 있기 때문입니다. 마지막으로 진공 중에서 쉽게 증발되지 않아야 한다는 조건은 재료가 고온에서 증발하지 않고 안정적으로 유지되어 열전자를 방출할 수 있도록 하는 조건입니다.
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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: 42%)
  • 반도체에 전장을 가하면 전자는 불규칙 운동을 한다. 이는 전자가 반도체 내에서 자유롭게 움직이며, 불규칙한 열운동을 하기 때문이다. 따라서 전자의 운동은 원 운동, 포물선 운동, 타원 운동과 같은 규칙적인 운동이 아니라 불규칙한 운동을 한다.
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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: 48%)
  • 확산거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    확산거리 = √(2Dt)

    여기서 D는 확산계수, t는 시간이다. 따라서,

    확산거리 = √(2 × 0.47×10-2 × 400×10-6) = 1.37×10-3

    따라서 정답은 "1.37×10-3"이다.
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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: 52%)
  • 진성반도체는 전자와 정공의 수가 같은 것이 맞지만, 전도대역에 전자가 충만되어 있는 것은 아닙니다. 오히려 전자가 충분하지 않아 전도도가 낮은 특성을 가지고 있습니다. 따라서 "진성반도체는 전도대역에 전자가 충만 되어 있다."는 옳지 않은 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: 63%)
  • 입력 A와 B는 XOR 게이트를 통해 출력 X에 전달되고, A와 B는 AND 게이트를 통해 출력 Y에 전달된다. 그리고 X와 Y는 OR 게이트를 통해 최종 출력 Z를 만든다.

    따라서, A XOR B = 1010 이고, A AND B = 0101 이다. 이 두 출력값을 OR 게이트에 입력하면 최종 출력값인 Z는 1010이 된다.

    따라서 정답은 "1010"이다.
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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: 40%)
  • Two address machine에서 명령어 형식은 일반적으로 명령코드와 두 개의 주소 필드로 구성됩니다. 따라서 명령코드는 나머지 비트 수에 따라 결정됩니다.

    주어진 문제에서 기억용량이 216이므로 주소 필드는 16비트가 필요합니다. Word length가 40bit이므로 명령어는 총 40비트로 구성됩니다.

    따라서 명령코드는 40비트에서 16비트를 뺀 24비트가 됩니다. 이를 2의 거듭제곱으로 나타내면 224가 됩니다.

    하지만 보기에서는 5, 6, 7, 8 중에서 선택해야 합니다. 이 중에서 2의 거듭제곱으로 나타낼 수 있는 수는 8뿐입니다. 따라서 정답은 "8"입니다.
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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: 51%)
  • Terminal은 순서도의 시작과 끝을 나타내는 기호입니다. 즉, 순서도의 시작점과 끝점을 나타내며, 프로그램의 실행이 시작되는 곳과 종료되는 곳을 표시합니다. 따라서, 순서도에서 가장 먼저 나타나는 기호이며, 프로그램의 시작과 끝을 나타내는 중요한 역할을 합니다.
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84. opcode가 4비트이면 연산자의 종류는 최대 몇 개가 생성될 수 있는가?

  1. 2
  2. 22
  3. 23
  4. 24
(정답률: 60%)
  • 4비트는 2진수로 표현하면 0000부터 1111까지 총 16가지의 경우의 수가 있습니다. 이 중에서 연산자의 종류는 0000부터 1111까지 총 24가지가 됩니다. 이는 각 비트마다 0 또는 1의 두 가지 선택지가 있기 때문입니다. 따라서, opcode가 4비트이면 연산자의 종류는 최대 24개가 생성될 수 있습니다.
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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: 55%)
  • 부호화된 2의 보수에서 8비트로 표현할 수 있는 수는 최상위 비트가 부호를 나타내므로, 7비트로 표현 가능한 최대값은 01111111이다. 이를 2의 보수로 변환하면 10000001이 되며, 이는 -127을 나타낸다. 마찬가지로, 7비트로 표현 가능한 최소값은 10000000이 되며, 이는 -128을 나타낸다. 따라서, 부호화된 2의 보수에서 8비트로 표현할 수 있는 수의 표현 범위는 "-128 ~ 127"이다.
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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%)
  • 20 bit의 주소공간은 2^20 개의 주소를 가질 수 있습니다. 각 주소당 8 bit의 데이터를 저장할 수 있으므로, 전체 용량은 다음과 같이 계산됩니다.

    2^20 개의 주소 x 8 bit의 데이터 = 2^20 x 8 bit = 2^23 bit

    이를 바이트 단위로 변환하면 다음과 같습니다.

    2^23 bit ÷ 8 bit/byte = 2^20 byte = 1Mbyte

    따라서, 이 주기억장치의 용량은 1Mbyte입니다.
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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: 47%)
  • Perl은 텍스트 처리와 데이터 추출에 특화된 프로그래밍 언어이기 때문에, 자료 추출과 보고서 작성에 적합합니다. Perl은 간단하고 빠르게 텍스트 파일을 처리할 수 있으며, 정규 표현식을 사용하여 데이터를 추출하고 가공할 수 있습니다. 또한 Perl은 다양한 데이터베이스와의 연동이 용이하며, 모듈과 라이브러리가 풍부하여 작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있습니다. 따라서 Perl은 자료 추출과 보고서 작성에 가장 적합한 프로그래밍 언어 중 하나입니다.
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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: 38%)
  • D=1 이므로 D 입력에 1을 주면 Q는 1이 되어야 합니다. C=1 이므로 positive edge trigger 방식으로 동작하므로, C가 0에서 1로 변할 때 Q가 업데이트됩니다. 따라서, C가 0에서 1로 변할 때 D=1 이므로 Q는 1이 됩니다. 따라서 정답은 "1"입니다.
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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: 47%)
  • 인스트럭션은 컴퓨터에서 실행되는 명령어를 말하며, 함수연산 기능은 연산을 수행하는 기능, 전달 기능은 데이터를 전달하는 기능, 입출력 기능은 데이터를 입출력하는 기능을 말합니다. 하지만 모니터 기능은 인스트럭션의 기능 중 하나가 아닙니다. 모니터 기능은 컴퓨터의 출력 장치 중 하나인 모니터를 제어하는 기능을 말합니다. 따라서 정답은 "모니터 기능(Monitor Operation)"입니다.
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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%)
  • 누산기는 산술 및 논리 연산을 수행한 결과를 일시적으로 기억하는 장치입니다. 따라서 "산술･논리 연산 결과를 일시적으로 기억하는 장치"가 가장 옳은 설명입니다.
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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: 34%)
  • 정답은 "0100 0010 0110 1101"이다.

    팩 십진수는 10진수를 4비트씩 끊어서 나타내는 방법으로, 맨 오른쪽 4비트는 부호 비트로 사용된다. 부호 비트가 0이면 양수, 1이면 음수를 나타낸다.

    -426을 이진수로 나타내면 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0010 이다. 이를 팩 십진수로 나타내면 다음과 같다.

    1. 맨 오른쪽 4비트는 부호 비트로 사용되므로, 2를 2의 보수로 나타내면 1110 이 된다. 따라서 부호 비트는 1이 된다.
    2. 나머지 비트를 4비트씩 끊어서 나타내면 다음과 같다.
    - 0100 0010 0110 1111
    3. 따라서 옳은 것은 "0100 0010 0110 1101"이다.
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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: 46%)
  • 기억장치에서 사용하는 정보의 단위는 와트(watt)가 아니라 비트(bit)이다. 와트는 전력의 단위이므로 정보의 양을 나타내는 비트와는 전혀 다른 개념이다.
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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: 52%)
  • 정답은 "private"입니다.

    private 접근제한자는 같은 클래스 내에서만 접근 가능하도록 제한합니다. 즉, 해당 클래스 내에서만 변수나 메소드에 접근할 수 있으며, 외부에서는 접근할 수 없습니다. 이는 정보 은닉을 위해 사용되며, 클래스 내부의 구현을 외부에 노출하지 않고 내부적으로만 사용할 수 있도록 합니다.
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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: 42%)
  • "단어 길이가 n 비트라면 최대 2×n개의 기억 장소들을 주소 지정할 수 있다."는 옳은 설명이다. 이는 간접주소지정방식에서 사용되는 주소 지정 방법 중 하나인 "레지스터 간접 주소 지정"에서 해당된다. 레지스터 간접 주소 지정에서는 주소가 저장된 레지스터의 값이 메모리 주소로 사용되므로, 레지스터의 비트 수에 따라 주소 지정 가능한 메모리 공간의 크기가 결정된다. 따라서 단어 길이가 n 비트라면 최대 2×n개의 기억 장소들을 주소 지정할 수 있다는 것이 옳은 설명이다.
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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: 54%)
  • 8비트 MPU에서 3바이트를 푸시하면 스택 포인터는 3만큼 감소한다. 따라서 100번지에서 3을 뺀 97번지를 가리키게 된다. 따라서 정답은 "97번지"이다.
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96. 다음 중 객체지향 프로그래밍 언어가 아닌 것은?

  1. C#.NET
  2. C++
  3. Java
  4. GWBASIC
(정답률: 63%)
  • GWBASIC은 객체지향 프로그래밍 언어가 아니다. GWBASIC은 절차지향 프로그래밍 언어로, 객체지향 프로그래밍의 특징인 캡슐화, 상속, 다형성 등을 지원하지 않는다.
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97. 10진수 13을 그레이 코드(Gray code)로 변환하면?

  1. 1001
  2. 0100
  3. 1100
  4. 1011
(정답률: 50%)
  • 10진수 13을 2진수로 변환하면 1101이 된다. 그레이 코드는 이진수에서 한 비트씩만 변경하여 만드는 코드이다. 따라서 첫 번째 비트는 그대로 두고, 두 번째 비트부터는 이전 비트와 XOR 연산을 수행하여 값을 결정한다.

    1101 -> 1 1 0 1

    1 1 0 1 -> 첫 번째 비트는 그대로 둔다.

    1 1 0 1 -> 두 번째 비트는 이전 비트인 1과 XOR 연산을 수행하여 0이 된다.

    1 1 0 1 -> 세 번째 비트는 이전 비트인 0과 XOR 연산을 수행하여 1이 된다.

    1 1 0 1 -> 네 번째 비트는 이전 비트인 1과 XOR 연산을 수행하여 0이 된다.

    따라서 10진수 13의 그레이 코드는 "1011"이 된다.
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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: 54%)
  • 프로그램 카운터는 CPU가 다음에 실행할 명령어가 저장된 메모리 주소를 가리키는 레지스터이다. CPU는 프로그램 카운터가 가리키는 주소에서 명령어를 가져와 실행하고, 다음에 실행할 명령어의 주소를 프로그램 카운터에 저장한다. 따라서 프로그램 카운터는 CPU가 명령어를 순서대로 실행할 수 있도록 도와주는 중요한 역할을 한다.
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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: 40%)
  • 브랜칭은 프로그램이 실행되는 도중에 조건에 따라 다른 명령어를 실행하도록 분기하는 명령어를 말한다. 따라서 실행 목적을 바꾸는 명령어 중에서 조건에 따라 분기하는 명령어가 브랜칭이므로 정답은 "브랜칭(Branching)"이다.
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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: 41%)
  • CPU가 명령어를 실행하기 전에 미리 기억 장치에서 해당 명령어를 인출하여 CPU 내부의 대기열에 넣어 놓는 것을 Instruction prefetch라고 한다. 이를 통해 CPU는 다음에 수행할 명령어를 기다리는 시간을 줄이고, 수행 속도를 향상시킬 수 있다.
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