전자기사 필기 기출문제복원 (2019-09-21)

전자기사 2019-09-21 필기 기출문제 해설

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전자기사
(2019-09-21 기출문제)

목록

1과목: 전기자기학

1. 평행판 콘덴서의 판 사이가 진공으로 되어 정전 용량이 C0인 콘덴서가 있다. 이 콘덴서에 유전체를 삽입하여 정전 용량 C를 얻었다. 다음 중 틀린 것은?

  1. 유전체를 삽입한 콘덴서의 정전 용량 C는 진공인 때의 정전 용량 C0보다 커진다.
  2. 삽입된 유전체 내의 전계는 판 사이가 진공인 경우의 전계보다 강해진다.
  3. 두 정전 용량의 비(C/C0)는 유전체 종류에 따라 정해지는 상수이며 비유전율이라 부른다.
  4. 유전체의 분극의 세기 P는 분극에 의하여 발생된 전하 밀도와 같다.
(정답률: 56%)
  • 유전체를 삽입하면 유전 분극 현상에 의해 내부 전계가 상쇄되어, 진공일 때보다 전계의 세기가 약해집니다.

    오답 노트
    유전체를 삽입한 콘덴서의 정전 용량 C는 진공인 때의 정전 용량 C0보다 커진다: 유전율이 증가하므로 정전 용량은 증가함
    두 정전 용량의 비(C/C0)는 유전체 종류에 따라 정해지는 상수이며 비유전율이라 부른다: 비유전율의 정의임
    유전체의 분극의 세기 P는 분극에 의하여 발생된 전하 밀도와 같다: 분극의 세기 정의임
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2. 무한 평면 도체표면에서 수직거리 d(m)만큼 떨어진 곳에 점전하 +Q(C)가 있다. 영상전하(image charge)와 평면도체 간에 작용하는 힘 F(N)는?

  1. , 반발력
  2. , 흡인력
  3. , 반발력
  4. , 흡인력
(정답률: 64%)
  • 점전하 $+Q$가 도체 평면에 있을 때, 도체 내부에는 $-Q$의 영상전하가 거리 $d$만큼 반대편에 존재하는 것으로 간주합니다. 이때 두 전하 사이의 거리는 $2d$가 되며, 서로 다른 극성이므로 흡인력이 작용합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Q \times Q}{(2d)^2}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Q^2}{4d^2}$
    ③ [최종 결과] $F = \frac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2}$
    따라서 정답은 , 흡인력입니다.
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3. 유전체의 경계조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 표면전하 밀도란 구속전하의 표면밀도를 말하는 것이다.
  2. 완전 유전체 내에서는 자유전하는 존재하지 않는다.
  3. 경계면에 외부 전하가 있으면, 유전체의 내부와 외부의 전하는 평형되지 않는다.
  4. 특수한 경우를 제외학 경계면에서 표면전하 밀도는 영(zero)이다.
(정답률: 34%)
  • 유전체의 경계조건에서 표면전하 밀도는 구속전하가 아니라 자유전하의 표면 밀도를 의미합니다.

    오답 노트
    완전 유전체 내 자유전하: 유전체 내부에는 자유전하가 존재하지 않는 것이 맞습니다.
    외부 전하 존재 시: 외부 전하가 있으면 내부와 외부의 전하가 평형을 이루지 않습니다.
    표면전하 밀도 영: 특수한 경우를 제외하고 경계면의 자유전하 밀도는 0으로 간주합니다.
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4. 전류에 의한 자계의 방향을 결정해 주는 것은?

  1. 플레밍의 오른손 법칙
  2. 암페어의 오른나사 법칙
  3. 비오 사바르의 법칙
  4. 렌츠의 법칙
(정답률: 52%)
  • 전류가 흐르는 도선 주위에 형성되는 자계의 방향은 오른손 엄지손가락을 전류 방향으로 향하게 했을 때 나머지 네 손가락이 감기는 방향과 일치하는 암페어의 오른나사 법칙으로 결정합니다.
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5. 0.2 Wb/m2의 평등자재 속에 자계와 직각방향으로 놓인 길이 30cm인 도선을 자계와 30도의 방향으로 30m/s의 속도로 이동시킬 때, 도체 양단에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?

  1. 0.3
  2. 0.6
  3. 0.9
  4. 1.2
(정답률: 60%)
  • 자기장 내에서 도체가 이동할 때 발생하는 유기 기전력은 자속 밀도, 도선의 길이, 속도, 그리고 자계와 이동 방향 사이의 각도에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$e = B l v \sin \theta$$
    ② [숫자 대입]
    $$e = 0.2 \times 0.3 \times 30 \times \sin 30^\circ$$
    ③ [최종 결과]
    $$e = 0.9 V$$
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6. 그림과 같이 두 개의 코일이 직렬로 연결되어 있다. 이 회로에 0.5A에 전류를 흘릴 때 이 합성코일에 축적되는 에너지는 몇 J 인가? (단, L1= 20mH, L2 = 40mH, 결합계수 k = 0.5 이다.)

  1. 1.1 × 10-4
  2. 2.2 × 10-4
  3. 1.1 × 10-2
  4. 2.2 × 10-2
(정답률: 47%)
  • 두 코일이 결합되어 직렬로 연결된 경우, 합성 인덕턴스를 먼저 구한 뒤 에너지 공식을 적용합니다. 결합계수 $k$가 주어졌으므로 상호 인덕턴스 $M = k \sqrt{L_1 L_2}$를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$L = L_1 + L_2 + 2M$$
    $$W = \frac{1}{2} L I^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$L = 20 \times 10^{-3} + 40 \times 10^{-3} + 2(0.5 \sqrt{20 \times 10^{-3} \times 40 \times 10^{-3}}) = 88.99 \times 10^{-3}$$
    $$W = \frac{1}{2} (88.99 \times 10^{-3}) (0.5)^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 1.1 \times 10^{-2}$$
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7. 자기인덕턴스 L의 단위는?

  1. V
  2. A
  3. T
  4. H
(정답률: 80%)
  • 자기인덕턴스의 단위는 헨리(H)를 사용합니다.

    오답 노트
    V: 전압의 단위
    A: 전류의 단위
    T: 자속밀도의 단위
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8. 비유전율 εr = 80, 비투자율 μr = 1인 전자파의 고유임피던스는 약 몇 Ω 인가?

  1. 21
  2. 42
  3. 80
  4. 160
(정답률: 63%)
  • 매질 내 전자파의 고유임피던스는 자유공간의 임피던스($377\Omega$)를 비유전율과 비투자율의 제곱근 비율로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \eta_0 \sqrt{\frac{\mu_r}{\epsilon_r}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = 377 \sqrt{\frac{1}{80}}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 42.1$
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9. 물(εr=80, μr=1) 속에서 전자파의 속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 3.35 × 107
  2. 2.67 × 108
  3. 3.0 × 109
  4. 9.0 × 109
(정답률: 54%)
  • 매질 내에서의 전자파 속도는 진공 중의 빛의 속도를 비유전율과 비투자율의 곱의 제곱근으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{c}{\sqrt{\epsilon_r \mu_r}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{80 \times 1}}$
    ③ [최종 결과] $v = 3.35 \times 10^7$ m/s
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10. 영구자석에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 한번 자화된 다음에는 자기를 영구적으로 보존하는 자석이다.
  2. 보자력이 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
  3. 잔류 자속밀도가 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
  4. 자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다.
(정답률: 67%)
  • 영구자석은 자화된 상태를 유지해야 하므로, 자석 재료로 폐회로를 만들면 자기장이 상쇄되어 자화 상태가 유지되지 않고 자력이 약해집니다.

    오답 노트
    보자력: 외부 자기장에 저항하여 자화 상태를 유지하려는 힘
    잔류 자속밀도: 외부 자기장을 제거해도 남아있는 자속밀도
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11. 동심구형 콘덴서의 내외 반지름을 각각 10배로 증가시키면 정전용량은 몇 배로 증가하는가?

  1. 5
  2. 10
  3. 20
  4. 100
(정답률: 53%)
  • 동심구형 콘덴서의 정전용량은 내외 반지름의 조화평균에 비례하며, 반지름이 동일한 배수로 증가하면 정전용량도 동일한 배수로 증가합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{4\pi\epsilon}{\frac{1}{a} - \frac{1}{b}}$
    ② [숫자 대입] $C' = \frac{4\pi\epsilon}{\frac{1}{10a} - \frac{1}{10b}} = 10 \times \frac{4\pi\epsilon}{\frac{1}{a} - \frac{1}{b}}$
    ③ [최종 결과] $C' = 10C$
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12. 반경 a인 구도체에 –Q의 전하를 주고 구도체의 중심 O에서 10a되는 점 P에 10Q의 점전하를 놓았을 때, 직선 OP위의 점 중에서 전위가 0이 되는 지점과 구도체의 중심 O와의 거리는?

  1. a/5
  2. a/2
  3. a
  4. 2a
(정답률: 45%)
  • 전위가 0이 되는 지점은 구도체 전하에 의한 전위와 점전하에 의한 전위의 합이 0이 되는 지점입니다. 구도체 표면($r=a$)에서의 전위를 계산하면 전위가 0이 됨을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{-Q}{4\pi\epsilon r} + \frac{10Q}{4\pi\epsilon (10a-r)} = 0$
    ② [숫자 대입] $r = a \text{ 대입 시 } \frac{-Q}{4\pi\epsilon a} + \frac{10Q}{4\pi\epsilon (9a)} \approx 0 \text{ (단, 구도체 내부 전위는 일정하므로 표면 기준)}$
    ③ [최종 결과] $r = a$
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13. 정전류가 흐르고 있는 무한 직선도체로부터 수직으로 0.1m만큼 떨어진 점의 자계의 크기가 100AT/m 이면 0.2m 만큼 떨어진 점의 자계의 크기(AT/m)는?

  1. 50
  2. 40
  3. 30
  4. 20
(정답률: 56%)
  • 무한 직선도체에 의한 자계의 크기는 도체로부터의 거리 $r$에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{I}{2\pi r}$
    ② [숫자 대입] $H_{2} = 100 \times \frac{0.1}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $H_{2} = 50$
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14. 다음 중 무한 솔레노이드에 전류가 흐를 때에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?

  1. 내부 자계는 위치에 상관없이 일정하다.
  2. 내부 자계와 외부 자계는 그 값이 같다.
  3. 외부 자계는 솔레노이드 근처에서 멀어질수록 그 값이 작아진다.
  4. 내부 자계의 크기는 0 이다.
(정답률: 41%)
  • 무한 솔레노이드의 경우, 내부 자계는 위치에 관계없이 일정한 균등자계가 형성되며 외부 자계는 $0$이 되는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    내부 자계와 외부 자계는 그 값이 같다: 외부 자계는 $0$이므로 다름
    외부 자계는 솔레노이드 근처에서 멀어질수록 그 값이 작아진다: 외부 자계는 항상 $0$임
    내부 자계의 크기는 $0$이다: 내부에는 균등한 자계가 형성됨
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15. 면적 A(m2), 간격 d(m)인 평행판 콘덴서의 전극판에 비유전율 εr인 유전체를 가득 채웠을 때 전극판 간에 전압 V(V)를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 N 인가?

(정답률: 38%)
  • 평행판 콘덴서의 전극판 사이에 작용하는 정전기적 인력은 전압의 제곱에 비례하고 간격의 제곱에 반비례합니다.
    $$F = \frac{\epsilon_{0} \epsilon_{r} V^{2} A}{2 d^{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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16. 변위 전류와 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 반도체
  2. 유전체
  3. 자성체
  4. 도체
(정답률: 70%)
  • 변위 전류는 도체가 아닌 유전체 내에서 전속 밀도가 시간적으로 변화할 때 흐르는 전류를 의미하므로 유전체와 가장 밀접한 관계가 있습니다.
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17. 두 개의 자극판이 놓여 있을 때 자계의 세기 H(AT/m), 자속밀도 B(Wb/m2), 투자율 μ(H/m)인 곳의 자계의 에너지밀도(J/m3)는?

(정답률: 64%)
  • 자계의 에너지밀도는 단위 체적당 저장되는 에너지로, 투자율과 자계 세기의 제곱에 비례합니다.
    $$w = \frac{1}{2} \mu H^{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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18. 환성철심 코일에 5A의 전류를 흘려 2000AT의 기자력을 생기게 하려면 코일의 권수(회)는?

  1. 10000
  2. 500
  3. 400
  4. 250
(정답률: 62%)
  • 기자력은 코일의 권수와 흐르는 전류의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $F = N I$
    ② [숫자 대입] $2000 = N \times 5$
    ③ [최종 결과] $N = 400$
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19. 자성체에 외부의 자계 H0를 가하였을 때 자화의 세기 J와의 관계식은? (단, N은 감자율, μ는 투자율이다.)

(정답률: 46%)
  • 자성체에 외부 자계 $H_0$를 가했을 때, 내부 자계는 감자장으로 인해 감소하며 자화의 세기 $J$는 다음과 같은 관계식을 가집니다.
    $$J = \frac{H_0 \mu_0 (\mu_r - 1)}{1 + N (\mu_r - 1)}$$
    따라서 정답은 입니다.
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20. 무한장 선전하와 무한평면 전하에서 r(m) 떨어진 점의 전위는 각각 몇 V 인가? (단, ρL은 선전하밀도, ρs는 평면전하밀도이다.)

  1. 무한직선 : ∞, 무한평면도체 : ∞
  2. 무한직선 : , 무한평면도체 :
  3. 무한직선 : , 무한평면도체 :
  4. 무한직선 : , 무한평면도체 : ∞
(정답률: 38%)
  • 무한장 선전하와 무한평면 전하의 경우, 전위의 기준점을 무한대로 잡을 수 없기 때문에 전위 값은 무한대($\infty$ )가 됩니다.
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2과목: 회로이론

21. 코일과 콘덴서에서 실제로 급격히 변화할 수 없는 것은?

  1. 코일에서 전류, 콘덴서에서 전류
  2. 코일에서 전압, 콘덴서에서 전압
  3. 코일에서 전압, 콘덴서에서 전류
  4. 코일에서 전류, 콘덴서에서 전압
(정답률: 44%)
  • 에너지 저장 소자의 특성상 코일(L)은 전류의 변화를 방해하여 전류가 급격히 변할 수 없고, 콘덴서(C)는 전압의 변화를 방해하여 전압이 급격히 변할 수 없습니다.
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22. L1 = 20H, L2 = 5H인 전자 결합회로에서 결합계수 K = 0.5일 때 상호인덕턴스 M은 몇 H 인가?

  1. 5
  2. 7.5
  3. 8
  4. 9
(정답률: 43%)
  • 상호인덕턴스는 두 코일의 자기인덕턴스와 결합계수를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $M = K \sqrt{L_1 L_2}$
    ② [숫자 대입] $M = 0.5 \sqrt{20 \times 5}$
    ③ [최종 결과] $M = 5$
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23. 오버슈트(overshoot)의 정의로 옳은 것은?

  1. 최종치의 90%에 도달하는 시간
  2. 과도 시간 중 최초의 피크치와 최종치의 차이
  3. 응답이 최초로 목표값이 50%가 되는데 필요한 시간
  4. 응답이 요구되는 오차 이내로 정착되는데 필요한 시간
(정답률: 55%)
  • 오버슈트는 제어 시스템의 과도 응답에서 응답 곡선이 목표값(최종치)을 초과하여 나타나는 최대 피크치와 최종치 사이의 차이를 의미합니다.

    오답 노트
    최종치의 90% 도달 시간: 상승 시간(Rise Time) 관련 정의
    목표값 50% 도달 시간: 상승 시간(Rise Time)의 정의
    오차 이내 정착 시간: 정착 시간(Settling Time)의 정의
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24. 다음 회로망은 T형 회로 및 π형 회로의 종속 접속으로 이루어졌다. 이 회로망의 ABCD 파라미터 중 틀린 것은?

  1. A = 7
  2. B = 48
  3. C = 6
  4. D = 7
(정답률: 49%)
  • T형 회로와 $\pi$형 회로가 종속 접속된 경우, 전체 ABCD 파라미터는 각 회로의 행렬 곱으로 계산합니다.
    T형 회로($R_1=4, R_2=4, R_3=4$)의 행렬: $A=2, B=8, C=0.25, D=2$
    $\pi$형 회로($R_a=12, R_b=12, R_c=12$)의 행렬: $A=1, B=12, C=0.083, D=1$
    전체 행렬: $\begin{bmatrix} 2 & 8 \ 0.25 & 2 \ \end{bmatrix} \times \begin{bmatrix} 1 & 12 \ 0.083 & 1 \ \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 2.66 & 32 \ 0.416 & 5 \ \end{bmatrix}$ (제시된 이미지 회로 분석 시)
    주어진 보기 중 $C=6$은 계산 결과와 일치하지 않으므로 틀린 값입니다.
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25. 선형 회로에서 시변 용량을 갖는 커패시터의 전류 i(t)는?

(정답률: 31%)
  • 커패시터의 전하량 공식 $q(t) = c(t)v(t)$를 시간에 대해 미분하면 전류 $i(t) = \frac{dq(t)}{dt}$를 구할 수 있으며, 이때 용량 $c(t)$가 시간에 따라 변하는 시변 용량일 경우 곱의 미분법이 적용됩니다.
    $$\text{정답: } i(t) = c(t)\frac{dv(t)}{dt} + v(t)\frac{dc(t)}{dt}$$
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26. RL 직렬회롤에서 t=0일 때 직류 전압 100V를 인가하면, 흐르는 전류 i(t)는 몇 A 인가? (단, R = 50Ω, L = 10, i(0) = 0 이다.)

(정답률: 54%)
  • RL 직렬회로에 직류 전압을 인가했을 때 흐르는 전류의 시변 응답은 지수함수 형태로 증가하며, 최종적으로는 옴의 법칙에 의한 정상 상태 전류에 도달합니다.
    ① [기본 공식] $i(t) = \frac{V}{R}(1 - e^{-\frac{R}{L}t})$
    ② [숫자 대입] $i(t) = \frac{100}{50}(1 - e^{-\frac{50}{10}t})$
    ③ [최종 결과] $i(t) = 2(1 - e^{-5t})$
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27. te-t의 Laplace 변환값은?

(정답률: 54%)
  • 시간 함수 $t e^{-at}$의 라플라스 변환 공식 $\frac{1}{(s+a)^2}$을 적용합니다.
    주어진 식 $t e^{-t}$에서 $a=1$이므로, 이를 공식에 대입하면 가 됩니다.
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28. 입력신호가 감쇠되지 않고 잘 통과되는 주파수 범위를 나타내는 용어는?

  1. 저지 대역
  2. 상한 차단 주파수
  3. 통과 내역
  4. 하한 차단 주파수
(정답률: 60%)
  • 필터 회로에서 입력 신호가 감쇠되지 않고 그대로 통과할 수 있는 주파수 대역을 통과 내역이라고 합니다.

    오답 노트
    저지 대역: 신호가 차단되는 대역
    상한/하한 차단 주파수: 통과 대역과 저지 대역을 나누는 경계 지점
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29. 이상적인 전류원의 내부 임피던스 Z는?

  1. Z = 0
  2. Z = 1Ω
  3. Z = ∞
  4. Z는 정해지지 않는다.
(정답률: 40%)
  • 이상적인 전류원은 부하 임피던스의 크기에 상관없이 항상 일정한 전류를 공급해야 합니다. 이를 위해서는 내부 임피던스가 무한대여야 외부로 전류가 분로되지 않고 모두 부하로 흐를 수 있습니다.
    $$\text{이상적 전류원 내부 임피던스} = \infty$$
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30. 다음 회로에서 전류 i1은 약 몇 A 인가?

  1. 0.12
  2. 0.32
  3. 0.62
  4. 0.92
(정답률: 49%)
  • 병렬 회로에서 전체 전류 $I_s$는 각 저항으로 나누어 흐르며, 특정 저항에 흐르는 전류는 전류 분배 법칙을 사용하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $i_1 = I_s \times \frac{R_{total}}{R_1}$ (여기서 $R_{total}$은 $R_1, R_2, R_3$의 병렬 합성 저항)
    ② [숫자 대입] $i_1 = 4 \times \frac{\frac{1}{\frac{1}{10} + \frac{1}{2} + \frac{1}{20}}}{10} = 4 \times \frac{1.667}{10}$ (합성저항 $\approx 1.667\Omega$)
    ③ [최종 결과] $i_1 = 0.62$ A
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31. 그림과 같은 저역통과 RC회로에 스텝입력전압(step input voltage)을 가했을 때 출력전압의 설명으로 옳은 것은? (단, 커패시터 C의 초기전압은 0 이다.)

  1. 계단파형이 나타난다.
  2. 0부터 지수적으로 증가한다.
  3. 처음에는 계단전압으로 변했다가 지수적으로 감쇠한다.
  4. 직류성분이 나타나지 않는다.
(정답률: 32%)
  • 저역통과 RC회로에 스텝 입력 전압을 가하면, 커패시터 $C$에 전하가 충전되면서 출력 전압 $V_{o}$는 초기값 0부터 입력 전압까지 지수함수적으로 증가하며 수렴하게 됩니다.

    오답 노트
    계단파형이 나타난다: 출력은 완만한 곡선 형태로 증가합니다.
    지수적으로 감쇠한다: 이는 방전 시의 특성입니다.
    직류성분이 나타나지 않는다: 최종적으로 입력 직류 전압과 같아지므로 직류성분이 존재합니다.
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32. 0.4mH인 코일에 흐르는 전류가 mA라 하면 t = 0 일 때 코일 양단전압의 절대치는 몇 V 인가?

  1. 0.2
  2. 2
  3. 5
  4. 50
(정답률: 37%)
  • 코일 양단 전압의 절대치는 인덕턴스와 전류의 시간 변화율의 곱으로 계산합니다.
    $$\text{전압} = L \times \frac{di}{dt}$$
    ① [기본 공식]
    $$V = L \times \frac{d}{dt}(I_{0}e^{-at})$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = 0.4 \times 10^{-3} \times |50 \times 10^{-3} \times (-10^{4})e^{-10^{4} \times 0}|$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 0.2$$
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33. 다음 전류파형의 실효치(RMS)는?

(정답률: 44%)
  • 제시된 파형은 반파 정현파(Half-wave rectified sine wave)입니다. 반파 정현파의 실효치(RMS)는 정현파 실효치의 $\frac{1}{\sqrt{2}}$배, 즉 최댓값의 $\frac{1}{2}$배가 됩니다.
    $$\text{실효치} = \frac{I_{m}}{\sqrt{2}} \times \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{I_{m}}{2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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34. 전압 e(t) = e-t + 2e-2t의 라플라스 변환 E(s)는?

(정답률: 46%)
  • 지수 함수 $e^{-at}$의 라플라스 변환 기본 공식인 $\frac{1}{s+a}$를 적용하여 각각 변환 후 합산합니다.
    $$e^{-t} \rightarrow \frac{1}{s+1}$$
    $$2e^{-2t} \rightarrow \frac{2}{s+2}$$
    따라서 최종 결과는 가 됩니다.
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35. 다음의 단위 임펄스 함수(unit impulse function) δ(t)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 폭은 거의 0이고 높이는 거의 무한대가 되며 면적은 1이 되는 펄스이다.
  2. 임의 회로망의 입력전압으로 δ(t)를 가하면 출력 전압은 입력전압과 같게 된다.
  4. 단위 램프 함수(unit ramp function)를 미분한 것이다.
(정답률: 47%)
  • 단위 임펄스 함수 $\delta(t)$는 시간 $t=0$에서 매우 짧은 시간 동안 무한대의 크기를 가지며, 전체 적분 값(면적)이 $1$이 되는 특수한 함수입니다.

    오답 노트
    단위 램프 함수를 미분한 것: 단위 계단 함수가 됩니다.
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36. 어떤 코일에 흐르는 전류가 0.01s 사이에 일정하게 50A로부터 30A로 변할 때, 20V의 기전력이 발생한다고 하면 자기인덕턴스는 몇 mH인가?

  1. 5
  2. 10
  3. 15
  4. 20
(정답률: 46%)
  • 코일에 흐르는 전류의 변화율에 의해 발생하는 유도 기전력 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $V = L\frac{\Delta i}{\Delta t}$
    ② [숫자 대입] $20 = L\frac{50 - 30}{0.01}$
    ③ [최종 결과] $L = 0.01$ H = $10$ mH
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37. 다음 신호 에 대한 라플라스 변환은?

(정답률: 49%)
  • 주어진 신호 $f(t) = \frac{1}{2}(1 + \sin 2t)$를 각각의 항으로 나누어 라플라스 변환을 수행합니다.
    상수 $\frac{1}{2}$의 변환은 $\frac{1}{2s}$이며, $\frac{1}{2}\sin 2t$의 변환은 $\frac{1}{2} \times \frac{2}{s^2 + 2^2} = \frac{1}{s^2 + 4}$입니다.
    따라서 최종 결과는 가 됩니다.
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38. RLC 병렬공진회로에 대한 양호도(Qo : Quality factor)의 표현으로 옳은 것은?

(정답률: 40%)
  • RLC 병렬공진회로에서 양호도(Q)는 회로의 선택도를 나타내며, 저항 $R$과 리액턴스의 비율로 결정됩니다. 병렬회로의 경우 양호도는 다음과 같이 표현됩니다.
    $$Q = R\sqrt{\frac{C}{L}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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39. 1000mH인 코일의 리액턴스가 377Ω일 때 주파수는 약 몇 Hz인가?

  1. 6
  2. 36
  3. 60
  4. 360
(정답률: 50%)
  • 유도 리액턴스 공식을 이용하여 주파수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $X_L = 2\pi f L$
    ② [숫자 대입] $377 = 2 \times 3.14 \times f \times 1000 \times 10^{-3}$
    ③ [최종 결과] $f = 60$ Hz
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40. 다음 그림과 같은 4단자 회로망에서 4단자 정수를 ABCD 파라미터로 나타낼 때 A는? (단, A는 개방 역방향 전압이득이다.)

  2. Z1
  4. 1
(정답률: 48%)
  • 4단자 정수 A는 출력측을 개방($I_2 = 0$)했을 때의 전압 이득 $\frac{V_1}{V_2}$를 의미합니다.
    출력측이 개방되면 $I_2 = 0$이므로, 회로의 모든 전류 $I_1$은 $Z_1$과 $Z_2$의 직렬 연결로 흐르게 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = \frac{V_1}{V_2} = \frac{I_1(Z_1 + Z_2)}{I_1 Z_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = \frac{Z_1 + Z_2}{Z_2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$A = 1 + \frac{Z_1}{Z_2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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3과목: 전자회로

41. 레큘레이터 IC의 정전압조정기가 무부하 출력전압 10.55V, 최대 부하 출력전압 10.49V 일 때, 백분율로 표현된 부하전압 변동률은 약 몇 % 인가?

  1. 0.384
  2. 0.572
  3. 0.716
  4. 0.924
(정답률: 50%)
  • 부하전압 변동률은 무부하 출력전압과 최대 부하 출력전압의 차이를 최대 부하 출력전압에 대한 비율로 나타낸 것입니다.
    ① [기본 공식] $\text{변동률} = \frac{V_0 - V_n}{V_n} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{변동률} = \frac{10.55 - 10.49}{10.49} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{변동률} = 0.572$
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42. 다이오드에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 다이오드에 역방향 전압을 가하면 공핍영역은 넓어진다.
  2. 다이오드의 항복(breakdown)현상은 순방향 전압이 과도하면 발생한다.
  3. P형 반도체는 3가 원소를 도핑함으로써 얻을 수 있다.
  4. 다이오드에 순방향 전압을 가했을 때 흐르는 전류는 주로 포화전류에 의한 것이다.
(정답률: 40%)
  • 다이오드의 항복(breakdown) 현상은 순방향이 아니라 역방향 전압이 임계치 이상으로 과도하게 가해졌을 때 급격히 전류가 흐르는 현상을 말합니다.

    오답 노트
    P형 반도체는 3가 원소를 도핑함으로써 얻을 수 있다: P형은 3가 원소(붕소 등)를 도핑하여 정공을 생성하므로 옳은 설명입니다.
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43. 다음의 단상반파 정류회로에서 입력신호가 e = √2·100·sin(50×2πt) V일 때, 직류 전압 평균치 Edc는 약 몇 V 인가? (단, R = 10Ω이고, 다이오드는 이상적인 소자)

  1. 141
  2. 90
  3. 70
  4. 45
(정답률: 27%)
  • 단상 반파 정류회로에서 직류 평균 전압은 입력 전압의 실효값에 약 0.45를 곱하여 산출합니다. 입력 신호 $e = \sqrt{2} \cdot 100 \cdot \sin(50 \times 2\pi t)$에서 실효값 $E$는 $100\text{V}$입니다.
    ① [기본 공식] $E_{dc} = 0.45 \times E$
    ② [숫자 대입] $E_{dc} = 0.45 \times 100$
    ③ [최종 결과] $E_{dc} = 45$
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44. 펄스 반복주파수 600Hz, 펄스폭 1.5μs인 펄스의 충격계수 D(Duty factor)는?

  1. 3×10-4
  2. 6×10-4
  3. 9×10-4
  4. 12×10-4
(정답률: 48%)
  • 충격계수(Duty factor)는 전체 주기 중 펄스가 지속되는 시간의 비율을 의미하며, 펄스폭과 펄스 반복주파수의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $D = \text{펄스폭} \times \text{펄스 반복주파수}$
    ② [숫자 대입] $D = 1.5 \times 10^{-6} \times 600$
    ③ [최종 결과] $D = 9 \times 10^{-4}$
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45. 다음 연산증폭기 회로에서 출력 임피던스는 약 몇 Ω인가? (단, 개루프 전압증폭도 A는 10000이고, 출력임피던스는 50Ω 이다.)

  1. 0.1
  2. 0.5
  3. 1.0
  4. 5.0
(정답률: 35%)
  • 부귀환(Negative Feedback)이 적용된 연산증폭기의 폐루프 출력 임피던스는 개루프 출력 임피던스를 $(1 + A\beta)$배만큼 감소시킵니다. 여기서 $\beta$는 귀환율입니다.
    ① [기본 공식] $R_{out(closed)} = \frac{R_{out(open)}}{1 + A\beta}, \beta = \frac{R_{i}}{R_{i} + R_{f}}$
    ② [숫자 대입] $\beta = \frac{1\text{k}\Omega}{1\text{k}\Omega + 100\text{k}\Omega} \approx 0.01, R_{out(closed)} = \frac{50}{1 + (10000 \times 0.01)}$
    ③ [최종 결과] $R_{out(closed)} = \frac{50}{101} \approx 0.5\Omega$
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46. 슬루 레이트(slew rate)의 단위는?

  1. μs/V
  2. μs/A
  3. V/μs
  4. A/μs
(정답률: 46%)
  • 슬루 레이트(Slew Rate)는 연산증폭기가 출력 전압을 얼마나 빠르게 변화시킬 수 있는지를 나타내는 최대 변화율을 의미하며, 단위 시간당 전압 변화량으로 정의합니다.
    따라서 단위는 $\text{V}/\mu\text{s}$를 사용합니다.
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47. 연산증폭기를 이용한 가중가산기(weighted-sum)에서 Rf=30kΩ이고, vo = -(v1+2v2+3v3)일때 R1, R2, R3는 각각 얼마인가?

  1. R1 = 30kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 10kΩ
  2. R1 = 10kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 30kΩ
  3. R1 = 60kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 15kΩ
  4. R1 = 15kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 60kΩ
(정답률: 51%)
  • 가중가산기에서 각 입력의 가중치는 피드백 저항 $R_{f}$와 입력 저항 $R_{n}$의 비율로 결정됩니다. 출력 전압 식 $v_{o} = -(v_{1}+2v_{2}+3v_{3})$에서 각 항의 계수가 $\frac{R_{f}}{R_{n}}$이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $v_{o} = -(\frac{R_{f}}{R_{1}}v_{1} + \frac{R_{f}}{R_{2}}v_{2} + \frac{R_{f}}{R_{3}}v_{3})$
    ② [숫자 대입] $\frac{30\text{k}\Omega}{R_{1}} = 1, \frac{30\text{k}\Omega}{R_{2}} = 2, \frac{30\text{k}\Omega}{R_{3}} = 3$
    ③ [최종 결과] $R_{1} = 30\text{k}\Omega, R_{2} = 15\text{k}\Omega, R_{3} = 10\text{k}\Omega$
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48. 발진 회로의 발진의 조건을 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 1/2 이다.
(정답률: 40%)
  • 발진이 일어나기 위해서는 바크하우젠(Barkhausen) 기준을 만족해야 합니다. 즉, 루프 이득의 크기가 1이고, 위상 천이가 $0^{\circ}$ (또는 $360^{\circ}$의 정수배)가 되어 정귀환(Positive Feedback)이 형성되어야 합니다.

    오답 노트
    귀환 루프의 위상 천이가 $180^{\circ}$: 부귀환이 되어 발진하지 않음
    귀환 루프의 이득이 $0$ 또는 $1/2$: 이득이 1보다 작으면 신호가 감쇠하여 발진 유지 불가
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49. 단위이득주파수 fT가 125MHz인 트랜지스터가 대역폭 주파수 영역에서 전압이득이 26dB인 증폭기로 사용될 때 이상적으로 가질 수 있는 대역폭은 약 몇 MHz인가? (단, 저역 차단주파수는 없다.)

  1. 9.6
  2. 6.25
  3. 4.8
  4. 12.5
(정답률: 39%)
  • 단위이득주파수 $f_{T}$는 전압이득이 1이 될 때의 주파수이며, 이득-대역폭 곱(Gain-Bandwidth Product)은 일정하다는 원리를 이용합니다. 먼저 $26\text{dB}$의 전압이득을 배수로 변환한 후 대역폭을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f_{T} = A_{v} \times BW$
    ② [숫자 대입] $125\text{MHz} = 10^{\frac{26}{20}} \times BW \approx 19.95 \times BW$
    ③ [최종 결과] $BW = \frac{125}{19.95} \approx 6.25\text{MHz}$
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50. 다음은 이상적인 연산 증폭기를 사용한 차동증폭기이다. 출력전압 Vo는 몇 V 인가?

  1. 5
  2. 5/2
  3. 5/4
  4. 2
(정답률: 40%)
  • 차동 증폭기의 출력 전압은 두 입력 전압의 차이에 이득(Gain)을 곱하여 계산합니다. 회로에서 피드백 저항과 입력 저항의 비율을 통해 이득을 결정합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_o = \frac{R_f}{R_1} (V_2 \frac{R_g}{R_g + R_2} - V_1)$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_o = \frac{1}{2} (5 \times \frac{1}{1 + 1} - 5)$$
    $$V_o = \frac{1}{2} (2.5 - 5) = -1.25$$
    ③ [최종 결과]
    $$|V_o| = 1.25 = \frac{5}{4}$$
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51. 다음의 트랜지스터 회로에서 VCC가 10V, RB가 300kΩ이고 RC가 1kΩ일 때, 베이스전류 IB 컬렉터-이미터 전압 VCE로 옳은 것은? (단, VBE = 0.7V이고, β = 100 이다.)

  1. IB = 31 μA, VCE = 6.9V
  2. IB = 310 μA, VCE = 6.9V
  3. IB = 3.1 mA, VCE = 9.3V
  4. IB = 3.1 μA, VCE = 9.3V
(정답률: 41%)
  • 베이스 전류 $I_B$는 베이스 루프의 전압 방정식을 통해 구하고, 컬렉터-이미터 전압 $V_{CE}$는 출력 루프의 전압 강하를 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$I_B = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B}$$
    $$V_{CE} = V_{CC} - (I_C \times R_C) = V_{CC} - (\beta \times I_B \times R_C)$$
    ② [숫자 대입]
    $$I_B = \frac{10 - 0.7}{300 \times 10^3}$$
    $$V_{CE} = 10 - (100 \times 31 \times 10^{-6} \times 1000)$$
    ③ [최종 결과]
    $$I_B = 31 \mu A$$
    $$V_{CE} = 6.9 V$$
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52. 출력 전압파형이 입력파형과 똑같은 형태를 갖는 증폭기는? (단, 위상 무시)

  1. A급 증폭기
  2. B급 증폭기
  3. C급 증폭기
  4. AB급 증폭기
(정답률: 34%)
  • A급 증폭기는 입력 신호의 전 주기(360도) 동안 전류가 계속 흐르도록 바이어스가 잡혀 있어, 출력 파형이 입력 파형의 형태를 그대로 유지하며 왜곡이 가장 적은 증폭기입니다.
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53. 이 회로의 동작으로 적절한 논리식은?

(정답률: 39%)
  • 제시된 회로는 CMOS NOR 게이트 구성입니다. 상단 PMOS 두 개가 직렬로 연결되어 있고, 하단 NMOS 두 개가 병렬로 연결되어 있습니다. PMOS가 직렬일 때는 입력 A와 B가 모두 0일 때만 출력이 1이 되며, NMOS가 병렬일 때는 A 또는 B 중 하나만 1이어도 출력이 0이 됩니다. 따라서 논리식은 가 됩니다.
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54. 전가산기를 반가산기 몇 개와 어떤 논리게이트 몇 개로 구성하는 것이 가장 적당한가?

  1. 반가산기 2개, AND 게이트 1개
  2. 반가산기 2개, OR 게이트 2개
  3. 반가산기 3개, OR 게이트 1개
  4. 반가산기 2개, OR 게이트 1개
(정답률: 36%)
  • 전가산기(Full Adder)는 세 개의 비트를 더하는 회로로, 두 비트를 더하는 반가산기(Half Adder) 2개와 두 반가산기에서 발생한 캐리(Carry) 신호를 합치기 위한 OR 게이트 1개로 구성하는 것이 가장 적절합니다.
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55. 부궤환 증폭기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 이득만 감소되고 기타 특성에는 변화가 없다.
  2. 이득이 커지고, 잡음, 왜율, 대역폭 특성이 개선된다.
  3. 이득이 감소되는 반면 잡음, 왜율, 대역폭은 증가된다.
  4. 이득, 잡음, 왜율은 감소되는 반면 대역폭이 넓어진다.
(정답률: 39%)
  • 부궤환(Negative Feedback)은 출력의 일부를 입력으로 되돌려 위상을 반전시켜 더하는 방식으로, 전체적인 이득은 감소하지만 회로의 안정성이 높아지는 특성이 있습니다.
    핵심 효과로 이득, 잡음, 왜율은 감소하며, 대역폭은 넓어져 주파수 응답 특성이 개선됩니다.
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56. 아래는 7 세그면트 LED 디스플레이의 진리표이다. a~g의 세그먼트 중에서 d세그먼트를 동작시키기 위한 출력 Yd의 논리회로의 식은? (단, 1010 ~ 1111은 don't care 조건이다.)

(정답률: 49%)
  • 제시된 진리표에서 $Y_d$가 1이 되는 조건(숫자 0, 2, 3, 5, 6, 8, 9)과 don't care 조건(10~15)을 카르노 맵으로 간소화하면 다음과 같은 논리식이 도출됩니다.
    $$\text{Y}_d = \overline{B} \cdot \overline{D} + C \cdot \overline{D} + \overline{A} \cdot \overline{B} \cdot C + B \cdot \overline{C} \cdot D$$
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57. 트랜지스터 회로가 선형영역에서 동작할 때의 관계식으로 틀린 것은?

(정답률: 39%)
  • 트랜지스터의 베이스-이미터 루프에서 키르히호프 전압 법칙을 적용하면, 베이스 전류 $I_B$는 공급 전압 $V_{BB}$에서 베이스-이미터 간 전압 $V_{BE}$를 뺀 값을 베이스 저항 $R_B$로 나눈 값이어야 합니다.
    따라서 $V_{BE}$를 고려하지 않고 단순히 $I_B = \frac{V_{BB}}{R_B}$라고 표현한 식은 틀린 관계식입니다.
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58. B급 푸시풀(push-pull) 증폭기의 직류 공급 전력은? (단, VCC는 공급 전압, Im은 최대 컬렉터 전류이다.)

(정답률: 35%)
  • B급 푸시풀 증폭기의 직류 공급 전력은 공급 전압 $V_{CC}$와 최대 컬렉터 전류 $I_m$의 관계를 통해 계산되며, 정답은 다음과 같습니다.
    $$\text{Power} = 2 \cdot I_m \cdot \frac{V_{CC}}{\pi}$$
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59. 어떤 차동증폭기의 차동이득은 1000이며, 동상이득은 0.1일 때, 동상신호 제거비 CMRR은 몇 dB인가?

  1. 10,000
  2. 1000
  3. 80
  4. 60
(정답률: 40%)
  • CMRR(동상신호 제거비)은 차동이득과 동상이득의 비로 정의되며, 이를 데시벨(dB)로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$CMRR = 20 \log_{10} \frac{A_d}{A_c}$$
    ② [숫자 대입]
    $$CMRR = 20 \log_{10} \frac{1000}{0.1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$CMRR = 80$$
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60. 다음 회로의 입출력 특성곡선으로 적절한 것은? (단, R = 10Ω, 다이오드는 이상적인 소자이며, slope은 절댓값이다.)

(정답률: 44%)
  • 이상적인 다이오드는 순방향 전압이 인가될 때 단락(Short) 상태가 되며, 이때 회로의 전류는 저항 $R$에 의해 결정됩니다. $v > 0$일 때 $i = v/R$이 되며, 기울기는 $1/R = 1/10$이 됩니다. 따라서 가 정답입니다.
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4과목: 물리전자공학

61. 접합형 트랜지스터에서 스위칭 작업에 필요한 동작영역은?

  1. 포화 영역, 활성 영역
  2. 활성 영역, 차단 영역
  3. 포화 영역, 차단 영역
  4. 활성 영역, 역활성 영역
(정답률: 38%)
  • 트랜지스터를 스위치로 사용할 때는 전류가 완전히 흐르지 않는 차단 영역(OFF 상태)과 전류가 최대치로 흐르는 포화 영역(ON 상태) 두 지점을 이용합니다.
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62. 다음 중 에너지밴드에 속하지 않는 것은?

  1. 전도대
  2. 금지대
  3. 가전자대
  4. 전기대
(정답률: 47%)
  • 에너지 밴드 이론에 따르면 고체의 전자 에너지 상태는 전도대, 금지대(에너지 갭), 가전자대로 구분됩니다. 전기대는 에너지 밴드 구조에 존재하지 않는 용어입니다.
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63. 진성 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 반도체의 저항 온도계수는 양(+)이다.
  2. 운반체(carrier)의 밀도는 온도가 상승하면 증가한다.
  3. Fermi 준위는 어떤 온도와 관계없이 금지대의 중앙에 위치한다.
  4. 전자의 농도와 정공의 농도는 같다.
(정답률: 35%)
  • 진성 반도체는 온도가 상승함에 따라 가전자대의 전자가 전도대로 더 많이 여기되어 운반체 농도가 증가하므로, 전기 저항은 감소합니다. 따라서 저항 온도계수는 음(-)의 값을 가집니다.

    오답 노트
    운반체 밀도 증가: 온도 상승 시 열에너지로 인해 전자-정공 쌍 생성 증가
    Fermi 준위: 진성 반도체에서는 항상 금지대 중앙에 위치
    농도 동일: 전자 농도 $n$과 정공 농도 $p$가 항상 같음
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64. 물질에서 직접적으로 전자가 방출될 수 있는 조건이 아닌 것은?

  1. 열을 가한다.
  2. 빛을 가한다.
  3. 전계를 가한다.
  4. 압축을 한다.
(정답률: 48%)
  • 전자를 방출시키기 위해서는 일함수 이상의 에너지를 공급해야 합니다. 열(열전자 방출), 빛(광전자 방출), 전계(전계 방출)는 전자에 에너지를 제공하여 방출시킬 수 있는 조건이지만, 압축을 하는 것은 전자를 방출시키는 직접적인 조건이 아닙니다.
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65. 열전자 방출을 할 때 전계에 의해서 일함수가 적어져서 열전자 방출이 쉬워지는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. Schottk 효과
  2. Zeemann 효과
  3. Seebeck 효과
  4. Hall 효과
(정답률: 41%)
  • 금속 표면에 강한 전계를 가하면 전위 장벽의 높이가 낮아져 일함수가 감소하고, 이로 인해 열전자 방출이 더 쉽게 일어나는 현상을 Schottk 효과라고 합니다.
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66. 터널 효과의 가능성을 나타내는 원리는 어느 것인가?

  1. 제벡 효과
  2. 상대성 원리
  3. 드브로이 방정식
  4. 슈뢰딩거의 파동방정식
(정답률: 35%)
  • 터널 효과는 입자가 에너지가 높은 전위 장벽을 확률적으로 통과하는 현상으로, 이는 전자의 파동성을 설명하는 슈뢰딩거의 파동방정식을 통해 수학적으로 증명되고 설명됩니다.
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67. 어느 열음극의 일함수(work functuon)의 값이 1/2로 되면 열전자 전류밀도는 어떻게 되는가?

  1. 배
  2. 배
  3. 배
  4. 배
(정답률: 25%)
  • 열전자 방출 전류밀도는 리처드슨-다시 공식에 의해 일함수 $\phi$의 지수함수 형태로 결정됩니다. 일함수가 $1/2$배로 감소하면 지수 부분의 분자가 $1/2$이 되어 전류밀도는 다음과 같이 변화합니다.
    ① [기본 공식] $J = A T^{2} e^{-\frac{e\phi}{kT}}$
    ② [숫자 대입] $J' = A T^{2} e^{-\frac{e(\phi/2)}{kT}} = (A T^{2} e^{-\frac{e\phi}{kT}})^{1/2} \times e^{\frac{e\phi}{2kT}}$
    ③ [최종 결과] $e^{\frac{e\phi}{2kT}} \text{ 배}$
    따라서 정답은 배 입니다.
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68. 순방향 바이어스전압이 PN접합 다이오드 양단에 인가될 때 공핍층 가까이에서 소수캐리어의 농도의 변화는 어떻게 되는가?

  1. P형 영역과 N형 영역에서 동시에 증가한다.
  2. P형 영역과 N형 영역에서 동시에 감소한다.
  3. P형 영역에서 증가하고, N형 영역에서 감소한다.
  4. N형 영역에서 증가하고, P형 영역에서 감소한다.
(정답률: 26%)
  • 순방향 바이어스를 인가하면 전위 장벽이 낮아져 P형 영역으로는 전자(소수캐리어)가, N형 영역으로는 정공(소수캐리어)이 주입되어 양쪽 영역 모두에서 소수캐리어 농도가 증가합니다.
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69. 터널 다이오드(tunnel diode)의 설명 중 틀린 것은?

  1. 부성 저항 특성을 나타낸다.
  2. 마이크로파 발진용으로 사용된다.
  3. 공간 전하층이 일반 다이오드 보다 넓다.
  4. 역바이어스 상태에서 전도성이 양호하다.
(정답률: 40%)
  • 터널 다이오드는 매우 높은 도핑 농도로 인해 공간 전하층(공핍층)이 일반 다이오드보다 훨씬 얇아져 전자가 터널링 효과를 일으키는 소자입니다.
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70. 트랜지스터 제조시 컬렉터 내부용량과 베이스 저항을 작게 하는 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 순방향 특성을 개선하기 위하여
  2. 고주파 특성을 개선하기 위하여
  3. 역방향 내전압을 증가시키기 위하여
  4. 구조를 간단히 하고 소형화시키기 위하여
(정답률: 35%)
  • 트랜지스터에서 컬렉터 내부용량($C$)과 베이스 저항($R$)의 곱인 시정수($\tau = RC$)가 작을수록 응답 속도가 빨라져 고주파 특성이 개선됩니다.
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71. 광도전 반도체 소자는?

  1. 터널(tunnel) 다이오드
  2. 버렉터(varactor) 다이오드
  3. 서미스터(thermistor)
  4. CdS 셀
(정답률: 50%)
  • CdS 셀은 빛의 세기에 따라 저항값이 변하는 광도전 효과를 이용한 대표적인 광도전 반도체 소자입니다.
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72. 다음 중 플라즈마(Plasma)와 같은 기체 상태의 경우 적용될 수 있는 분포식은?

  1. Einstein의 관계식
  2. Schrödinger 방정식
  3. Maxwell-Boltzmann 방정식
  4. 1차원의 Poisson 방정식
(정답률: 39%)
  • 맥스웰-볼츠만 방정식은 열평형 상태에 있는 이상 기체나 플라즈마 내 입자들의 속도 및 에너지 분포를 설명하는 통계적 분포식입니다.
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73. 5600Å의 파장을 가진빛이 광전면에 투사되어 방출된 광전자의 최대 에너지가 0.68eV 이라고 하면 광전면의 일함수는 약 얼마인가? (단, 플랑크 상수 = 6.6×10-34 [J·S], 광속도 = 3×108m/s, e = 1.6×10-19 [C])

  1. 1.5V
  2. 2.6V
  3. 3.6V
  4. 4.0V
(정답률: 21%)
  • 광전효과 식을 이용하여 입사광의 에너지를 구한 후, 최대 운동 에너지를 빼주어 일함수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Phi = \frac{hc}{\lambda} - K_{max}$ 일함수 = (플랑크상수 × 광속 / 파장) - 최대 운동 에너지
    ② [숫자 대입] $\Phi = \frac{6.6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{5600 \times 10^{-10} \times 1.6 \times 10^{-19}} - 0.68$
    ③ [최종 결과] $\Phi = 1.5$
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74. 학산 정수 D, 이동도 μ, 절대온도 T 간의 관계식으로 옳은 것은? (단, k는 볼츠만의 상수이고, e는 캐리어의 전하이다.)

(정답률: 44%)
  • 아인슈타인 관계식에 따라 확산 계수 $D$와 이동도 $\mu$의 비는 볼츠만 상수 $k$, 절대온도 $T$, 전하량 $e$의 관계로 정의됩니다.
    $$\frac{D}{\mu} = \frac{kT}{e}$$
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75. 균등전계 내 전자의 운동에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 전자는 전계와 반대 방향의 일정한 힘을 받는다.
  2. 전자의 운동 속도는 인가된 전위차 V의 제곱근에 반비례한다.
  3. 전계 E에 의한 전자의 운동 에너지는 1/2 mv2[J]이다.
  4. 전위차 V에 의한 가속전자의 운동 에너지는 eV[J]이다.
(정답률: 43%)
  • 전자의 운동 에너지는 인가된 전위차 $V$에 비례하며, 운동 에너지 공식 $K = \frac{1}{2}mv^2$에 의해 속도 $v$는 전위차 $V$의 제곱근에 비례하게 됩니다. 따라서 제곱근에 반비례한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    전자는 전계와 반대 방향의 힘을 받음: 전하가 음수이므로 정답
    전계에 의한 운동 에너지 $\frac{1}{2}mv^2$: 역학적 에너지 정의로 정답
    가속전자의 운동 에너지 $eV$: 전위차에 의한 에너지 획득량으로 정답
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76. 어떤 도체의 단면을 1A의 전류가 흐를 때 이 단면을 0.1초 동안에 통과하는 전자 수는? (단, 전자의 전하량 Q = 1.6×10-19[C]이다.)

  1. 6.25×1017 개
  2. 6.25×1019 개
  3. 6.25×1021 개
  4. 6.25×1023 개
(정답률: 31%)
  • 전류의 정의에 따라 흐른 총 전하량을 구한 뒤, 이를 전자 한 개의 전하량으로 나누어 전자 수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{I \times t}{Q}$ 전자 수 = (전류 × 시간) / 전자 전하량
    ② [숫자 대입] $n = \frac{1 \times 0.1}{1.6 \times 10^{-19}}$
    ③ [최종 결과] $n = 6.25 \times 10^{17}$
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77. P채널 전계효과 트랜지스터(FET)에 흐르는 전류는 주로 어느 현상에 의한 것인가?

  1. 전자의 확산 현상
  2. 정공의 확산 현상
  3. 전자의 드리프트 현상
  4. 정공의 드리프트 현상
(정답률: 33%)
  • P채널 FET는 다수 캐리어가 정공이며, 전계(Electric Field)에 의해 캐리어가 이동하는 드리프트(Drift) 현상을 통해 전류가 흐르게 됩니다.
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78. Fermi-Dirac 분포함수 f(E)에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, Ef는 페르미준위이다.)

  1. T = 0 K 일 때 E＞Ef 이면 f(E) = 0 이다.
  2. T = 0 K 일 때 E＜Ef 이면 f(E) = 1 이다.
  3. 절대온도에 따라 전자가 채워질 확률은 일정하다.
  4. T = 0 K Ef 보다 낮은 에너지준위는 전부 전자로 채워져 있으며, Ef 이상의 에너지준위는 전부 비어 있다.
(정답률: 44%)
  • 페르미-디락 분포함수는 온도 $T$에 따라 전자가 특정 에너지 준위에 존재할 확률이 결정됩니다. 온도가 상승하면 전자가 더 높은 에너지 준위로 여기될 확률이 변하므로, 절대온도에 따라 확률이 일정하다는 설명은 틀린 것입니다.
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79. 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 과잉전를 흡수한다.
(정답률: 33%)
  • 바리스터는 전압 의존성 저항기로, 인가되는 전압이 일정 수준 이상으로 높아지면 저항이 급격히 감소하여 과전류를 바이패스시킴으로써 회로를 보호하는 소자입니다.

    오답 노트
    걸린 전압이 높을수록 저항이 커짐: 저항이 작아져야 함
    절연파괴로 단락: 보호 동작이지 영구적 파괴가 아님
    정전용량으로 흡수: 이는 바리스터가 아닌 커패시터의 특성임
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80. 홀(hall) 효과와 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 자장계
  2. 고저항 측정기
  3. 전류계
  4. 분압계
(정답률: 38%)
  • 홀 효과는 전류가 흐르는 도체나 반도체에 수직으로 자기장을 걸어주었을 때, 전하 운반자가 한쪽으로 쏠리며 전위차가 발생하는 현상입니다. 이를 통해 자기장의 세기를 측정할 수 있으므로 자장계의 원리로 활용됩니다.
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5과목: 전자계산기일반

81. 서브루핀을 호출하는 “CALL” 명령어가 실행되는 동안에 수행되는 동작이 아닌 것은?

  1. 스택포인터 내용을 감소시킨다.
  2. 복귀할 주소를 스택에 저장한다.
  3. 호출할 주소를 PC에 적재한다.
  4. 호출할 주소를 스택으로부터 인출한다.
(정답률: 37%)
  • CALL 명령어는 서브루틴으로 분기하기 위해 현재의 복귀 주소를 스택에 저장하고 제어권을 넘기는 동작을 수행합니다. 호출할 주소는 명령어 자체에 포함되어 있거나 레지스터를 통해 PC에 적재되는 것이지, 스택에서 인출하는 것이 아닙니다.
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82. 시프트레지스터에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 시프트레지스터의 가능한 입축력 방식에는 직렬입력-직렬출력, 직렬입력-병렬출력, 병렬입력-직렬출력, 병렬입력-병렬출력이 있다.
  2. n비트 시프트레지스터는 n개의 플립플롭과 시프트 동작을 제어하는 게이트로 구성되어 있다.
  3. 레지스터는 왼쪽 시프트, 오른쪽 시프트 중에 하나일 수 있고, 둘을 겸할 수도 있다.
  4. 시프트레지스터를 왼쪽으로 한 번 시프트하면 2로 나눈 결과가 되고 오른쪽으로 한 번 시프트하면 2로 곱한 결과가 된다.
(정답률: 46%)
  • 시프트 레지스터에서 왼쪽 시프트(Left Shift)는 2를 곱한 결과가 되고, 오른쪽 시프트(Right Shift)는 2로 나눈 결과가 됩니다. 따라서 왼쪽 시프트가 2로 나눈 결과가 된다는 설명은 틀린 내용입니다.
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83. 어셈블리어 프로그램을 기계어로 바꾸어 주는 것은?

  1. 어셈블러
  2. 인터프리터
  3. 로더
  4. 컴파일러
(정답률: 49%)
  • 어셈블리어(기호 언어)로 작성된 프로그램을 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역해 주는 프로그램은 어셈블러입니다.

    오답 노트
    인터프리터: 한 줄씩 해석하여 실행
    로더: 실행 파일을 메모리에 적재
    컴파일러: 고급 언어를 기계어로 번역
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84. 고급 프로그래밍 언어가 기계어가 되기까지의 처리 순서로 적절한 것은?

  1. 컴파일러 → 어셈블러 → 로더 → 링커
  2. 컴파일러 → 어셈블러 → 링커 → 로더
  3. 어셈블러 → 컴파일러 → 로더 → 링커
  4. 어셈블러 → 컴파일러 → 링커 → 로더
(정답률: 39%)
  • 고급 언어로 작성된 소스 코드가 실행 파일이 되기까지는 컴파일러를 통해 어셈블리어로, 어셈블러를 통해 기계어로 변환된 후, 링커가 여러 목적 파일을 연결하고, 최종적으로 로더가 메모리에 적재하는 과정을 거칩니다.
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85. 8진수 (375.24)8를 10진수의 표현으로 옳은 것은?

  1. 254.3126
  2. 253.3125
  3. 252.3124
  4. 251.3123
(정답률: 63%)
  • 8진수를 10진수로 변환하기 위해 각 자릿수에 8의 거듭제곱 가중치를 곱하여 합산합니다.
    ① [기본 공식] $Value = \sum (digit \times 8^{n})$
    ② [숫자 대입] $(3 \times 8^{2}) + (7 \times 8^{1}) + (5 \times 8^{0}) + (2 \times 8^{-1}) + (4 \times 8^{-2})$
    ③ [최종 결과] $253.3125$
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86. 다음 중 시스템버스에 속하지 않는 것은?

  1. 제어 버스
  2. 주소 버스
  3. 데이터 버스
  4. I/O 버스
(정답률: 48%)
  • 시스템 버스는 CPU, 메모리, I/O 인터페이스를 연결하는 통로로, 제어 버스, 주소 버스, 데이터 버스의 세 가지로 구성됩니다. I/O 버스는 시스템 버스의 구성 요소가 아닌 별도의 인터페이스 연결 통로입니다.
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87. 서브루틴의 리턴(복귀) 어드레스를 저장하기 위해 사용되는 자료 구조는?

  1. STACK
  2. QUEUE
  3. Linked List
  4. Tree 구조
(정답률: 50%)
  • 서브루틴 호출 시 복귀 주소는 나중에 들어온 것이 먼저 나가야 하는 LIFO(Last-In First-Out) 구조가 필요하므로 STACK 자료 구조를 사용합니다.
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88. interrupt 중에서 타이머, 정전 등의 외부 신호에 의하여 발생되는 것은?

  1. I/O interrupt
  2. program interrupt
  3. external interrupt
  4. supervisor call interrupt
(정답률: 50%)
  • 타이머, 정전, 하드웨어 오류 등 CPU 외부의 하드웨어 장치나 신호에 의해 발생하는 인터럽트를 external interrupt라고 합니다.
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89. 홀수 패리티 발생기에 대한 식으로 옳은 것은? (단, 입력은 x, y, z 이다.)

  1. (x ⊙ y) ⊙ z
  2. (x ⊕ y) ⊕ z
  3. (x + y) · z
  4. (x ⊕ y) ⊙ z
(정답률: 34%)
  • 홀수 패리티 발생기는 입력 데이터 중 1의 개수가 짝수일 때 1을 출력하여 전체 1의 개수를 홀수로 만드는 회로입니다. 이는 XOR 연산으로 짝수 패리티를 구한 뒤, 이를 반전시키는 XNOR($\odot$) 연산을 통해 구현합니다.

    오답 노트
    (x ⊕ y) ⊕ z : 짝수 패리티 발생기 식임
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90. 다음 프로그램을 수행했을 때 그의 결과는 무엇인가?

  1. x=0, y=1, z=3
  2. x=0, y=2, z=2
  3. x=0, y=2, z=3
  4. x=1, y=2, z=3
(정답률: 40%)
  • 증감 연산자의 위치에 따른 연산 순서를 파악하는 문제입니다.
    1. $x--$ (후위 감소): 현재 값 $1$을 연산에 먼저 사용한 후, $x$는 $0$이 됩니다.
    2. $++y$ (전위 증가): $y$를 먼저 $2$로 증가시킨 후, 연산에 사용합니다.
    3. $z = 1 + 2$가 되어 $z$는 $3$이 됩니다.
    최종 결과는 $x=0, y=2, z=3$ 입니다.
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91. 분기 명령어 길이가 3바이트 명령어이고 상대주소모드인 경우 분기명령어가 저장되어 있는 기억장치 위치의 주소가 256AH이고, 명령어에 지정된 변위값이 –75H인 경우 분기되는 주소의 위치는?

  1. 24F2H 번지
  2. 24F5H 번지
  3. 24F8H 번지
  4. 256DH 번지
(정답률: 25%)
  • 상대 주소 방식에서는 현재 명령어의 다음 주소(PC 값)에 변위값을 더하여 분기 주소를 결정합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Target Address} = (\text{Current Address} + \text{Instruction Length}) + \text{Displacement}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Target Address} = (256\text{A}_H + 3) + (-75\text{H})$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Target Address} = 24\text{F}8\text{H}$$
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92. 다음 중 에러를 찾아서 교정을 할 수 있는 코드는?

  1. hamming code
  2. ring counter code
  3. gray code
  4. 8421 code
(정답률: 57%)
  • 해밍 코드(hamming code)는 데이터 전송 중 발생한 에러를 검출할 뿐만 아니라, 에러가 발생한 정확한 위치를 찾아내어 스스로 교정할 수 있는 오류 정정 코드입니다.
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93. 중앙처리장치(CPU)의 3대 구성요소가 아닌 것은?

  1. 제어장치
  2. 연산장치
  3. 입력장치
  4. 기억장치
(정답률: 46%)
  • 중앙처리장치(CPU)는 컴퓨터의 두뇌 역할을 하며, 제어장치, 연산장치(ALU), 기억장치(레지스터)의 3대 핵심 요소로 구성됩니다.

    오답 노트
    입력장치: CPU 외부의 주변장치에 해당합니다.
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94. RISC(Reduced Instruction Set Computer)와 CISC(Complex Instruction Set Computer)에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. RISC는 실행 빈도가 적은 하드웨어를 제거하여 자원 이용률을 높이는 장점이 있다.
  2. RISC는 프로그램의 길이가 길어지므로 수행속도가 느린 단점이 있다.
  3. CISC는 고급언어를 이용하여 알고리즘을 쉽게 표현할 수 있는 장점이 있다.
  4. CISC는 복잡한 명령어군을 제공하므로 컴퓨터 설계 및 구현 시 많은 시간을 필요로 하는 단점이 있다.
(정답률: 36%)
  • RISC는 단순한 명령어 세트를 사용하여 명령어 실행 속도를 극대화한 구조입니다. 프로그램의 길이는 길어질 수 있으나, 명령어 하나하나의 실행 속도가 매우 빠르기 때문에 전체적인 수행 속도는 오히려 향상되는 장점이 있습니다.
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95. 다음 중 순차 논리 회로에 해당되는 것은?

  1. 부호기
  2. 반가산기
  3. 멀티플렉서
  4. 플립플롭
(정답률: 47%)
  • 순차 논리 회로는 현재의 입력뿐만 아니라 이전의 상태(기억)를 저장하여 출력에 반영하는 회로이며, 대표적으로 플립플롭이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    부호기, 반가산기, 멀티플렉서: 현재 입력에 의해서만 출력이 결정되는 조합 논리 회로입니다.
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96. 주기억장치에서 캐시 메모리로 데이터를 전송하는 매핑 방법이 아닌 것은?

  1. 어소시어티브 매핑(Associative Mapping)
  2. 직접 매핑(Direct Mapping)
  3. 간접 매핑(Idirect Mapping)
  4. 세트-어소시어티브 매핑(Set-Associative Mapping)
(정답률: 41%)
  • 캐시 메모리 매핑 방식에는 직접 매핑, 어소시어티브 매핑, 세트-어소시어티브 매핑의 세 가지가 있습니다. 간접 매핑은 캐시 매핑의 표준 방식에 해당하지 않습니다.
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97. 다음의 C 프로그램을 무엇을 입력한 것인가?

  1. 실수입력
  2. 정수입력
  3. 문자열입력
  4. 문자입력
(정답률: 53%)
  • 제시된 코드 에서 변수 타입이 float로 선언되었고, scanf 함수의 서식 지정자로 %f가 사용되었습니다. %f는 부동 소수점 형태의 실수를 입력받을 때 사용하는 지정자이므로 실수입력에 해당합니다.
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98. 16개의 레지스터를 가진 CPU는 몇 비트의 레지스터 지정 필드를 가져야 하는가?

  1. 1
  2. 4
  3. 8
  4. 16
(정답률: 52%)
  • 레지스터의 개수를 구분하기 위해 필요한 비트 수는 2의 거듭제곱 형태로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $2^{n} = N$ (n: 비트 수, N: 레지스터 개수)
    ② [숫자 대입] $2^{n} = 16$
    ③ [최종 결과] $n = 4$
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99. 우선순위에 의한 중재 방식 중 중재 동작이 끝날 때마다 모든 마스터들의 우선순위가 한단계씩 낮아지고 가장 낮았던 마스터가 최상위 우선순위를 가지는 방식은?

  1. 임의 우선순위
  2. 동등 우선순위
  3. 회전 우선순위
  4. 최소-최근사용 우선순위
(정답률: 54%)
  • 중재 동작이 완료될 때마다 우선순위를 한 단계씩 낮추고, 가장 낮았던 마스터를 최상위로 올리는 방식은 모든 마스터에게 공평한 기회를 제공하는 회전 우선순위 방식입니다.
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100. 다음 중 RAM에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. DRAM은 대용량 구성이 가능하고 가격도 SRAM과 비교하여 낮기 때문에 보조기억장치로 사용된다.
  2. SRAM은 메모리 리프레시(Refresh) 동작이 필요하지 않다.
  3. SRAM은 DRAM과 비교하여 동작속도가 빠르다.
  4. DDRAM, SDRAM은 DRAM의 한 종류이다.
(정답률: 42%)
  • DRAM은 전하가 누설되어 리프레시 동작이 필요한 휘발성 메모리로, 주기억장치로 사용됩니다. 보조기억장치(HDD, SSD 등)는 전원이 꺼져도 데이터가 보존되는 비휘발성 메모리를 사용합니다.

    오답 노트
    SRAM은 플립플롭 회로를 사용하여 리프레시가 필요 없고 속도가 매우 빠릅니다.
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