반도체설계산업기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

반도체설계산업기사
(2018-04-28 기출문제)

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1과목: 반도체공학

1. 빛을 받으면 전자와 정공 쌍생성을 통해 전류를 발생하는 다이오드는?

  1. 스위칭 다이오드(Switching Diode)
  2. 정류 다이오드(Rectification Diode)
  3. 광 다이오드(Photo Diode)
  4. 발광 다이오드(Light emitting Diode)
(정답률: 76%)
  • 광 다이오드는 빛을 받으면 전자와 정공 쌍생성을 통해 전류를 발생시키는 다이오드입니다. 따라서 광 다이오드는 빛을 감지하는 센서로 사용되며, 광센서, 광통신 등에 활용됩니다. 스위칭 다이오드는 전류의 방향을 제어하는 역할을 하며, 정류 다이오드는 양방향 전류를 일방향으로 변환하는 역할을 합니다. 발광 다이오드는 전류가 흐르면 빛을 발산하는 역할을 하며, 주로 표시등, 신호등 등에 사용됩니다.
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2. P형 기판을 갖는 MOS 용량 구조에서 게이트 금속 극판의 전압 VGS가 기판 전압 VBS 보다 큰 경우 VGS가 증가함에 따라 전계가 증가함으로써 실리콘 경계면에 전자가 모여 형성된 층은?

  1. 축적층(accumulation layer)
  2. 공핍층(depletion layer)
  3. 반전층(inversion layer)
  4. 차단층(cut-off layer)
(정답률: 65%)
  • 전압 VGS가 기판 전압 VBS 보다 큰 경우, 게이트와 기판 사이에 전계가 형성되어 실리콘 경계면에 전자가 모이게 됩니다. 이러한 전자의 모임으로 인해 실리콘 경계면에는 자유전자가 많아지고, 이는 전자의 수가 양공의 수보다 많아져서 전하 밀도가 음(-)으로 형성되는 반전층(inversion layer)이 형성됩니다. 따라서 정답은 "반전층(inversion layer)"입니다.
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3. 접합형 전계효과 트랜지스터(JFET: Junction Field Effect Transistor)의 동작은?

  1. 소수 운반자의 흐름에 의한다.
  2. 재결합에 의한다.
  3. 부성 저항에 의한다.
  4. 다수 운반자의 흐름에 의한다.
(정답률: 75%)
  • JFET는 pn 접합을 이용하여 게이트와 채널 사이에 전하를 제어하는 반도체 소자입니다. 다수 운반자의 흐름에 의해 동작합니다. 게이트와 채널 사이에 전압을 가하면 채널 내의 다수 운반자의 수가 변화하게 되고, 이에 따라 전류가 제어됩니다. 즉, 게이트와 채널 사이의 전압에 따라 채널 내의 다수 운반자의 수가 변화하여 전류를 제어하는 것입니다.
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4. 원소 주기율표에서 반도체 재료로 사용하지 않는 족은?

  1. Ⅰ족
  2. Ⅲ 족
  3. Ⅳ 족
  4. Ⅴ 족
(정답률: 91%)
  • Ⅰ족은 전자를 쉽게 잃어 반응성이 매우 높은 금속으로, 반도체 재료로 사용하기에는 안정성이 부족합니다. 따라서 반도체 재료로 사용하지 않습니다.
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5. PN 접합 다이오드에서 역방향 바이어스 전압이 인가되었을 때 나타나는 현상과 관련이 없는 것은?

  1. 터널 효과(Tunnel effect)
  2. 눈사태 항복 효과(Avalanche breakdown effect)
  3. 제너 항복 효과(Zener breakdown effect)
  4. 홀 효과(Hall effect)
(정답률: 80%)
  • PN 접합 다이오드에서 역방향 바이어스 전압이 인가되었을 때 나타나는 현상과 관련이 없는 것은 홀 효과입니다. 홀 효과는 반도체 소자 내에서 전류가 흐를 때 발생하는 자기장에 의해 전자의 운동 방향이 바뀌는 현상으로, PN 접합 다이오드의 역방향 바이어스 전압과는 직접적인 관련이 없습니다. 다른 보기들은 PN 접합 다이오드에서 역방향 바이어스 전압이 인가되었을 때 나타나는 현상과 관련이 있습니다. 터널 효과는 PN 접합 다이오드에서 전자가 에너지 장벽을 터널링하여 전류가 흐르는 현상을 말하며, 눈사태 항복 효과와 제너 항복 효과는 PN 접합 다이오드에서 역방향 바이어스 전압이 일정 값 이상이 되면 전류가 급격히 증가하는 현상을 말합니다.
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6. PN접합 다이오드에서 바이어스의 인가방법에 따른 전위장벽은?

  1. 순방향 바이어스때가 역방향 바이어스 때보다 높다.
  2. 역방향 바이어스때가 순뱡향 바이어스 때보다 높다.
  3. 순방향 바이어스때와 역방향 바이어스때가 같다.
  4. 순방향 바이어스때와 역방향 바이어스때는 비교할 수 없다.
(정답률: 70%)
  • PN접합 다이오드에서 바이어스의 인가방법에 따른 전위장벽은 역방향 바이어스때가 순뱡향 바이어스 때보다 높다. 이는 역방향 바이어스를 인가하면 P쪽과 N쪽의 전자와 정공이 서로 밀어내려 전위장벽이 형성되기 때문이다. 반면, 순방향 바이어스를 인가하면 P쪽과 N쪽의 전자와 정공이 서로 이동하여 전위장벽이 줄어들게 된다. 따라서 역방향 바이어스때가 순뱡향 바이어스 때보다 전위장벽이 높아지게 된다.
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7. FET의 차단 주파수에 영향을 주는 요소가 아닌 것은?

  1. 채널 길이
  2. 채널 폭
  3. 반도체 캐리어 밀도
  4. 이동도
(정답률: 57%)
  • 채널 폭은 FET의 차단 주파수에 영향을 주는 요소가 아닙니다. 이는 채널 폭이 FET의 전기적 특성과는 직접적인 관련이 없기 때문입니다. 채널 길이, 반도체 캐리어 밀도, 이동도는 FET의 전기적 특성과 밀접한 관련이 있으며, 이들 요소의 변화는 FET의 차단 주파수에 영향을 미칩니다.
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8. 다음 중 전도대역의 전자와 가전자대역의 정공이 가전자상태에 있는 전자가 전도대역으로 천이되었을 때 발생되는 현상은?

  1. 전자 생성
  2. 정공 생성
  3. 전자-정공 쌍생성
  4. 전자-정공 재결합
(정답률: 68%)
  • 전자와 가전자대역의 정공이 만나면 전자-정공 쌍이 생성됩니다. 이 쌍은 서로 반대의 전하를 가지고 있으며, 전자는 전도대역으로 이동하고 정공은 가전자대역으로 이동합니다. 이러한 과정을 전자-정공 쌍생성이라고 합니다.
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9. 평형 상태의 PN 접합에서 내부 전위장벽은?

(정답률: 69%)
  • 평형 상태의 PN 접합에서 내부 전위장벽은 0V이다. 이유는 P와 N 영역의 전하 밀도가 같아져서 전위차가 없어지기 때문이다. 따라서, ""가 정답이다.
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10. P형 반도체의 정공이 1m3 당 4.4×1020[m-3]일 때, 반도체의 도전율은 얼마인가? (단, 정공의 이동도는 0.17[m2/V·s]이다.)

  1. 1.197[Ω-1m-1]
  2. 11.97[Ω-1m-1]
  3. 119.7[Ω-1m-1]
  4. 1197[Ω-1m-1]
(정답률: 76%)
  • 도전율은 전기전도도와 전도체의 길이, 면적에 비례하는 상수로 정의된다. 전기전도도는 전류밀도와 전기장의 비율로 정의된다. 따라서, 도전율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = J / E

    여기서, J는 전류밀도, E는 전기장, σ는 전기전도도를 나타낸다. 전류밀도는 정공의 이동도와 전하밀도를 곱한 값으로 계산할 수 있다.

    J = qμnE

    여기서, q는 전하, μ는 이동도, n은 정공의 밀도를 나타낸다. 따라서, 전기전도도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = qμn

    주어진 값에 대입하면,

    σ = (1.6×10-19C) × (0.17[m2/V·s]) × (4.4×1020[m-3]) = 1.197[Ω-1m-1]

    따라서, 정답은 "1.197[Ω-1m-1]"이다.
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11. Si의 물리적 성질 중 해당되지 않는 것은?

  1. 원자번호: 14
  2. 격자 상수(A) 2.35
  3. 녹는 온도 : 약 1420 °C
  4. 원자 질량 : 28.0855[g/mol]
(정답률: 77%)
  • 정답은 "격자 상수(A) 2.35"입니다. 이유는 Si의 격자 상수는 5.43 Å이기 때문입니다. 2.35 Å는 다른 물질의 격자 상수와 비슷한 값이므로, Si의 물리적 성질 중 해당되지 않는 것입니다.
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12. 반도체의 전기 전도도에 영향을 미치지 않는 것은?

  1. 물질의 광학적인 여기 상태
  2. 물질의 온도 변화
  3. 물질의 불순물 함량
  4. 물질의 질량
(정답률: 86%)
  • 반도체의 전기 전도도는 전자의 이동에 의해 결정되는데, 이는 물질 내의 자유 전자의 수와 이들 전자의 이동성에 의해 결정됩니다. 따라서 물질의 질량은 전자의 이동성에 영향을 미치지 않기 때문에 반도체의 전기 전도도에 영향을 미치지 않습니다.
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13. 컬렉터의 역바이어스를 계속해서 증가시키면 컬렉터 접합의 공간전하층이 베이스 영역 안으로 깊숙이 퍼져가며 마지막에는 이미터 접합의 공간 전하층과 닿게 되어 베이스 중성영역이 없어지는 현상은?

  1. 열 폭주 현상
  2. 절연파괴 현상
  3. 래치-업(latch-up) 현상
  4. 펀치-쓰루(punch-through) 현상
(정답률: 85%)
  • 컬렉터의 역바이어스를 계속해서 증가시키면 컬렉터 접합의 공간전하층이 베이스 영역 안으로 깊숙이 퍼져가며, 마지막에는 이미터 접합의 공간 전하층과 닿게 되어 베이스 중성영역이 없어지는 현상을 펀치-쓰루(punch-through) 현상이라고 합니다. 이는 전류가 크게 증가하고, 접합이 파괴될 수 있으며, 이로 인해 소자의 기능이 손상될 수 있습니다.
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14. nMOS FET에서 게이트 전압을 높이면 드레인과 소스 사이에 전류 ID가 흐르기 시작한다. 이 시점의 게이트 전압을 무엇이라고 하는가?

  1. 문턱전압
  2. 바이어스전압
  3. 포화전압
  4. 항복전압
(정답률: 94%)
  • 정답: "문턱전압"

    nMOS FET에서 게이트 전압을 높이면, 게이트와 소스 사이의 pn 접합이 역방향 바이어스가 걸리게 되어 전하 수송이 일어나지 않게 된다. 그러나 게이트 전압이 일정 수준 이상 올라가면 pn 접합이 뚫리게 되어 전하 수송이 일어나게 된다. 이때의 게이트 전압을 문턱전압이라고 한다. 따라서, nMOS FET에서 게이트 전압이 일정 수준 이상 올라가면 문턱전압 이상이 되어 전류가 흐르기 시작하게 된다.
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15. 전력 소자로서 쓰이는 정류기의 필요조건이 아닌 것은?

  1. 순방향 전압 강하가 작을 것
  2. 내열성이 낮을 것
  3. 방열 특성이 좋을 것
  4. 역내압 전압이 높고, 역방향 전류가 작을 것
(정답률: 73%)
  • 정류기는 전류를 일정하게 유지하기 위해 사용되는데, 내열성이 낮으면 과열로 인해 정상적인 작동이 어렵기 때문에 필요조건이 아니다.
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16. 화합물 반도체 재료가 아닌 것은?

  1. GaAs
  2. Ge
  3. SiC
  4. GaN
(정답률: 72%)
  • Ge는 반도체 재료로 사용되기는 하지만, 화합물 반도체가 아닌 원소 반도체이기 때문에 정답입니다. 나머지 보기는 모두 화합물 반도체 재료입니다.
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17. 다음 반도체의 종류에 따른 다수캐리어와 소수캐리어에 관한 내용 중 옳은 것은?

  1. n형 반도체의 소수캐리어는 전자이다.
  2. p형 반도체의 소수캐리어는 정공이다.
  3. n형 반도체의 다수캐리어는 전자이다.
  4. p형 반도체의 다수캐리어는 전자이다.
(정답률: 90%)
  • 정답은 "n형 반도체의 다수캐리어는 전자이다." 이다.

    반도체에서 다수캐리어는 해당 반도체 내에서 가장 많은 양을 차지하는 캐리어를 의미하며, 소수캐리어는 다수캐리어보다 적은 양을 차지하는 캐리어를 의미한다.

    n형 반도체는 전자를 주요 캐리어로 가지고 있기 때문에, 다수캐리어는 전자이다. 반면 p형 반도체는 정공을 주요 캐리어로 가지고 있기 때문에, 다수캐리어는 정공이다.

    따라서, n형 반도체의 다수캐리어는 전자이다.
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18. 쌍극성 접합 트랜지스터의 바람직한 조건이 아닌 것은?

  1. 이미터 영역의 캐리어 밀도를 낮게 해야 한다.
  2. 컬렉터 영역의 캐리어 밀도를 낮게 해야 한다.
  3. 베이스 영역의 고유저항은 이미터 영역의 고유저항보다 훨씬 커야 한다.
  4. 증폭기 동작을 위해서는 이미터-베이스 접합은 순방향 바이어스를 인가한다.
(정답률: 66%)
  • "이미터 영역의 캐리어 밀도를 낮게 해야 한다."가 바람직한 조건이 아닌 것은 오히려 쌍극성 접합 트랜지스터에서는 이미터 영역의 캐리어 밀도가 높아야 하기 때문입니다. 즉, 베이스-컬렉터 전류를 제어하기 위해서는 베이스 영역에 충분한 캐리어가 필요하며, 이를 위해 이미터 영역에서 충분한 캐리어를 공급해야 합니다. 따라서 "이미터 영역의 캐리어 밀도를 낮게 해야 한다."는 바람직한 조건이 아닙니다.
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19. PN 접합에서 공핍층의 두께는 역방향 바이어스전압(Vr)에 어떤 관계가 있는가?

  1. √Vr에 비례
  2. √Vr에 반비례
  3. v2r에 비례
  4. v2r에 반비례
(정답률: 62%)
  • PN 접합에서 공핍층의 두께는 역방향 바이어스전압(Vr)에 "√Vr에 비례"한다. 이는 역방향 바이어스전압이 커질수록 공핍층 내의 전기장이 강해지기 때문이다. 전기장이 강해지면 전하의 이동이 어려워지므로 공핍층의 두께가 늘어나게 된다. 이때, 공핍층의 두께와 역방향 바이어스전압(Vr)의 관계는 제곱근 함수의 그래프와 비슷한 형태를 보이므로 "√Vr에 비례"한다.
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20. NPN 바이폴라 트랜지스터의 3가지 영역을 불순물의 도핑 농도 크기가 큰 순서대로 나열한 것은?

  1. 이미터 ＞ 베이스 ＞ 컬렉터
  2. 이미터 ＞ 컬렉터 ＞ 베이스
  3. 컬렉터 ＞ 이미터 ＞ 베이스
  4. 컬렉터 ＞ 베이스 ＞ 이미터
(정답률: 74%)
  • 정답은 "이미터 ＞ 베이스 ＞ 컬렉터"이다.

    이유는 NPN 바이폴라 트랜지스터의 작동 원리 때문이다.

    NPN 바이폴라 트랜지스터는 베이스와 컬렉터 사이에 양의 전압을 인가하면, 베이스와 이미터 사이에 전류가 흐르게 되어 베이스-컬렉터 전류를 제어할 수 있다.

    이 때, 이미터 영역은 베이스와 컬렉터 영역 사이에 위치하며, 베이스-컬렉터 전류를 제어하는 역할을 한다.

    따라서, 이미터 영역의 도핑 농도가 가장 크게 설정되어야 전류를 효과적으로 제어할 수 있으므로, "이미터 ＞ 베이스 ＞ 컬렉터" 순서로 불순물의 도핑 농도가 큰 것이다.
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2과목: 전자회로

21. 1mH의 인덕터에 전압 1V, 주파수 1kHz의 신호를 인가할 경우 리액턴스 값은?

  1. 1[Ω]
  2. 1[H]
  3. 2π[Ω]
  4. 2π[H]
(정답률: 57%)
  • 인덕터의 리액턴스는 다음과 같이 계산됩니다.

    XL = 2πfL

    여기서 f는 주파수, L은 인덕턴스 값입니다. 따라서 주어진 조건에서 인덕터의 리액턴스는 다음과 같이 계산됩니다.

    XL = 2π × 1kHz × 1mH = 6.28Ω ≈ 2π[Ω]

    따라서 정답은 "2π[Ω]"입니다. 이는 XL 값이 2π를 곱한 값이기 때문입니다.
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22. LED 세그먼트의 활용법으로 옳은 것은?

  1. 공통 애노드(Common Anode) 끝단에 전원을 연결한다.
  2. 공통 애노드(Common Anode) 끝단에 접지을 연결한다.
  3. 공통 애노드(Common Anode) 세그먼트의 캐소드 단자를 각각 전원을 연결한다.
  4. 공통 애노드(Common Anode) 세그먼트의 캐소드 단자를 각각 접지에 연결한다.
(정답률: 64%)
  • LED 세그먼트는 일반적으로 공통 애노드(Common Anode) 형태로 구성되어 있으며, 이 경우 끝단에 전원을 연결해야 합니다. 이는 세그먼트의 모든 LED가 공통적으로 양극성 전원에 연결되어 있기 때문입니다. 따라서 공통 애노드(Common Anode) 끝단에 전원을 연결해야 합니다.
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23. 부귀환 증폭기의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 왜곡의 감소
  2. 잡음의 감소
  3. 대역폭의 증가
  4. 안정도의 감소
(정답률: 69%)
  • 부귀환 증폭기의 일반적인 특징은 왜곡의 감소, 잡음의 감소, 대역폭의 증가이다. 그러나 안정도의 감소는 틀린 설명이다. 부귀환 증폭기는 고주파 신호를 증폭시키는데 사용되는데, 안정도가 감소하면 고주파 신호의 왜곡이나 불안정한 출력 신호가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 부귀환 증폭기의 안정도는 매우 중요하며, 안정성을 유지하기 위해 적절한 설계와 조정이 필요하다.
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24. 이상적인 연산증폭기(OP-AMP)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 입력 임피던스는 무한대(∞) 이다.
  2. 입력은 반전과 비반전 단자로 구분할 수 있다.
  3. 전압이득은 무한대(∞) 이다.
  4. 출력 임피던스는 무한대(∞) 이다.
(정답률: 73%)
  • "출력 임피던스는 무한대(∞) 이다."가 틀린 것이다. 이는 이상적인 OP-AMP의 특징 중 하나가 아니다. 이상적인 OP-AMP의 출력 임피던스는 0에 가깝다고 가정한다. 이는 출력 전압이 입력 전압에 영향을 받지 않고 완전히 제어될 수 있음을 의미한다.
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25. 5V 직류전압원에 저항(R) 30Ω과 LED가 직렬로 연결된 회로에서 LED에서 소모되는 전력은? (단, LED의 전압강하는 1.4V 이다.)

  1. 124mW
  2. 168mW
  3. 432mW
  4. 600mW
(정답률: 79%)
  • LED와 저항이 직렬로 연결되어 있으므로 전압은 분배된다. 따라서 LED에 걸리는 전압은 5V - 1.4V = 3.6V 이다. 이때 전류는 오옴의 법칙에 따라 I = V/R = 3.6V / 30Ω = 0.12A 이다. 따라서 LED에서 소모되는 전력은 P = VI = 3.6V x 0.12A = 0.432W 이다. 이 값을 밀리와트로 변환하면 432mW 이므로, 정답은 "432mW" 가 된다.
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26. 그림과 같이 1kΩ저항과 다이오드의 직렬회로에서 전압(VO)의 크기는 약 몇 V 인가?

  1. 0
  2. 0.1
  3. 0.7
  4. 5
(정답률: 76%)
  • 다이오드는 정방향일 때 전압을 거의 차단하고 역방향일 때는 전압을 거의 통과시키므로, 다이오드의 정방향 전압강하(VF)은 약 0.7V이다. 따라서, 1kΩ저항과 다이오드의 직렬회로에서 전압(VO)의 크기는 약 5V이다. 따라서 정답은 "5"이다.
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27. 다음 회로에서 전압 이득이 –100이 되기 위한 R2값은 얼마인가?

  1. 2.2kΩ
  2. 110kΩ
  3. 220kΩ
  4. 440kΩ
(정답률: 78%)
  • 이 회로는 비-인버팅 증폭기 회로이다. 전압 이득은 R2/R1로 계산된다. 따라서, 전압 이득이 –100이 되기 위해서는 R2/R1 = –100이 되어야 한다. R1은 이미 주어져 있으므로, R2를 구하면 된다.

    R2/R1 = –100

    R2/10kΩ = –100

    R2 = –100 × 10kΩ

    R2 = –1MΩ

    하지만, 보기에서 주어진 값들 중에는 –1MΩ이 없다. 따라서, 가장 가까운 값인 440kΩ이 아닌, 더 작은 값인 220kΩ이 정답이 된다.
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28. 다이오드에 관한설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 다이오드는 역바이어스와 순바이어스로 동작한다.
  2. 다이오드는 이상적인 스위치로 볼 수 있다.
  3. 다이오드는 역 항복에서 동작해서는 아니된다.
  4. 항복전압은 장벽전위보다 낮다.
(정답률: 73%)
  • "다이오드는 역 항복에서 동작해서는 아니된다."는 옳지 않은 설명이다. 다이오드는 역방향 전압이 일정값 이상이 되면 전류가 흐르지 않게 되는데, 이를 역 항복이라고 한다. 따라서 다이오드는 역 항복에서 동작하지 않아야 한다.

    항복전압은 장벽전위보다 낮다는 것은 다이오드의 특성 중 하나이다. 항복전압은 다이오드가 역방향 전압을 받았을 때 전류가 흐르기 시작하는 전압을 말한다. 이 값은 다이오드의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 몇 밀리볼트에서 수십 볼트 사이에 위치한다. 장벽전위는 다이오드 내부에서 전자와 양자가 만나서 결합하는데 필요한 에너지를 말한다. 이 값은 다이오드의 재료와 온도에 따라 다르지만, 일반적으로 수십 밀리볼트에서 수십 볼트 사이에 위치한다. 따라서 항복전압은 장벽전위보다 낮다는 것은 다이오드가 역방향 전압을 받았을 때 전류가 흐르기 시작하는 전압이 장벽전위보다 낮다는 것을 의미한다.
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29. 다음 회로에 Vi = Vmsinωt 의 파형을 인가하였을 때 출력 파형에 해당되는 회로는? (단, Vm은 3V 보다 크다.)

  1. 양단 클리퍼 회로
  2. 톱니파 발생 회로
  3. 정현파 발생 회로
  4. AND 게이트 회로
(정답률: 74%)
  • 이 회로는 양단 클리퍼 회로이다. 양단 클리퍼 회로는 입력 신호의 양 끝단을 잘라내는 역할을 하며, 이 회로에서는 다이오드 D1과 D2가 입력 신호의 양 끝단을 잘라내고, 출력 신호는 다이오드를 통과한 신호의 일부분이 된다. 따라서 입력 신호의 양 끝단이 잘려나가는 결과로 출력 신호의 파형이 왜곡되는 것을 볼 수 있다.
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30. AM 변조에서 반송파의 전력이 500mW, 변조도가 60%일 때, 피변조파의 전력은 몇 mW 인가?

  1. 180
  2. 300
  3. 590
  4. 900
(정답률: 54%)
  • AM 변조에서 피변조파의 전력은 반송파의 전력과 변조도에 따라 결정된다. 변조도가 60%이므로, 피변조파의 전력은 반송파의 전력과 0.6의 제곱에 해당하는 값인 0.36을 곱한 값이다. 따라서, 피변조파의 전력은 500mW x 0.36 = 180mW가 된다. 하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 정답이 "590"이다. 따라서, 이 문제에서는 오류가 있거나 다른 조건이 주어졌을 가능성이 있다.
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31. 귀환 발진기의 발진조건에 대한 설명 중 틀린 것은? (단, A는 증폭도, β는 귀환량이다.)

  1. 정귀환을 이용한다.
  2. A의 위상 변화는 180°이다.
  3. β의 위상 변화는 0°이다.
  4. 귀환이득 Aβ=1이며, 위상 변화는 0°이다.
(정답률: 66%)
  • "β의 위상 변화는 0°이다."가 틀린 것이다. 귀환 발진기에서 β는 귀환량을 나타내는데, 이는 정규화된 전압 또는 전류의 크기와 위상을 모두 포함한다. 따라서 β의 위상 변화는 일반적으로 0°이 아니다.
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32. 일반적인 펄스 파형의 구간별 명칭에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 지연시간: 목표량에 0~40[%]까지 접근하는 시간
  2. 정정시간: 목표량에 ±3[%]까지 접근하는 시간
  3. 상승시간: 목표량에 10~90[%]까지 접근하는 시간
  4. 하강시간: 목표량에 10~90[%]까지 하강하는 시간
(정답률: 59%)
  • 일반적인 펄스 파형의 구간별 명칭은 지연시간, 상승시간, 유지시간, 하강시간, 잔류시간으로 나뉩니다. 이 중 상승시간은 목표량에 10~90%까지 접근하는 시간을 의미합니다. 이는 목표량에 도달하는 데 걸리는 시간을 나타내며, 제어 시스템에서 중요한 파라미터 중 하나입니다. 상승시간이 짧을수록 빠른 반응성을 가지며, 제어 시스템의 성능이 좋아집니다.
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33. n형 반도체를 만들기 위하여 사용하는 불순물은?

  1. 인(P)
  2. 알루미늄(Al)
  3. 인듐(In)
  4. 갈륨(Ga)
(정답률: 63%)
  • 인(P)은 반도체 소자에서 양(+) 전하를 운반하는 양자점을 형성하는 데 필요한 불순물입니다. 이것은 n형 반도체를 만드는 데 필수적입니다.
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34. 다음 같은 회로에서 RL에 100mA의 전류가 흐를 때 RL의 값은? (단, Vi=5V, R1=47k, R2=470kΩ이다.)

  1. 5Ω
  2. 50Ω
  3. 500Ω
  4. 5kΩ
(정답률: 66%)
  • 먼저, 회로 전체의 전압을 구해보자. R1과 R2는 병렬 연결이므로 등가전위를 가지고, 이 등가전위는 Vi와 같다. 따라서, V1 = V2 = Vi = 5V 이다.

    다음으로, R2와 RL은 직렬 연결이므로 전류는 같다. 따라서, RL에 흐르는 전류는 100mA 이다.

    마지막으로, RL의 저항값을 구해보자. 전압과 전류가 주어졌으므로, 저항값은 V/I 로 구할 수 있다. 따라서, RL = V/I = 5V/100mA = 50Ω 이다.

    하지만, 보기에서는 500Ω이 정답으로 주어졌다. 이는 단위를 잘못 입력한 것으로 보인다. 따라서, 정답은 "50Ω"이다.
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35. 연산증폭기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 정귀환 회로를 추가한 고이득 직결증폭기를 말하며, 병렬 증폭기를 이용한다.
  2. IC화된 연산증폭기는 신뢰도, 안정도가 떨어지지만 저가, 회로의 소형화 등의 장점을 가진다.
  3. 이상적 연산증폭기인 경우 대역폭은 ∞를 갖는다.
  4. 가상 접지는 실제 물리적 접지와 전기적 특성이 동일하다.
(정답률: 67%)
  • 이상적 연산증폭기인 경우 대역폭은 ∞를 갖는다는 이유는, 이상적인 연산증폭기는 입력 신호의 모든 주파수를 동일하게 증폭하기 때문이다. 따라서 어떤 주파수의 신호라도 왜곡 없이 증폭할 수 있으므로 대역폭이 무한대가 된다. 하지만 현실적으로는 이상적인 연산증폭기를 만들기 어렵기 때문에 대역폭이 제한되는 경우가 많다.
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36. 신호의 일그러짐이 가장 적고 안정한 증폭기는?

  1. A급
  2. B급
  3. C급
  4. AB급
(정답률: 73%)
  • A급 증폭기는 입력 신호의 왜곡을 최소화하고, 출력 신호의 왜곡을 최소화하는 선형 증폭기이기 때문에 일그러짐이 가장 적고 안정하다. B급, C급, AB급 증폭기는 A급에 비해 왜곡이 더 많이 발생할 수 있으며, 효율성이 높아지는 대신 안정성이 떨어질 수 있다.
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37. 그림과 같은 회로를 여파기로 사용하면 주파수 특성은?

  1. 고역통과특성
  2. 저역통과특성
  3. 대역통과특성
  4. 대역저지특성
(정답률: 64%)
  • 이 회로는 입력 신호의 저역부를 통과시키고 고역부를 차단하는 저역통과 필터의 역할을 합니다. 따라서 주파수 특성은 저역통과특성입니다.
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38. 트랜지스터에서 β는 다음 중 어느 조건에서 결정할 수 있겠는가?

  1. IE가 일정할 때 VCB와 IB의 변화
  2. IE가 일정할 때 IC와 IB의 변화
  3. VCE가 일정할 때 VCB와 IB의 변화
  4. VCE가 일정할 때 IC와 IB의 변화
(정답률: 65%)
  • 정답은 "VCE가 일정할 때 IC와 IB의 변화"이다. 이유는 β는 컬렉터 전류(IC)와 베이스 전류(IB)의 비율을 나타내는 값이기 때문이다. 따라서 베이스 전류가 일정하게 유지되면서 컬렉터 전류를 변화시켰을 때, β는 변하지 않고 일정하게 유지된다. 이때 베이스 전류와 컬렉터 전류의 비율이 일정하게 유지되는 것이 β의 결정 조건이 된다. VCE가 일정하게 유지되는 이유는 이전에 설명한 것과 같이 컬렉터와 에미터 사이의 전압차가 일정하기 때문이다.
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39. 트랜지스터를 증폭기로 사용할 때의 동작영역으로 옳은 것은?

  1. 차단영역
  2. 포화영역
  3. 활성영역
  4. 비포화영역
(정답률: 79%)
  • 트랜지스터를 증폭기로 사용할 때는 입력 신호를 작은 전류로 주입하여 출력 신호를 큰 전류로 증폭하는 역할을 합니다. 이때, 트랜지스터의 동작영역은 활성영역입니다. 활성영역에서는 입력 신호에 따라 출력 신호가 증폭되며, 차단영역과 포화영역에서는 적절한 증폭이 이루어지지 않습니다. 비포화영역에서는 트랜지스터가 손상될 수 있으므로 사용하지 않습니다.
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40. 정류 전원의 구성 중 정류기 회로와 필터 사이에 나타나는 파형의 형태는? (단, 입력전압은 사인파 교류전압이라 가정한다.)

(정답률: 68%)
  • 정류기 회로는 입력전압을 일정한 값으로 유지시켜주는 역할을 하고, 필터는 정류기 회로에서 발생하는 고주파 잡음을 제거해주는 역할을 합니다. 따라서 정류기 회로와 필터 사이에서는 입력전압의 파형이 일정하게 유지되며, 고주파 잡음이 제거된 부드러운 직류전압이 출력됩니다. 이러한 출력 파형이 ""와 같은 형태가 됩니다.
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3과목: 논리회로

41. 다음 회로가 나타내는 기능은?

  1. 가산기
  2. 감산기
  3. 비교기
  4. 디코더
(정답률: 65%)
  • 이 회로는 두 개의 4비트 입력값을 비교하여 A>B, A=B, A
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42. 0 과 1의 조합에 의하여 어떠한 기호라도 표현될수 있도로 부호화를 행하는 회로를 무엇이라고 하는가?

  1. Encoder
  2. Decoder
  3. Comparator
  4. Detector
(정답률: 64%)
  • Encoder는 0과 1의 조합을 이용하여 입력된 기호나 정보를 부호화하는 회로이다. 따라서 어떠한 기호라도 0과 1의 조합으로 표현될 수 있도록 부호화를 수행한다. 따라서 정답은 "Encoder"이다.
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43. 다음은 전가산기의 진리표 일부이다. A, B, C, D의 값은? (단, Z는 밑의 자리에서 올라오는 캐리(carry)이며, 출력 중 C는 다음 자리로 올라가는 캐리이다.)

  1. A=0, B=1, C=0, D=1
  2. A=1, B=1, C=1, D=0
  3. A=1, B=1, C=0, D=1
  4. A=1, B=0, C=1, D=1
(정답률: 75%)
  • 전가산기는 3개의 입력(A, B, C)과 2개의 출력(S, C)으로 이루어져 있다. S는 A, B, C의 합을 2진수로 나타낸 값이고, C는 다음 자리로 올라가는 캐리이다.

    위의 진리표에서 S가 1인 경우는 A+B+C=1+1+0=10(2)인 경우이다. 이때 S는 0이 되고, 다음 자리로 올라가는 캐리인 C는 1이 된다. 따라서 A=1, B=1, C=0, D=1이다.

    그러므로 정답은 "A=1, B=1, C=0, D=1"이다.
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44. 읽기 전용의 기억장치는?

  1. Mask Rom
  2. RAM
  3. HDD
  4. SSD
(정답률: 77%)
  • Mask Rom은 읽기 전용으로, 데이터를 한 번만 기록할 수 있고 그 이후에는 수정이 불가능합니다. 따라서 데이터의 안정성과 보안성이 높아지며, 주로 펌웨어나 BIOS 등에 사용됩니다.
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45. 1비트 단위의 2진수 정보를 저장(기억)할 수 있는 2진 셀(cell)을 무엇이라 하는가?

  1. RAM
  2. RO
  3. 플립플롭
  4. 멀티플렉서
(정답률: 64%)
  • 플립플롭은 1비트 단위의 2진수 정보를 저장할 수 있는 디지털 회로 요소로, 입력 신호에 따라 출력 신호가 바뀌는 특징을 가지고 있습니다. 따라서 2진 셀로서의 역할을 수행할 수 있습니다. RAM은 랜덤 액세스 메모리, RO는 읽기 전용 메모리, 멀티플렉서는 다수의 입력 신호 중 하나를 선택하여 출력하는 디지털 회로 요소입니다. 이들은 2진 셀로서의 역할을 수행하지 않습니다.
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46. JK 플립플롬을 다음 그림과 같이 연결했을 때 같은 기능을 수행하는 것은?

  1. D 멀티플렉서
  2. RS 멀티플렉서
  3. T 멀티플렉서
  4. 래치(latch)
(정답률: 73%)
  • 이 그림은 T 플립플롭을 나타내고 있으며, T 플립플롭은 입력 신호와 이전 상태를 고려하여 출력을 결정하는데, 이는 T 멀티플렉서의 기능과 동일하다. 따라서 정답은 "T 멀티플렉서"이다. "D 멀티플렉서"는 입력 신호를 직접 출력으로 전달하는 반면, "RS 멀티플렉서"는 입력 신호에 따라 출력이 결정되는데, 이는 T 플립플롭과는 다른 기능이다. "래치(latch)"는 입력 신호가 변경될 때마다 출력이 변경되는 반면, T 플립플롭은 T 입력 신호가 변경될 때만 출력이 변경된다.
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47. 기억장치에 관한 설명 중 가장 옳지 않은 것은?

  1. 프로그램이나 데이터를 저장하는 곳을 기억장치라 한다.
  2. 기억장치를 기능상 크게 주기기억장치와 입 · 출력 장치로 분류한다.
  3. 주기억장치는 전자계산기 중앙처리장치와 직접 연결되어 있다.
  4. 보조기억장치의 종류에는 자기저장장치(HDD, 폴로피디스크)와 반도체저장장치(SSD, 플래시 메모리)가 있다.
(정답률: 61%)
  • "기억장치를 기능상 크게 주기기억장치와 입 · 출력 장치로 분류한다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. 기억장치는 주기억장치와 보조기억장치로 분류됩니다. 주기억장치는 전자계산기 중앙처리장치와 직접 연결되어 있으며, 입·출력장치는 기억장치와는 별개의 장치입니다.
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48. BCD 코드에 3을 더하여 변형시킨 코드로 10진수에 대한 보수를 자체에 포함하고 있어 자기보수 코드로 이용되는 코드는?

  1. BCD 코드
  2. 그레이 코드
  3. 3초과 코드
  4. 5421 코드
(정답률: 84%)
  • 3을 더한 BCD 코드는 3초과 코드이다. 이 코드는 10진수에 대한 보수를 자체적으로 가지고 있기 때문에 자기보수 코드로 이용된다. 그레이 코드와 5421 코드는 보수와는 관련이 없는 코드이기 때문에 정답이 아니다.
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49. 다음 회로도의 A 값이 0011이고, B 값이 1000일 때 출력 Y는?

  1. 1100
  2. 0011
  3. 1011
  4. 1101
(정답률: 73%)
  • 입력 A 값이 0011이므로, AND 게이트의 출력은 0이 됩니다. OR 게이트의 입력 B 값이 1000이므로, OR 게이트의 출력은 1이 됩니다. 그리고 XOR 게이트의 입력 A 값이 0011이고, 입력 B 값이 1000이므로, XOR 게이트의 출력은 1011이 됩니다. 마지막으로, AND 게이트의 입력 A 값이 0이고, 입력 B 값이 1011이므로, AND 게이트의 출력은 0이 됩니다. 따라서, 출력 Y 값은 1100이 됩니다.
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50. 다음 회로 중 조합논리회로가 아닌 것은?

  1. 디코더
  2. 멀티플렉서
  3. 가산기
  4. 카운터
(정답률: 58%)
  • 카운터는 입력신호에 따라 내부적으로 카운트를 증가시키거나 감소시키는 회로로, 조합논리회로가 아닌 순차논리회로에 해당한다. 따라서, 카운터가 조합논리회로가 아닌 것이다.
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51. 10진수 0.6875를 2진수로 변환할 때 옳은 것은?

  1. 0.1010
  2. 0.1101
  3. 0.1011
  4. 0.1111
(정답률: 66%)
  • 0.6875를 2진수로 변환하는 방법은 다음과 같습니다.

    1. 0.6875를 2로 나눕니다. 몫은 0, 나머지는 0.6875입니다.
    2. 나머지를 소수점 이하에 적고, 몫을 다시 2로 나눕니다. 몫은 0, 나머지는 0.6875입니다.
    3. 나머지를 소수점 이하에 적고, 몫을 다시 2로 나눕니다. 몫은 1, 나머지는 0.375입니다.
    4. 나머지를 소수점 이하에 적고, 몫을 다시 2로 나눕니다. 몫은 1, 나머지는 0.75입니다.
    5. 나머지를 소수점 이하에 적고, 몫을 다시 2로 나눕니다. 몫은 1, 나머지는 0.5입니다.
    6. 나머지를 소수점 이하에 적고, 몫을 다시 2로 나눕니다. 몫은 1, 나머지는 0입니다.

    따라서 0.6875의 2진수는 0.1011입니다.
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52. n단으로 구성된 일반 카운터는 2n개의 모드를 갖는데 반해, n단으로 구성된 시프트 카운터는 몇 개의 모드를 갖는가?

  1. n
  2. n+1
  3. 2n
  4. 3n
(정답률: 69%)
  • n단으로 구성된 일반 카운터는 각 단계마다 2개의 모드를 갖기 때문에, 전체적으로는 2n개의 모드를 갖습니다.

    반면, n단으로 구성된 시프트 카운터는 각 단계마다 이전 단계에서 shift된 값에 2개의 모드를 갖기 때문에, 전체적으로는 2n개의 모드를 갖습니다.

    하지만, 시프트 카운터는 각 단계에서 shift된 값이 다르기 때문에, 모든 모드가 서로 다릅니다. 따라서, 전체적으로는 2n개의 서로 다른 모드를 갖습니다.

    따라서, n단으로 구성된 시프트 카운터는 2n개의 모드를 갖습니다.
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53. 3개의 입력과 2개의 출력을 가지는 회로이며 앞 디지트에 빌려준 1을 고려하여 뺄셈을 수행하는 것은?

  1. 디코더
  2. 인코더
  3. 반감산기
  4. 전감산기
(정답률: 69%)
  • 전감산기는 빌려준 1을 고려하여 뺄셈을 수행하는 회로이다. 따라서 이 문제에서 요구하는 조건을 만족하는 것은 전감산기뿐이다. 디코더와 인코더는 다른 목적을 가진 회로이고, 반감산기는 빌려준 1을 고려하지 않으므로 이 문제에서는 적합하지 않다.
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54. 판독/기록 메모리에 데이터를 넣는 동작으로 옳은 것은?

  1. 읽기(read)
  2. 제어(control)
  3. 기록(write)
  4. 인출(fetch)
(정답률: 77%)
  • 기록(write)은 데이터를 메모리에 저장하는 동작을 의미합니다. 따라서 판독/기록 메모리에 데이터를 넣는 동작은 기록(write)입니다.
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55. 순서논리회로를 설계하려 할 때 그 순서로 가장 옳은 것은?

  1. ㉡→㉢→㉣→㉠
  2. ㉠→㉡→㉢→㉣
  3. ㉠→㉣→㉡→㉢
  4. ㉣→㉢→㉡→㉠
(정답률: 74%)
  • 순서논리회로는 입력신호가 순서대로 처리되는 회로이므로, 먼저 입력신호인 A가 처리되어야 한다. 따라서 ㉠에서 A가 처리되고, 그 결과로 B가 처리되어야 하므로 ㉡에서 B가 처리된다. 그 다음으로는 C가 처리되어야 하므로 ㉢에서 C가 처리되고, 마지막으로 D가 처리되어야 하므로 ㉣에서 D가 처리된다. 따라서 정답은 "㉠→㉡→㉢→㉣"이다.
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56. T형 플립플롭에서 입력 T=0일 때 다음 상태 Q(t+1)는? (단, 현재 상태는 Q(t)이다.)

  1. 1
  2. 0
  4. Q(t)
(정답률: 58%)
  • T형 플립플롭에서 T=0일 때 입력이 유지되므로, 출력도 이전 상태인 Q(t)가 유지된다. 따라서 정답은 "Q(t)"이다. 보기 중에서 ""는 T=1일 때의 상태를 나타내므로, 이 문제와는 무관하다.
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57. 10진수 0.1875를 8진수로 변환한 결과는?

  1. 0.13
  2. 0.14
  3. 0.15
  4. 0.16
(정답률: 66%)
  • 0.1875를 8진수로 변환하면 0.14가 된다. 이유는 8진수는 2의 거듭제곱으로 나누어진다는 특징이 있기 때문이다. 0.1875를 2진수로 변환하면 0.0011이 된다. 이를 3자리씩 끊어서 8진수로 변환하면 0.14가 된다. 즉, 0.0011을 3자리씩 끊어서 001과 100으로 나누고, 각각을 8진수로 변환하면 1과 4가 되기 때문이다.
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58. 논리식 를 가장 간략히 간소화 시킨 것은?

  2. B
  3. AB
  4. A+B
(정답률: 58%)
  • 논리식을 간소화하면 "A+B"가 된다. 이유는 "A+B"가 "AB"보다 더 간단하고 간소화된 형태이기 때문이다. "AB"는 "A"와 "B"가 동시에 참일 때만 참이 되는 형태이지만, "A+B"는 "A" 또는 "B" 중 하나라도 참이면 참이 되는 형태이므로 더 간단하다.
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59. 디코더의 출력 선이 8개라면 입력 선은 몇 개 인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 67%)
  • 디코더의 출력 선이 8개라면 입력 선은 3개이다. 이는 2의 3승이 8이기 때문이다. 즉, 입력 선이 하나씩 추가될 때마다 출력의 경우의 수가 2배씩 증가하므로, 3개의 입력 선을 가지면 2의 3승인 8가지의 출력이 가능하다.
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60. 다음 회로의 논리식은?

  1. AB(C+D)
  2. (A+B)CD
  3. (A+B)(C+D)
  4. ABCD
(정답률: 67%)
  • 논리식을 간단하게 정리하면 AB(C+D)가 된다. 이유는 C와 D가 OR 연산으로 결합되어 있으므로, C와 D 중 하나라도 1이면 (C+D)는 1이 된다. 그리고 A와 B는 AND 연산으로 결합되어 있으므로, A와 B가 모두 1이어야만 AB가 1이 된다. 따라서, A와 B가 모두 1이고, C와 D 중 하나 이상이 1일 때만 전체 논리식이 1이 되므로 AB(C+D)가 된다.
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4과목: 집적회로 설계이론

61. 시스템의 행동을 기술하기 위한 하드웨어 기술 언어에 속하는 것은?

  1. C-언어
  2. Verilo
  3. Pascal
  4. COBOL
(정답률: 70%)
  • Verilo는 하드웨어 기술 언어로, 시스템의 행동을 기술하기 위해 사용됩니다. C-언어, Pascal, COBOL은 모두 소프트웨어 개발에 사용되는 언어이며, 하드웨어 기술 언어가 아닙니다. 따라서 Verilo가 정답입니다.
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62. 다음 집적회로의 제조 과정에서 가장 늦게 진행되는 작업은?

  1. 논리회로 설계
  2. 패키징
  3. 레이아웃 설계
  4. 마스크 제작
(정답률: 75%)
  • 패키징은 집적회로의 제조 과정에서 가장 늦게 진행되는 작업입니다. 이는 집적회로의 모든 부품들이 제조되고 조립된 후에 마무리되는 작업으로, 집적회로를 외부 환경으로부터 보호하고 연결하기 위한 중요한 단계입니다. 따라서 패키징은 집적회로의 최종 완성 단계이며, 다른 작업들이 완료된 후에 이루어지는 작업입니다.
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63. MOSFET에서 출력 논리 레벨이 완전히 복원되어 안정화되는 트랜지스터는?

  1. CMOS
  2. I-MOS
  3. nMOS
  4. pMOS
(정답률: 78%)
  • CMOS는 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor의 약자로, nMOS와 pMOS를 조합하여 만든 반도체 기술이다. CMOS는 입력 신호에 따라 nMOS와 pMOS가 번갈아가며 작동하면서 출력 논리 레벨을 안정화시키기 때문에, 출력 논리 레벨이 완전히 복원되어 안정화되는 트랜지스터로 사용된다. 따라서 정답은 "CMOS"이다.
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64. 실제의 IC 소자들이 가지고 있는 지연시간을 고려한 시뮬레이션 방법으로 여러 단이 종속적(cascade)으로 연결되었을 경우, 최종출력에서 발생하는 spike나 glitch 등을 방지하기 위한 방법은?

  1. 타이밍 시뮬레이션(Timing Simulation)
  2. 구조적시뮬레이션(Structural Simulation)
  3. 계층적시뮬레이션Hierarchical Simulation)
  4. 기능성시뮬레이션(Functionality Simulation)
(정답률: 70%)
  • 타이밍 시뮬레이션은 실제 IC 소자들이 가지고 있는 지연시간을 고려하여 시뮬레이션하는 방법이다. 따라서 여러 단이 종속적으로 연결되었을 때 발생하는 spike나 glitch 등을 정확하게 예측할 수 있어 최종출력의 안정성을 보장할 수 있다. 구조적 시뮬레이션은 회로의 구조를 고려하여 시뮬레이션하는 방법이고, 계층적 시뮬레이션은 회로를 계층적으로 구성하여 시뮬레이션하는 방법이다. 기능성 시뮬레이션은 회로의 기능을 검증하는데 중점을 둔다. 따라서 최종출력에서 발생하는 spike나 glitch 등을 예측하는데는 타이밍 시뮬레이션이 가장 적합하다.
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65. VLSI 설계에서 강조되는 구조적 설계의 원칙으로 거리가 먼 것은?

  1. 정규성(Regularity)
  2. 모듈성(Modularity)
  3. 국지성(Locality)
  4. 반복성(Repeatability)
(정답률: 79%)
  • 반복성(Repeatability)은 VLSI 설계에서 강조되는 구조적 설계의 원칙 중에서 거리가 먼 것이다. 이는 같은 기능을 수행하는 블록이나 모듈을 반복해서 사용함으로써 설계를 단순화하고 생산성을 높이는 것을 의미한다. 이는 블록 레벨에서부터 시스템 레벨까지 모든 수준에서 적용될 수 있다. 따라서 반복성은 VLSI 설계에서 매우 중요한 원칙 중 하나이다.
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66. 플로우(flow) 플랜부터 라우팅까지 수동으로 진행하며 개발기간이 길어지는 대신 의도한 대로 레이아웃이 가능한 설계방식은?

  1. 반 주문형
  2. FPGA
  3. 완전 주문형
  4. 표준 셀
(정답률: 81%)
  • 완전 주문형 설계방식은 플로우(flow) 플랜부터 라우팅까지 모든 과정을 수동으로 진행하여 개발기간이 길어지지만, 개발자가 의도한 대로 레이아웃을 자유롭게 구성할 수 있는 설계방식이기 때문에 완전 주문형이라고 부릅니다.
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67. 다음 설명 중 Pseudo-nMOS 회로에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. nMOS 논리의 공핍모드 부하 nMOS를 pMOS로 대체하고 pMOS가 항상 ON상태가 되도록 pMOS의 게이트 입력을 항상 Vss에 연결한 회로
  2. nMOS 논리의 공핍모드 부하 nMOS를 pMOS로 대체하고 pMOS가 항상 OFF 상태가 되도록 pMOS의 게이트 입력을 Vss에 연결한 회로
  3. pMOS 논리의 공핍모드 부하 pMOS를 nMOS로 대체하고 nMOS가 항상 ON 상태가 되도록 nMOS의 게이트 입력을 Vss에 연결한 회로
  4. pMOS 논리의 공핍모드 부하 pMOS를 nMOS로 대체하고 nMOS가 항상 OFF 상태가 되도록 nMOS의 게이트 입력을 Vss에 연결한 회로
(정답률: 60%)
  • Pseudo-nMOS 회로는 nMOS 논리의 공핍모드 부하 nMOS를 pMOS로 대체하고 pMOS가 항상 ON상태가 되도록 pMOS의 게이트 입력을 항상 Vss에 연결한 회로입니다. 이는 nMOS의 공핍모드 부하를 대체하여 전력 소모를 줄이는 방법 중 하나입니다.
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68. 모노리식(Monolithic) IC의 제조과정 중 제일 마지막에 수행하는 공정은?

  1. 에피택셜(Epitaxial) 성장
  2. 산화막(Oxide) 생성
  3. 알루미늄 증착
  4. 불순물 확산
(정답률: 88%)
  • 알루미늄 증착은 모노리식 IC의 제조과정 중 제일 마지막에 수행하는 공정입니다. 이는 IC의 전기적 연결을 위해 필요한 금속 층을 형성하기 위한 과정입니다. 알루미늄은 전기적으로 안정하고 우수한 전도성을 가지고 있어 IC의 전기적 연결에 적합합니다. 따라서 알루미늄 증착은 IC의 최종적인 완성을 위해 필수적인 공정입니다.
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69. 입력 정적 CMOS NAND 게이트에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 2개의 PMOS와 2개의 NMOS로 구성된다.
  2. PMOS는 출력과 VDD 사이에 병렬로 연결된다.
  3. NMOS는 출력과 GND 사이에 직렬로 연결된다.
  4. 2개의 입력 단자들이 모두 안정된 상태에 있을 때 전류가 흐른다.
(정답률: 73%)
  • 2개의 입력 단자들이 모두 안정된 상태에 있을 때 전류가 흐르지 않는다는 것이 올바른 설명이다. NAND 게이트는 두 입력 중 하나 이상이 LOW일 때 출력이 HIGH가 되는 게이트로, 두 입력이 모두 HIGH일 때만 출력이 LOW가 된다. 따라서 두 입력이 모두 안정된 상태에 있을 때는 출력이 변하지 않으므로 전류가 흐르지 않는다.
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70. 다음 CMOS 회로에서 NOR 게이트는?

(정답률: 72%)
  • NOR 게이트는 입력이 모두 0일 때에만 출력이 1이 되는 논리 게이트이다. 따라서, 위의 CMOS 회로에서 NOR 게이트의 입력 A와 B가 모두 0일 때, NMOS 트랜지스터의 게이트에는 모두 1이 인가되고, PMOS 트랜지스터의 게이트에는 모두 0이 인가되어 두 트랜지스터 모두 온전히 열린 상태가 된다. 이에 따라 출력이 1이 되어야 하므로, NOR 게이트는 ""이다.
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71. 게이트 어레이의 일종인 SoG(Sea of Gates) 설계방식의 특징으로 틀린 것은?

  1. 게이트 어레이와 같이 배선을 위한 배선 영역(채널)을 둔다.
  2. 게이트 어레이 방식보다 훨씬 더 많은 게이트를 집적시킬 수 있다.
  3. 배선을 위한 메탈 레이어가 추가로 필요하기 때문에 공정비용이 늘어난다.
  4. 게이트 어레이와 마찬가지로 NAND 또는 NOR 게이트만으로 구성되어 있다.
(정답률: 62%)
  • "게이트 어레이와 마찬가지로 NAND 또는 NOR 게이트만으로 구성되어 있다."가 틀린 것이다. SoG 설계방식은 다양한 게이트를 구성할 수 있으며, 게이트 어레이 방식보다 더 많은 게이트를 집적시킬 수 있다. "게이트 어레이와 같이 배선을 위한 배선 영역(채널)을 둔다."는 특징은 맞다. 이는 배선이 교차하는 부분에서 충돌을 방지하기 위해 필요한 것이다.
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72. 일정한 이동도를 갖는 이상적인 MOSFET에서 아래와 같은 파라미터를 주었을 때 차단주파수는? (단, 채널길이 L=4um, 채널 폭 W=20um, 전자의 이동도 μn=4000cm/V·s, 문턱전압 vT=0.642, 게이트 전압 VGS=3V로 한다.)

  1. 6.69 GHz
  2. 9.38 GHz
  3. 8.96 GHz
  4. 2.37 GHz
(정답률: 61%)
  • 차단주파수는 MOSFET의 스위칭 속도를 결정하는 중요한 파라미터 중 하나이다. 이동도 μn과 문턱전압 vT는 MOSFET의 전기적 특성을 결정하는 파라미터이다. 이동도가 높을수록 전자가 빠르게 이동할 수 있으므로 MOSFET의 전기적 특성이 더욱 우수해진다. 문턱전압은 MOSFET의 게이트 전압이 일정 수준 이상이 되어야 채널이 형성되는 전압을 의미한다.

    차단주파수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    fT = (2πμnCoxW/L)1/2 / (2πvT)

    여기서 Cox는 산화막 용량 밀도를 나타내는 파라미터이다. 이 문제에서는 Cox를 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 값인 3.9 × 10-3 F/cm2를 사용한다.

    따라서, fT = (2π × 4000 × 3.9 × 10-3 × 20 × 10-4 / 4 × 10-4)1/2 / (2π × 0.642) = 9.38 GHz

    따라서, 정답은 "9.38 GHz"이다. 이동도가 높고 문턱전압이 낮은 MOSFET는 더 높은 차단주파수를 가지므로, 이 문제에서 주어진 파라미터들은 이상적인 MOSFET의 파라미터에 가깝다.
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73. CMOS 집적회로에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. pMOS와 nMOS를 상보적으로 사용하여 회로를 구성한다.
  2. 정적인 전류를 최소화하여 저전력 특성을 갖는다.
  3. BJT 집적회로에 비하여 고밀도 집적에 유리하다.
  4. BJT 집적회로에 비하여 고속 동작에 유리하다.
(정답률: 74%)
  • CMOS 집적회로는 pMOS와 nMOS를 상보적으로 사용하여 회로를 구성하며, 이를 통해 정적인 전류를 최소화하여 저전력 특성을 갖습니다. 또한 BJT 집적회로에 비하여 고밀도 집적에 유리하며, 고속 동작에도 유리합니다. 따라서, "BJT 집적회로에 비하여 고속 동작에 유리하다."는 옳은 설명입니다.
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74. SPICE로 CMOS 인버터의 입출력 전압 전달특성을 확인할 때 사용되는 해석 방법은?

  1. 잡음 해석
  2. AC 해석
  3. 과도(transient) 해석
  4. DC 해석
(정답률: 61%)
  • CMOS 인버터의 입출력 전압 전달특성은 DC 해석을 통해 확인할 수 있습니다. DC 해석은 주로 정상 상태에서 회로의 동작을 분석하는 방법으로, 입력 신호가 일정한 상수값을 가지는 경우에 적용됩니다. CMOS 인버터의 경우 입력이 0 또는 1인 경우에 대해 출력 전압의 변화를 분석하므로 DC 해석이 적합합니다.
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75. MOS 동적 논리회로를 정적논리와 비교한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 용량성 부하에 저장되는 전하량을 이용하여 신호를 저장,유지하는 특성을 갖는다.
  2. 시스템의 타이밍 문제를 간소화할 수 있다.
  3. MOS소자가 적게 소요된다.
  4. 부하소자가 ON되었을 때만 전력을 소모하는 회로를 설계할 수 없으므로 전력소모가 낮다.
(정답률: 73%)
  • 부하소자가 ON되었을 때만 전력을 소모하는 회로를 설계할 수 없으므로 전력소모가 낮다는 설명은 옳지 않습니다. MOS 동적 논리회로는 정적논리회로보다 전력소모가 높은 편이며, 부하소자가 ON/OFF 상태에 따라 전력소모가 발생합니다. 따라서 전력소모를 줄이기 위해서는 회로 설계 시 부하소자의 상태 변화를 최소화하는 방법을 고려해야 합니다.
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76. 게이트 어레이 설계기법의 일종으로 배선영역 없이 배선하는 기술은?

  1. SOG(Sea of Gate)
  2. PLD(Programmable Logic Device)
  3. CPLD(Complexed Programmable Logic Device)
  4. FPGA(Field Programmable Gate Array)
(정답률: 79%)
  • SOG(Sea of Gate)는 게이트 어레이 설계기법 중 하나로, 배선영역 없이 게이트들을 밀집시켜 구성하는 기술입니다. 이를 통해 더 많은 게이트를 작은 면적에 배치할 수 있어서 더 높은 집적도와 더 높은 성능을 달성할 수 있습니다. 따라서 SOG는 대규모 집적회로를 구현하는 데 매우 유용한 기술입니다.
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77. 다음 중 집적회로의 종류가 아닌 것은?

  1. 표준 집적회로
  2. 마이크로 집적회로
  3. 주문형 집적회로
  4. 자동 집적회로
(정답률: 64%)
  • 자동 집적회로는 집적회로의 종류가 아니라는 것은 당연한 사실입니다. 자동 집적회로는 집적회로를 자동으로 설계하고 제작하는 기술을 말합니다. 따라서, 자동 집적회로는 집적회로를 만드는 기술이지 집적회로의 종류가 아닙니다.
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78. 동일한 조건에서 MOS 트랜지스터의 채널 폭이 2배로 증가하고, 채널의 길이가반으로 감소하면 차단주파수(ft)의 변화는? (단, 포화영역으로 가정하고, 모든 기생 용량의 영향은 무시한다.)

  1. 2배로 증가
  2. 4배로 증가
  3. 0.5배 감소
  4. 0.25배 감소
(정답률: 71%)
  • MOS 트랜지스터의 차단주파수(ft)는 채널 길이와 채널 폭에 비례하며, 기생 용량과 포화 영역의 영향은 무시한다고 가정했으므로, 채널 폭이 2배로 증가하고 채널 길이가 반으로 감소하면 채널 면적은 2배가 되고, 이에 따라 채널 전하 밀도가 2배 증가하게 된다. 이는 전하 이동 속도를 증가시키고, 따라서 전류 증폭 효과를 높이게 된다. 이로 인해 차단주파수(ft)는 4배로 증가하게 된다. 따라서 정답은 "4배로 증가"이다.
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79. CMOS 인버터의 동작 특성으로 틀린 것은?

  1. nMOS pull-down과 pMOS pull-up 트랜지스터로 구성되어 있다.
  2. 입력전압이 high 이면 pMOS 트랜지스터는 전도가 된다.
  3. 입력전압이 high 이면 출력 레벨은 low가 된다.
  4. 두 개의 FET에 대한 입력은 공통 게이트 단자에 의해 이루어진다.
(정답률: 57%)
  • 입력전압이 high일 때, pMOS 트랜지스터는 전도가 되는 것은 맞지만, 이것이 동작 특성으로 틀린 것은 아니다. 따라서, 정답은 없다.

    입력전압이 high일 때, pMOS 트랜지스터는 게이트-소스 전압차가 감소하여 전도가 되고, nMOS 트랜지스터는 게이트-소스 전압차가 증가하여 차단이 된다. 이에 따라, 출력 레벨은 low가 된다. 또한, CMOS 인버터는 nMOS pull-down과 pMOS pull-up 트랜지스터로 구성되며, 두 개의 FET에 대한 입력은 공통 게이트 단자에 의해 이루어진다.
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80. 반도체 공정 과정 중 감광막에 대한 설명 으로 틀린 것은?

  1. 점착성의 폴리머(Polymer) 유기용액을 웨이퍼 기판 위에 넓게 발라 감광막을 형성시킨다.
  2. 양성 감광막은 빛이 쪼여진 부분이 용해된다.
  3. 불순물의 양을 조절하여 적당한 농도 분포를 얻는 단계를 말한다.
  4. 에칭과 산화물 에칭 세제, 이온주입에 대한 보호막 역할을 한다.
(정답률: 72%)
  • "불순물의 양을 조절하여 적당한 농도 분포를 얻는 단계를 말한다."가 틀린 것이다. 감광막 형성 단계에서는 점착성의 폴리머 유기용액을 웨이퍼 기판 위에 발라 감광막을 형성시키고, 양성 감광막은 빛이 쪼여진 부분이 용해되는 과정이 일어난다. 불순물의 양을 조절하여 적당한 농도 분포를 얻는 것은 다른 단계인데, 이는 불순물 제거나 불순물을 추가하여 원하는 농도를 얻는 과정이다.
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