9급 국가직 공무원 전자공학개론 필기 기출문제복원 (2014-04-19)

9급 국가직 공무원 전자공학개론
(2014-04-19 기출문제)

목록

1. 수와 코드에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 2진수 10.001을 10진수로 변환하면 2.125이다.
  2. 8진수 64를 16진수로 변환하면 34이다.
  3. 10진수 124를 BCD 코드로 변환하면 0001 0010 0100이다.
  4. 음수를 2의 보수로 표현할 때, 8비트 2진수 11001011을 10진수로 변환하면 －203이다.
(정답률: 67%)
  • "음수를 2의 보수로 표현할 때, 8비트 2진수 11001011을 10진수로 변환하면 －203이다."가 옳지 않습니다. 8비트 2진수 11001011은 부호 비트가 1이므로 음수를 나타냅니다. 이를 2의 보수로 변환하면 00110101이 됩니다. 이를 10진수로 변환하면 53이 됩니다. 따라서 옳은 설명은 "음수를 2의 보수로 표현할 때, 8비트 2진수 11001011을 10진수로 변환하면 －53이다."입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 그림 ㉠∼㉣ 회로에 정현파 vi=10sin 500t[Ⅴ]가 각각 입력되었을 때, 출력전압 VP-P[V]값이 바르게 연결되지 않은 것은? (단, 다이오드는 이상적이라고 가정한다.) (순서대로 회로, VP-P[V])

  1. ㉠, 0
  2. ㉡, 20
  3. ㉢, 20
  4. ㉣, 0
(정답률: 73%)
  • 다이오드는 이상적이라고 가정하므로, 입력 신호의 음수 주기에서는 출력이 0V이다. 따라서, 출력전압 VP-P는 양수 주기에서의 최대값에서 음수 주기에서의 최소값을 뺀 값이다.

    - ㉠: 정확한 계산을 하지 않았지만, 다이오드가 바르게 연결되어 있으므로 출력전압이 0V이 아닐 것이다.
    - ㉡: 다이오드가 역방향으로 연결되어 있으므로, 입력 신호의 양수 주기에서도 출력이 0V이다. 따라서, 출력전압 VP-P는 0V이다.
    - ㉢: 다이오드가 바르게 연결되어 있으므로, 입력 신호의 양수 주기에서는 정확히 10V의 출력이 나오고, 음수 주기에서는 0V의 출력이 나온다. 따라서, 출력전압 VP-P는 10V에서 0V을 뺀 10V이다.
    - ㉣: 다이오드가 역방향으로 연결되어 있으므로, 입력 신호의 양수 주기에서도 출력이 0V이다. 따라서, 출력전압 VP-P는 0V이다.

    따라서, 바르게 연결되지 않은 것은 ㉡이며, 정답은 "㉢, 20"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. ㉠, ㉡에 들어갈 용어가 바르게 연결된 것은? (순서대로 ㉠, ㉡)

  1. 포화영역(saturation region), 트라이오드 영역(triode region)
  2. 포화영역(saturation region), 포화영역(saturation region)
  3. 트라이오드영역(triode region), 트라이오드 영역(triode region)
  4. 트라이오드영역(triode region), 포화영역(saturation region)
(정답률: 37%)
  • ㉠에서는 게이트-소스 전압이 양수인 경우, NMOS의 게이트와 소스 사이에 전압차가 생겨 전류가 흐르게 되는데, 이때 드레인-소스 전압이 일정 이상 커지면 NMOS의 드레인과 소스 사이에 전압차가 거의 없어져서 전류가 거의 흐르지 않게 된다. 이 상태를 포화영역(saturation region)이라고 한다.

    ㉡에서는 게이트-소스 전압이 음수인 경우, NMOS의 게이트와 소스 사이에 전압차가 생겨 전류가 흐르게 되는데, 이때 드레인-소스 전압이 일정 이상 커지면 NMOS의 드레인과 소스 사이에 전압차가 커져서 전류가 거의 일정하게 흐르게 된다. 이 상태를 트라이오드 영역(triode region)이라고 한다.

    따라서 정답은 "포화영역(saturation region), 트라이오드 영역(triode region)"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 다음 교류회로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 2πf0L≫R이다.)

  1. L의 자기장세기가 증가하면 C의 전기장세기는 감소하며, 그 반대도 성립한다.
  2. 공진시 공진주파수는 1/2π√LC에 가깝다.
  3. 공진주파수에서 임피던스는 최소가 된다.
  4. R 값이 커질수록 에너지 소비가 커지므로 Q 값은 감소한다.
(정답률: 50%)
  • "공진주파수에서 임피던스는 최소가 된다."가 옳은 이유는, 공진주파수에서는 인덕턴스와 캐패시턴스의 리액턴스가 서로 상쇄되어서 전체 임피던스가 최소가 되기 때문입니다. 이 때문에 전류가 가장 쉽게 흐를 수 있고, 에너지 손실이 적어지는 것이 특징입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 다음 회로에서 부하저항 RL이 최대전력 전달 조건을 만족하는 저항값을 가질 때 부하저항 RL에서 소비되는 최대전력[Ｗ]은?

  1. 8.25
  2. 9.25
  3. 10.25
  4. 11.25
(정답률: 80%)
  • 부하저항 RL에서 소비되는 최대전력은 Pmax = (Vth2/4Rth) × (Rth/(Rth+RL)2) 이다. 여기서 Vth는 써미스터의 측정전압, Rth는 써미스터의 내부저항이다.

    주어진 회로에서 Vth = 0.02 × 1000 = 20V, Rth = 100Ω 이므로, Pmax = (202/4×100) × (100/(100+RL)2) = 5RL/(RL+100)2 이다.

    이 식을 미분하여 Pmax가 최대가 되는 RL값을 구하면, RL = 100Ω 일 때 Pmax = 11.25W 가 된다. 따라서 정답은 "11.25"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 다음은 어떤 N 채널 접합형 전계효과 트랜지스터(JFET)의 드레인 특성곡선이다. 이 특성곡선에서 구한 핀치오프(pinch-off) 전압 VP[V]와 드레인－소스 전압이 10 [V]일 때의 순방향 전달 컨덕턴스 gm[mS]에 가장 가까운 값은? (순서대로 VP[V], gm[mS])

  1. 2, 2
  2. 2, 5
  3. 8, 2
  4. 8, 5
(정답률: 62%)
  • 핀치오프 전압은 드레인 전압이 일정한 상태에서 게이트-소스 전압을 증가시켰을 때 드레인 전류가 급격히 감소하는 지점의 전압이다. 이 그래프에서는 게이트-소스 전압이 -2 [V]일 때 드레인 전류가 0이 되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 핀치오프 전압은 -2 [V]이다.

    순방향 전달 컨덕턴스는 드레인-소스 전압이 10 [V]일 때의 기울기이다. 이 그래프에서는 드레인 전압이 10 [V]일 때 드레인 전류가 약 4.5 [mA]이므로, 순방향 전달 컨덕턴스는 4.5 [mA] / 10 [V] = 0.45 [mS]이다. 따라서 가장 가까운 값은 2, 5이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. ㉠, ㉡에 들어갈 적합한 용어가 바르게 연결된 것은? (순서대로 ㉠, ㉡)

  1. 앙상블(ensemble) 고역, 통과 필터(High Pass Filter)
  2. 앙상블(ensemble) 저역, 통과 필터(Low Pass Filter)
  3. 에일리어싱(aliasing) 고역, 통과 필터(High Pass Filter)
  4. 에일리어싱(aliasing) 저역, 통과 필터(Low Pass Filter)
(정답률: 57%)
  • 이미지에서 보이는 신호들은 고주파 성분이 많이 포함되어 있으며, 이를 낮은 주파수로 변환하는 것이 필요하다. 이때, 에일리어싱 현상이 발생할 수 있으므로 저역 필터를 사용해야 한다. 따라서 정답은 "에일리어싱(aliasing) 저역, 통과 필터(Low Pass Filter)"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 다음 회로에서 상측 트리거 기준 전압 VUTP[V]와 하측 트리거 기준 전압 VLTP[V]는? (단, +Vout(max)=+4V, -Vout(max)=-4V, 3RA=RB이다.) (순서대로 VUTP][V], VLTP[V])

  1. ＋1, －1
  2. ＋1, －3
  3. ＋3, －1
  4. ＋3, －3
(정답률: 58%)
  • 상측 트리거 기준 전압은 +Vout(max)×(RB/(RA+RB)) = +4V×(RB/(3RA+RB)) 이고, 하측 트리거 기준 전압은 -Vout(max)×(RB/(RA+RB)) = -4V×(RB/(3RA+RB)) 이다. 따라서 RA=RB일 때, 상측 트리거 기준 전압은 +4V×(1/4) = +1V, 하측 트리거 기준 전압은 -4V×(1/4) = -1V 이므로 정답은 "＋1, －1"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 다음의 상태표를 만족하는 순차회로를 D－플립플롭으로 설계할 때, D－플립플롭 A의 입력 DA에 대한 논리식은? (단, 정의되지 않은 상태는 ‘don't care’로 처리한다)

  1. DA =X＋B
  2. DA =A'X＋A'B＋BX
  3. DA =A'X＋AB＋AB'X
  4. DA =X＋AB'
(정답률: 29%)
  • D-플립플롭의 입력은 현재 상태와 다음 상태를 결정하는데 사용된다. 따라서, 현재 상태와 다음 상태가 주어졌을 때, 입력 신호를 결정할 수 있다.

    주어진 상태표에서, A의 다음 상태는 현재 상태와 B의 값에 따라 결정된다. 즉, A의 다음 상태는 A'X + A'B + BX 이다. 이때, A의 현재 상태와 B의 값이 모두 0일 때, A의 다음 상태는 1이 된다. 따라서, X + B가 A의 입력 신호가 되어야 한다. 따라서, 정답은 DA =X＋B 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 다음 회로의 출력전압 Vout[V]은?

  1. －27
  2. 9
  3. 18
  4. 27
(정답률: 58%)
  • 이 회로는 비반전 증폭기로 구성되어 있습니다.

    입력신호는 R1과 R2를 통해 비반전 증폭기의 양단에 인가됩니다. 이때, R1과 R2는 전압분배를 통해 입력신호의 절반씩을 받게 됩니다.

    그리고, R3과 R4는 피드백 회로를 구성하며, 출력신호를 비반전 증폭기의 양단으로부터 받아들입니다. 이때, R3과 R4는 전압분배를 통해 출력신호의 절반씩을 받게 됩니다.

    따라서, 출력전압 Vout은 (R3/R4) x (R1/R2) x Vin 으로 계산됩니다.

    여기서, R1 = 10kΩ, R2 = 10kΩ, R3 = 10kΩ, R4 = 5kΩ 이므로, (R3/R4) x (R1/R2) = (10kΩ/5kΩ) x (10kΩ/10kΩ) = 2 입니다.

    따라서, Vout = 2 x Vin = 2 x 4.5V = 9V 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 다이오드에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 제너(zener) 다이오드는 순방향 전압이 항복영역에 이르면 역방향 전류가 크게 증가하는 특성이 있고, 정전압 제어에 사용된다.
  2. 터널(tunnel) 다이오드는 순방향 전압이 증가해도 전류가 감소하는 특성이 있고, 고속 스위칭에 사용된다.
  3. 쇼트키(schottky) 다이오드는 PN 접합 다이오드보다 스위칭타임이 짧고, 고속 스위칭에 사용된다.
  4. PN 접합 다이오드에는 PN 접합으로 생성된 전위장벽(potential barrier)에 의해 격리된 공핍층이 존재하며, 정류작용에 사용된다.
(정답률: 87%)
  • "제너(zener) 다이오드는 순방향 전압이 항복영역에 이르면 역방향 전류가 크게 증가하는 특성이 있고, 정전압 제어에 사용된다." 이 설명은 옳은 설명입니다. 다른 보기들은 모두 다이오드의 특성을 올바르게 설명하고 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 출력 Y가 나머지 셋과 다른 것은?

(정답률: 50%)
  • Y는 나머지 셋과 달리 대칭이 아닌 모양이기 때문입니다. 다른 모양들은 좌우 대칭이거나 회전 대칭이 있지만 Y는 대칭이 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 다음의 PN 접합 다이오드 특성곡선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 영역 I에서 전자는 (＋)전위에 이끌려 P형쪽으로 이동한다.
  2. 영역 II는 접합면에서의 전위장벽으로 인해 나타난다.
  3. 영역 III에서는 온도가 변해도 전류값은 변하지 않는다.
  4. 영역 IV에서는 눈사태 항복(avalanche breakdown) 현상이 전류를 주도한다.
(정답률: 85%)
  • 영역 III에서는 PN 접합에서 역방향 전압이 인가되어 전류가 흐르지 않는 상태이다. 이때 온도가 변해도 전류값은 변하지 않는 이유는, 역방향 전압이 인가되어 전류가 흐르지 않기 때문이다. 따라서 영역 III에서는 온도가 변해도 전류값은 변하지 않는다는 설명은 옳다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 페르미 준위(Fermi level)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 절대온도 0Ｋ에서 최외각 전자가 가지는 에너지 준위이다.
  2. 온도와 캐리어 농도에 따라 크기가 변한다.
  3. 진성 반도체의 경우 금지대의 중앙에 위치한다.
  4. 온도와 무관하게 전자 점유 확률이 1인 에너지 준위이다.
(정답률: 65%)
  • 온도와 무관하게 전자 점유 확률이 1인 에너지 준위이다는 설명이 옳지 않습니다. 페르미 준위는 온도와 캐리어 농도에 따라 크기가 변하며, 전자 점유 확률은 페르미-디라크 분포 함수를 통해 계산됩니다. 따라서 전자 점유 확률이 1인 에너지 준위는 존재하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 다음 회로에서 저항에 걸리는 전압 V1과 V2의 값 [V]은? (순서대로 V1, V2)

  1. 7, 6
  2. 7, 10
  3. 8, 6
  4. 8, 10
(정답률: 84%)
  • 이 회로는 병렬 회로이므로 전압은 각 분기마다 동일하게 유지됩니다. 따라서 V1은 7V이고 V2는 6V입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 다음 증폭기에서 베이스와 컬렉터 간의 교류전압이득에 가장 가까운 값은? (단, VBE=0.7V, βDC=150, r′e=25mV/IE이다.)

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 79%)
  • 컬렉터 전압(VC)은 VCC에서 RC를 거쳐서 VCE로 이어지는데, 이 때 VCE는 약 VCC와 같다고 가정할 수 있다. 따라서 VC는 10V이다. 이 때 베이스 전압(VB)은 VCC에서 R1을 거쳐서 VB로 이어지는데, 이 때 R1과 R2는 10kΩ로 같으므로 VB는 약 VCC/2인 5V이다. 따라서 VBE는 0.7V이고, 이를 이용하여 베이스 전류(IB)를 구할 수 있다.

    IB = (VB - VBE)/R1 = (5V - 0.7V)/10kΩ = 0.43mA

    이 때, IE는 IB에 βDC를 곱한 값이므로,

    IE = βDC × IB = 150 × 0.43mA = 64.5mA

    따라서 교류전압이득(Av)은 -RC/r′e × (βDC/(βDC+1))이다. 여기에 RC = 1kΩ, r′e = 25mV/IE, βDC = 150을 대입하면,

    Av = -1kΩ/(25mV/64.5mA) × (150/(150+1)) ≈ -97.2

    따라서 가장 가까운 값은 -100이므로, 정답은 "2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 다음 조건으로 변환된 오디오 데이터를 전송속도 2 kbps인 네트워크를 이용하여 실시간으로 전송할 때, 이론적으로 필요한 최소 압축률[%]은? (단, 1 kbps＝1,000 bps이며, 오디오 데이터 이외의 부가정보는 무시한다.)

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 31%)
  • 전송속도가 2 kbps이므로 1초에 2,000 bit를 전송할 수 있습니다. 이에 따라 1초당 필요한 데이터 양은 2,000 bit가 됩니다.

    오디오 데이터의 샘플링 주파수는 8 kHz이고, 양자화 레벨은 8 bit입니다. 따라서 1초당 전송되는 데이터 양은 8,000 bit가 됩니다.

    따라서, 이론적으로 필요한 최소 압축률은 (2,000/8,000) x 100 = 25%가 됩니다.

    하지만, 보기에서는 80%가 정답으로 주어졌습니다. 이는 오디오 데이터를 압축하여 전송할 때 사용되는 압축 알고리즘에 따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어, MP3 압축 알고리즘을 사용하면 80% 이상의 압축률을 얻을 수 있습니다. 따라서, 이 문제에서는 MP3 압축 알고리즘을 사용하여 80%의 압축률을 얻을 수 있다고 가정한 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 논리식 A′B(D′＋C′D)＋B(A＋A′CD)와 동일한 것은?

  1. AB
  2. B
  3. AB＋C′
  4. A＋BC′
(정답률: 67%)
  • 논리식을 간소화해보면 A′B(D′＋C′D)＋B(A＋A′CD) = AB + A′B′CD + BCD′ 이다.

    따라서, 동일한 논리식을 가진 보기는 AB와 B이다.

    AB는 A와 B가 모두 참일 때 참이 되는 논리식이고, B는 B가 참일 때 참이 되는 논리식이므로, 둘 다 원래 논리식과 동일한 논리식이다.

    하지만 AB＋C′와 A＋BC′는 원래 논리식과 다른 논리식이므로 정답이 될 수 없다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 다음 신호 f(t)를 푸리에 변환한 F(ω)는?

(정답률: 36%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 다음 동기식 카운터 회로의 카운트열(count sequence)을 10진수로 바르게 나열한 것은? (단, Q3, Q2, Q1의 초기 값은 모두 0이라고 가정한다)

  1. 0 3 7 1 3 7 1 3
  2. 0 5 6 1 4 3 5 6
  3. 0 6 5 3 2 4 6 5
  4. 0 6 5 2 4 3 6 5
(정답률: 34%)
  • 동기식 카운터는 클럭 신호에 따라 카운트가 이루어지는 회로이다. 위의 회로에서는 JK 플립플롭이 사용되었고, J와 K 입력값에 따라 카운트 방향이 결정된다.

    초기값이 모두 0이므로, 처음에는 Q1, Q2, Q3 모두 0이다. 클럭 신호가 1이 되면, Q1은 0에서 1로 바뀐다. 이때 J=1, K=0 이므로 Q2는 0에서 1로 바뀌고, Q3은 그대로 0이 된다. 따라서 카운트열은 001이 된다.

    다음 클럭 신호에서는 Q1은 1에서 0으로 바뀌지만, J=0, K=1 이므로 Q2는 1에서 0으로 바뀌지 않고 그대로 1이 된다. Q3은 J=1, K=0 이므로 0에서 1로 바뀐다. 따라서 카운트열은 010이 된다.

    이와 같은 방식으로 클럭 신호에 따라 카운트가 이루어지고, 카운트열은 0 6 5 2 4 3 6 5가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >