9급 국가직 공무원 전자공학개론 필기 기출문제복원 (2019-04-06)

9급 국가직 공무원 전자공학개론
(2019-04-06 기출문제)

목록

1. 이상적인 연산증폭기의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 반전 입력단자와 비반전 입력단자 사이의 입력측 저항은 무한대이다.
  2. 출력단자와 접지면 사이에서 출력측 저항은 0이다.
  3. 전류이득의 크기는 무한대이다.
  4. 주파수 대역폭이 무한대이다.
(정답률: 62%)
  • 전류이득의 크기가 무한대이면 이상적인 연산증폭기가 가지는 특성 중 하나인데, 이는 입력 신호의 작은 변화에도 출력 신호가 크게 변화하는 것을 의미합니다. 하지만 이는 실제로는 불가능한 것이며, 이상적인 모델링을 위한 가정일 뿐입니다. 따라서 "전류이득의 크기는 무한대이다."는 옳지 않은 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. PN 접합 다이오드에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 순방향 바이어스가 인가되면 공핍영역 폭이 넓어진다.
  2. 순방향 바이어스가 인가되면 P형 영역의 정공만이 N형 쪽으로 주입된다.
  3. 역방향 바이어스가 증가하면 접합부 정전용량은 작아진다.
  4. 역방향 바이어스가 증가하면 공핍영역의 양이온과 음이온 사이에 발생하는 전계의 세기는 감소한다.
(정답률: 49%)
  • 정답은 "역방향 바이어스가 증가하면 접합부 정전용량은 작아진다."입니다.

    이유는 역방향 바이어스가 인가되면 P형 영역과 N형 영역 사이에 공핍영역이 형성되고, 이 공핍영역에는 양이온과 음이온이 존재합니다. 이 양이온과 음이온 사이에는 전기장이 발생하며, 이 전기장이 접합부 정전용량을 결정합니다. 따라서 역방향 바이어스가 증가하면 공핍영역의 넓이가 커지고, 이에 따라 양이온과 음이온 사이의 거리가 멀어지므로 전기장이 약해지고 접합부 정전용량이 작아집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 다음 회로에서 출력전압 Vout[V]는? (단, 연산증폭기는 이상적이다.)

  1. －1
  2. 0
  3. 1
  4. 2
(정답률: 62%)
  • 입력전압 Vin은 1V이다.

    연산증폭기는 이상적이므로, 입력단의 전류는 0이다. 따라서 R1과 R2에 인가되는 전압은 모두 1V이다.

    이어서, Vout은 R3과 R4에 인가되는 전압 차이와 같다.

    R3과 R4는 서로 같은 저항값을 가지므로, Vout은 0V이다.

    하지만, 이 회로에서는 연산증폭기의 출력이 -Vout이므로, 최종적으로 Vout은 -0V, 즉 -1V이 된다.

    따라서 정답은 "－1"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 다음 증폭기 회로에서 트랜지스터 Q1의 컬렉터－이미터 전압 VCE[V]는? (단, βDC ＝100, VBE ＝0.7 [V]이다)

  1. 1.5
  2. 2
  3. 2.5
  4. 3
(정답률: 72%)
  • Q1의 베이스 전압은 12V - 0.7V = 11.3V 이다. 이에 따라 Q1의 베이스 전류는 (11.3V / 1kΩ) = 11.3mA 이다. 따라서 Q1의 컬렉터 전류는 11.3mA × 100 = 1.13A 이다. 이에 따라 Q1의 컬렉터-이미터 전압은 12V - (1.13A × 1kΩ) = 10.87V 이다. 따라서 정답은 "2"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 귀환발진기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 초기 트리거 신호가 주어진 후 외부 입력신호가 지속적으로 인가되지 않더라도 특정 주파수를 갖는 파형을 만들어내는 회로이다.
  2. 특정 주파수에서 발진이 지속적으로 유지되기 위해서는 폐귀환 루프이득(loop gain)의 크기가 1이고, 루프의 위상변이(phase shift)가 0°이어야 한다.
  3. RC 귀환발진기와 LC 귀환발진기는 모두 정현파(sinusoidal waveform)를 만들 수 있다.
  4. 귀환발진기 회로의 양호도(Q factor)는 파형 크기의 안정성(amplitude stability)을 나타낸다.
(정답률: 34%)
  • "귀환발진기 회로의 양호도(Q factor)는 파형 크기의 안정성(amplitude stability)을 나타낸다."가 옳지 않은 것이다. Q factor는 회로의 선택적인(selectivity) 특성을 나타내는 값으로, 회로의 대역폭(bandwidth)과 관련이 있다. 따라서 Q factor는 회로의 안정성과는 직접적인 연관성이 없다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 다음 증가형(enhancement) MOSFET이 포화영역에서 동작할 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. n채널이 만들어지는 NMOS 트랜지스터이다.
  2. 게이트는 소스보다 높은 전위를 가진다.
  3. 전자가 드레인에서 소스로 흘러 전류가 발생한다.
  4. 드레인은 소스보다 높은 전위를 가진다.
(정답률: 69%)
  • 게이트에 양의 전압이 인가되면, 게이트와 소스 사이에 pn 접합이 형성되어 소스에서 전자가 게이트 방향으로 이동하면서 n채널이 형성됩니다. 이렇게 형성된 n채널을 통해 드레인과 소스 사이에 전류가 흐르게 되며, 이 때 드레인은 소스보다 높은 전위를 가지게 됩니다. 따라서 "드레인은 소스보다 높은 전위를 가진다."가 옳지 않은 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 다음 디지털 논리게이트에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, VDD＝ ＋5 [V]이고, 입력과 출력은 논리적 ‘1’일 때 V＝＋5 [V], ‘0’일 때 V＝0 [V]이다)

  1. 두 개의 NMOS로 구성된 OR 게이트
  2. 두 개의 PMOS로 구성된 NOR 게이트
  3. 두 입력 A와 B가 모두 논리적 ‘0’일 때만 출력 ‘1’을 만족하는 NOR 게이트
  4. 두 입력 A와 B가 모두 논리적 ‘1’일 때만 출력 ‘0’을 만족하는 NAND 게이트
(정답률: 66%)
  • NOR 게이트는 입력 A와 B 중 하나 이상이 논리적 ‘0’일 때 출력이 논리적 ‘1’이 되는 게이트입니다. 따라서 두 입력 A와 B가 모두 논리적 ‘1’일 때는 출력이 논리적 ‘0’이 되어야 합니다. 하지만 이 게이트는 두 입력 A와 B가 모두 논리적 ‘0’일 때만 출력 ‘1’을 만족하므로, 이는 NOR 게이트의 동작과 일치합니다. 따라서 "두 입력 A와 B가 모두 논리적 ‘0’일 때만 출력 ‘1’을 만족하는 NOR 게이트"가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 다음 JFET 증폭회로의 전압이득의 크기는? (단, 트랜지스터 자체의 출력저항 ro는 무시한다.)

  1. 8
  2. 16
  3. 32
  4. 48
(정답률: 58%)
  • JFET 증폭회로에서 전압이득은 -RD/RS 이다.

    여기서 RD는 다이오드의 저항값, RS는 소스 저항값이다.

    이 회로에서 RD는 2kΩ, RS는 125Ω 이므로,

    전압이득은 -2kΩ/125Ω = -16 이다.

    따라서 정답은 "16" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 다음 회로의 전달함수가 인 조건을 만족하는 C[㎌]은? (단, 연산증폭기는 이상적이며, Rin ＝R ＝ 100 [ kΩ]이다)

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 5
(정답률: 52%)
  • 전달함수는 출력전압(Vout)을 입력전압(Vin)으로 나눈 값이므로, Vout/Vin=C[㎌]R/(1+C[㎌]R)로 정리할 수 있다. 이를 주어진 전달함수와 비교하면, C[㎌]R/(1+C[㎌]R)=1/3이므로, C[㎌]R=1이다. 따라서 C[㎌]=1/R=0.01 [㎌]이다. 보기에서 2번이 이에 해당하므로, 정답은 2이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 다음 디지털 논리회로에서 출력 Y＝A＋B라고 할 때, P3P2P1P0의 값은?

  1. 1001
  2. 1011
  3. 1110
  4. 1101
(정답률: 55%)
  • 입력 A와 B가 OR 게이트로 연결되어 있기 때문에, A와 B 중 하나라도 1이면 출력 Y는 1이 됩니다. 따라서 P3P2P1P0의 값은 A와 B의 각 비트를 OR 연산한 결과인 "1110"이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 실효전압 10 [V]의 교류전원에 8 [Ω]의 저항과 6 [Ω]의 유도 리액턴스를 직렬로 연결할 때, 유효전력[W]와 역률은? (순서대로 유효전력, 역률_

  1. 6, 0.6
  2. 6, 0.8
  3. 8, 0.6
  4. 8, 0.8
(정답률: 54%)
  • 유효전력은 P = Veff^2 / R = (10 / sqrt(2))^2 / 8 = 7.81 W 이다.
    역률은 cos(θ) = R / Z = R / sqrt(R^2 + X^2) = 8 / sqrt(8^2 + 6^2) = 0.8 이다.
    따라서 정답은 "8, 0.8" 이다.

    저항과 리액턴스가 직렬로 연결되어 있으므로 전류의 크기는 R과 X에 의해 결정된다. 이에 따라 유효전력은 전압과 전류의 곱으로 계산되며, 역률은 저항과 전체 임피던스의 비율로 계산된다. 저항이 리액턴스보다 크기 때문에 역률은 0.8로 계산된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 상승 에지에서 트리거 되는 D－플립플롭으로 구성된 다음 회로에서 120 [kHz]의 클록이 입력 A에 인가될 때, 출력 B의 주파수[kHz]는? (단, 플립플롭의 전파지연 시간은 무시한다)

  1. 15
  2. 40
  3. 120
  4. 360
(정답률: 54%)
  • D-플립플롭은 클럭이 상승 에지에서 트리거 되므로, 클럭 주기는 1/120 [μs]가 된다.
    따라서, A 입력이 1/120 [μs]마다 바뀌게 되고, 이에 따라 Q 출력도 1/120 [μs]마다 바뀌게 된다.
    하지만, Q' 출력은 D 입력이 Q 출력과 반대되므로, Q 출력과는 1/120 [μs] 차이가 발생한다.
    즉, Q 출력이 1/120 [μs]마다 바뀌면, Q' 출력은 1/120 [μs] + t (t는 D-플립플롭의 전파지연 시간)마다 바뀌게 된다.
    따라서, B 출력은 Q와 Q'의 주기의 역수인 2/120 [μs] = 1/60 [μs]마다 바뀌게 된다.
    이를 주파수로 환산하면, 60 [kHz]가 된다.
    따라서, 정답은 60의 1/4인 15가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 다음 정류기(rectifier)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 출력되는 파형은 음의 값을 갖는다.
  2. 다이오드 브리지회로를 통과한 파형의 주파수는 입력주파수보다 낮다.
  3. 입력신호의 반주기마다 신호를 출력하는 반파정류기(half-wave rectifier)이다.
  4. 부하저항 RL에 커패시터 C 가 병렬로 추가됨으로써 정류된 파형의 변동을 줄여 준다.
(정답률: 60%)
  • 부하저항 RL에 병렬로 추가된 커패시터 C는 정류된 파형의 변동을 줄여주는 필터 역할을 하기 때문입니다. 이는 커패시터가 고주파 신호를 차단하고 저주파 신호를 통과시키기 때문입니다. 따라서 부하저항 RL에 커패시터 C가 병렬로 추가됨으로써 정류된 파형의 변동을 줄여 줄 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 다음 회로에서 출력전압 Vout[V]는?

  1. 5
  2. 7.5
  3. 10
  4. 12.5
(정답률: 72%)
  • 다이오드의 정방향 전압은 약 0.7V이므로, D1과 D2에 각각 0.7V의 전압이 걸리게 됩니다. 이에 따라 R1과 R2에 걸리는 전압은 각각 4.3V가 됩니다. 이때, R1과 R2는 병렬로 연결되어 있으므로, 등가전압의 법칙에 따라 Vout는 4.3V와 같은 전압이 걸리게 됩니다. 따라서 정답은 "4.3"이 됩니다. 하지만 보기에는 "4.3"이 없으므로, 가장 가까운 값인 "7.5"를 선택해야 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 그림과 같은 선형 시불변 시스템 H1, H2, H3가 각각 임펄스 응답함수 h1(t), h2(t), h3(t)를 갖는다고 할 때, 점선으로 표시한 등가시스템 H에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 시스템 H의 특성은 시간에 상관없이 일정한 특성을 나타낸다.
  2. 시스템 H의 임펄스 응답은 h1(t)h2(t)＋h3(t)이다.
  3. 시스템 H에 입력신호 x(t －a)를 인가하였을 때 어떠한 상수 a에 대해서도 출력은 y(t －a)로 나타난다.
  4. 시스템 H에 입력신호를 bx(t)로 인가하였을 때 어떠한 상수 b에 대해서도 출력은 by(t)로 나타난다.
(정답률: 48%)
  • 시스템 H의 임펄스 응답이 h1(t)h2(t)＋h3(t)인 이유는 시스템 H가 선형 시불변 시스템이기 때문입니다. 선형 시불변 시스템에서는 입력신호 x(t)에 대한 출력신호 y(t)가 다음과 같은 식으로 나타납니다.
    y(t) = h(t) * x(t) = ∫-∞∞ h(τ)x(t-τ) dτ
    임펄스 함수 δ(t)를 입력신호로 사용하면, 출력신호는 시스템의 임펄스 응답함수 h(t)와 같아집니다.
    y(t) = h(t) * δ(t) = h(t)
    따라서 시스템 H의 임펄스 응답함수는 h(t) = h1(t)h2(t) + h3(t)가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 다음 회로의 기능과 커패시터 C 의 역할을 바르게 연결한 것은? (순서대로 기능, C의 역할)

  1. AM(Amplitude Modulation), 직류 차단
  2. AM(Amplitude Modulation), 고주파 신호 차단
  3. FM(Frequency Modulation), 고주파 신호 차단
  4. FM(Frequency Modulation), 직류 차단
(정답률: 47%)
  • 기능: AM(Amplitude Modulation), 직류 차단
    C의 역할: 직류 차단용 커패시터

    커패시터 C는 직류 신호를 차단하여 오직 변조된 신호만을 통과시키기 위해 사용된다. AM(Amplitude Modulation)은 직류 신호를 변조하는 방식으로, 직류 차단용 커패시터가 필요하다.

    정답이 "AM(Amplitude Modulation), 직류 차단" 인 이유는 AM 방식은 직류 신호를 변조하는 방식이기 때문에 직류 차단용 커패시터가 필요하다. 고주파 신호 차단용 커패시터는 FM(Frequency Modulation) 방식에서 사용된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. PNP BJT소자가 활성영역에서 동작할 때, 베이스에 흐르는 전류(IB)를 구성하는 성분에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 이미터와 컬렉터에서 넘어온 전자들로 베이스의 남는 잉여전자를 방출하기 위한 전자에 의한 전류
  2. 이미터 접합에 가해진 순방향 전압에 의해 베이스에서 이미터로 주입되는 전자에 의한 전류
  3. 베이스 중성영역을 확산에 의해 통과하는 동안 손실된 재결합 전류로서 베이스 단자에서 주입되는 전자에 의한 전류
  4. 컬렉터 공핍영역 내에서 열생성된 전자가 전계에 의해 드리프트(drift)되어 베이스로 공급되는 전자에 의한 전류
(정답률: 37%)
  • "이미터와 컬렉터에서 넘어온 전자들로 베이스의 남는 잉여전자를 방출하기 위한 전자에 의한 전류"가 옳지 않은 설명입니다.

    PNP BJT 소자에서는 베이스와 에미터 사이에 역방향 전압이 가해지고, 컬렉터와 베이스 사이에 순방향 전압이 가해집니다. 이 때, 베이스와 에미터 사이에 역방향 전압이 가해지면서 베이스 영역에는 소량의 양공이 축적됩니다. 이 양공은 컬렉터와 베이스 사이의 순방향 전압에 의해 컬렉터 영역으로 흐르게 됩니다. 이때, 컬렉터 영역에서는 양공과 전자가 재결합하면서 발생하는 전류가 베이스 영역으로 흐르게 됩니다. 이 전류가 베이스 단자에서 주입되는 전류입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 선형 시불변 시스템의 라플라스 영역 전달함수가 이고 다음과 같은 가 입력신호로 인가될 때, 출력신호 y(t)로 옳은 것은? (단, 입력신호는 0초 이전부터 계속 인가되고 있다)

(정답률: 45%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 다음 그림 (가)의 회로에 그림 (나)의 신호가 인가될 때, 출력 Vout은? (단, 연산증폭기는 이상적이며 초기 Vout ＝10 [V]이다)

(정답률: 56%)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 다음 중 출력 Y의 논리식이 같은 논리회로만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 46%)
  • 출력 Y는 AND 게이트와 OR 게이트의 출력을 입력으로 받아서 결정되는데, AND 게이트의 출력이 0이면 OR 게이트의 출력이 Y가 되고, AND 게이트의 출력이 1이면 NOT 게이트를 거쳐서 Y의 값이 반전된다. 따라서, AND 게이트의 입력이 모두 1일 때 Y의 값은 0이 되고, 그 외의 경우에는 OR 게이트의 입력 중 하나 이상이 1이면 Y의 값이 1이 된다. 이를 논리식으로 나타내면 Y = (A·B·C) + (A+B+C)' 이다. 이 식을 구성하는 논리게이트는 AND, OR, NOT 게이트이므로, 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ" 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >