9급 국가직 공무원 전자공학개론 필기 기출문제복원 (2025-04-05)

9급 국가직 공무원 전자공학개론 2025-04-05 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 전자공학개론
(2025-04-05 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 다음 BJT 증폭회로에서 컬렉터 전류 IC[mA]는? (단, 다이오드의 순방향 전압강하는 0.7[V], 직류 전류이득 βDC=100이고, 저항성분은 무시한다)

  1. 9.3
  2. 9.7
  3. 10.3
  4. 10.7
(정답률: 알수없음)
  • 베이스 회로의 KVL을 통해 베이스 전류 $I_B$를 구한 후, 직류 전류이득 $\beta_{DC}$를 곱하여 컬렉터 전류 $I_C$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $I_C = \frac{V_{BB} - V_{BE}}{R_B} \times \beta_{DC}$
    ② [숫자 대입] $I_C = \frac{10 - 0.7}{100 \times 10^3} \times 100$
    ③ [최종 결과] $I_C = 9.3 \text{ mA}$
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2. 다음 논리 회로에서 출력 F의 논리식은?

(정답률: 알수없음)
  • 회로의 각 게이트를 순차적으로 분석하여 최종 출력 $F$를 도출합니다.
    상단 NAND 게이트의 출력은 $\overline{A \cdot B}$이고, 하단 OR 게이트의 출력은 $A + B$ 입니다.
    최종 출력 $F$는 이 두 결과의 AND 연산이므로 다음과 같습니다.
    $$F = \overline{A \cdot B} \cdot (A + B)$$
    이를 불 대수로 정리하면 $\overline{A \cdot B}$는 $\overline{A} + \overline{B}$이므로, $(\overline{A} + \overline{B})(A + B) = \overline{A}B + A\overline{B}$가 됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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3. 10진수 2025를 16진수로 표현하면?

  1. 78916
  2. 7D716
  3. 7E816
  4. 7E916
(정답률: 알수없음)
  • 10진수를 16진수로 변환하기 위해 2025를 16으로 계속 나누어 나머지를 구합니다.
    ① [기본 공식] $2025 \div 16 = 126 \dots 9$
    ② [숫자 대입] $126 \div 16 = 7 \dots 14(E)$
    ③ [최종 결과] $7 \div 16 = 0 \dots 7 \rightarrow 7E9_{16}$
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4. 다음 회로를 고역통과필터로 구성하기 위한 소자 Z1, Z2는?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • 고역통과필터(HPF)는 저주파 성분을 차단하고 고주파 성분만을 통과시키는 회로입니다. 입력단에 리액턴스가 주파수에 반비례하는 커패시터를 배치하고, 출력단에 저항을 병렬로 연결하여 저주파 시 $Z_1$의 임피던스를 크게 만들어 출력을 억제해야 합니다.
    따라서 $Z_1$은 C, $Z_2$는 R로 구성된 의 ②번 조합이 정답입니다.
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5. 전원전압 10∠20°[V]를 커패시터 1[F]에 인가하였을 때, 전류[A]는? (단, 각주파수 ω=1[rad/s]이다)

  1. 1∠-70°
  2. 1∠20°
  3. 10∠-70°
  4. 10∠110°
(정답률: 알수없음)
  • 커패시터의 임피던스는 $Z_C = \frac{1}{j\omega C}$이며, 전류는 전압을 임피던스로 나눈 값입니다. 커패시터에 흐르는 전류의 위상은 전압보다 $90^{\circ}$ 앞섭니다.
    ① [기본 공식] $I = \frac{V}{Z_C} = V \times j\omega C$
    ② [숫자 대입] $I = 10\angle 20^{\circ} \times 1\angle 90^{\circ} \times 1 \times 1$
    ③ [최종 결과] $I = 10\angle 110^{\circ}\text{ A}$
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6. 다음 BJT 증폭회로에서 컬렉터 전류 IC[mA]에 가장 가까운 값은? (단, 다이오드의 순방향 전압강하는 0.7[V], 직류 전류이득 βDC=100이고, 저항성분은 무시한다)

  1. 2.1
  2. 3.1
  3. 4.1
  4. 5.1
(정답률: 알수없음)
  • BJT의 베이스-에미터 루프와 컬렉터-베이스 루프의 KVL 방정식을 통해 컬렉터 전류를 구합니다. 베이스 전류 $I_B$와 컬렉터 전류 $I_C$의 관계식 $I_C = \beta I_B$를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $I_C = \frac{V_{CC} - V_{BE}}{R_B / \beta + R_C}$
    ② [숫자 대입] $I_C = \frac{10 - 0.7}{100 / 100 + 2}$
    ③ [최종 결과] $I_C = 3.1\text{ mA}$
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7. 다음 슈미트 트리거(Schmitt trigger) 회로의 입출력 전달특성 그래프로 옳은 것은? (단, 양의 포화전압 ＋12[V], 음의 포화전압 －12[V], 연산증폭기는 이상적이다)

(정답률: 알수없음)
  • 비반전 입력단에 정귀환 저항 $R_2$가 연결된 비반전 슈미트 트리거 회로입니다. 출력 전압이 포화 전압 $\pm 12\text{V}$일 때, 입력 전압 $v_{in}$이 임계값(Threshold)에 도달하면 출력이 반전됩니다.
    임계값 계산 공식은 $V_{th} = \frac{R_1}{R_2} V_{out}$ 입니다.

    ① [기본 공식]
    $$V_{th} = \frac{R_1}{R_2} V_{out}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{th} = \frac{500}{1500} \times (\pm 12)$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{th} = \pm 4\text{V}$$
    따라서 상한 임계값은 $+4\text{V}$, 하한 임계값은 $-4\text{V}$이며, 히스테리시스 특성을 갖는 그래프가 정답입니다.
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8. 다음 전파정류회로에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 입력전압은 vs(t)=Vmsin(120πt)[V]이고, 다이오드는 이상적이다)

  1. 출력전압의 주파수는 60[Hz]이다.
  2. 출력전압의 평균값은 Vm/π[V]이다.
  3. 출력전압의 실횻값은 [V]이다.
  4. 다이오드에 인가되는 역방향 최대전압은 2Vm[V]이다.
(정답률: 알수없음)
  • 전파정류회로는 입력 신호의 양(+)과 음(-)의 반주기를 모두 양의 방향으로 출력하므로, 출력 전압의 실횻값은 입력 정현파의 실횻값과 동일합니다.
    ① [기본 공식] $V_{rms} = \frac{V_{m}}{\sqrt{2}}$
    ② [숫자 대입] $V_{rms} = \frac{V_{m}}{\sqrt{2}}$
    ③ [최종 결과] $V_{rms} = \frac{V_{m}}{\sqrt{2}}$

    오답 노트
    출력전압의 주파수: 전파정류 시 주파수는 입력의 2배인 $120\text{Hz}$가 됩니다.
    출력전압의 평균값: 전파정류 평균값은 $\frac{2V_{m}}{\pi}$ 입니다.
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9. 다음 저역통과필터 회로에서 차단 주파수 [Hz]는? (단, 연산증폭기는 이상적이다)

  1. 250/π
  2. 500/π
  3. 750/π
  4. 1000/π
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 능동 저역통과필터(Active LPF)로, 차단 주파수 $f_{c}$는 저항 $R_{2}$와 커패시터 $C_{2}$의 값에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $f_{c} = \frac{1}{2\pi R_{2}C_{2}}$
    ② [숫자 대입] $f_{c} = \frac{1}{2\pi \times 1000 \times 2 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $f_{c} = \frac{250}{\pi}$
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10. 귀환발진기(feedback oscillator)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 발진시키는 데 외부 입력신호는 필요치 않다.
  2. 발진을 시작하기 위해서는 루프 이득이 1이어야 한다.
  3. 발진을 유지하기 위해서는 루프 이득이 1보다 커야 한다.
  4. 발진하기 위해서는 피드백 루프의 위상 천이(phase-shift)가 180°이어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 귀환발진기는 스스로 신호를 생성하는 회로이므로, 발진을 시작하고 유지하는 데 외부에서 인가하는 입력신호가 필요하지 않은 것이 핵심 원리입니다.

    오답 노트
    루프 이득: 발진 시작 및 유지를 위해 루프 이득은 1 이상이어야 함
    위상 천이: 정궤환을 위해 전체 루프의 위상 천이는 $0^{\circ}$ 또는 $360^{\circ}$의 정수배여야 함
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11. 다음 555타이머 IC를 활용한 구형파 발생 회로가 정상동작할 때, 커패시터 C1의 충전속도를 결정하는 시정수 τ1과 방전속도를 결정하는 시정수 τ2는? (단, 모든 소자는 이상적이다)

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • 555 타이머 IC의 구형파 발생 회로에서 충전과 방전 경로를 분석해야 합니다. 충전 시에는 $R_{1}$과 $R_{2}$를 통해 커패시터 $C_{1}$이 충전되며, 방전 시에는 $R_{2}$만을 통해 $C_{1}$이 방전됩니다.
    ① [충전 시정수] $\tau_{1} = (R_{1} + R_{2})C_{1}$
    ② [방전 시정수] $\tau_{2} = R_{2}C_{1}$
    따라서 정답은 $\tau_{1} = (R_{1} + R_{2})C_{1}$, $\tau_{2} = R_{2}C_{1}$ 인 ③번입니다.
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12. 다음 회로에서 전류 IS[A]는?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 7
(정답률: 알수없음)
  • 전체 회로의 합성 저항을 구한 뒤 옴의 법칙을 이용하여 전체 전류 $I_{S}$를 계산합니다. 회로의 저항 구조를 분석하면 $2\Omega$과 $3\Omega$의 직렬 합이 $4\Omega$과 $6\Omega$의 직렬 합 및 $5\Omega$ 저항과 병렬로 연결된 구조입니다. 합성 저항 $R_{eq}$는 $2.5\Omega$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $I_{S} = \frac{V}{R_{eq}}$
    ② [숫자 대입] $I_{S} = \frac{10}{3.33}$ (합성저항 계산 과정 생략)
    ③ [최종 결과] $I_{S} = 3\text{ A}$
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13. 다음 회로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전류이득이 매우 크다.
  2. 전압이득이 매우 크다.
  3. 높은 입력임피던스를 가진다.
  4. 달링턴(Darlington) 접속회로이다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 회로는 두 개의 트랜지스터를 연결하여 전류 이득을 극대화한 달링턴 접속회로입니다. 달링턴 회로는 전류 이득과 입력 임피던스는 매우 크지만, 전압 이득은 낮다는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    전압이득이 매우 크다: 달링턴 회로는 전류 증폭에 특화되어 있으며 전압 이득은 크지 않음
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14. 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)와 전계 효과 트랜지스터(FET)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. BJT보다 FET의 집적도가 높다.
  2. BJT보다 FET의 입력 저항이 작다.
  3. FET는 전자 또는 정공의 단일 캐리어에 의해 전류가 형성된다.
  4. BJT는 활성영역에서 베이스 전류에 의해 컬렉터 전류가 제어된다.
(정답률: 알수없음)
  • FET는 게이트 전극이 절연되어 있어 입력 임피던스가 매우 높다는 것이 핵심 특징입니다. 따라서 BJT보다 FET의 입력 저항이 작다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    BJT보다 FET의 집적도가 높다: FET는 크기가 작아 고집적 회로 구현에 유리함
    FET는 전자 또는 정공의 단일 캐리어에 의해 전류가 형성된다: FET는 단일 캐리어 소자임
    BJT는 활성영역에서 베이스 전류에 의해 컬렉터 전류가 제어된다: BJT는 전류 제어 소자임
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15. 다음 연산증폭기 회로에서 출력전압 Vo[V]는? (단, 연산증폭기는 이상적이다)

  1. －4
  2. －2
  3. 2
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 이상적인 연산증폭기의 차동 증폭기 회로에서 출력 전압은 두 입력 전압의 가중치 차이로 결정됩니다. 주어진 회로의 저항값이 모두 $1\text{ k}\Omega$으로 동일하므로, 출력 전압은 두 입력 전압의 단순 차이와 같습니다.
    ① [기본 공식] $V_{o} = \frac{R_{f}}{R_{in}}(V_{2} - V_{1})$
    ② [숫자 대입] $V_{o} = \frac{1}{1}(6 - 2)$
    ③ [최종 결과] $V_{o} = 4\text{ V}$
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16. 다음 논리게이트 회로의 진리표에서 입력 A, B에 대한 출력 F로 옳은 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • CMOS 회로의 스위칭 동작을 분석하여 진리표를 완성합니다.
    1) $A=0, B=0$: $M_3$ OFF, $M_4$ OFF, $M_1$ OFF $\rightarrow$ $M_2$를 통해 $V_{DD}$ 연결 가능성 확인 시 $A=0$이면 $M_1$이 꺼져 출력 $F=1$ (Pull-up)
    2) $A=0, B=1$: $M_4$ ON $\rightarrow$ 출력 $F=0$ (Pull-down)
    3) $A=1, B=0$: $M_3$ ON $\rightarrow$ 출력 $F=0$ (Pull-down)
    4) $A=1, B=1$: $M_3, M_4$ ON 및 $M_1$ OFF $\rightarrow$ 출력 $F=0$ (Pull-down)
    결과적으로 (가)1, (나)0, (다)0, (라)0 이 되는 ③번 표가 정답입니다.
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17. 유무선 데이터 통신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 네트워크 토폴로지에는 버스, 링 방식 등이 있다.
  2. 회선교환 방식은 데이터그램 방식과 가상회선 방식으로 나뉜다.
  3. 시스템들 간의 데이터 교환 방식에는 회선교환 방식, 패킷교환 방식 등이 있다.
  4. 네트워크 토폴로지란 네트워크상의 노드 위치나 노드 간의 케이블 연결들의 물리적인 배치를 의미한다.
(정답률: 알수없음)
  • 데이터 교환 방식의 분류에 대한 개념 문제입니다.
    회선교환 방식은 물리적인 전용 통신 경로를 설정하는 방식이며, 데이터그램 방식과 가상회선 방식은 패킷교환 방식의 세부 분류입니다.

    오답 노트
    회선교환 방식은 데이터그램 방식과 가상회선 방식으로 나뉜다: 패킷교환 방식에 대한 설명임
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18. 다음 4비트 시프트 레지스터 회로에서 입력신호 Clock, Input이 인가되었을 때, 구간(t4~t5)에서 출력 Q0Q1Q2Q3는? (단, 출력 Q0, Q1, Q2, Q3는 0으로 초기화되어 있고, 게이트에서 전파지연은 없다고 가정한다)

  1. 0101
  2. 0110
  3. 1011
  4. 1100
(정답률: 알수없음)
  • 시프트 레지스터는 클록의 상승 엣지(Rising Edge)마다 입력값이 오른쪽으로 한 칸씩 이동합니다.
    초기 상태: $Q_0Q_1Q_2Q_3 = 0000$
    1) $t_1$ 시점: Input $1$ $\rightarrow$ $Q_0=1, Q_1=0, Q_2=0, Q_3=0$
    2) $t_2$ 시점: Input $1$ $\rightarrow$ $Q_0=1, Q_1=1, Q_2=0, Q_3=0$
    3) $t_3$ 시점: Input $0$ $\rightarrow$ $Q_0=0, Q_1=1, Q_2=1, Q_3=0$
    4) $t_4$ 시점: Input $1$ $\rightarrow$ $Q_0=1, Q_1=0, Q_2=1, Q_3=1$
    5) $t_5$ 시점: $t_4$의 상태가 유지되거나 다음 이동 전 단계이므로 $Q_0Q_1Q_2Q_3 = 1011$이 됩니다.
    따라서 정답은 1011 입니다.
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19. 다음 카르노 맵(Karnaugh map)과 일치하는 논리식은?

(정답률: 알수없음)
  • 카르노 맵에서 $1$이 표시된 영역을 묶어 논리식을 간소화합니다.
    1) $C=0, D=0$ 열의 모든 행이 $1$이므로 $\overline{C}\overline{D}$ (또는 $\overline{D}$ 관련 묶음 분석)
    2) $A=0, B=0, C=1, D=1$ 및 $A=0, B=0, C=1, D=0$ 영역 등을 묶어 최적화합니다.
    제시된 맵의 $1$ 분포를 분석하면 $\overline{A}\overline{B}\overline{C} + B\overline{C} + \overline{D}$ 형태의 논리식으로 도출됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
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20. 역방향 항복영역에서 동작하도록 설계되어 양단 전압을 일정한 값으로 유지하는 다이오드는?

  1. 광 다이오드(photo diode)
  2. 제너 다이오드(zener diode)
  3. 버랙터 다이오드(varactor diode)
  4. 발광 다이오드(light-emitting diode)
(정답률: 알수없음)
  • 제너 다이오드는 역방향 항복 전압(Zener Voltage) 영역에서 동작하도록 설계되어, 전류가 변하더라도 양단 전압을 일정하게 유지하는 특성이 있어 정전압 회로에 사용됩니다.

    오답 노트
    광 다이오드: 빛을 전기 신호로 변환
    버랙터 다이오드: 전압에 따라 정전용량 변화
    발광 다이오드: 전기를 빛으로 변환
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