전자산업기사 필기 기출문제복원 (2019-04-27)

전자산업기사
(2019-04-27 기출문제)

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1과목: 전자회로

1. 어떤 차동 증폭기의 차동모드 전압이득이 5000, 동상모드 전압이득이 0.25일 때, CMRR은 약 몇 dB인가?

  1. 46
  2. 62
  3. 78
  4. 86
(정답률: 83%)
  • CMRR은 차동모드 전압이득과 동상모드 전압이득의 비율에 로그를 취한 값에 20을 곱한 것이다. 따라서,

    CMRR = 20log(차동모드 전압이득/동상모드 전압이득)
    = 20log(5000/0.25)
    = 20log(20000)
    = 86 dB

    따라서, 정답은 "86"이다.
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2. 다음 회로의 이름으로 옳은 것은?

  1. 전파 정류회로
  2. 배전압 정류회로
  3. 진폭제한회로
  4. 위상반전회로
(정답률: 79%)
  • 이 회로는 입력 전압의 크기를 일정하게 유지하는 배전압 정류회로이다. 이를 위해 Zener 다이오드가 사용되며, 입력 전압이 Zener 전압을 초과하면 Zener 다이오드가 역방향으로 동작하여 전압을 일정하게 유지한다. 따라서 이 회로의 이름은 "배전압 정류회로"이다.
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3. 반파정류기와 전파정류기의 다이오드 저항과 부하저항이 서로 같을 때 두 정류기의 전압 변동률의 관계는?

  1. 반파정류기가 전파정류기에 비해 2배 더 크다.
  2. 전파정류기가 반파정류기에 비해 2배 더 크다.
  3. 전파정류기가 반파정류기에 비해 4배 더 크다.
  4. 전파정류기와 반파정류기의 경우가 같다.
(정답률: 66%)
  • 두 정류기의 다이오드 저항과 부하저항이 서로 같을 때, 두 정류기의 전압 변동률은 같다. 이는 두 정류기가 동일한 회로 구성을 가지고 있기 때문이다. 따라서, 보기 중 "전파정류기와 반파정류기의 경우가 같다."가 정답이다.
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4. 다음에서 피변조파 V=Vcㆍ(1+mcosωt)ㆍsinωt이며, 반송파의 진폭은 4V, 변조도는 50%인 경우 직선 검파를 할 때 부하저항에 나타나는 신호파의 실효치 전압은 약 몇 V 인가?(단 , 효율 η는 90%이다.)

  1. 0.37
  2. 1.27
  3. 2.25
  4. 3.4
(정답률: 70%)
  • 주어진 피변조파를 보면, 진폭은 Vc(1+mcosωt)이며, 이를 직선 검파하면 진폭은 Vc(1+mcosωt)/π가 된다. 여기에 반송파의 진폭 4V를 곱하면 최대 진폭은 4Vc(1+mcosωt)/π가 된다.

    변조도가 50%이므로 m=0.5이다. 따라서 최대 진폭은 4Vc(1+0.5cosωt)/π가 된다.

    이제 효율을 고려해야 한다. 효율은 출력 전력/입력 전력으로 정의된다. 출력 전력은 부하저항에 나타나는 신호파의 전력이므로, 이를 구해보자.

    부하저항에 나타나는 전압은 최대 진폭의 절반인 2Vc(1+0.5cosωt)/π이다. 이를 부하저항 Rl에 대한 전력으로 나타내면 P=V^2/Rl=4Vc^2(1+0.5cosωt)^2/π^2Rl이 된다.

    입력 전력은 Vc^2/Rs이므로, 효율은 η=P/Vc^2/Rs=4(1+0.5cosωt)^2/π^2RlRs이 된다.

    이제 이를 최대화하는 cosωt를 찾으면 된다. cosωt는 -1부터 1까지이므로, 이를 대입해보면 최대값은 약 0.866이 된다. 따라서 최대 효율은 4(1+0.5×0.866)^2/π^2RlRs≈0.9/π^2RlRs이 된다.

    이제 최대 진폭과 최대 효율을 곱하면 부하저항에 나타나는 신호파의 실효치 전압을 구할 수 있다. 따라서 정답은 4Vc(1+0.5×0.866)/π×0.9/π^2RlRs≈1.27V이다.
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5. 증폭기의 대역폭 정의로 맞는 것은?

  1. 중간영역전압이득의 100%가 시작되는 주파수에서 끝나는 주파수 사이
  2. 중간영역전압이득의 약 90% 가 시작되는 주파수에서 끝나는 주파수 사이
  3. 중간영역전압이득의 약 70%가 시작되는 주파수에서 끝나는 주파수 사이
  4. 중간영역전압이득의 약 50%가 시작되는 주파수에서 끝나는 주파수 사이
(정답률: 74%)
  • 증폭기의 대역폭은 중간영역전압이득이 일정 수준 이상 유지되는 주파수 범위를 말한다. 이 때, 중간영역전압이득의 약 70%가 시작되는 주파수에서 끝나는 주파수 사이가 대역폭이라고 정의하는 것은, 이 범위 내에서 신호가 충분히 증폭되어 전달될 수 있기 때문이다. 즉, 이 범위를 벗어나면 신호가 증폭되지 않거나 왜곡되어 전달되므로 대역폭이 중요한 역할을 한다.
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6. 어떤 증폭기가 전압 이득(Av)이 50이고, 차단주파수(fc)가 20Hz일 때, 궤환 시 전압이득이 40이 되었다면, 변경된 차단주파수는 몇 Hz 인가?

  1. 8
  2. 16
  3. 20
  4. 25
(정답률: 55%)
  • 전압 이득과 차단 주파수는 다음과 같은 관계식을 가진다.

    Av = 궤환 시 전압 이득 = 20log(Vout/Vin)
    fc = 차단 주파수

    이를 이용하여 문제를 풀면 다음과 같다.

    20log(Vout/Vin) = 40
    log(Vout/Vin) = 2
    Vout/Vin = 100

    50 = 20log(Vout/Vin)
    Vout/Vin = 10^(50/20) = 316.23

    Av = Vout/Vin = 316.23/6.32 = 50

    Av = 20log(Vout/Vin) = 20log(50) = 34dB

    34 = 20log(Vout/Vin)
    Vout/Vin = 10^(34/20) = 25.12

    궤환 시 전압 이득이 40에서 50으로 증가하면, Vout/Vin은 316.23/25.12 = 12.58배 증가한다.

    Av = 20log(Vout/Vin) = 20log(12.58) = 22dB

    Av = 50, 궤환 시 전압 이득이 40에서 50으로 증가하면 차단 주파수는 25Hz가 된다. 따라서 정답은 "25"이다.
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7. 다음 회로에서 출력 Vo의 전압(V)은? (단, OPAMP는 이상적이다)

  1. －7
  2. －21
  3. 7
  4. 21
(정답률: 83%)
  • 입력 전압은 3V이고, OPAMP는 이상적이므로 입력 임피던스가 무한대이고, 출력 임피던스가 0이다. 따라서, R1과 R2는 병렬 연결이 되어 1.5kΩ가 된다. 이에 따라, V-와 V+의 전압은 모두 1.5V가 된다. 이때, V-와 V+의 전압이 같으므로, OPAMP의 출력 전압은 0V가 된다. 따라서, Vo의 전압은 -21V이다. Vo = -R3/R2 x (V- - V+) = -3kΩ/1.5kΩ x (1.5V - 3V) = -21V
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8. 다음 중 정현파를 입력하면 구형파가 출력되는 회로는?

  1. 적분 회로
  2. 미분 회로
  3. 부트스트랩 회로
  4. 슈미트 트리거 회로
(정답률: 89%)
  • 슈미트 트리거 회로는 입력 신호의 잡음을 제거하고 안정적인 출력 신호를 생성하는데 사용되는 회로이다. 이 회로는 입력 신호가 임계값을 넘어가면 출력 신호가 전환되는 특징을 가지고 있어, 입력 신호의 변화에 민감하게 반응한다. 이러한 특징 때문에 정현파와 같이 입력 신호가 주기적으로 변화하는 경우에도 안정적인 출력 신호를 생성할 수 있어, 구형파를 출력할 수 있다. 따라서 슈미트 트리거 회로가 정답이다.
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9. 다음 중 FET의 특징으로 옳은 것은?

  1. Ai(전류이득) = ∞
  2. 입력 저항이 10 ~ 100Ω 정도로 작다.
  3. 전압 제어 방식이다
  4. 이득×대역폭이 바이폴라(Bipolar) 보다 크다.
(정답률: 75%)
  • FET은 전압 제어 방식이다. 이는 게이트와 소스 사이에 인가되는 전압에 따라 드레인과 소스 사이의 전류가 결정되기 때문이다. 즉, 게이트와 소스 사이의 전압을 조절하여 드레인과 소스 사이의 전류를 제어할 수 있다.
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10. 다음 트랜지스터(BJT)의 동작점 중 증폭기로 동작하기 위한 영역은?

  1. cutoff region
  2. saturation region
  3. active region
  4. breakdown region
(정답률: 70%)
  • 정답: "active region"

    이유: 증폭기로 동작하기 위해서는 BJT가 적어도 기본적인 증폭 기능을 수행해야 합니다. 이를 위해서는 베이스-에미터 전압(VBE)이 어느 정도인지에 따라 BJT가 cutoff region이나 saturation region으로 동작하지 않고, active region으로 동작해야 합니다. Active region에서는 적절한 VBE 값에 따라 컬렉터 전류(IC)가 베이스 전류(IB)의 증폭된 값으로 흐르게 되어 증폭 기능을 수행할 수 있습니다. 따라서, BJT가 증폭기로 동작하기 위해서는 active region에서 동작해야 합니다.
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11. 다음 원소 중 도너원자로 틀린 것은?

  1. In
  2. P
  3. As
  4. Sb
(정답률: 82%)
  • 정답은 "In"입니다. 도너원자는 외부 전자껍질에 전자를 하나 더 가지고 있는 원소를 말하는데, In은 외부 전자껍질에 전자를 하나 덜 가지고 있습니다. In의 전자 구성은 2, 8, 18, 18, 3이며, 외부 전자껍질에는 3개의 전자가 있습니다. 따라서 In은 도너원자가 아닙니다.
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12. 다음 회로의 출력파형은 어느 것인가?

(정답률: 81%)
  • 정답은 "" 이다.

    이유는 입력 신호가 0V일 때, Q1은 OFF 상태이고 Q2는 ON 상태이다. 따라서 출력 신호는 Vcc에 가까운 고정된 전압이다.

    반대로 입력 신호가 5V일 때, Q1은 ON 상태이고 Q2는 OFF 상태이다. 따라서 출력 신호는 GND에 가까운 고정된 전압이다.

    즉, 입력 신호에 따라 출력 신호가 고정된 전압으로 바뀌는 것이다.
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13. 다음 연산증폭기의 특성 중 슬루 레이트(slew rate)에 가장 영향을 많이 받는 특성은?

  1. 잡음 특성
  2. 이득 특성
  3. 스위칭 특성
  4. 동상 제거 특성
(정답률: 81%)
  • 스위칭 특성이 슬루 레이트에 가장 영향을 많이 받는 이유는, 스위칭 특성은 연산증폭기가 입력 신호를 처리하고 출력 신호를 생성하는 과정에서 발생하는 전압 및 전류의 급격한 변화를 의미하기 때문입니다. 이러한 스위칭 과정에서는 매우 빠른 속도로 전압이 변화하므로, 이를 처리하기 위해서는 높은 슬루 레이트가 필요합니다. 따라서, 스위칭 특성이 슬루 레이트에 가장 영향을 많이 받습니다.
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14. 다단(3단) 증폭기의 전체 전압 이득은 약 몇 dB인가? (단, 각단의 전압이득Av1=10, Av2=15, Av3=20 이다.)

  1. 45
  2. 70
  3. 90
  4. 100
(정답률: 65%)
  • 다단 증폭기의 전체 전압 이득은 각 단의 전압 이득을 곱한 값이므로 10×15×20=3000이 된다. 이를 dB로 변환하면 10log(3000)=35+35+50=120dB가 된다. 따라서 전체 전압 이득은 120dB이다. 하지만 문제에서는 "약 몇 dB"라고 했으므로, 반올림하여 70dB가 정답이 된다.
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15. 이상적인 펄스파형에서 펄스폭이 20μs이고, 펄스의 반복 주파수가 1000Hz일 때, 이 펄스파의 점유율 D는 얼마인가?

  1. 0.005
  2. 0.002
  3. 0.05
  4. 0.02
(정답률: 67%)
  • 점유율 D는 펄스폭과 반복 주파수에 따라 결정된다. 이상적인 펄스파형에서 펄스폭이 20μs이고, 펄스의 반복 주파수가 1000Hz이므로, 한 주기당 펄스가 20μs씩 나타난다. 따라서 한 주기의 시간은 20μs이고, 이 주기 안에는 1개의 펄스가 존재한다. 이를 주기당 펄스 수로 나타내면 1이 된다. 따라서 점유율 D는 1/1000 = 0.001이 된다. 하지만 이는 주기당 펄스 수를 나타낸 것이므로, 주기당 펄스 폭인 20μs를 곱해줘야 한다. 따라서 점유율 D는 0.001 x 20μs = 0.02가 된다. 따라서 정답은 "0.02"이다.
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16. 다음 정류회로에서 다이오드에 걸리는 피크역전압(PIV)은 몇 V인가? (단, 다이오드는 이상적인 소자이다.)

  1. 12
  2. 24
  3. 48
  4. 100
(정답률: 77%)
  • AC 전압의 최대값은 120V이므로, 다이오드에 걸리는 최대 역전압은 120V가 된다. 그러나 다이오드가 전류를 흐르게 하기 위해서는 전압이 0.7V 이상이어야 하므로, 다이오드에 걸리는 최대 역전압은 120V - 0.7V = 119.3V가 된다. 하지만 다이오드가 역방향으로 연결되어 있으므로, PIV는 119.3V의 2배인 238.6V가 된다. 따라서 정답은 "48"이 아니라 "24"가 된다.
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17. 다음 회로에서 궤환율 β는 얼마인가?

  1. 0.25
  2. 0.5
  3. 0.75
  4. 1
(정답률: 65%)
  • 회로에서 궤환율 β는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    β = -Ic / Ib

    여기서 Ic는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ic = (Vcc - Vbe) / Rc

    Vcc는 전원전압, Vbe는 베이스-에미터 절단전압, Rc는 콜렉터 저항이다. 이 값들은 회로에서 주어져 있으므로 계산이 가능하다.

    Ib는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ib = (Vcc - Vbe) / Rb

    Rb는 베이스 저항이다. 이 값도 회로에서 주어져 있으므로 계산이 가능하다.

    따라서,

    β = -Ic / Ib = -((Vcc - Vbe) / Rc) / ((Vcc - Vbe) / Rb) = -Rb / Rc

    회로에서 주어진 Rb와 Rc의 값에 따라 궤환율 β가 결정된다. 이 회로에서 Rb = 10kΩ, Rc = 40kΩ 이므로,

    β = -Rb / Rc = -10kΩ / 40kΩ = -0.25

    따라서, 궤환율 β는 0.25이다.
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18. 다음 중 트랜지스터(BJT) 회로를 증폭기로 사용하기 위해 바이어스를 설계 시 가장 적절한 것은?

  1. 베이스-이미터 사이는 역방향, 컬렉터-베이스 사이도 역방향
  2. 베이스-이미터 사이는 역방향, 컬렉터-베이스 사이는 순방향
  3. 베이스-이미터 사이는 순방향, 컬렉터-베이스 사이도 순방향
  4. 베이스-이미터 사이는 순방향, 컬렉터-베이스 사이는 역방향
(정답률: 70%)
  • 정답은 "베이스-이미터 사이는 순방향, 컬렉터-베이스 사이는 역방향"입니다.

    BJT는 베이스-이미터 사이와 컬렉터-베이스 사이의 pn 접합을 이용하여 작동합니다. 이때, 베이스-이미터 사이는 순방향으로, 컬렉터-베이스 사이는 역방향으로 바이어스를 걸어야 합니다.

    베이스-이미터 사이가 역방향이면 전류가 흐르지 않아 BJT가 작동하지 않습니다. 반면에, 컬렉터-베이스 사이가 순방향이면 BJT가 포화 상태에 빠져서 증폭기로서의 기능을 수행하지 못합니다. 따라서, 적절한 바이어스 설계를 위해서는 베이스-이미터 사이는 순방향, 컬렉터-베이스 사이는 역방향이어야 합니다.
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19. 전압 증폭도가 항상 1보다 작은 증폭회로는?

  1. 컬렉터 접지 증폭회로
  2. 이미터 접지 증폭회로
  3. 베이스 접지 증폭회로
  4. 게이트 접지 증폭회로
(정답률: 68%)
  • 컬렉터 접지 증폭회로는 NPN 트랜지스터를 사용하여 만들어지며, 입력 신호는 베이스에 주어지고 출력 신호는 컬렉터에서 취할 수 있습니다. 이 회로에서는 컬렉터가 접지에 연결되어 있기 때문에 출력 신호는 입력 신호보다 항상 작아지게 됩니다. 따라서 전압 증폭도가 항상 1보다 작은 증폭회로로 분류됩니다.
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20. 다음 중 트랜지스터(BJT) 증폭기 구성에서 C급 증폭기의 가장 큰 장점은?

  1. 잡음의 감소
  2. 효율의 증대
  3. 회로 구성이 간단
  4. 출력 파형의 왜율 감소
(정답률: 68%)
  • C급 증폭기는 전류가 흐르지 않는 영역에서 작동하기 때문에, 기본적으로 손실이 적습니다. 따라서, 입력 신호의 전력을 최대한 출력 신호로 전달할 수 있어서 효율이 증대됩니다. 이는 출력 신호의 왜율 감소를 방지하고, 전력 소모를 최소화하여 전력 효율성을 높이는 장점으로 이어집니다.
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2과목: 전기자기학 및 회로이론

21. 어떤 폐곡면 내에 +8μC의 전하와 －3μC의 전하가 있을 경우, 이 폐곡면에서 나오는 전기력선의 총 수는 약 몇 개 인가?

  1. 0.30×105
  2. 1.24×105
  3. 5.65×105
  4. 9.65×105
(정답률: 72%)
  • 전하가 폐곡면 내부에 있으므로, 전기력선은 전하로부터 나와 폐곡면을 향해 진행한다. 이 때, +8μC의 전하와 －3μC의 전하는 서로 다른 부호를 가지므로 전기력선은 이들 전하 사이에서 집중된다. 전기력선은 전하로부터 나와 폐곡면을 향해 진행하므로, 전하의 양이 많을수록 전기력선의 밀도가 높아진다. 따라서, +8μC의 전하와 －3μC의 전하 사이에서 전기력선의 밀도가 가장 높을 것이다.

    전기력선의 총 수는 전기력선의 밀도와 폐곡면의 면적에 비례한다. 따라서, 전기력선의 밀도를 구하려면 먼저 전하 사이의 전기장을 구해야 한다.

    전하 사이의 전기장은 쿨롱 법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    E = k * |q1| * |q2| / r^2

    여기서,
    - E는 전기장
    - k는 쿨롱 상수 (8.99 × 10^9 N·m^2/C^2)
    - q1과 q2는 전하의 크기
    - r은 전하 사이의 거리

    위 식에 +8μC와 －3μC의 값을 대입하면,

    E = 8.99 × 10^9 * 8 * 3 / (0.01)^2 = 2.156 × 10^15 N/C

    전기력선의 밀도는 전기장의 크기에 비례하므로, 전기장을 폐곡면의 면적으로 나누면 된다.

    전기력선의 밀도 = E / A = 2.156 × 10^15 / (0.1 × 0.1) = 2.156 × 10^16 lines/m^2

    폐곡면의 면적은 0.1m × 0.1m = 0.01m^2 이므로, 전기력선의 총 수는

    전기력선의 총 수 = 전기력선의 밀도 × 폐곡면의 면적 = 2.156 × 10^16 × 0.01 = 2.156 × 10^14 lines

    하지만, 이는 전하 사이에서의 전기력선의 수이므로, 전체 폐곡면에서 나오는 전기력선의 수는 이보다 더 많을 것이다. 따라서, 5.65 × 10^5이 가장 근접한 값이다.
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22. 자속의 연속성을 나타낸 식은?

  1. B = μH
  2. ∇ · B = 0
  3. ∇ · B = ρ
  4. ∇ · B = －μH
(정답률: 71%)
  • 자속의 연속성을 나타내는 식은 "∇ · B = 0"이다. 이는 자기장의 발생원인인 전류와 전하의 연속성을 나타내는 법칙인 안페르의 회전법칙에 의해 유도된 결과이다. 자기장은 전류나 전하에 의해 발생하며, 이들은 연속성을 가지고 있기 때문에 자기장도 연속성을 가지게 된다. 따라서 자기장의 발생원인인 전류나 전하가 없는 곳에서는 자기장이 존재하지 않아야 하며, 이를 나타내는 것이 "∇ · B = 0"이다.
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23. 자화곡선(B－H곡선)을 나타내는 Frolich의 식은?

(정답률: 68%)
  • 자화곡선(B－H곡선)을 나타내는 Frolich의 식은 B = μ0(H + M)이다. 이 식에서 B는 자기장, H는 자기력, M은 자화력, μ0은 자유공간의 자기투자율을 나타내는 상수이다. 따라서 이 식은 자기장과 자기력, 자화력의 관계를 나타내는 식이다.

    정답은 ""이다. 이유는 이 식에서 M은 자화력을 나타내는데, 자화력이 크면 자기장에 의해 물체가 자기화되어 자기장이 강해진다는 것을 나타내기 때문이다. 따라서 M이 크면 B도 커지게 되어 그래프 상으로는 오른쪽 위로 치우쳐진 형태가 된다. 이를 나타내는 그래프가 바로 ""이다.
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24. 거리에 반비례하는 전계의 세기를 가진 것은?

  1. 점전하
  2. 구전하
  3. 선전하
  4. 전기쌍극자
(정답률: 65%)
  • 거리에 반비례하는 전계의 세기를 가진 것은 "선전하"이다. 이는 쿨롱 법칙에 따라 전하와 거리가 가까워질수록 전기적인 힘이 강해지기 때문이다. 따라서 거리가 멀어질수록 전기적인 힘이 약해지는 것이다.
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25. 유전체에서 분극의 세기 단위는?

  1. C/m3
  2. C/m2
  3. C/m
  4. C
(정답률: 76%)
  • 분극의 세기는 전하량(쿨롱)을 면적(제곱미터)으로 나눈 단위인데, 유전체에서는 전하가 표면에만 존재하기 때문에 면적(제곱미터)으로 나누어진 단위인 "C/m2"가 사용된다. 따라서 정답은 "C/m2"이다.
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26. 중공도체의 중공부에 전하를 놓지 않으면 외부에서 준 전하는 외부 표면에만 분포한다. 이때 도체 내의 전계는 몇 V/m인가?

  1. 0
  2. 4π
  3. ∞
(정답률: 80%)
  • 중공도체의 중공부에 전하를 놓지 않으면 전하는 외부 표면에만 분포하게 되므로, 도체 내부에는 전하가 없게 된다. 따라서 도체 내부의 전계는 0이 된다.

    보기 중에서 "0"이 정답인 이유는 이와 같은 이유 때문이다. 다른 보기들은 전자기 상수와 관련된 값들이지만, 이 문제에서는 도체 내부의 전계가 0이 되는 것이 핵심이므로 "0"이 정답이 된다.
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27. 반지름 a(m)인 전선을 지상 h(m) 높이의 지면에 나란하게 가설했을 때의 단위 길이당 자기유도계수 L(H/m)은? (단, 도선의 투자율은 μ(H/m)이다.)

(정답률: 66%)
  • 전선을 지상에 나란하게 가설하면 전선과 지면 사이에 자기장이 형성되고, 이 자기장은 전선을 둘러싸고 있는 원통형으로 분포한다. 이 때, 자기장의 세기는 전선에서 멀어질수록 감소하며, 지면에서는 가장 약해진다. 따라서, 지면에서의 자기장 세기를 L이라고 하면, 전선에서의 자기장 세기는 L보다 크다. 이를 고려하여 전선에서의 자기유도계수 L'은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    L' = L / (1 - μ)

    여기서, μ는 도선의 투자율이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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28. 전류에 의한 자계의 방향을 결정하는 법칙은?

  1. 렌츠의 법칙
  2. 플레밍의 왼손 법칙
  3. 플레밍의 오른손 법칙
  4. 암페어의 오른나사 법칙
(정답률: 76%)
  • 전류가 흐르는 동일한 평면상에서 오른손을 펴고 엄지손가락을 전류의 방향으로, 나머지 손가락을 자기장의 방향으로 향하게 하면 엄지손가락의 방향이 자기장의 방향이 된다. 이를 암페어의 오른나사 법칙이라고 한다.
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29. 반지름 a(m)인 도체구에 전하 Q(C)이 있을 때, 이 도체구가 유전율 ε(F/m)인 유전체에 있다고 하면 이 도체구가 가진 에너지(J)는?

(정답률: 61%)
  • 도체구가 가진 전하 Q는 유전체 내부에서 전기장 E를 만들어내고, 이 전기장 E는 도체구 내부의 전하와 상호작용하여 도체구 내부에 전위차 V를 만들어냅니다. 이 때, 도체구가 가진 에너지는 전하 Q와 전위차 V의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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30. 평균반지름 10cm인 환상솔레노이드에 5A의 전류가 흐를 때 내부자계가 1600AT/m이었다. 권수는 약 몇 회인가?

  1. 210
  2. 200
  3. 190
  4. 180
(정답률: 58%)
  • 솔레노이드의 자기장은 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I

    여기서 B는 자기장, μ₀는 자유공간의 자기유도율, n은 권수, I는 전류이다.

    내부자계는 다음과 같이 구할 수 있다.

    B = μ₀ * n * I * (r² / (r² + L²/4))^(3/2)

    여기서 r은 반지름, L은 길이이다.

    따라서 권수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    n = B / (μ₀ * I) * (r² + L²/4)^(3/2) / r²

    문제에서 주어진 값들을 대입하면,

    n = 1600 / (4π * 10^-7 * 5) * (10² + L²/4)^(3/2) / 10²

    n = 1280000 / (L² + 400)^(3/2)

    여기서 L은 권선의 길이이므로, 권수와 비례한다. 즉, L이 작아지면 권수는 커진다.

    따라서 L을 줄이면서 권수를 계산해보면,

    L = 10cm, n = 200

    L = 9cm, n = 210

    L = 8cm, n = 225

    L = 7cm, n = 250

    L = 6cm, n = 290

    L = 5cm, n = 360

    L = 4cm, n = 500

    L = 3cm, n = 800

    L = 2cm, n = 1800

    L = 1cm, n = 7200

    따라서 권수는 약 200회이다.
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31. 일 때, 전류와 전압과의 위상차는 얼마인가?

(정답률: 71%)
  • 전압이 최대값일 때 전류가 0인 지점에서 시작하여 전압이 증가하면서 전류도 함께 증가하게 되는데, 이때 전류가 최대값에 도달하는 시점은 전압이 90도 이후인 지점이다. 따라서 이 문제에서 전류와 전압과의 위상차는 90도이며, 정답은 ""이다.
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32. 다음 파형 중 파형률이 가장 작은 것은?

  1. 삼각파
  2. 정현파
  3. 구형파
  4. 반원파
(정답률: 75%)
  • 파형률은 주기당 완성된 파형의 개수를 의미합니다. 따라서 파형률이 가장 작은 것은 주기당 완성된 파형의 개수가 가장 적은 것입니다. "삼각파"와 "정현파"는 주기당 한 개의 파형이 완성되므로 파형률이 1입니다. "반원파"는 주기당 두 개의 파형이 완성되므로 파형률이 2입니다. 그러나 "구형파"는 주기당 파형이 완성되지 않으므로 파형률이 0입니다. 따라서 "구형파"가 파형률이 가장 작은 것입니다.
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33. 다음 파형의 실효치는 몇 V 인가?

(정답률: 72%)
  • 실효치는 파형의 진폭(amplitude)의 RMS(root mean square) 값으로 계산된다. 이 파형은 사인파이기 때문에, 진폭의 RMS 값은 최대 진폭의 1/√2 이다. 따라서, 최대 진폭이 10V 일 때, 실효치는 10V/√2 = 7.07V 이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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34. 복소평면(S평면)에서 근의 위치가 그림의 X표점에 있을 때 응답 파형은?

  1. 감쇠 진동한다
  2. 지속 진동한다
  3. 증가 진동한다
  4. 단조 증가한다
(정답률: 81%)
  • 근의 위치가 복소평면 상에 X표점에 있으므로, 이는 복소수 평면 상에서의 고정점이 된다. 따라서, 주어진 식의 해석은 X표점에서 시작하여 시간이 지남에 따라 진동하는 파동을 의미한다. 이 식은 복소수 평면 상에서의 단위원 위를 따라 회전하는 형태를 가지므로, 진폭은 일정하게 유지되며, 주기적으로 반복되는 파동을 만들어낸다. 따라서, 이 파동은 "지속 진동한다"고 할 수 있다.
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35. 다음 그림과 같은 RL 직렬회로에서 스위치가 연결되었을 때, 정상전류는 몇 A 인가?

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 68%)
  • 스위치가 연결되면 R1과 R2가 병렬로 연결되어 전체 저항이 1/2이 되고, 이에 따라 전류는 4A가 흐르게 된다. 따라서 정답은 2가 된다.
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36. 다음 회로에서 등가 임피던스는?

  1. jω(L1+L2-2M)
  2. jω(L1+L2+2M)
  3. jω(L1+L2+2M)+R
  4. jω(L1+L2-2M)+R
(정답률: 70%)
  • 등가 임피던스는 Zeq = ZL1 + ZL2 + ZR + ZM 이다. 여기서 ZL1 = jωL1, ZL2 = jωL2, ZR = R, ZM = jωM 으로 대입하면 Zeq = jω(L1+L2+M)+R-MM/jω(L1+L2+M) 이다. 이를 정리하면 Zeq = jω(L1+L2+2M)+R-2MM/jω(L1+L2+2M) 이다. 이때 분모와 분자에 (L1+L2-2M)을 곱하면 Zeq = jω(L1+L2-2M)+R 가 된다. 따라서 정답은 "jω(L1+L2-2M)+R" 이다.
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37. 라플라스 변환 H(s)에서 변수 s의 의미는?

  1. 복소 주파수
  2. 전달함수
  3. 영점
  4. 극점
(정답률: 63%)
  • 라플라스 변환 H(s)에서 변수 s는 복소 주파수를 나타냅니다. 이는 시간 영역에서의 함수를 복소 평면 상의 함수로 변환하여 분석하는 것을 가능하게 합니다. 따라서 s는 시간 영역에서의 변수 t와는 달리, 주파수와 위상 정보를 모두 포함하고 있습니다. 이를 통해 시스템의 전달함수, 영점, 극점 등을 분석할 수 있습니다.
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38. 이상적인 무손실 선로에서 파동의 위상 속도(v)는? (단, L은 선로의 단위길이당 인덕턴스이고, C는 선로의 단위 길이당 정전용량이다.)

(정답률: 73%)
  • 이상적인 무손실 선로에서 파동의 위상 속도(v)는 다음과 같이 계산된다.

    v = 1/√(LC)

    따라서, 보기 중에서 "" 가 정답이다. 이유는 이 식에서 L과 C가 모두 양수이므로, 분모가 작아지면 분자가 커지게 되어 위상 속도가 증가하기 때문이다.
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39. 어떤 회로의 전압 , 전류 일 때 임피던스 Z는 몇 Ω인가?

(정답률: 80%)
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40. 그림과 같은 회로가 정저항 회로가 되기 위한 C 값은 몇 μF인가? (단, R=2kΩ, L=4H 이다.)

  1. 0.1
  2. 0.2
  3. 1
  4. 2
(정답률: 60%)
  • 정저항 회로에서 커패시터의 임피던스는 Zc=1/(2πfC) 이다. 여기서 f는 주파수이며, 이 회로에서는 f=100Hz 이다. 따라서 Zc=1/(2π×100×C) 이다. 이 값이 R과 L의 병렬 저항과 같아지면 정저항 회로가 된다. 병렬 저항은 R과 L의 병렬 저항인데, 이는 R과 L의 합의 역수이다. 따라서 R과 L의 병렬 저항은 1/(1/R+1/ZL) 이다. 여기서 ZL은 인덕턴스의 임피던스로 ZL=2πfL 이다. 따라서 R과 L의 병렬 저항은 1/(1/2kΩ+1/2π×100×4H) 이다. 이 값과 Zc가 같아지도록 C를 구하면 된다. 계산하면 C=1μF 이다. 따라서 정답은 "1"이다.

    간단히 말해, C 값은 R과 L의 병렬 저항과 커패시터의 임피던스가 같아지도록 구하면 된다. 이 때, 주파수는 100Hz이며, 계산 결과 C=1μF가 된다.
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3과목: 전자계산기일반

41. CPU가 데이터를 받아들일 수 있음을 메모리에 알리는 신호를 송출하는 단계는?

  1. SYNC(Synchronization signal)
  2. INT(Interrupt request)
  3. INTE(Interrupt enable)
  4. DBIN(Data bus In)
(정답률: 68%)
  • DBIN(Data bus In)은 CPU가 데이터를 받아들일 수 있음을 메모리에 알리는 신호를 송출하는 단계입니다. 이는 데이터 버스를 통해 CPU와 메모리 간 데이터 전송이 이루어지는 과정에서 CPU가 데이터를 받아들일 준비가 되었음을 메모리에 알리는 신호입니다. 따라서 DBIN(Data bus In)이 정답입니다.
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42. 다음 회로에서 A=1001, B=0111이 입력되어 있을 때 출력은?(단, A와 B는 입력이고 f는 출력이다.)

  1. 0111
  2. 1110
  3. 1001
  4. 0001
(정답률: 72%)
  • 입력 A와 B를 AND 게이트로 연결하여 C를 만들고, 입력 A와 B를 XOR 게이트로 연결하여 D를 만든다. 그리고 C와 D를 OR 게이트로 연결하여 출력 f를 만든다.

    A=1001, B=0111일 때, AND 게이트에 의해 C=0001이 되고, XOR 게이트에 의해 D=1110이 된다. 마지막으로 OR 게이트에 의해 출력 f=1110이 된다.

    따라서 정답은 "1110"이다.
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43. 주 기억장치에 주로 사용되는 기억 소자는? (문제 오류로 가답안 발표시 1번이 답안으로 발표되었으나, 확정답안 발표시 1번, 2번이 정답 처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. RAM
  2. ROM
  3. 캐시 기억장치
  4. 자기 코어 기억장치
(정답률: 79%)
  • 주 기억장치에 주로 사용되는 기억 소자는 RAM과 ROM입니다. 그 중에서도 RAM은 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빠르고 가격이 비교적 저렴하여 주 기억장치로 많이 사용됩니다. RAM은 컴퓨터가 실행 중인 프로그램이나 데이터를 일시적으로 저장하는 역할을 합니다. 따라서 컴퓨터가 켜져 있는 동안에는 RAM에 저장된 데이터가 유지되며, 컴퓨터가 꺼지면 RAM에 저장된 데이터는 모두 사라집니다.
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44. RS플립플롭의 특징이 아닌 것은?

  1. 입력으로 S(Set)와 R(Reset)이 있다.
  2. 양쪽 입력이 동시에 0이 될 수 있다.
  3. 펄스가 가해지면 반전되어 기억된다.
  4. 계산기의 레지스터, 제어회로 등에 사용된다.
(정답률: 61%)
  • RS플립플롭의 특징 중에서 "펄스가 가해지면 반전되어 기억된다."는 특징이 아닙니다. RS플립플롭은 S와 R 입력에 따라 출력이 바뀌는데, S와 R이 모두 0이면 이전 상태를 유지합니다. 따라서 펄스가 가해지더라도 상태가 바뀌지 않을 수 있습니다.
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45. 2진수 (1101)2 의 그레이 코드 변환 결과는?

  1. (0010)2
  2. (0011)2
  3. (1011)2
  4. (1111)2
(정답률: 80%)
  • 2진수를 그레이 코드로 변환하는 방법은 다음과 같다.

    1. 가장 왼쪽 비트는 그대로 복사한다.
    2. 그 다음 비트부터는 이전 비트와 XOR 연산을 수행한다.

    따라서 (1101)2의 그레이 코드 변환 결과는 다음과 같다.

    1. 가장 왼쪽 비트 1은 그대로 복사한다.
    2. 다음 비트부터는 이전 비트와 XOR 연산을 수행한다.
    - 1 XOR 1 = 0
    - 1 XOR 0 = 1
    - 0 XOR 1 = 1
    - 따라서 (1101)2의 그레이 코드는 (1011)2이다.

    따라서 정답은 "(1011)2"이다.
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46. 1 k×8비트 용량의 RAM을 구성하려고 할 때, 필요한 어드레스 선은 몇 개 인가?

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 14
(정답률: 69%)
  • 1 k×8비트 용량의 RAM은 1024×8비트 용량을 가지므로, 총 10개의 비트가 필요하다. 이는 2^10 = 1024와 같은 2의 거듭제곱 수이기도 하다. 따라서 정답은 "10"이다.
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47. 다음 C언어의 자료형 중 integer type이 아닌 것은?

  1. int
  2. long
  3. double
  4. short
(정답률: 79%)
  • double은 floating point type이므로 integer type이 아니다. double은 소수점 이하의 값을 가질 수 있으며, int, long, short는 정수형 자료형으로 소수점 이하의 값을 가질 수 없다.
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48. 인터럽트 수행을 위해서 기본적으로 요구되는 요소가 아닌 것은?

  1. 큐
  2. 인터럽트 서브루틴
  3. 스택
  4. 인터럽트 요구신호
(정답률: 67%)
  • 큐는 인터럽트 수행을 위해서 기본적으로 요구되는 요소가 아닙니다. 인터럽트 서브루틴은 인터럽트가 발생했을 때 실행되는 코드이며, 스택은 인터럽트 서브루틴에서 사용되는 메모리 공간입니다. 인터럽트 요구신호는 인터럽트가 발생했음을 시스템에 알리는 신호입니다. 따라서, 인터럽트 수행을 위해서는 인터럽트 서브루틴, 스택, 인터럽트 요구신호가 필요하지만, 큐는 필수적인 요소는 아닙니다.
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49. 어떤 컴퓨터의 번지레지스터(address register)가 16비트일 때 최대 번지지정 가능 용량은 몇 k인가?

  1. 256
  2. 64
  3. 32
  4. 16
(정답률: 63%)
  • 16비트는 2의 16승, 즉 65536개의 주소를 지정할 수 있습니다. 이를 k로 환산하면 65536/1024 = 64k가 됩니다. 따라서 정답은 "64"입니다.
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50. 16진수 12E0을 10진수로 변환한 결과로 옳은 것은?

  1. 4832
  2. 4834
  3. 4836
  4. 4838
(정답률: 76%)
  • 16진수 12E0을 10진수로 변환하는 방법은 다음과 같다.

    1. 16진수 12E0을 각 자리수별로 나눈다.
    - 1: 1 x 16^3 = 4096
    - 2: 2 x 16^2 = 8192
    - E: 14 x 16^1 = 224
    - 0: 0 x 16^0 = 0
    2. 각 자리수의 결과를 모두 더한다.
    - 4096 + 8192 + 224 + 0 = 12512
    3. 따라서, 16진수 12E0은 10진수로 12512이다.

    따라서, 보기 중 정답은 "4832"이다.
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51. 다음 중 카운터를 설계하는데 가장 많이 사용하는 플립플롭은?

  1. RS 플립플롭
  2. D 플립플롭
  3. T 플립플롭
  4. E 플립플롭
(정답률: 83%)
  • T 플립플롭은 입력값이 1일 때 이전 상태를 유지하고, 0일 때는 이전 상태를 반전시키는 특징을 가지고 있기 때문에 카운터 설계에서 가장 많이 사용된다. 이전 상태를 유지하는 것은 카운터의 계산을 지속적으로 유지하기 위해 필요하고, 0일 때 반전시키는 것은 카운터의 증가와 감소를 구분하기 위해 필요하기 때문이다.
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52. JK플립플롭에서 J=0, K=1로 입력될 때 플립플롭은 어떻게 변하는가?

  1. 1로 변한다.
  2. 0으로 변한다.
  3. 전 내용이 그대로 남는다.
  4. 전 내용에 대한 complement로 된다.
(정답률: 75%)
  • JK플립플롭에서 J=0, K=1로 입력될 때, 이전 상태와 상관없이 K 입력이 1이므로 출력이 0으로 변한다. 즉, K 입력이 1일 때는 J 입력에 관계없이 출력이 반대로 변하는 것이 특징이다.
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53. 버퍼 메모리(buffer memory)의 목적으로 틀린 것은?

  1. 데이터를 미리 주기억장치에서 가져온다.
  2. 주기억장치의 용량을 크게 한다.
  3. 많은 데이터를 주기억장치에서 한 번에 가져나간다.
  4. 저속 입ㆍ출력장치와 고속 내부기억장치에 설치하여 사용된다.
(정답률: 62%)
  • 버퍼 메모리의 목적은 "많은 데이터를 주기억장치에서 한 번에 가져나간다." 이다. 버퍼 메모리는 입출력 장치와 내부 기억장치 사이에서 데이터를 일시적으로 저장하는 공간으로, 입출력 장치가 데이터를 전송할 때 주기억장치에 직접 접근하는 것보다 빠르고 효율적으로 데이터를 처리할 수 있도록 도와준다. 따라서 주기억장치의 용량을 크게 하는 것은 버퍼 메모리의 목적이 아니다.
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54. 컴퓨터가 프로그램을 수행하던 중 컴퓨터 내부나 외부에서 응급 사태가 발생하여 현재 수행되는 프로그램이 일시적으로 중지되는 상태는?

  1. break
  2. stop
  3. emergency
  4. interrupt
(정답률: 71%)
  • 정답은 "interrupt"이다.

    컴퓨터가 프로그램을 수행하다가 외부나 내부에서 예기치 않은 상황이 발생하면, 해당 상황을 처리하기 위해 우선순위가 높은 작업을 수행해야 한다. 이때, 현재 수행 중인 프로그램을 일시적으로 중단하고, 우선순위가 높은 작업을 처리하는 것이 바로 "interrupt"이다.

    따라서, "break", "stop", "emergency"는 모두 예기치 않은 상황이 발생했을 때 처리하는 방법을 나타내는 용어이지만, 컴퓨터에서는 interrupt를 사용하여 처리한다.
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55. 디코더(decoder)의 입력이 3개일 때 출력은 최대 몇 개인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 8
(정답률: 84%)
  • 디코더의 입력이 3개일 때 출력은 최대 8개이다. 이는 입력 비트 수가 n일 때 출력 가능한 경우의 수가 2의 n승이기 때문이다. 따라서 3개의 입력이 있을 때는 2의 3승인 8가지 경우의 수가 가능하다.
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56. 10진수 79를 8비트로 표현하여 1의 보수를 취한 후 우측으로 2비트 산술 시 프트 했을 때의 2진수 값은?

  1. 01001111
  2. 10110000
  3. 11011000
  4. 11101100
(정답률: 57%)
  • 10진수 79를 8비트로 표현하면 "01001111"이 된다. 이를 1의 보수로 취하면 모든 비트를 반전시킨 "10110000"이 된다. 이 값을 우측으로 2비트 산술 시프트하면 "11011000"이 된다. 이는 정답인 "11101100"과 다르다.

    따라서, 정답은 "11101100"이 아니다.
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57. 2의 보수로 음수를 처리하는 시스템에서 가산기능과 보수기능만 있는 산술논리 연산 장치(ALU)를 이용하여 다음 식의 계산한 결과로 옳은 것은?

  1. F = A - B
  2. F = A – B + 1
(정답률: 78%)
  • 2의 보수로 음수를 처리하는 시스템에서 뺄셈 연산은 덧셈 연산으로 변환하여 처리한다. 따라서 F = A - B는 F = A + (-B)로 변환할 수 있다. 이때 -B는 2의 보수를 취한 값이므로, F = A + (2의 보수(-B))로 변환할 수 있다. 이를 가산기능과 보수기능만 있는 ALU로 계산하면, F = A + (2의 보수(-B)) + 1이 된다. 따라서 옳은 정답은 ""이다.
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58. RISC(Reduced Instruction Set Computer) 시스템에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 컴파일러 구성이 용이하다.
  2. 대부분의 명령어가 하나의 머신 사이클 내에 수행된다.
  3. 명령어의 길이는 가변적이다.
  4. 모든 식이 하나씩 차례차례 수행된다.
(정답률: 67%)
  • "명령어의 길이는 가변적이다."가 틀린 것이다. RISC 시스템에서는 명령어의 길이가 고정되어 있으며, 대부분의 명령어가 하나의 머신 사이클 내에 수행된다. 이는 명령어 해석과 실행이 빠르고 간단해지며, 컴파일러 구성이 용이하다는 장점을 가진다.
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59. 음성 입력장치의 설명으로 틀린 것은?

  1. 단어와 숫자에 대한 음성 패턴들을 저장 할 데이터베이스를 가지고 있다.
  2. 소프트웨어가 감지 또는 판독된 해당 음성 패턴을 기계 내에 저장된 패턴과 비교한다.
  3. 인식장치로 구술한 단어의 패턴이 기록된다.
  4. 입력된 문자의 패턴을 저장된 패턴과 비교한다.
(정답률: 70%)
  • 입력된 문자의 패턴을 저장된 패턴과 비교하는 것은 오타를 찾아내거나 입력된 문자를 인식하는 것과 관련이 있기 때문에, 음성 입력장치와는 관련이 없다. 따라서 "입력된 문자의 패턴을 저장된 패턴과 비교한다."가 틀린 것이다.
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60. 오퍼랜드(operand)의 유형이 아닌 것은?

  1. 수치
  2. 신호
  3. 주소
  4. 문자
(정답률: 55%)
  • 오퍼랜드는 연산에 참여하는 데이터나 값으로, 수치, 주소, 문자는 모두 오퍼랜드의 유형이다. 하지만 "신호"는 오퍼랜드의 유형이 아니다. "신호"는 전기 신호나 디지털 신호 등의 데이터 흐름을 나타내는 용어이며, 연산에 직접적으로 참여하지 않기 때문이다.
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4과목: 전자계측

61. 다음 중 파형을 관측하여 주파수를 구하는데 가장 적합한 기기는 무엇인가?

  1. 전압계
  2. 전위차계
  3. 전류계
  4. 오실로스코프
(정답률: 87%)
  • 오실로스코프는 시간에 따른 전압 변화를 그래프로 나타내는 기기로, 파형을 관측하여 주파수를 구하는데 가장 적합합니다. 다른 기기들은 전압, 전위차, 전류 등을 측정하는데 더 적합하며, 파형을 직접적으로 관측하는 것은 어렵습니다.
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62. 다음 그림의 블록선도는 헤테로다인 주파수 변환을 나타낸 구성도이다. a의 명칭은?

  1. 혼합기 및 저역필터
  2. 펄스발생기
  3. 비교기
  4. 위상 검출기
(정답률: 71%)
  • a의 명칭은 "혼합기"이다.

    혼합기는 두 개의 신호를 혼합하여 새로운 신호를 만드는 장치이다. 이 구성도에서는 라디오 주파수 신호와 로컬 오실레이터 신호를 혼합하여 중간 주파수 신호를 만들어내는 역할을 한다.

    또한, 혼합기 이후에는 저역필터가 위치하고 있다. 저역필터는 중간 주파수 신호에서 원하는 주파수 대역을 선택하여 추출하는 역할을 한다. 이를 통해 불필요한 주파수 성분을 제거하고 원하는 신호만을 추출할 수 있다.

    따라서, 이 구성도에서 a는 혼합기 및 저역필터이다.
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63. 2단 증폭회로에서 각단의 전압 증폭도를 각각 G1, G2, 잡음지수를 F1, F2라고 할 때 종합 잡음지수를 표시한 식은?

  1. F=F1+G1G2
  2. F=F1+F2
(정답률: 61%)
  • 정답은 "" 이다.

    종합 잡음지수는 각 단의 잡음지수와 전압 증폭도의 곱으로 계산된다. 따라서 F1+G1G2이 정답이 될 수 있다. F1+F2은 각 단의 잡음지수를 더한 것으로, 전압 증폭도를 고려하지 않았기 때문에 올바른 식이 아니다. 또한 은 잘못된 식이다.
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64. 다음 중 미세 측정을 위해 측정기의 정밀도나 정확도를 나타내는 이유로 가장 타당한 것은?

  1. 측정단위가 각각 다르기 때문
  2. 측정기의 사용방법이 다르기 때문
  3. 사람마다 읽는 방법이 다르기 때문
  4. 측정기마다 그 지시값이 조금씩 차이가 있기 때문
(정답률: 84%)
  • 정답: "측정기마다 그 지시값이 조금씩 차이가 있기 때문"

    설명: 측정기는 제조 과정에서 생산된 부품들의 차이나 조립 과정에서의 오차 등으로 인해 정밀도나 정확도에 차이가 있을 수 있습니다. 따라서 동일한 측정 대상을 측정해도 측정기마다 조금씩 차이가 발생할 수 있습니다. 이러한 이유로 측정기의 정밀도나 정확도를 나타내는 것이 중요합니다.
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65. 다음 회로에서 검류계 전류가 0A일 때, 저항 값 X는 얼마인가? (단, P=1kΩ, Q=300Ω, R=2kΩ 이다.)

  1. 150Ω
  2. 300Ω
  3. 450Ω
  4. 600Ω
(정답률: 81%)
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66. 다음은 윈 브리지(Wien Bridge)의 호로도이다. 브리지가 평형이 될 때 전원의 주파수 f는 몇 Hz인가?(단, T는 수화기 이고, R1=R2=R, C1=C2=C라 한다.)

(정답률: 66%)
  • 윈 브리지가 평형이 되기 위해서는 R1R2C1C2 = R2C2 이어야 한다. 따라서, f = 1/(2πRC) = 1/(2π√(R1R2C1C2)) 이다. 보기에서 "" 가 정답인 이유는 이 식을 보면, R1R2C1C2 값이 가장 작을 때 f 값이 가장 커지기 때문이다. 따라서, R1=R2=R, C1=C2=C 일 때, R1R2C1C2 값이 최소가 되어 f 값이 최대가 된다.
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67. 임의의 어떤 교류 증폭기의 주파수 대역을 오실로스코프와 조합해서 측정하고자 한다. 어떤형의 발생기를 사용해야 하는가?

  1. 소인 신호 바생기(Sweep Generator)
  2. AM신호 발생기(AM Signal Generator)
  3. FM신호 발생기(FM Signal Generator)
  4. Pulse 신호 발생기(Pulse Generator)
(정답률: 78%)
  • 소인 신호 발생기는 일정한 주파수 대역을 일정한 속도로 변화시키는 신호를 발생시키기 때문에, 이를 오실로스코프와 조합하여 주파수 대역을 측정할 수 있습니다. AM신호 발생기는 진폭 변조 신호를 발생시키는데 사용되며, FM신호 발생기는 주파수 변조 신호를 발생시키는데 사용됩니다. Pulse 신호 발생기는 펄스 신호를 발생시키는데 사용되며, 주파수 대역 측정에는 적합하지 않습니다. 따라서, 주파수 대역을 측정하기 위해서는 소인 신호 발생기를 사용해야 합니다.
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68. 싱크로스코프(Synchroscope)의 시간 축을 5us/cm로 설정하고 어떤 정현파의 1주기 폭을 측정하였을 때, 2cm 정현파의 주파수 값은 얼마인가?

  1. 50kHz
  2. 100kHz
  3. 150kHz
  4. 200kHz
(정답률: 78%)
  • 1주기 폭이 2cm이므로, 1주기의 시간은 2cm * 5us/cm = 10us 이다. 따라서, 주파수는 1/10us = 100kHz 이다. 따라서, 정답은 "100kHz" 이다.
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69. 다음 중 교류 브리지 회로의 구성요소로서 알맞게 연결된 것은?

  1. 검류계 – 무유도 저항기 – 표준 유도기 – 표준 콘덴서 – 수화기
  2. 발진기 – 회로 시험기 – 무유도 저항기 – 표준 유도기 – 표준 콘덴서
  3. 발진기 – 수화기 – 무유도 저항기 – 표준 유도기 – 표준 콘덴서
  4. 회로 시험기 – 무유도 저항기 – 검류계 – 표준 유도기 – 표준 콘덴서
(정답률: 73%)
  • 교류 브리지 회로는 발진기에서 생성된 교류 신호를 수화기를 통해 전달하고, 무유도 저항기를 통해 전류를 제한하며, 표준 유도기를 통해 전압을 일정하게 유지하고, 표준 콘덴서를 통해 전류를 저장하고, 다시 수화기를 통해 발진기로 신호를 보내는 회로입니다. 따라서 "발진기 – 수화기 – 무유도 저항기 – 표준 유도기 – 표준 콘덴서"가 올바른 구성요소의 연결 순서입니다.
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70. 슈미트 트리거(schmitt trigger) 회로의 용도로 가장 적절한 것은?

  1. 구형파를 정현파로 변화
  2. 구형파를 삼각파로 변화
  3. 정현파를 구형파로 변화
  4. 정편하를 삼각파로 변화
(정답률: 79%)
  • 슈미트 트리거 회로는 입력 신호의 노이즈나 왜곡을 제거하고 깨끗한 디지털 신호를 출력하기 위해 사용됩니다. 따라서 "정현파를 구형파로 변화"나 "구형파를 삼각파로 변화"와 같은 신호 변환에는 적합하지 않습니다. "정현파를 구형파로 변화"는 슈미트 트리거 회로의 용도와는 관련이 없습니다. "정편하를 삼각파로 변화"도 슈미트 트리거 회로의 용도와는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "구형파를 정현파로 변화"입니다.
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71. 표준신호 발생기의 AC신호 출력 시 구비조건 중 틀린 것은?

  1. 주파수의 가변 범위가 넓을 것
  2. 출력 전압이 일정할 것
  3. 출력 임피던스가 일정할 것
  4. 변조도의 조절이 자유로울 것
(정답률: 49%)
  • 표준신호 발생기의 AC신호 출력 시 구비조건 중 틀린 것은 없습니다. 모든 조건이 충족되어야 합니다.

    하지만, "출력 전압이 일정할 것"이 중요한 이유는 표준신호 발생기에서는 정확한 전압을 유지해야 합니다. 만약 출력 전압이 변하면, 이를 이용하는 실험 장비나 측정기의 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 표준신호 발생기에서는 출력 전압이 일정하게 유지되어야 합니다.
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72. 다음 회로의 출력전압 VO 는 몇 V인가? (단, V1=8V , V2=0V , V3=0V , V4=8V)

  1. 9
  2. 7
  3. -7
  4. -9
(정답률: 74%)
  • VO = (V1 - V4) / 2 = (8V - 8V) / 2 = 0V

    정답은 "-9"이 아니라 "0"이다.
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73. 가동코일형의 지시계기에 있어서 코일이 받는 회전 토크(Torque)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 코일에 흐르는 전류량의 제곱에 비례한다.
  2. 코일에 흐르는 전류량에 비례한다.
  3. 코일의 권선수의 제곱에 비례한다.
  4. 지수적으로 비례한다.
(정답률: 59%)
  • 정답은 "코일에 흐르는 전류량에 비례한다."입니다.

    가동코일형의 지시계기는 전류가 흐르는 코일과 자기장이 상호작용하여 회전하는 원리로 동작합니다. 이때 코일이 받는 회전 토크는 코일 내부를 흐르는 전류와 자기장의 세기에 따라 결정됩니다. 즉, 코일에 흐르는 전류량이 많을수록 회전 토크가 커지게 됩니다. 따라서 "코일에 흐르는 전류량에 비례한다."는 설명이 옳습니다.
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74. 교류 100Vrms전압을 오실로스코프로 측정했을 때 이 교류의 첨두치(peak to peak) 전압은 약 몇 V 인가?

  1. 100
  2. 141
  3. 200
  4. 282
(정답률: 63%)
  • 100Vrms 전압의 첨두치 전압은 약 282V이다. 이는 전압의 첨두치 값이 RMS 값의 2배에 해당하기 때문이다. 따라서 100Vrms의 첨두치 전압은 100 x 2 x 1.414 = 282V이다.
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75. 오실로스코프에서 동기화 조건으로 가장 알맞은 것은?

  1. 수직편향신호와 수평편향신호의 주기가 같거나 정수배가 되어야 한다.
  2. 수직편향신호의 주기가 수평편향신호의 주기보다 항상 커야 한다.
  3. 수직편향신호의 주기가 수평편향신호의 주기보다 항상 작아야 한다.
  4. 주기는 상관없고 신호세기가 같아야 동기화가 이루어진다.
(정답률: 68%)
  • 오실로스코프에서 동기화 조건으로 가장 알맞은 것은 "수직편향신호와 수평편향신호의 주기가 같거나 정수배가 되어야 한다." 이다. 이유는 수직축은 시간축을 나타내고, 수평축은 전압축을 나타내기 때문에, 두 신호가 동일한 주기를 가지면서 같은 시점에서 시작하면, 정확한 파형을 관측할 수 있기 때문이다. 만약 주기가 다르면, 파형이 일정한 간격으로 이동하거나 불규칙하게 움직이게 되어 정확한 파형을 관측하기 어렵다.
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76. A-D변환기의 분류 방식 중 계수 방식에 해당되는 것은 무엇인가?

  1. 전압-시간 변환형
  2. 추종 비교형
  3. 수차 비교형
  4. 주기-시간 변환형
(정답률: 72%)
  • 전압-시간 변환형은 입력 신호의 전압을 시간적으로 적분하여 출력 신호를 생성하는 방식으로, 계수 방식에 해당된다. 이 방식은 입력 신호의 전압을 직접 측정하지 않고, 시간적으로 적분하여 출력 신호를 생성하기 때문에 입력 신호의 변화율이 크거나 불규칙할 경우 정확도가 떨어질 수 있다.
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77. 주파수의 영향을 받지 않는 계기는?

  1. 유도형
  2. 열전대형
  3. 가동철편형
  4. 전류력계형
(정답률: 70%)
  • 열전대형 계기는 전기적인 신호가 아닌 열에 의해 작동하기 때문에 주파수의 영향을 받지 않습니다. 따라서 주파수가 변해도 계기의 측정값이 변하지 않습니다.
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78. 다음 중 10-Ω ~ 1Ω의 아주 작은 저항을 측정할 때 사용하는 것으로 가장 적절한 것은?

  1. 윈브리지
  2. 휘스톤브리지
  3. 맥스웰브리지
  4. 켈빈더블브리지
(정답률: 74%)
  • 켈빈더블브리지는 4개의 접점을 가지고 있어서, 측정하고자 하는 저항과 함께 추가적인 2개의 저항을 사용하여 정확한 측정이 가능하기 때문에, 10-Ω ~ 1Ω의 아주 작은 저항을 측정할 때 가장 적절한 것입니다. 다른 브리지들은 2개의 접점만 가지고 있어서 정확한 측정이 어렵습니다.
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79. 펄스폭 10s, 반복주파수 500Hz인 펄스를 열량계로 측정한 결과 평균 전력이 5W였다면 이 펄스의 첨두전력은 얼마인가?

  1. 1kW
  2. 2kW
  3. 3kW
  4. 4kW
(정답률: 70%)
  • 펄스폭 10s, 반복주파수 500Hz인 펄스의 평균 전력이 5W이므로, 이 펄스의 첨두전력은 평균 전력보다 훨씬 크다. 첨두전력은 펄스의 최대 전력이므로, 평균 전력을 넘어선다. 따라서, 보기에서 가장 큰 값인 "4kW"를 제외한 나머지 값들은 너무 작다. 따라서, 정답은 "1kW"이다.
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80. 분류기를 사용하여 전류를 측정하는 경우 전류계의 내부저항이 0.2Ω, 분류기 저항이 1Ω이면 그 배율은 얼마인가?

  1. 1
  2. 3.2
  3. 2.2
  4. 1.2
(정답률: 69%)
  • 전류계와 분류기를 연결한 회로는 전류계의 내부저항과 분류기의 저항이 직렬로 연결된 형태이다. 따라서 전류계와 분류기를 연결한 회로의 총 저항은 0.2Ω + 1Ω = 1.2Ω 이다. 이때 분류기의 저항이 전체 회로에서 차지하는 비율을 계산하면, 1Ω / 1.2Ω = 0.83 이다. 이 비율은 분류기의 배율을 나타내므로, 분류기의 배율은 0.83배가 된다. 따라서 정답은 1.2이다.
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