9급 지방직 공무원 서울시 전자공학개론 필기 기출문제복원 (2015-06-13)

9급 지방직 공무원 서울시 전자공학개론 2015-06-13 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 지방직 공무원 서울시 전자공학개론 2015-06-13 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 지방직 공무원 서울시 전자공학개론
(2015-06-13 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 균질한 저항을 갖는 원통형 도선의 길이를 늘여 원래 길이의 4배가 되는 원통형 도선을 만들었다. 도선의 전체 체적은 변하지 않는다고 가정할 때, 늘어난 도선의 저항값은 원래 도선의 저항값의 몇 배가 되겠는가?

  1. 16배
  2. 12배
  3. 8배
  4. 4배
(정답률: 72%)
  • 도선의 체적이 일정할 때 길이를 $n$배 늘리면 단면적은 $1/n$배로 줄어듭니다. 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례하므로 전체 저항은 $n^2$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $R = \rho \frac{L}{S}$
    ② [숫자 대입] $R' = \rho \frac{4L}{S/4} = 16 \rho \frac{L}{S}$
    ③ [최종 결과] $R' = 16R$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 교류전압 v(t)=Vmsinωt[V]에 대한 다음의 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 이 전압을 1[Ω]의 저항에 인가할 때 전류의 최대값은 Vm이다.
  2. 이 전압의 한 주기 평균값은 0[V]이다.
  3. 이 전압의 실효값은 Vm/2 이다.
  4. 이 전압을 1[Ω]의 저항에 인가할 때 전력 소모의 평균값은 V2m/2 이다.
(정답률: 69%)
  • 정현파 교류전압의 실효값(RMS)은 최대값 $V_m$을 $\sqrt{2}$로 나눈 값입니다.

    오답 노트
    이 전압의 실효값은 $V_m/2$이다: 실효값은 $\frac{V_m}{\sqrt{2}}$이므로 틀린 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 다음과 같이 구성된 회로가 있다. 제너다이오드 D1, D3의 항복전압은 6[V]이고, 일반다이오드 D2의 문턱 전압은 0.7[V]일 경우 Vout1과 Vout2는 얼마인가? (단, 다이오드의 내부저항은 무시한다.)

  1. Vout1=6.7[V], Vout2=6[V]
  2. Vout1=12[V], Vout2=6[V]
  3. Vout1=12.7[V], Vout2=6.7[V]
  4. Vout1=20[V], Vout2=6.7[V]
(정답률: 79%)
  • 회로의 다이오드들이 모두 도통 상태일 때, 각 소자에 걸리는 전압의 합이 전체 전압과 같음을 이용합니다. $V_{out2}$는 제너다이오드 $D_3$의 항복전압과 같고, $V_{out1}$은 $V_{out2}$에 일반다이오드 $D_2$의 문턱전압과 제너다이오드 $D_1$의 항복전압이 더해진 값입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{out2} = V_{Z3}$$
    $$V_{out1} = V_{Z3} + V_{D2} + V_{Z1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{out2} = 6$$
    $$V_{out1} = 6 + 0.7 + 6$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{out1} = 12.7\text{ V}, V_{out2} = 6\text{ V}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 반도체 내에서 캐리어(carrier)의 이동도(mobility) μ와 확산계수 D 사이의 관계를 나타낸 것 중 옳은 것은? (단, k는 볼츠만(Boltzmann)상수, T는 절대 온도, q는 캐리어의 전하이다.)

(정답률: 71%)
  • 반도체 내에서 캐리어의 이동도 $\mu$와 확산계수 $D$ 사이의 관계는 아인슈타인 관계식(Einstein Relation)으로 정의됩니다.
    $$\frac{D}{\mu} = \frac{kT}{q}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 다음의 회로에서 입력전원 vin(t)=5sin400t[V]가 인가되었을 때의 역률(power factor)은? (단, R=25[kΩ], C=0.1[μF]이다.)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1 / √3
  4. 1 / √2
(정답률: 67%)
  • 역률(Power Factor)은 임피던스 삼각형에서 $\cos\theta = \frac{R}{|Z|}$로 계산합니다.
    먼저 용량성 리액턴스 $X_C$를 구하면 다음과 같습니다.
    $$X_C = \frac{1}{2\pi f C} = \frac{1}{2 \times \pi \times 200 \times 0.1 \times 10^{-6}} \approx 25\text{k}\Omega$$
    전체 임피던스 $Z$의 크기는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$|Z| = \sqrt{R^2 + X_C^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$|Z| = \sqrt{25^2 + 25^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$|Z| = 25\sqrt{2}$$
    역률 $\cos\theta$는 다음과 같습니다.
    $$\cos\theta = \frac{25}{25\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. FET증폭기가 60[%] 효율을 가진다고 가정할 때, 전력 출력이 6.4[W]라면, 직류 드레인 입력전력은 약 얼마인가?

  1. 3.8[W]
  2. 9.4[W]
  3. 10.7[W]
  4. 13.8[W]
(정답률: 75%)
  • 전력 효율 공식 $\text{효율} = \frac{\text{출력전력}}{\text{입력전력}}$을 이용하여 입력전력을 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{입력전력} = \frac{\text{출력전력}}{\text{효율}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{입력전력} = \frac{6.4}{0.6}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{입력전력} = 10.67$$
    따라서 약 $10.7\text{W}$가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 10진수 40의 2의 보수를 2진수로 옳게 나타낸 것은?

  1. 101000(2)
  2. 011000(2)
  3. 010111(2)
  4. 101001(2)
(정답률: 83%)
  • 10진수 40을 2진수로 변환하고 2의 보수를 구하는 과정입니다.
    1. 10진수 40을 2진수로 변환: $101000_{(2)}$ (단, 보수 계산을 위해 6비트로 표기)
    2. 1의 보수 취하기 (0과 1을 반전): $010111_{(2)}$
    3. 2의 보수 취하기 (1의 보수에 1을 더함): $010111_{(2)} + 1 = 011000_{(2)}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 다음 신호 흐름도에서 이득 Y/R 는?

(정답률: 40%)
  • 신호 흐름도(Signal Flow Graph)에서 전체 이득 $\frac{Y}{R}$은 메이슨의 이득 공식(Mason's Gain Formula)을 사용하여 구합니다.
    전방 경로의 곱은 $a \cdot b \cdot c \cdot d$이며, 루프 항을 고려한 분모의 결정 인자 $\Delta$를 계산하면 $1 + be + cf + dg + bdeg$가 됩니다.
    따라서 최종 이득은 다음과 같습니다.
    $$\frac{Y}{R} = \frac{abcd}{1 + be + cf + dg + bdeg}$$
    이는 와 일치합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 다음 회로에서 이미터 저항 RE에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 입력저항에 영향을 준다.
  2. 동작점이 안정된다.
  3. RE가 클수록 컬렉터 전류는 증가한다.
  4. 전압이득이 감소한다.
(정답률: 78%)
  • 이미터 저항 $R_E$는 이미터 전류 $I_E$를 결정하며, 회로의 안정도와 이득에 영향을 줍니다.
    이미터 전류 식은 다음과 같습니다.
    $$I_E = \frac{V_B - V_{BE}}{R_E}$$
    위 식에서 $R_E$가 분모에 위치하므로, $R_E$가 클수록 이미터 전류 $I_E$는 감소하며, 이에 따라 컬렉터 전류 $I_C$ 또한 감소하게 됩니다. 따라서 $R_E$가 클수록 컬렉터 전류는 증가한다는 설명은 틀린 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 다음 중 이상적인 연산 증폭기의 조건이 아닌 것은?

  1. 출력저항 RO=∞이다.
  2. 입력저항 Ri=∞이다.
  3. 대역폭 BW=∞이다.
  4. 전압이득 Av=∞이다.
(정답률: 71%)
  • 이상적인 연산 증폭기는 신호 손실 없이 모든 전압을 출력하기 위해 출력 저항이 $0$이어야 하며, 입력 신호를 왜곡 없이 받기 위해 입력 저항은 무한대여야 합니다.

    오답 노트
    출력저항 $R_O = \infty$: $R_O = 0$이어야 함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 자속밀도가 B[wb/m2]인 자계 내에서 i[A]의 전류가 흐르고 있는 길이 l[m]의 직선 도체를 자계의 방향으로 θ[°]의 각을 갖도록 놓았을 때, 이 도체에 작용하는 힘으로 옳은 것은?

  1. Blisinθ
  2. (Bi/l)sinθ
  3. Blicosθ
  4. (Bi/l)cosθ
(정답률: 65%)
  • 자기장 내에서 전류가 흐르는 도체가 받는 힘(플레밍의 왼손 법칙)은 자속밀도, 전류, 길이, 그리고 방향의 사인 값에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $F = B i l \sin \theta$
    ② [숫자 대입] (변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $F = B i l \sin \theta$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 다음 회로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, vi는 입력전압이고, vO는 출력 전압이다.)

  1. 전압 이득은 1에 가깝다.
  2. 출력신호와 입력신호는 위상이 같다.
  3. 부하 저항이 변화해도 전류 ㆍ 전압 ㆍ 전력 이득은 일정하다.
  4. 높은 임피던스를 갖는 부하저항과 정합(matching)에 자주 사용한다.
(정답률: 38%)
  • 제시된 회로는 에미터 팔로워(Common Collector) 회로입니다. 이 회로는 전압 이득이 1에 가깝고 입력과 출력의 위상이 같으며, 출력 임피던스가 매우 낮아 낮은 임피던스를 갖는 부하와 정합시키는 데 사용됩니다.

    오답 노트
    높은 임피던스를 갖는 부하저항과 정합: 낮은 임피던스 부하와 정합에 사용됨
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 다음 회로에서 전류 i는 몇 [A]인가?

  1. 3[A]
  2. 4[A]
  3. 6[A]
  4. 8[A]
(정답률: 77%)
  • 마디 해석법(Nodal Analysis)을 사용하여 중앙 마디의 전압 $v_a$를 구한 뒤, 전류 $i$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{v_a - 12}{3} + \frac{v_a}{3} - 8 = 0$
    ② [숫자 대입] $v_a = 18$
    ③ [최종 결과] $i = \frac{18}{3} = 6\text{ A}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 다음 R-L-C 직렬회로에서 t=0 인 경우 스위치가 닫힌다. 그때 전류 i(t)의 응답이 임계제동(critical damping)이 되기 위한 저항 R의 값으로 옳은 것은? (단, vc(0)=1[mV], i(0)=0[A]이고, L=100[mH], C=10[μF]이다.)

  1. 50[Ω]
  2. 100[Ω]
  3. 150[Ω]
  4. 200[Ω]
(정답률: 25%)
  • RLC 직렬회로에서 임계제동(Critical Damping)이 되기 위해서는 특성 방정식의 판별식이 0이 되어 중근을 가져야 합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R = 2 \sqrt{\frac{L}{C}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R = 2 \sqrt{\frac{100 \times 10^{-3}}{10 \times 10^{-6}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R = 200\ \Omega$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 다음 그림의 연산 증폭기에서 V1=1[V], V2=2[V], V3=3[V] 일 때, 출력 VO는?

  1. 4[V]
  2. 5[V]
  3. 6[V]
  4. 7[V]
(정답률: 70%)
  • 가상 접지 원리를 이용한 연산 증폭기 회로에서 출력 전압은 비반전 입력 전압과 반전 입력 전압의 가중치 합으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{O} = ( \frac{V_{2} \times R_{f} + V_{3} \times R_{f}}{R_{2} + R_{3}} ) \times ( 1 + \frac{R_{f}}{R_{1}} )$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{O} = ( \frac{2 \times 6 + 3 \times 6}{1 + 3} ) \times ( 1 + \frac{6}{2} ) = \frac{30}{4} \times 4$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{O} = 6\text{ V}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. IIL=-0.1[mA], IIH=10[μA], IOL=5[mA], IOH=-400[μA]인 74계열 IC 칩의 fan out은? (단, 여기서 IIL은 LOW 레벨로 인식하는 최소 입력 전류, IIH는 HIGH 레벨로 인식하는 최대 입력 전류, IOL은 LOW 레벨의 최소 출력 전류, IOH는 HIGH 레벨의 최대 출력 전류를 의미한다.)

  1. 10
  2. 40
  3. 50
  4. 80
(정답률: 47%)
  • Fan-out은 출력 단자가 구동할 수 있는 최대 입력 단자의 수로, Low 레벨과 High 레벨의 Fan-out 중 작은 값을 선택합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Fan\text{-}out = \min(\frac{I_{OL}}{I_{IL}}, \frac{I_{OH}}{I_{IH}})$$
    ② [숫자 대입]
    $$Fan\text{-}out = \min(\frac{5 \times 10^{-3}}{-0.1 \times 10^{-3}}, \frac{-400 \times 10^{-6}}{10 \times 10^{-6}})$$
    ③ [최종 결과]
    $$Fan\text{-}out = 40$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 다음의 트랜지스터 전압분배 바이어스 회로에서 전압 VCE의 값으로 옳은 것은? (단, R1=10[kΩ], R2=2[kΩ], RC=4[kΩ], RE=1[kΩ], VCC=12[V], VBE=0.7[V], IC=IE)

  1. 3.5[V]
  2. 5.5[V]
  3. 7.5[V]
  4. 9.5[V]
(정답률: 70%)
  • 전압분배 바이어스 회로에서 베이스 전압을 먼저 구하고, 이를 통해 이미터 전압과 전류를 산출하여 컬렉터-이미터 간 전압을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_{B} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}} \times V_{CC}$$
    $$V_{E} = V_{B} - V_{BE}$$
    $$V_{CE} = V_{CC} - I_{C}(R_{C} + R_{E})$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_{B} = \frac{2}{10 + 2} \times 12 = 2\text{ V}$$
    $$V_{E} = 2 - 0.7 = 1.3\text{ V}$$
    $$I_{C} = I_{E} = \frac{1.3}{1} = 1.3\text{ mA}$$
    $$V_{CE} = 12 - 1.3 \times (4 + 1)$$
    ③ [최종 결과]
    $$V_{CE} = 5.5\text{ V}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 다음 중 PN 접합 다이오드의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. P형 반도체의 다수 캐리어는 정공이다.
  2. 순방향 바이어스를 걸어주면 전위장벽이 높아진다.
  3. 역방향 바이어스를 걸어주면 공핍층이 넓어진다.
  4. N형 반도체는 Si에 불순물인 5족 원소(예 : P, As)를 첨가하여 만든다.
(정답률: 82%)
  • 순방향 바이어스를 걸어주면 전위장벽이 낮아져 캐리어의 이동이 쉬워지므로, 전위장벽이 높아진다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    P형 반도체의 다수 캐리어는 정공: 옳은 설명
    역방향 바이어스 시 공핍층 확대: 옳은 설명
    N형 반도체는 Si에 5족 원소 첨가: 옳은 설명
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 다음 회로에서 최대전력을 RL에 전달하기 위한 RL의 값과 그 때 RL에 전달되는 최대전력 PL의 값으로 옳은 것은?

  1. RL=4[kΩ]일 때, PL=4[mW]
  2. RL=4[kΩ]일 때, PL=5[mW]
  3. RL=5[kΩ]일 때, PL=4[mW]
  4. RL=5[kΩ]일 때, PL=5[mW]
(정답률: 73%)
  • 최대전력 전달 조건은 부하저항 $R_L$이 테브난 등가저항 $R_{th}$와 같을 때이며, 이때의 전력은 $P_L = \frac{V_{th}^2}{4R_{th}}$ 입니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_L = R_{th}$$
    $$P_L = \frac{V_{th}^2}{4R_{th}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_L = 5\text{ k}\Omega$$
    $$P_L = \frac{10^2}{4 \times 5 \times 10^3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_L = 5\text{ k}\Omega, P_L = 5\text{ mW}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 다음 논리회로의 기능으로 옳은 것은?

  1. XOR(Exclusive-OR)
  2. XNOR(Exclusive-NOR)
  3. OR
  4. AND
(정답률: 73%)
  • 제시된 회로는 NAND 게이트들의 조합과 최종 NOT 게이트로 구성되어 있습니다. 입력 $A$와 $B$가 같을 때(0,0 또는 1,1) 출력 $X$가 1이 되고, 다를 때 0이 되는 논리 구조를 가지므로 이는 XNOR(Exclusive-NOR) 게이트의 기능과 동일합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록