20년 2회차

구 도체의 전하는 약 6.2$\times10^{-8}\ \mathrm{C}$이다.

쿨롱의 법칙에서 두 전하가 같으므로 $F=\dfrac{q^{2}}{4\pi\varepsilon_0 r^{2}}$이고, 이를 풀면 다음과 같다.
$q=r\sqrt{\dfrac{F}{9\times10^{9}}}=0.2\times\sqrt{\dfrac{8.6\times10^{-4}}{9\times10^{9}}}$
$=0.2\times3.09\times10^{-7}\approx6.2\times10^{-8}\ \mathrm{C}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• $5.2\times10^{-8}\ \mathrm{C}$은 계산값과 다르다.
• $7.2\times10^{-8}\ \mathrm{C}$은 계산값과 다르다.
• $8.2\times10^{-8}\ \mathrm{C}$은 계산값과 다르다.

자속밀도는 약 0.2$\ \mathrm{Wb/m^{2}}$이다.

자속밀도는 투자율과 자계의 세기의 곱이며, 철심의 반지름은 계산에 필요하지 않다.
$B=\mu_0\mu_r H=4\pi\times10^{-7}\times400\times400\approx0.2\ \mathrm{Wb/m^2}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 0.8은 계산값과 다르다.
• 1.6은 계산값과 다르다.
• 2.0은 계산값과 다르다.

전계가 경계면에 수직이면 단위 면적당 힘은 $f=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2$ 이다.

경계면에 수직인 전계에서는 전속밀도 D 가 연속이고 전계는 양쪽에서 $E_1=D/\varepsilon_1$, $E_2=D/\varepsilon_2$ 로 달라진다. 경계면 힘은 양쪽 정전 에너지 밀도의 차이므로
$f=\dfrac{1}{2}E_2D-\dfrac{1}{2}E_1D=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2$

• $2\left(\frac{1}{\varepsilon_2}-\frac{1}{\varepsilon_1}\right)E^2$ 는 E 가 양쪽에서 달라 연속인 양이 아니고, $E^2/\varepsilon$ 는 N/m² 차원도 아니며 계수도 다르다.
• $2\left(\frac{1}{\varepsilon_2}-\frac{1}{\varepsilon_1}\right)D^2$ 는 계수가 1/2 이 아니라 2 여서 다르다.
• $\frac{1}{2}\left(\frac{1}{\varepsilon_2}-\frac{1}{\varepsilon_1}\right)E^2$ 는 E 가 양쪽에서 달라 연속인 양이 아니고 $E^2/\varepsilon$ 는 N/m² 차원이 아니다.

자계의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다.

비오-사바르 법칙에서 전류 요소가 만드는 자계는 다음과 같이 거리 제곱에 반비례한다.
$dH=\dfrac{I\,d\ell\sin\theta}{4\pi r^{2}}$

나머지 보기는 이 관계와 맞지 않는다.

• 거리에 반비례한다는 관계는 무한 직선 도선 전체를 적분한 결과이며 전류 요소에 대한 비오-사바르 법칙의 관계가 아니다.
• 거리에 비례한다는 관계는 거리가 멀수록 자계가 커진다는 뜻이므로 틀리다.
• 거리 제곱에 비례한다는 관계는 거리가 멀수록 자계가 커진다는 뜻이므로 틀리다.

전류는 각 도선에 1A가 반대 방향으로 흐른다.

평행 도선 사이의 단위 길이당 힘은 다음과 같다.
$\dfrac{F}{\ell}=\dfrac{\mu_0 I^{2}}{2\pi d}=\dfrac{2\times10^{-7}I^{2}}{d}$
$10^{-7}=\dfrac{2\times10^{-7}I^{2}}{2}\Rightarrow I=1\ \mathrm{A}$
반발력은 전류가 서로 반대 방향일 때 작용한다.

나머지 보기는 크기나 방향이 맞지 않는다.

• 2A가 반대 방향이라는 보기는 방향은 맞지만 전류 크기가 계산값 1A와 다르다.
• 2A가 같은 방향이라는 보기는 크기가 다르고, 같은 방향 전류 사이에는 인력이 작용한다.
• 1A가 같은 방향이라는 보기는 크기는 맞지만, 같은 방향 전류 사이에는 인력이 작용하므로 반발력과 맞지 않는다.

틀린 식은 포아송 방정식을 $\nabla^2V=\dfrac{\rho}{\varepsilon}$ 로 쓴 것이다. 올바른 식은 $\nabla^2V=-\dfrac{\rho}{\varepsilon}$ 이다.

$E=-\nabla V$ 와 가우스 정리 $\nabla\cdot D=\rho$, $D=\varepsilon E$ 를 결합하면
$\nabla\cdot(-\varepsilon\nabla V)=\rho\;\Rightarrow\;\nabla^2V=-\dfrac{\rho}{\varepsilon}$
이므로 음의 부호가 빠진 식은 틀리다.

• 가우스의 정리 div D = ρ 는 옳은 식이다.
• 라플라스의 방정식 $\nabla^2V=0$ 은 전하가 없는 곳(ρ = 0)의 포아송 방정식으로 옳은 식이다.
• 발산의 정리 $\oint_S D\cdot ds=\int_V \mathrm{div}\,D\,dv$ 는 면적분과 체적적분을 잇는 옳은 식이다.

영구자석 재료는 잔류자기와 보자력이 모두 큰 것이 적합하다.

잔류자기가 커야 강한 자속을 내고, 보자력이 커야 외부 자계나 역자계에도 자화를 잃지 않고 오래 유지한다.

나머지 보기는 둘 중 하나 이상이 부족하다.

• 잔류자기는 크고 보자력이 작으면 작은 역자계에도 자화가 쉽게 사라져 영구자석으로 부적합하다.
• 잔류자기가 작고 보자력이 크면 자화는 유지되지만 자속이 약해 강한 자석이 되지 못한다.
• 잔류자기와 보자력이 모두 작으면 자속도 약하고 자화도 쉽게 사라져 영구자석으로 부적합하다.

자기 인덕턴스를 에너지로 나타낸 식은 $L=\dfrac{1}{I^{2}}\displaystyle\int A\cdot J\,dv$이다.

코일에 저장되는 자기 에너지는 $W=\dfrac{1}{2}LI^{2}$이고, 이를 장의 에너지로 쓰면 $W=\dfrac{1}{2}\displaystyle\int B\cdot H\,dv=\dfrac{1}{2}\displaystyle\int A\cdot J\,dv$이다.
두 식을 같게 놓으면 $L=\dfrac{1}{I^{2}}\displaystyle\int B\cdot H\,dv=\dfrac{1}{I^{2}}\displaystyle\int A\cdot J\,dv$가 된다.

• $L=\dfrac{N\phi}{I^{2}}$ 보기는 쇄교 자속으로 쓴 정의 $L=\dfrac{N\phi}{I}$와 분모의 차수가 다르다.
• $L=\dfrac{1}{2I^{2}}\displaystyle\int B\cdot H\,dv$ 보기는 에너지 식의 $\dfrac{1}{2}$이 양변에서 약분되지 않고 남아 있어 값이 절반이 된다.
• $L=\dfrac{1}{I}\displaystyle\int B\cdot H\,dv$ 보기는 분모가 $I^{2}$가 아니어서 에너지 관계식과 맞지 않는다.

환상 솔레노이드 철심 내부의 자계 세기는 $H=\dfrac{NI}{2\pi r}$이다.

암페어 주회 법칙을 반지름 $r$인 원형 경로에 적용하면 경로 위에서 $H$의 크기가 일정하므로
$\oint H\,dl=H\cdot 2\pi r=NI$
$H=\dfrac{NI}{2\pi r}$

• $NI$ 보기는 기자력 자체로, 경로 길이 $2\pi r$로 나누지 않아 단위가 AT이다.
• $\dfrac{NI}{2r}$ 보기는 분모가 원둘레 $2\pi r$와 다르다.
• $\dfrac{NI}{4\pi r}$ 보기는 분모가 원둘레 $2\pi r$와 다르다.

전기장의 세기는 E = i + j이다.

뉴턴의 운동 방정식 $QE=ma$에서 전기장을 구한다.
$E=\dfrac{ma}{Q}=\dfrac{10^{-10}\times(10^{2}i+10^{2}j)}{10^{-8}}=i+j\ \mathrm{V/m}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• $E=10^{4}i+10^{5}j$는 계산값과 다르다.
• $E=i+10j$는 계산값과 다르다.
• $E=10^{-6}i+10^{-4}j$는 계산값과 다르다.

두 구 전극 사이의 저항은 $R=\dfrac{1}{4\pi k}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}\right)$이다.

전극 간 저항과 정전용량 사이에는 $RC=\dfrac{\varepsilon}{k}$의 관계가 있다.
거리 $r$이 반지름보다 매우 크면 두 구의 전위는 각자 자기 전하만으로 정해져 $V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}\right)$, 곧 $C=\dfrac{4\pi\varepsilon}{\frac{1}{a}+\frac{1}{b}}$이다.
$R=\dfrac{\varepsilon}{kC}=\dfrac{1}{4\pi k}\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}\right)$

각 구 둘레의 퍼짐 저항 $\dfrac{1}{4\pi ka}$, $\dfrac{1}{4\pi kb}$가 직렬로 더해진 꼴이다.

• $4\pi k\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}\right)$ 보기는 도전율이 분자에 있어 저항이 아닌 컨덕턴스의 차원을 가진다.
• $4\pi k\left(\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}\right)$ 보기는 도전율이 분자에 있고 두 항을 빼고 있어 유도 결과와 다르다.
• $\dfrac{1}{4\pi k}\left(\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}\right)$ 보기는 두 퍼짐 저항을 빼고 있어 유도 결과와 다르다.

전선의 저항은 4Ω이 된다.

체적이 일정하면 길이가 2배일 때 단면적은 절반이 되며, 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례한다.
$R'=\rho\dfrac{2\ell}{A/2}=4\rho\dfrac{\ell}{A}=4R=4\ \Omega$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 0.5Ω은 계산값과 다르다.
• 1Ω은 계산값과 다르다.
• 2Ω은 길이 증가만 반영하고 단면적 감소를 반영하지 않은 값이라 계산값과 다르다.

정전용량은 $C_2=3C_1$이다.

동축 원통 콘덴서의 정전용량은 $C=\dfrac{2\pi\varepsilon \ell}{\ln(b/a)}$이다. 반지름을 모두 3배로 하면 b/a는 변하지 않고, 유전율만 3배가 된다.
$C_2=\dfrac{2\pi(3\varepsilon_0)\ell}{\ln(3b/3a)}=3C_1$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• $C_2=C_1/9$는 계산값과 다르다.
• $C_2=C_1/3$은 계산값과 다르다.
• $C_2=9C_1$는 계산값과 다르다.

도체 표면의 전하 밀도는 $\rho_s=3\,\text{C/m}^2$이다.

그림의 전계는 $E=\dfrac{a_x-2a_y+2a_z}{\epsilon_0}$이다. 도체 표면에서 전계는 표면에 수직이고 가우스 법칙에 따라 $\rho_s=\epsilon_0|E|$이다.
$|E|=\dfrac{\sqrt{1^2+2^2+2^2}}{\epsilon_0}=\dfrac{3}{\epsilon_0}$
$\rho_s=\epsilon_0\cdot\dfrac{3}{\epsilon_0}=3$

• 1C/m² 보기는 계산값과 다르다.
• 2C/m² 보기는 계산값과 다르다.
• 5C/m² 보기는 계산값과 다르다.

0.3m 떨어진 점의 자계의 세기는 60 AT/m이다.

무한 직선 도체의 자계는 $H=\dfrac{I}{2\pi r}$이므로 거리에 반비례한다. 거리가 3배가 되면 자계는 3분의 1이다.
$H'=180\times\dfrac{0.1}{0.3}=60\ \mathrm{AT/m}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 20은 거리 제곱에 반비례할 때의 값이므로 직선 도체의 계산값과 다르다.
• 180은 거리가 변해도 자계가 같다는 값이므로 계산값과 다르다.
• 540은 거리에 비례할 때의 값이므로 계산값과 다르다.

발생하는 기전력은 1V이다.

도체가 자계와 직각으로 속도 v로 움직일 때 기전력은 $e=Blv$이다.
$v=\dfrac{1}{0.4}=2.5\ \mathrm{m/s}$
$e=10\times0.04\times2.5=1\ \mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 2V는 계산값과 다르다.
• 3V는 계산값과 다르다.
• 4V는 계산값과 다르다.

자극의 세기는 $\pi a^{2}J$이다.

균일하게 자화된 자성체 양단의 자극의 세기는 자화의 세기에 단면적을 곱한 값이다.
$m=J\cdot S=\pi a^{2}J\ \mathrm{Wb}$

나머지 보기는 이 정의와 다르다.

• alJ는 단면적 대신 반지름과 길이의 곱을 쓰므로 자극의 세기의 정의와 다르다.
• 2πalJ는 원통 옆면적에 해당하는 값을 쓰므로 양단의 단면적을 곱하는 정의와 다르다.
• $J/\pi a^{2}$은 자화의 세기를 단면적으로 나눈 값이라 자극의 세기의 정의와 다르다.

틀린 설명은 자기저항의 역수를 컨덕턴스라 한다는 서술이다.

자기저항의 역수는 컨덕턴스가 아니라 퍼미언스라 부르며, 컨덕턴스는 전기회로의 용어이다.

나머지 보기는 자기회로와 전기회로의 옳은 대응 관계이다.

• 자기회로의 투자율이 전기회로의 도전율에 대응한다는 서술은 옳다.
• 전기회로의 전류가 자기회로의 자속에 대응한다는 서술은 옳다.
• 자기저항의 단위가 AT/Wb라는 서술은 기자력을 자속으로 나눈 단위이므로 옳다.

진공 중 전자파의 전파속도는 $C_0=\dfrac{1}{\sqrt{\epsilon_0\mu_0}}$이다.

맥스웰 방정식에서 얻는 파동 방정식의 전파속도는 $v=\dfrac{1}{\sqrt{\epsilon\mu}}$이고, 진공에서는 $\dfrac{1}{\sqrt{\epsilon_0\mu_0}}\approx 3\times10^{8}\,\text{m/s}$이다.

• $C_0=\sqrt{\epsilon_0\mu_0}$ 보기는 속도의 역수(s/m)이다.
• $C_0=\dfrac{1}{\sqrt{\epsilon_0}}$ 보기는 투자율이 빠져 있어 속도의 차원이 되지 않는다.
• $C_0=\dfrac{1}{\sqrt{\mu_0}}$ 보기는 유전율이 빠져 있어 속도의 차원이 되지 않는다.

스위치를 닫는 순간(t=0+) 커패시터는 초기 전압이 0이므로 단락 상태로, 인덕터는 초기 전류가 0이므로 개방 상태로 동작한다. 따라서 4Ω, 0.1H branch에는 전류가 흐르지 않고, 회로는 12V 전원에 6Ω 저항과 단락된 커패시터만 직렬로 연결된 형태가 된다. 이때 $i(0^+) = \dfrac{12}{6} = 2\text{A}$가 된다.

정저항 회로가 되려면 $L=R^{2}C=0.08\,\text{H}$이어야 한다.

그림은 R과 L의 병렬 회로와 R과 C의 병렬 회로가 직렬로 연결된 구조이다.
$Z=\dfrac{j\omega LR}{R+j\omega L}+\dfrac{R}{1+j\omega RC}$
$L=R^{2}C$를 넣으면 첫째 항이 $\dfrac{j\omega R^{2}C}{1+j\omega RC}$가 되어 $Z=\dfrac{R(1+j\omega RC)}{1+j\omega RC}=R$로 주파수와 무관해진다.

$L=R^{2}C=20^{2}\times200\times10^{-6}=0.08\,\text{H}$

• 0.8H 보기는 계산값과 다르다.
• 1H 보기는 계산값과 다르다.
• 10H 보기는 계산값과 다르다.

최대 전력 전송을 위한 부하 임피던스는 2.2 - j5 Ω이다.

최대 전력 전달 조건은 부하 임피던스가 전원 쪽 전체 임피던스의 켤레 복소수인 것이다.
$Z_g+Z_l=(0.2+2.0)+j(2+3)=2.2+j5\ \Omega$
$Z_L=(Z_g+Z_l)^{*}=2.2-j5\ \Omega$

나머지 보기는 켤레 조건을 만족하지 않는다.

• $1.8+j$는 실수부가 합성 저항 2.2와 다르고 리액턴스도 켤레가 아니다.
• $1.8-j$는 실수부가 합성 저항 2.2와 다르고 리액턴스 크기도 다르다.
• $2.2+j5$는 리액턴스의 부호가 같아 켤레가 아니므로 리액턴스가 상쇄되지 않는다.

틀린 것은 $D=nD_1$이며, 실제로는 $D=\dfrac{D_1}{n}$이다.

그림은 권수비 $n:1$인 이상 변압기 뒤에 $A_1,B_1,C_1,D_1$ 회로망이 종속 접속된 구조이다. 변압기 2차 쪽(회로망 입력) 전압·전류를 $V',I'$라 하면 이상 변압기는 $V_1=nV'$, $I_1=\dfrac{I'}{n}$이다.
회로망에서 $V'=A_1V_2+B_1I_2$, $I'=C_1V_2+D_1I_2$이므로
$V_1=nA_1V_2+nB_1I_2$, $I_1=\dfrac{C_1}{n}V_2+\dfrac{D_1}{n}I_2$

행렬로 쓰면 $\begin{bmatrix}n&0\\ 0&\frac{1}{n}\end{bmatrix}\begin{bmatrix}A_1&B_1\\ C_1&D_1\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}nA_1&nB_1\\ \frac{C_1}{n}&\frac{D_1}{n}\end{bmatrix}$이다.

• $A=nA_1$ 보기는 유도 결과와 같다.
• $B=nB_1$ 보기는 유도 결과와 같다.
• $C=\dfrac{C_1}{n}$ 보기는 유도 결과와 같다.

$V_{th}=3.33\,\text{V}$, $R_{th}=4.33\,\Omega$이다.

그림 (a)는 10V 전원에 4Ω이 직렬, 그 접속점과 b 사이에 2Ω이 분기, 접속점에서 단자 a까지 3Ω이 직렬로 연결되어 있다. 개방 상태에서 3Ω에는 전류가 흐르지 않으므로
$V_{th}=10\times\dfrac{2}{4+2}=3.33\,\text{V}$

전압원을 단락하면 4Ω과 2Ω이 병렬이 되고 3Ω이 직렬로 더해진다.
$R_{th}=3+\dfrac{4\times2}{4+2}=3+1.33=4.33\,\Omega$

• 3.33V·9Ω 보기는 저항이 계산값과 다르다.
• 10V·4.33Ω 보기는 전압이 계산값과 다르다.
• 10V·9Ω 보기는 전압과 저항이 모두 계산값과 다르다.

평균전력은 50W이다.

그림의 전류는 $i(t)=2\sin\left(\omega t-\dfrac{\pi}{3}\right)$이므로 전압과의 위상차는 $\dfrac{\pi}{3}=60^\circ$이다. 최댓값으로 주어진 정현파의 평균전력은 역률을 곱해
$P=\dfrac{V_mI_m}{2}\cos\theta=\dfrac{100\times2}{2}\times\cos60^\circ=100\times0.5=50\,\text{W}$

• 25W 보기는 계산값과 다르다.
• 75W 보기는 계산값과 다르다.
• 125W 보기는 계산값과 다르다.

RLC 직렬 공진 조건은 $\omega=\dfrac{1}{\sqrt{LC}}$이다.

직렬 임피던스 $Z=R+j\left(\omega L-\dfrac{1}{\omega C}\right)$에서 허수부가 0이 될 때 공진한다.
$\omega L=\dfrac{1}{\omega C}\Rightarrow\omega^{2}=\dfrac{1}{LC}\Rightarrow\omega=\dfrac{1}{\sqrt{LC}}$

• $\omega=\dfrac{C}{L}$ 보기는 리액턴스가 같아지는 조건식과 다르다.
• $\omega=\dfrac{1}{\sqrt{L}}$ 보기는 정전용량 $C$가 빠져 있어 조건식과 다르다.
• $\omega=\dfrac{1}{C}$ 보기는 인덕턴스 $L$이 빠져 있어 조건식과 다르다.

가역정리 조건이 아닌 것은 $h_{12}=h_{21}$이다.

가역 회로에서는 h 파라미터가 $h_{12}=-h_{21}$을 만족한다. 부호가 반대여야 하므로 두 값이 같다는 관계는 조건이 아니다.

나머지 보기는 가역정리가 성립할 때의 옳은 조건이다.

• $Z_{12}=Z_{21}$은 가역 회로에서 두 전달 임피던스가 같다는 옳은 조건이다.
• $Y_{12}=Y_{21}$은 가역 회로에서 두 전달 어드미턴스가 같다는 옳은 조건이다.
• $AD-BC=1$은 가역 회로에서 ABCD 행렬의 행렬식이 1이라는 옳은 조건이다.

4단자 정수 A는 $1-j$이다.

그림의 T형 회로는 직렬 5Ω, 직렬 5Ω, 가운데 병렬 가지 $j5\,\Omega$로 구성된다. T형 회로의 전압비 정수 $A=1+\dfrac{Z_1}{Z_3}$이다.
$A=1+\dfrac{5}{j5}=1+\dfrac{1}{j}=1-j$

• $j5$ 보기는 계산값과 다르다.
• $10-j5$ 보기는 계산값과 다르다.
• $-j\dfrac{1}{5}$ 보기는 계산값과 다르다.

라플라스 변환은 선형이므로 두 항을 따로 변환해 더하면 $\dfrac{2s+\omega}{s^2+\omega^2}$가 된다.

$\mathcal{L}[\sin\omega t]=\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}$, $\mathcal{L}[\cos\omega t]=\dfrac{s}{s^2+\omega^2}$
$F(s)=\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}+2\cdot\dfrac{s}{s^2+\omega^2}=\dfrac{2s+\omega}{s^2+\omega^2}$

• $\dfrac{2s}{s^2+\omega^2}$ 보기는 분자에 $\omega$ 항이 없어 계산값과 다르다.
• $\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}$ 보기는 분자에 $2s$ 항이 없어 계산값과 다르다.
• $\dfrac{2s+\omega}{(s+\omega)^2}$ 보기는 분모가 $s^2+\omega^2$가 아니어서 계산값과 다르다.

정현·여현 함수의 변환은 분모가 모두 $s^2+\omega^2$로 같아, 분자만 계수대로 합치면 된다.

왜형률은 약 0.22이다.

왜형률은 고조파 실효값의 제곱합의 제곱근을 기본파 실효값으로 나눈 값이다.
$\mathrm{THD}=\dfrac{\sqrt{V_3^{2}+V_5^{2}}}{V_1}=\sqrt{0.1^{2}+0.2^{2}}=\sqrt{0.05}\approx0.22$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 0.31은 계산값과 다르다.
• 0.42는 계산값과 다르다.
• 0.5는 계산값과 다르다.

L·C 병렬 회로의 임피던스를 같은 꼴로 정리해 계수를 맞추면 L = 1/3 H, C = 1 F이다.

그림의 리액턴스 함수는 $Z(s)=\dfrac{s}{s^2+3}$이다.
$Z(s)=\dfrac{sL\cdot\dfrac{1}{sC}}{sL+\dfrac{1}{sC}}=\dfrac{sL}{s^2LC+1}=\dfrac{\dfrac{1}{C}s}{s^2+\dfrac{1}{LC}}$
계수 비교: $\dfrac{1}{C}=1\Rightarrow C=1$, $\dfrac{1}{LC}=3\Rightarrow L=\dfrac{1}{3}$

• L = 1, C = 1/3 보기는 분자 계수가 3, 분모 상수항이 3이 되어 그림의 함수와 다르다.
• L = 3, C = 1 보기는 분모 상수항이 1/3이 되어 그림의 함수와 다르다.
• L = 1, C = 3 보기는 분자 계수가 1/3, 분모 상수항이 1/3이 되어 그림의 함수와 다르다.

분자 계수에서 1/C, 분모 상수항에서 1/(LC)를 읽는 것이 핵심이다.

주기는 한 사이클에 걸리는 시간이므로 $T=\dfrac{2\pi}{\omega}$이다.

그림은 최댓값 V 인 정현파이며, T 는 파형이 한 번 완전히 반복되는 시간 간격으로 표시되어 있다. 각속도 $\omega$로 위상이 $2\pi$ 만큼 진행하는 시간이 한 주기이므로
$\omega T=2\pi\ \Rightarrow\ T=\dfrac{2\pi}{\omega}=\dfrac{1}{f}$

• 2πω 보기는 각속도에 2π 를 곱한 값으로 시간 차원이 아니어서 틀리다.
• 2πf 보기는 각속도 $\omega$ 자체여서 주기가 아니다.
• ω/2π 보기는 주파수 f 여서 주기의 역수이다.

입력측 개방·단락 임피던스의 기하평균으로 구하면 $Z_{01}=4\,\Omega$이다.

그림은 직렬 2Ω – 병렬 3Ω – 직렬 2Ω 의 T형 회로이다.
출력 개방 시 입력 임피던스: $Z_{1o}=2+3=5\,\Omega$
출력 단락 시 입력 임피던스: $Z_{1s}=2+\dfrac{3\times 2}{3+2}=3.2\,\Omega$
$Z_{01}=\sqrt{Z_{1o}Z_{1s}}=\sqrt{5\times 3.2}=\sqrt{16}=4\,\Omega$

4단자 정수로도 $A=\dfrac{5}{3},\ B=\dfrac{16}{3},\ C=\dfrac{1}{3},\ D=\dfrac{5}{3}$이고 $Z_{01}=\sqrt{\dfrac{AB}{CD}}=4$로 같다. 2Ω·3Ω·5Ω 보기는 계산값과 다르다.

피상전력은 Q/0.6이다.

역률 cosθ가 0.8이면 sinθ는 0.6이다. 무효전력은 피상전력에 sinθ를 곱한 값이므로 피상전력은 다음과 같다.
$S=\dfrac{Q}{\sin\theta}=\dfrac{Q}{0.6}\ \mathrm{VA}$

나머지 보기는 이 관계와 맞지 않는다.

• 0.6Ω은 단위가 Ω이라 피상전력의 단위 VA가 아니다.
• 0.8Ω은 단위가 Ω이라 피상전력의 단위 VA가 아니다.
• Q/0.8은 무효전력을 역률 cosθ로 나눈 값이며, 무효전력과 피상전력의 비는 sinθ=0.6이므로 계산값과 다르다.

쌍대 관계는 전압원–전류원, 마디–루프, 인덕터–커패시터의 세 쌍이다.

그림의 표는 전압원·전류원·마디·인덕터·루프·커패시터 여섯 항목이다. 회로의 쌍대성은 전압과 전류, 직렬과 병렬, 임피던스와 어드미턴스를 맞바꾸는 관계로, KVL(루프)과 KCL(마디)이 짝이 되고 $v=L\dfrac{di}{dt}$와 $i=C\dfrac{dv}{dt}$가 짝이 된다.

• 전압원–마디, 전류원–루프, 인덕터–커패시터로 묶은 보기는 전원과 마디·루프를 짝지어 틀리다.
• 전압원–전류원, 마디–커패시터, 인덕터–루프로 묶은 보기는 마디와 루프를 소자와 짝지어 틀리다.
• 전압원–마디, 인덕터–루프, 전류원–커패시터로 묶은 보기는 세 쌍 모두 쌍대가 아니어서 틀리다.

단위계단 입력의 출력을 부분분수로 역변환하면 $\dfrac{1}{3}\left(1-e^{-3t}\right)$이다.

전달함수 $\dfrac{Y(s)}{X(s)}=\dfrac{1}{s+3}$, 단위계단 $X(s)=\dfrac{1}{s}$
$Y(s)=\dfrac{1}{s(s+3)}=\dfrac{1}{3}\left(\dfrac{1}{s}-\dfrac{1}{s+3}\right)$
$y(t)=\dfrac{1}{3}\left(1-e^{-3t}\right)$

• $e^{3t}$ 보기는 계산값과 다르다.
• $e^{-3t}$ 보기는 임펄스 응답에 해당하여 계단 응답이 아니다.
• $\dfrac{1}{3}\left(1-e^{3t}\right)$ 보기는 지수의 부호가 달라 계산값과 다르다.

극점이 s = −3 이므로 응답은 시간에 따라 감쇠해 최종값 $\dfrac{1}{3}$에 수렴한다.

RL 직렬회로의 시정수는 L/R이다.

RL 직렬회로의 전류는 $i(t)=\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-Rt/L}\right)$으로 변하며, 지수의 분모에 해당하는 값이 시정수 $\tau=\dfrac{L}{R}$이다.

나머지 보기는 시정수가 아니다.

• R/L은 시정수의 역수이므로 시간의 단위가 아니다.
• L은 인덕턴스 단위(H)를 갖는 값이며 시간 단위가 아니다.
• R은 저항 단위(Ω)를 갖는 값이며 시간 단위가 아니다.

상호 인덕턴스는 2.5 H이다.

직렬 접속의 합성 인덕턴스는 $L=L_1+L_2\pm2M$이다. 측정값 20H는 자기 인덕턴스의 합 15H보다 크므로 가동 결합이다.
$20=10+5+2M\Rightarrow M=2.5\ \mathrm{H}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 3H는 계산값과 다르다.
• 3.5H는 계산값과 다르다.
• 5H는 계산값과 다르다.

공통 소스 증폭기의 출력은 입력과 180° 위상차가 있다.

공통 소스 증폭기는 게이트에 입력을 넣고 드레인에서 출력을 얻으며, 게이트 전압이 오르면 드레인 전류가 늘어 드레인 전압은 내려가므로 위상이 반전된다.

나머지 보기는 공통 소스 증폭기의 입출력 단자와 맞지 않는다.

• 소스에서 입력하여 드레인에서 출력을 얻는 방식은 공통 게이트 증폭기의 접속이다.
• 드레인에서 입력하여 소스에서 출력을 얻는 방식은 공통 소스 증폭기의 접속이 아니다.
• 게이트에서 입력하여 소스에서 출력을 얻는 방식은 공통 드레인(소스 팔로어) 증폭기의 접속이다.

동작점에서 $\beta=\dfrac{I_C}{I_B}=50$이다.

그림에서 부하선은 10V(가로축)와 10mA(세로축)를 잇고, $V_{CE}=5\,\mathrm{V}$ 점선이 부하선과 만나는 곳은 $I_B=100\,\mu\mathrm{A}$ 곡선 위이며 그때 $I_C=5\,\mathrm{mA}$로 표시되어 있다.
$\beta=\dfrac{5\times 10^{-3}}{100\times 10^{-6}}=50$

10·25·100 값의 보기는 계산값과 다르다.

입력이 +12V 일 때 다이오드가 도통해 출력은 6.35V가 된다.

그림에서 R1(10kΩ) 뒤 출력 노드와 접지 사이에 D1(애노드가 출력 노드 쪽)과 R2(10kΩ)가 직렬로 연결되어 있다. 입력이 +12V 이면 D1 이 순방향으로 도통하고 출력은 D1 과 R2 양단 전압의 합이다.
$I=\dfrac{12-0.7}{10\,\mathrm{k}+10\,\mathrm{k}}=0.565\,\mathrm{mA}$
$V_{out}=0.7+0.565\,\mathrm{mA}\times 10\,\mathrm{k\Omega}=0.7+5.65=6.35\,\mathrm{V}$

입력이 −12V 이면 D1 이 역바이어스되어 차단되므로 출력은 음전압이 되고, 최대 양전압은 위 계산값이다. 5.63V·4.97V·6.70V 보기는 계산값과 다르다.

베이스와 컬렉터 사이에 연결된 $C_F$가 고주파 차단주파수를 결정한다.

그림에서 $C_F$는 베이스(R1·R2 분압점)와 컬렉터 사이에 걸린 궤환 커패시터이다. 반전 증폭단의 입출력 사이 커패시터는 밀러 효과로 입력측에 약 $(1+|A_v|)C_F$의 큰 등가 용량으로 나타나, 주파수가 높아질수록 리액턴스가 작아져 이득을 떨어뜨린다.

• $C_1$ 보기는 입력 결합 커패시터로, 낮은 주파수에서 리액턴스가 커져 저역 차단주파수에 영향을 준다.
• $C_2$ 보기는 $R_E$에 병렬인 이미터 바이패스 커패시터로, 저역 차단주파수에 영향을 준다.
• $C_3$ 보기는 부하 $R_L$과의 출력 결합 커패시터로, 저역 차단주파수에 영향을 준다.

RLC 병렬 공진회로의 선택도는 $Q = \frac{R}{\omega_0 L} = \omega_0 RC$로 정의되며, R에 정비례한다. 따라서 R 값을 크게 하면 선택도 Q가 높아진다. 2번은 C를 작게 하면 $Q = \omega_0 RC$에서 Q가 감소하므로 오답이고, 3번은 L을 크게 하면 $Q = \frac{R}{\omega_0 L}$에서 Q가 감소하므로 오답이며, 4번은 명백히 틀렸다.

비반전 증폭기는 직렬-병렬 귀환으로 동작한다.

비반전 증폭기는 입력 쪽에서 귀환 전압이 입력 신호와 직렬로 합쳐지고, 출력 쪽에서는 출력 전압을 병렬로 검출하여 귀환한다. 즉 전압 직렬 귀환이다.

나머지 보기는 다른 증폭기의 귀환 접속이다.

• 직렬-직렬 귀환은 출력 전류를 검출하는 접속이므로 비반전 증폭기의 전압 검출과 다르다.
• 병렬-직렬 귀환은 입력에서 전류를 합치고 출력 전류를 검출하는 전류 증폭형 접속이다.
• 병렬-병렬 귀환은 입력에서 전류를 합치고 출력 전압을 검출하는 접속이며 반전 증폭기가 이에 해당한다.

틀린 특성은 입력 임피던스가 0이라는 서술이다.

이상적인 연산증폭기는 입력으로 전류가 흘러 들어가지 않으므로 입력 임피던스가 무한대이다.

나머지 보기는 이상적인 연산증폭기의 옳은 특성이다.

• 전압이득이 무한대라는 서술은 옳다.
• 대역폭이 무한대라는 서술은 옳다.
• 출력 임피던스가 0이라는 서술은 옳다.

반전 증폭기의 전압이득 크기는 $|A_v|=\dfrac{R_f}{R_i}=4$이다.

그림은 입력이 $R_i$를 거쳐 (−) 단자로 들어가고 $R_f$가 출력과 (−) 단자를 잇으며 (+) 단자는 접지인 반전 증폭기이다.
$A_v=-\dfrac{R_f}{R_i}=-\dfrac{4\,\mathrm{k\Omega}}{1\,\mathrm{k\Omega}}=-4,\quad |A_v|=4$

• 1/5 값의 보기는 계산값과 다르다.
• 1/4 값의 보기는 저항비를 거꾸로 놓은 값이라 계산값과 다르다.
• 5 값의 보기는 비반전 증폭기 이득 $1+\dfrac{R_f}{R_i}$에 해당하여, (+) 단자가 접지된 이 회로의 계산값과 다르다.

틀린 설명은 차단 영역 부근에서 동작한다는 서술이다.

A급 증폭기는 신호 전 주기에 걸쳐 컬렉터 전류가 흐르도록 동작점을 능동 영역 중앙 부근에 잡으므로 차단 영역 부근에서 동작하지 않는다.

나머지 보기는 A급 증폭기의 옳은 설명이다.

• 충실도가 좋다는 서술은 파형 왜곡이 작다는 뜻이므로 옳다.
• 효율이 50% 이하라는 서술은 A급의 이론 최대 효율이 25%(변압기 결합 시 50%)이므로 옳다.
• 평균 전력손실이 B급이나 C급보다 크다는 서술은 신호가 없을 때도 바이어스 전류가 흘러 옳다.

옳은 설명은 최대 정격전력이 낮은 온도에서 증가한다는 서술이다.

트랜지스터는 접합 온도 한도 때문에 주위 온도가 높아질수록 허용 전력이 줄어들고, 온도가 낮을수록 허용 전력이 커진다.

나머지 보기는 트랜지스터의 특성과 맞지 않는다.

• β값이 온도에 따라 변하지 않는다는 서술은 틀리며, 전류 이득은 온도에 따라 변한다.
• 최대 정격전력이 컬렉터 이미터 최대 전압과 최대 컬렉터 전류의 곱이라는 서술은 틀리며, 허용 전력은 접합 온도 한도와 열 방산 능력으로 정해지며 두 최대값의 곱보다 작다.
• 최대 정격전력이 상온보다 높은 온도에서 규정된다는 서술은 틀리며, 정격은 상온 기준으로 규정되고 높은 온도에서는 감액된다.

피변조파의 평균 출력은 590mW이다.

진폭 변조에서 피변조파의 전력은 반송파 전력에 측파대 전력이 더해진 값이다.
$P_t=P_c\left(1+\dfrac{m^{2}}{2}\right)=500\times\left(1+\dfrac{0.6^{2}}{2}\right)$
$=500\times1.18=590\ \mathrm{mW}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 180mW는 반송파 전력보다도 작아 피변조파의 전력이 될 수 없다.
• 354mW는 반송파 전력보다 작아 피변조파의 전력이 될 수 없다.
• 420mW는 반송파 전력보다 작아 피변조파의 전력이 될 수 없다.

순방향 바이어스에서 전류는 전자와 정공에 의해 만들어진다.

순방향 바이어스에서는 장벽이 낮아져 n형의 전자가 p형으로, p형의 정공이 n형으로 주입된다. 따라서 두 종류의 캐리어가 모두 전류에 기여한다.

나머지 보기는 이 설명과 맞지 않는다.

• 전류가 정공 전류뿐이라는 서술은 n형에서 p형으로 주입되는 전자 전류를 빠뜨려 틀리다.
• 전류가 전자 전류뿐이라는 서술은 p형에서 n형으로 주입되는 정공 전류를 빠뜨려 틀리다.
• 전류가 흐르지 않는다는 서술은 순방향에서 장벽이 낮아져 전류가 크게 흐르므로 틀리다.

출력이 제너다이오드로 두 전압 사이에 묶이므로 구형파가 된다.

그림은 R 을 거친 정현파가 (−) 단자로 들어가고, 출력과 (−) 단자 사이에 저항 없이 $Z_D$만 연결되며 (+) 단자는 접지인 회로이다. 입력이 양이면 출력은 음 방향으로 가고 $Z_D$가 순방향 도통해 출력이 거의 0V 에 고정되며, 입력이 음이면 출력은 양 방향으로 가고 $Z_D$가 제너 전압에서 항복해 출력이 $V_Z$에 고정된다.

• 여현파 보기는 입력처럼 연속적으로 변하는 파형이어서, 두 값에 고정되는 이 출력과 다르다.
• 삼각파 보기는 직선적으로 오르내리는 파형이어서, 두 값에 고정되는 이 출력과 다르다.
• 톱니파 보기는 서서히 오르다 급히 떨어지는 파형이어서, 두 값에 고정되는 이 출력과 다르다.

선형 궤환 저항이 없어 연산증폭기의 큰 이득으로 입력 부호만 판별되므로, 출력은 입력의 영점 통과마다 두 레벨을 오가는 구형파이다.

SSB 송신 시 측파대 전력은 약 5.6kW이다.

AM에서 양측파대 전력의 합은 $\dfrac{m^{2}}{2}P_c$이며, SSB는 이 중 한쪽 측파대만 보내므로 절반인 $\dfrac{m^{2}}{4}P_c$이다.
$P_{SB}=\dfrac{0.75^{2}}{4}\times40=5.625\approx5.6\ \mathrm{kW}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 8.1kW는 계산값과 다르다.
• 23kW는 계산값과 다르다.
• 31kW는 계산값과 다르다.

이미터 폴로어에 달링턴 접속을 하는 주된 이유는 입력 저항을 높이기 위해서이다.

달링턴 접속은 두 트랜지스터의 전류 이득이 곱해져 전체 전류 이득이 매우 커지므로, 이미터 저항이 입력 쪽에서 그만큼 크게 보여 입력 저항이 크게 증가한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 맞지 않는다.

• 전류 이득을 낮추기 위해서라는 설명은 틀리다. 달링턴 접속은 전류 이득을 곱하여 오히려 크게 높인다.
• 전압 이득을 높이기 위해서라는 설명은 틀리다. 이미터 폴로어의 전압 이득은 1에 가까우며 달링턴 접속으로도 1을 넘지 않는다.
• 출력 저항을 높이기 위해서라는 설명은 틀리다. 이미터 폴로어는 낮은 출력 저항으로 부하를 구동하는 버퍼 회로이므로 출력 저항을 높이는 것은 접속 목적이 될 수 없다.

틀린 설명은 전자가 페르미 준위 이상의 에너지 대역에만 존재한다는 내용이다.

페르미-디랙 분포는 $f(E)=\dfrac{1}{1+e^{(E-E_F)/kT}}$ 이다. 절대영도에서는 페르미 준위 아래가 모두 차고 위는 비지만, 온도가 오르면 페르미 준위 아래에 빈 상태가 생기고 위에도 전자가 존재하게 된다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

• 고체 내의 전자는 파울리의 배타원리에 따라 한 양자 상태에 하나씩만 들어가며, 이것이 분포의 바탕이다.
• 분포 형태는 위 식의 $kT$ 항 때문에 온도에 따라 달라진다.
• 도체를 가열할 때 열에너지를 받아 들뜨는 전자는 페르미 준위 부근의 극히 일부여서 비열에 거의 기여하지 못한다.

공간전하 용량은 5.31 pF 이다.

평행판 용량 공식에 대입한다. 단면적 $A=0.1\,\mathrm{mm^2}=10^{-7}\,\mathrm{m^2}$, 폭 $d=2\times10^{-4}\,\mathrm{cm}=2\times10^{-6}\,\mathrm{m}$ 이다.
$C=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r A}{d}$
$C=\dfrac{8.85\times10^{-12}\times12\times10^{-7}}{2\times10^{-6}}=5.31\times10^{-12}\,\mathrm{F}$

나머지 보기는 단위 자릿수가 달라 계산값과 맞지 않는다.

• 53.1 μF 는 계산값 5.31 pF 와 다르다.
• 0.531 μF 는 계산값 5.31 pF 와 다르다.
• 5.31 μF 는 계산값 5.31 pF 와 다르다.

주양자수 $n=3$ 인 M각에 들어갈 수 있는 최대 전자수는 18개 이다.

주양자수 $n$ 인 전자각의 최대 전자수는 다음과 같다.
$2n^2=2\times3^2=18$

나머지 보기는 다른 전자각의 최대 전자수이다.

• 2개는 $n=1$ 인 K각의 최대 전자수이다.
• 8개는 $n=2$ 인 L각의 최대 전자수이다.
• 32개는 $n=4$ 인 N각의 최대 전자수이다.

BJT(바이폴라 접합 트랜지스터)의 형태는 NPN 형이다.

BJT 는 PNP 와 NPN 두 가지 접합 구조로 나뉜다.

나머지 보기는 BJT 가 아니다.

• DIAC 형은 양방향으로 도통하는 2단자 사이리스터 계열 소자이다.
• CMOS 형은 N채널과 P채널 MOSFET 을 쌍으로 구성한 전계효과 소자 구조이다.
• TRIAC 형은 양방향 도통이 가능한 3단자 사이리스터 계열 소자이다.

페르미 준위에서 분포함수의 값은 1/2 이다.

$E=E_F$ 를 대입하면 지수항이 1이 되어 온도와 관계없이 확률이 1/2 로 정해진다.
$f(E_F)=\dfrac{1}{1+e^{0}}=\dfrac{1}{2}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 1/3 은 계산값 1/2 과 다르다.
• 1 은 계산값과 다르다. 페르미 준위보다 에너지가 충분히 낮은 상태에서 가까워지는 값이다.
• 2 는 확률이 1을 넘을 수 없으므로 성립하지 않는다.

1쿨롱에 필요한 전자 수는 약 $6.24\times10^{18}$ 개이다.

전자 수는 전하량을 전자 한 개의 전하로 나눈 값이다.
$N=\dfrac{Q}{e}=\dfrac{1}{1.602\times10^{-19}}=6.24\times10^{18}$

나머지 보기는 지수가 달라 계산값과 맞지 않는다.

• $6.24\times10^{14}$ 은 계산값과 다르다.
• $6.24\times10^{16}$ 은 계산값과 다르다.
• $6.24\times10^{20}$ 은 계산값과 다르다.

역방향 바이어스에서 일어나는 현상이 아닌 보기는 이온화가 감소한다는 내용이다.

역방향 바이어스를 걸면 공간전하 영역이 넓어져 전하를 띤 도너·억셉터 이온이 드러난 영역이 커지고, 접합 전계가 강해져 충돌 이온화도 늘어나는 쪽이다. 어느 쪽으로 보아도 이온화가 줄어드는 현상은 일어나지 않는다.

나머지 보기는 역방향 바이어스에서 일어나는 옳은 내용이다.

• 공간 전하 영역 폭이 넓어진다는 접합 양단 전위차가 커져 이를 받칠 이온 전하가 더 필요하므로 옳다.
• 전위장벽이 높아진다는 접촉 전위에 역전압이 더해지므로 옳다.
• 항복전압 이상을 인가하면 소자가 파괴될 수 있다는 항복 뒤 전류가 급증하여 열이 발생하므로 옳다.

직접적인 전자 방출 방법이 아닌 보기는 그 물질을 압축시킨다는 내용이다.

전자를 표면 밖으로 내보내려면 전자가 일함수 이상의 에너지를 얻어야 한다. 압축은 일부 결정에 전압을 만드는 압전 효과의 원인일 뿐, 전자에 일함수 이상의 에너지를 직접 주어 방출시키는 방법이 아니다.

나머지 보기는 전자 방출의 직접적인 방법이다.

• 빛을 조사하면 광자 에너지로 전자가 방출되는 광전자 방출이 일어난다.
• 전자를 충돌시키면 운동에너지를 받은 전자가 방출되는 2차 전자 방출이 일어난다.
• 열을 가하면 전자가 열에너지로 방출되는 열전자 방출이 일어난다.

온도가 상승하면 불순물 반도체의 페르미 준위는 금지대 중앙으로 접근한다.

고온에서는 열로 생성되는 전자-정공쌍이 불순물이 공급하는 캐리어보다 우세해져 진성 반도체에 가까워진다. 진성 반도체의 페르미 준위는 거의 금지대 중앙에 있다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 맞지 않는다.

• 전도대 쪽으로 접근한다는 설명은 틀리다. n형은 온도가 오를수록 페르미 준위가 전도대에서 멀어져 중앙 쪽으로 내려오고, p형도 중앙을 넘어 전도대 쪽으로 가지 않는다.
• 가전자대 쪽으로 접근한다는 설명은 틀리다. p형은 온도가 오를수록 페르미 준위가 가전자대에서 멀어져 중앙 쪽으로 올라오고, n형도 중앙을 넘어 가전자대 쪽으로 가지 않는다.
• 변함없다는 설명은 틀리다. 온도에 따라 캐리어 농도가 달라지므로 페르미 준위도 이동한다.

n형 반도체의 도너 준위는 전도대 바로 아래에 위치한다.

도너 불순물의 여분 전자는 결합이 약해 이온화 에너지가 작다. 그래서 도너 준위는 금지대 안에서 전도대 하단 가까이에 놓이고, 상온에서 전자가 전도대로 올라가 전도 전자가 된다.

나머지 보기는 도너 준위의 위치가 아니다.

• 가전자대 바로 아래는 도너 준위가 놓이는 위치가 아니다. 도너 준위는 금지대 안 전도대 쪽에 있다.
• 금지대 바로 아래는 가전자대 상단 쪽 위치이며, 도너 준위는 금지대 안 전도대 쪽에 있다.
• 전도대 중앙은 전도대 내부의 위치이며, 도너 준위는 전도대 안이 아니라 금지대 안에 있다.

초전도 현상에 대한 옳은 설명은 저온에서 격자진동이 줄어 저항이 0이 된다는 내용이다.

초전도는 임계온도 이하에서 전기저항이 0이 되는 현상이다. 온도가 낮아질수록 격자진동이 약해지며, 임계온도 아래에서는 저항이 완전히 사라진다.

나머지 보기는 초전도 현상의 설명으로 틀리다.

• 물질의 격자 진동이 심해져 파괴된다는 설명은 틀리다. 저온일수록 격자진동은 오히려 약해진다.
• 저항이 무한으로 커져 전류가 흐르지 않는다는 설명은 틀리다. 초전도체는 저항이 0이어서 손실 없이 전류가 흐른다.
• 전자의 이동도가 전계 강도의 평방근에 비례한다는 설명은 틀리다. 이는 강전계에서 캐리어 이동도가 변하는 현상에 관한 내용으로, 저항이 0이 되는 초전도와 관계없다.

캐리어의 확산 거리는 수명시간과 이동도 모두와 관계있다.

확산 거리는 확산계수와 수명의 곱의 제곱근이고, 확산계수는 아인슈타인 관계로 이동도에 비례한다.
$L=\sqrt{D\tau},\quad D=\mu\dfrac{kT}{e}$
따라서 이동도와 수명시간이 함께 영향을 준다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 맞지 않는다.

• 확산계수와는 무관하다는 설명은 틀리다. 확산 거리는 확산계수에 따라 정해진다.
• 캐리어의 이동도에만 관계있다는 설명은 틀리다. 수명시간도 확산 거리를 정하는 변수이다.
• 캐리어의 수명시간에만 관계있다는 설명은 틀리다. 이동도를 통해 확산계수가 정해지므로 이동도도 관계된다.

MOSFET 와 BJT 의 장점을 결합한 소자는 IGBT 이다.

IGBT 는 입력부가 MOSFET 게이트 구조라 전압으로 구동하고 입력 저항이 높으며, 출력부는 BJT 동작이라 대전류에서 도통 손실이 작다.

나머지 보기는 pnpn 구조의 사이리스터 계열 소자이다.

• SCR 은 단방향 도통 사이리스터이다.
• TRIAC 은 양방향 도통 사이리스터이다.
• GTO 는 게이트 신호로 턴오프할 수 있는 사이리스터이다.

10진수 0.4375 를 2진수로 바꾸면 (0.0111) 이다.

소수부에 2를 계속 곱하고 정수부를 위에서 아래로 읽는다.
$0.4375\times2=0.875$ 정수부 0
$0.875\times2=1.75$ 정수부 1
$0.75\times2=1.5$ 정수부 1
$0.5\times2=1.0$ 정수부 1

나머지 보기는 다른 값을 나타낸다.

• (0.1011) 은 0.6875 이다.
• (0.1101) 은 0.8125 이다.
• (0.1110) 은 0.875 이다.

오퍼랜드를 연산 자료의 주소로 그대로 쓰는 방식은 직접 주소지정(Direct address)이다.

직접 주소지정에서는 오퍼랜드 필드 값이 곧 유효주소이므로, 그 주소의 기억장소에서 자료를 바로 읽는다.

나머지 보기는 오퍼랜드를 그대로 주소로 쓰지 않는다.

• Relative address 는 오퍼랜드를 프로그램 카운터 값에 더해 유효주소를 구한다.
• Indexed address 는 오퍼랜드를 인덱스 레지스터 내용에 더해 유효주소를 구한다.
• Indirect address 는 오퍼랜드가 가리키는 기억장소에 실제 자료의 주소가 들어 있다.

파일 시스템의 명칭이 아닌 것은 SCSI 이다.

SCSI 는 하드디스크 등 주변장치를 연결하는 인터페이스(버스) 규격이며, 파일을 저장·관리하는 방식이 아니다.

나머지 보기는 파일 시스템 명칭이다.

• FAT32 는 파일 할당 테이블 방식의 파일 시스템이다.
• NTFS 는 Windows NT 계열에서 쓰는 파일 시스템이다.
• ISO 9660 은 CD-ROM 에 쓰이는 파일 시스템 표준이다.

휘발성 메모리는 DRAM 이다.

DRAM 은 축전기에 전하를 저장하므로 전원이 꺼지면 내용이 사라지고, 전원이 있어도 주기적인 재충전(리프레시)이 필요하다.

나머지 보기는 전원이 꺼져도 내용을 유지하는 비휘발성 메모리이다.

• FRAM 은 강유전체의 분극으로 정보를 저장한다.
• PROM 은 한 번 기록하면 내용이 유지되는 읽기 전용 메모리이다.
• EPROM 은 부유 게이트에 전하를 가두어 정보를 저장하며 자외선으로 지운다.

부호화된 데이터를 해독하여 정보를 찾아내는 조합논리 회로는 디코더이다.

디코더는 $n$ 비트 부호 입력을 받아 해당하는 하나의 출력선을 선택하여 부호를 해독한다.

나머지 보기는 해독 기능의 회로가 아니다.

• 인코더는 입력선 신호를 부호로 바꾸는 회로로 디코더와 반대 동작이다.
• 디멀티플렉서는 한 입력을 선택 신호에 따라 여러 출력선 중 하나로 분배하는 회로이다.
• 멀티플렉서는 여러 입력선 중 하나를 선택 신호로 골라 한 출력으로 내보내는 회로이다.

2-주소 명령 형식에 해당하는 것은 ADD R1, R2 이다.

주소 수는 명령에 명시되는 오퍼랜드 개수이며, 이 명령은 오퍼랜드가 R1, R2 두 개이다.

나머지 보기는 오퍼랜드 개수가 다르다.

• ADD R1, R2, R3 는 오퍼랜드가 세 개인 3-주소 명령이다.
• ADD R1 은 오퍼랜드가 한 개인 1-주소 명령이다.
• ADD 는 오퍼랜드가 없는 0-주소 명령이다.

값이 다른 것은 10진수 48 이다.

나머지 세 값을 모두 10진수로 바꾸면 47 로 같다.
$101111_2=32+8+4+2+1=47$
$57_8=5\times8+7=47$
$2F_{16}=2\times16+15=47$

세 값이 같으므로 10진수 48 만 다르다.

10진수 13 의 그레이 코드는 1011 이다.

13 의 2진수는 1101 이다. 그레이 코드는 최상위 비트를 그대로 두고, 이후 비트는 바로 위 2진수 비트와 자기 비트의 XOR 로 구한다.
$g_3=1,\ g_2=1\oplus1=0,\ g_1=1\oplus0=1,\ g_0=0\oplus1=1$

나머지 보기는 다른 수의 그레이 코드이다.

• 1001 은 10진수 14 의 그레이 코드이다.
• 0100 은 10진수 7 의 그레이 코드이다.
• 1100 은 10진수 8 의 그레이 코드이다.

틀린 설명은 인터럽트 입·출력 방식에서 CPU가 입·출력 상태를 항상 확인한다는 내용이다.

CPU가 상태를 계속 살피는 것은 프로그램 입·출력(폴링) 방식이다. 인터럽트 방식은 장치가 준비되면 CPU에 인터럽트 신호를 보내고, 그동안 CPU는 다른 작업을 수행한다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

• DMA 방식은 입·출력장치가 CPU를 거치지 않고 메모리와 직접 데이터를 주고받는 방식이다.
• 프로그램 입·출력 방식은 장치를 기다리는 시간이 시스템 효율을 떨어뜨려 빠른 전송에는 부적합하다.
• 입·출력장치가 DMA 를 요구하면 CPU가 버스 사용권, 즉 주메모리의 제어를 넘겨준다.

JK 플립플롭에서 J=1, K=1이면 클록이 들어올 때마다 출력이 뒤집히는 토글 동작을 하므로 다음 출력은 이전 상태의 반전 $\overline{Q_t}$이다.

JK 플립플롭 특성표: J=0·K=0 이면 유지($Q_t$), J=0·K=1 이면 리셋(0), J=1·K=0 이면 세트(1), J=1·K=1 이면 반전($\overline{Q_t}$)이다.

• $Q_t$ 보기는 J=0·K=0 일 때의 유지 출력이다.
• 출력 1 보기는 J=1·K=0 일 때의 세트 출력이다.
• 출력 0 보기는 J=0·K=1 일 때의 리셋 출력이다.

목적 프로그램을 생성하지 않는 방식은 인터프리터(Interpreter)이다.

인터프리터는 원시 프로그램을 한 문장씩 읽어 해석하고 바로 실행하므로 기계어 목적 프로그램이 따로 만들어지지 않는다.

나머지는 모두 번역 결과물을 만들어 내는 번역기이다.

• Compiler는 원시 프로그램 전체를 번역해 목적 프로그램을 생성한다.
• Assembler는 어셈블리어 프로그램을 번역해 기계어 목적 프로그램을 생성한다.
• Micro-assembler는 마이크로프로그램을 번역해 제어 기억장치에 저장할 마이크로 코드를 생성한다.

프로그램 카운터가 가리키는 주소에서 명령어를 꺼내 오는 명령 사이클은 인출(Fetch) 사이클이다.

인출 사이클에서는 PC의 주소로 기억장치를 읽어 명령어를 명령 레지스터로 가져오고 PC를 다음 명령 위치로 증가시킨다.

나머지 사이클은 명령어를 가져온 이후의 단계이다.

• Execution cycle은 해독된 명령어가 지시하는 연산이나 데이터 이동을 실제로 수행하는 단계이다.
• Indirect cycle은 간접 주소 지정에서 유효 주소를 얻기 위해 기억장치를 한 번 더 참조하는 단계이다.
• Interrupt cycle은 인터럽트가 걸렸을 때 복귀 주소를 저장하고 인터럽트 처리 루틴으로 분기하는 단계이다.