[전자기사 필기] 20년 1회차
전자기사 필기 기출문제

20년 1회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
전자기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

20년 1회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
자기유도계수 L의 계산 방법이 아닌 것은? (단, N:권수, ø: 자속(Wb), I:전류(A), A:벡터 퍼텐셜(Wb/m), i:전류밀도(A/m2), B:자속밀도(Wb/m2), H:자계의 세기(AT/m)이다.)
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정답 및 해설

분모가 I 하나뿐인 식 L=∫vA⋅i dvIL=\dfrac{\int_v A\cdot i\,dv}{I}는 차원이 맞지 않아 자기유도계수 계산 방법이 아니다.

자기에너지는 W=12LI2=12∫vB⋅H dvW=\dfrac{1}{2}LI^{2}=\dfrac{1}{2}\int_v B\cdot H\,dv이고, B=∇×AB=\nabla\times A, ∇×H=i\nabla\times H=i를 쓰면 ∫vB⋅H dv=∫vA⋅i dv\int_v B\cdot H\,dv=\int_v A\cdot i\,dv이다.
따라서 L=∫vB⋅H dvI2=∫vA⋅i dvI2L=\dfrac{\int_v B\cdot H\,dv}{I^{2}}=\dfrac{\int_v A\cdot i\,dv}{I^{2}}이고, 분모를 I 로 쓰면 LILI(쇄교 자속, Wb)가 된다.

나머지 세 식은 모두 L 을 바르게 구하는 식이다.

  • L=NϕIL=\dfrac{N\phi}{I}는 쇄교 자속을 전류로 나눈 정의식이다.
  • L=∫vA⋅i dvI2L=\dfrac{\int_v A\cdot i\,dv}{I^{2}}는 벡터 퍼텐셜로 나타낸 자기에너지에서 얻은 식이다.
  • L=∫vB⋅H dvI2L=\dfrac{\int_v B\cdot H\,dv}{I^{2}}는 자계 에너지 밀도의 체적 적분에서 얻은 식이다.
문제 2
20℃에서 저항의 온도계수가 0.002인 니크롬선의 저항이 100Ω이다. 온도가 60℃로 상승하면 저항은 몇 Ω이 되겠는가?
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정답 및 해설

저항의 온도 변화는 Rt=R0[1+α(t−t0)]R_t = R_0[1 + \alpha(t - t_0)] 공식을 적용한다. 여기서 R₀ = 100Ω(20℃에서의 초기 저항), α = 0.002(온도계수), t₀ = 20℃, t = 60℃이므로 온도 변화는 Δt = 40℃이다. 대입하면 R60=100[1+0.002×40]=100[1+0.08]=100×1.08=108ΩR_{60} = 100[1 + 0.002 \times 40] = 100[1 + 0.08] = 100 \times 1.08 = 108\text{Ω}이다.

문제 3
면적이 S(m2)이고 극간의 거리가 d(m)인 평행판 콘덴서에 비유전율이 εr인 유전체를 채울 때 정전용량(F)은? (단, ε0)은 진공의 유전율이다.)
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정답 및 해설

유전체를 채운 평행판 콘덴서의 정전용량은 C=ε0εrSdC=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d}이다.

전하 Q 일 때 가우스 법칙으로 E=Qε0εrSE=\dfrac{Q}{\varepsilon_0\varepsilon_r S}, 극간 전위차 V=Ed=Qdε0εrSV=Ed=\dfrac{Qd}{\varepsilon_0\varepsilon_r S}
C=QV=ε0εrSdC=\dfrac{Q}{V}=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d}

  • 2ε0εrSd\dfrac{2\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d} 보기는 계산값과 다르다.
  • ε0εrSπd\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r S}{\pi d} 보기는 계산값과 다르다.
  • 2πε0εrSd\dfrac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d} 보기는 계산값과 다르다.
문제 4
유전율이 ε1, ε2(F/m)인 유전체 경계면에 단위 면적당 작용하는 힘의 크기는 몇 N/m2인가? (단, 전계가 경계면에 수직인 경우이며, 두 유전체에서의 전속밀도는 D1=D2=D(C/m2)이다.)
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정답 및 해설

전계가 경계면에 수직이면 두 유전체의 에너지 밀도 차가 단위 면적당 힘이 되어 f=12(1ε2−1ε1)D2f=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^{2}이다.

D 가 양쪽에서 같으므로 각 유전체의 에너지 밀도는 w=D22εw=\dfrac{D^{2}}{2\varepsilon}이다.
경계면을 미소 변위시킬 때 에너지 변화로 f=w2−w1=D22ε2−D22ε1f=w_2-w_1=\dfrac{D^{2}}{2\varepsilon_2}-\dfrac{D^{2}}{2\varepsilon_1}이며, 힘은 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 작용한다.

  • 2(1ε1−1ε2)D22\left(\dfrac{1}{\varepsilon_1}-\dfrac{1}{\varepsilon_2}\right)D^{2} 보기는 계수가 4배로 계산값과 다르다.
  • 2(1ε1+1ε2)D22\left(\dfrac{1}{\varepsilon_1}+\dfrac{1}{\varepsilon_2}\right)D^{2} 보기는 에너지 밀도의 차가 아닌 합에 계수까지 달라 계산값과 다르다.
  • 12(1ε1+1ε2)D2\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\varepsilon_1}+\dfrac{1}{\varepsilon_2}\right)D^{2} 보기는 에너지 밀도의 차가 아닌 합이라 계산값과 다르다.
문제 5
그림과 같이 내부 도체구 A에 +Q(C), 외부 도체구 B에 -Q(C)를 부여한 동심 도체구 사이의 정전용량 C(F)는?
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정답 및 해설

내구 반지름 a, 외구 안쪽 반지름 b, 사이가 진공(ε0\varepsilon_0)인 동심 도체구의 정전용량은 C=4πε0abb−aC=\dfrac{4\pi\varepsilon_0 ab}{b-a}이다.

두 구 사이 전계 E=Q4πε0r2E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0 r^{2}}를 a 에서 b 까지 적분하면
V=Q4πε0(1a−1b)=Q(b−a)4πε0abV=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0}\left(\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}\right)=\dfrac{Q(b-a)}{4\pi\varepsilon_0 ab}
C=QV=4πε0abb−aC=\dfrac{Q}{V}=\dfrac{4\pi\varepsilon_0 ab}{b-a}

  • 4πε0(b−a)4\pi\varepsilon_0(b-a) 보기는 계산값과 다르다.
  • ab4πε0(b−a)\dfrac{ab}{4\pi\varepsilon_0(b-a)} 보기는 계산값의 역수 꼴로 계산값과 다르다.
  • 4πε0(1a−1b)4\pi\varepsilon_0\left(\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}\right) 보기는 계산값과 다르다.
문제 6
반지름 r(m)인 무한장 원통형 도체에 전류가 균일하게 흐를 때 도체 내부에서 자계의 세기(AT/m)는?
1원통 중심축으로부터 거리에 비례한다.
2원통 중심축으로부터 거리에 반비례한다.
3원통 중심축으로부터 거리의 제곱에 비례한다.
4원통 중심축으로부터 거리의 제곱에 반비례한다.
정답 및 해설

원통 도체 내부의 자계는 중심축으로부터의 거리에 비례한다.

도체 반지름을 a, 중심축에서의 거리를 r(도체 내부)로 두면 반지름 r인 원 안에 흐르는 전류는 Ir2a2I\dfrac{r^2}{a^2} 이다.
암페어 법칙 H⋅2πr=Ir2a2H\cdot 2\pi r=I\dfrac{r^2}{a^2}
정리하면 H=Ir2πa2H=\dfrac{Ir}{2\pi a^2} 이므로 H는 r에 비례한다.

나머지 관계는 도체 내부 자계에 해당하지 않는다.

  • 거리에 반비례하는 관계는 도체 외부의 자계 H=I2πrH=\dfrac{I}{2\pi r} 에서 나타난다.
  • 거리의 제곱에 비례하는 관계는 내부 자계의 식 H=Ir2πa2H=\dfrac{Ir}{2\pi a^2} 과 맞지 않는다.
  • 거리의 제곱에 반비례하는 관계도 내부 자계의 식과 맞지 않는다.
문제 7
자기 인턱턴스와 상호 인턱던스와의 관계에서 결합계수 k의 범위는?
10≤k≤1/2
20≤k≤1
31≤k≤2
401k≤10
문제 8
전계 및 자계의 세기가 각각 E(V/m), H(AT/m)일 때, 포인팅 벡터 P(W/m2)의 표현으로 옳은 것은?
1P=1/2E×H
2P=E rot H
3P=E×H
4P=H rot E
문제 9
자기회로에서 자기저항의 크기에 대한 설명으로 옳은 것은?
1자기회로의 길이에 비례
2자기회로의 단면적에 비례
3자성체의 비투자율에 비례
4자성체의 비투자율의 제곱에 비례
정답 및 해설

자기저항은 자기회로의 길이에 비례한다.

자기저항은 Rm=ℓμSR_m=\dfrac{\ell}{\mu S} 로 길이 ℓ\ell 에 비례하고 투자율 μ\mu 와 단면적 S에는 반비례한다.

나머지 보기는 이 식과 맞지 않는다.

  • 자기회로의 단면적이 커지면 자기저항은 작아지므로 비례가 아니라 반비례한다.
  • 자성체의 비투자율이 커지면 자기저항은 작아지므로 비례가 아니라 반비례한다.
  • 자기저항은 비투자율에 반비례하므로 제곱에 비례한다는 관계는 맞지 않는다.
문제 10
전위함수 V=x2+y2(V)일 때 점(3,4)(m)에서의 등전위선의 반지름은 몇 m이며, 전기력선 방정식은 어떻게 되는가?
1등전위선의 반지름:3, 전기력선 방정식:y=(3/4)x
2등전위선의 반지름:4, 전기력선 방정식:y=(4/3)x
3등전위선의 반지름:5, 전기력선 방정식:x=(4/3)y
4등전위선의 반지름:5, 전기력선 방정식:x=(3/4)y
정답 및 해설

전위가 V=x2+y2V=x^2+y^2 일 때 점 (3, 4)의 등전위선 반지름은 5 m이고 전기력선 방정식은 x=(3/4)y 이다.

점 (3, 4)에서 V=9+16=25V=9+16=25 이므로 등전위선은 x2+y2=25x^2+y^2=25 인 원이며 반지름은 25=5\sqrt{25}=5 이다.
전계는 E=−∇V=−(2x,  2y)\mathbf{E}=-\nabla V=-(2x,\;2y) 이므로 전기력선은 dydx=EyEx=yx\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{E_y}{E_x}=\dfrac{y}{x} 이다.
해는 y=Cxy=Cx 이고 (3, 4)를 지나므로 C=43C=\dfrac{4}{3}, 즉 x=34yx=\dfrac{3}{4}y 이다.

나머지 보기는 반지름이나 전기력선 방정식 중 하나 이상이 맞지 않는다.

  • 반지름 3 m는 계산한 반지름 5 m와 다르고, y=(3/4)x 도 점 (3, 4)를 지나지 않는다.
  • 반지름 4 m는 계산한 반지름 5 m와 다르다. 전기력선 식 y=(4/3)x 는 맞지만 반지름이 틀렸다.
  • 반지름 5 m는 맞지만 x=(4/3)y 는 점 (3, 4)를 지나지 않아 전기력선 방정식이 맞지 않는다.
문제 11
자속밀도 B(Wb/m2)의 평등 자계 내에서 길이 l(m)인 도체 ab가 속도 v(m/s)로 그림과 같이 도선을 따라서 자계와 수직으로 이동할 때, 도체 ab에 의해 유기된 기전력의 크기 e(V)와 폐회로 abcd 내 저항 R에 흐르는 전류의 방향은? (단, 폐회로 abcd 내 도선 및 도체의 저항은 무시한다.)
1e=Blv, 전류방향 : c→d
2e=Blv, 전류방향 : d→c
3e=Blv2, 전류방향 : c→d
4e=Blv2, 전류방향 : d→c
정답 및 해설

유기 기전력은 e=Blve=Blv이고, 저항 R 에는 c→d 방향으로 전류가 흐른다.

그림에서 도체 ab(길이 l)는 R 이 있는 dc 변에서 멀어지는 쪽으로 속도 v 로 움직이고, B 는 레일 평면에 수직(위쪽)이다.
시간 dt 동안 면적 증가 l dyl\,dy, 자속 증가 dΦ=Bl dyd\Phi=Bl\,dy → e=dΦdt=Blve=\dfrac{d\Phi}{dt}=Blv

회로를 지나는 위쪽 자속이 늘어나므로 렌츠 법칙에 따라 유도 전류는 아래쪽 자속을 만드는 방향(위에서 보아 시계 방향 d→a→b→c)으로 흐르고, 따라서 R 에서는 c 에서 d 로 흐른다. 플레밍 오른손 법칙으로도 ab 안에서 a→b 로 흘러 같은 결론이다.

  • e=Blve=Blv, d→c 보기는 전류 방향이 렌츠 법칙과 반대이다.
  • e=Blv2e=Blv^{2}, c→d 보기는 기전력이 계산값과 다르다.
  • e=Blv2e=Blv^{2}, d→c 보기는 기전력과 전류 방향이 모두 다르다.
문제 12
비유전율 εr이 4인 유전체의 분극률은 진공의 유전율 ε0의 몇 배인가?
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정답 및 해설

비유전율이 4인 유전체의 분극률은 진공 유전율의 3배이다.

분극의 세기는 P=ε0(εr−1)EP=\varepsilon_0(\varepsilon_r-1)E 이므로 분극률은 ε0(εr−1)\varepsilon_0(\varepsilon_r-1) 이다.
대입하면 εr−1=4−1=3\varepsilon_r-1=4-1=3 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 1배는 계산값 3배와 다르다.
  • 9배는 계산값 3배와 다르다.
  • 12배는 계산값 3배와 다르다.
문제 13
정전계 해석에 관한 설명으로 틀린 것은?
1포아송 방정식은 가우스 정리의 미분형으로 구할 수 있다.
2도체 표면에서의 전계의 세기는 표면에 대해 법선 방향을 갖는다.
3라플라스 방정식은 전극이나 도체의 형태에 관계없이 체적전하밀도가 0인 모든 점에서 ∇2V=0을 만족한다.
4라플라스 방정식은 비선형 방정식이다.
정답 및 해설

정전계 해석에 관한 설명 중 틀린 것은 라플라스 방정식이 비선형 방정식이라는 서술이다.

라플라스 방정식 ∇2V=0\nabla^2 V=0 은 선형 편미분방정식이어서 해들의 중첩이 성립하고 이 성질을 이용해 전위를 구한다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 포아송 방정식은 가우스 법칙의 미분형 ∇⋅D=ρ\nabla\cdot\mathbf{D}=\rho 에 E=−∇V\mathbf{E}=-\nabla V 를 넣어 얻으므로 옳은 내용이다.
  • 도체 표면은 등전위면이므로 표면에서의 전계는 표면에 수직인 법선 방향이며 옳은 내용이다.
  • 체적전하밀도가 0인 모든 점에서 전위는 ∇2V=0\nabla^2 V=0 을 만족하므로 옳은 내용이다.
문제 14
진공 중 3m 간격으로 두 개의 평행한 무한 평판 도체에 각각 +4C/m2, -4C/m2의 전하를 주었을 때, 두 도체 간의 전위차는 약 몇 V인가?
11.5×1011
21.5×1012
31.36×1011
41.36×1012
정답 및 해설

두 평행 도체 사이의 전위차는 약 1.36×10121.36\times10^{12} V이다.

평행 평판 사이의 전계는 E=σε0=48.854×10−12≈4.52×1011  V/mE=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}=\dfrac{4}{8.854\times10^{-12}}\approx4.52\times10^{11}\;\mathrm{V/m} 이다.
전위차는 V=Ed=4.52×1011×3≈1.36×1012  VV=Ed=4.52\times10^{11}\times3\approx1.36\times10^{12}\;\mathrm{V} 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 1.5×10111.5\times10^{11} V는 계산값과 다르다.
  • 1.5×10121.5\times10^{12} V는 계산값과 다르다.
  • 1.36×10111.36\times10^{11} V는 계산값과 자릿수가 달라 다르다.
문제 15
10mm의 지름을 가진 동선에 50A의 전류가 흐르고 있을 때 단위시간 동안 동선의 단면을 통과하는 전자의 수는 약 몇 개인가?
17.85×1016
220.45×1015
331.21×1019
450×1019
정답 및 해설

단위시간 동안 단면을 통과하는 전자의 수는 약 31.21×101931.21\times10^{19} 개이다.

전류는 단위시간에 통과하는 전하량이므로 전자 수는 n=Ien=\dfrac{I}{e} 이다.
대입하면 n=501.602×10−19≈3.121×1020=31.21×1019n=\dfrac{50}{1.602\times10^{-19}}\approx3.121\times10^{20}=31.21\times10^{19} 이다.
전류가 정해져 있으므로 도선의 지름은 계산에 필요하지 않다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 7.85×10167.85\times10^{16} 개는 계산값과 다르다.
  • 20.45×101520.45\times10^{15} 개는 계산값과 다르다.
  • 50×101950\times10^{19} 개는 계산값과 다르다.
문제 16
공기 중에 있는 무한히 긴 직선 도선에 10A의 전류가 흐르고 있을 때 도선으로부터 2m 떨어진 점에서의 자속밀도는 몇 Wb/m2인가?
110-5
20.5×-6
310-6
42×-6
정답 및 해설

무한히 긴 직선 도선 주변의 자속밀도는 암페르 법칙으로 구하며, 공식은 B=μ0I2πrB = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}이다.

여기서 μ0=4π×10−7\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} T·m/A(공기 중 투자율), I=10I = 10 A, r=2r = 2 m를 대입하면
B=4π×10−7×102π×2=40π×10−74π=10×10−7=B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10}{2\pi \times 2} = \frac{40\pi \times 10^{-7}}{4\pi} = 10 \times 10^{-7} = Wb/m2이다.

문제 17
평등자계 내에 전자가 수직으로 입사하였을 때 전자의 운동에 대한 설명으로 옳은 것은?
1원심력은 전자속도에 반비례한다.
2구심력은 자계의 세기에 반비례한다.
3원운동을 하고, 반지름은 자계의 세기에 비례한다.
4원운동을 하고, 반지름은 전자의 회전속도에 비례한다.
정답 및 해설

평등 자계에 수직으로 입사한 전자는 원운동을 하며 반지름은 속도에 비례한다.

로런츠 힘이 구심력이 되므로 evB=mv2revB=\dfrac{mv^2}{r} 이다.
따라서 r=mveBr=\dfrac{mv}{eB} 이며 반지름은 속도에 비례하고 자계의 세기에 반비례한다.

나머지 보기는 이 관계와 맞지 않는다.

  • 원심력은 mv2r=evB\dfrac{mv^2}{r}=evB 로 속도에 비례하므로 반비례한다는 서술은 맞지 않는다.
  • 구심력은 evBevB 로 자계의 세기에 비례하므로 반비례한다는 서술은 맞지 않는다.
  • 반지름은 r=mveBr=\dfrac{mv}{eB} 로 자계의 세기에 반비례하므로 비례한다는 서술은 맞지 않는다.
문제 18
면적이 매우 넓은 두 개의 도체 판을 d(m) 간격으로 수평하게 평행 배치하고, 이 평행 도체 판 사이에 놓인 전자가 정지하고 있기 위해서 그 도체 판 사이에 가하여야 할 전위차(V)는? (단, g는 중력 가속도이고, m은 전자의 질량이고, e는 전자의 전하량이다.)
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정답 및 해설

전자에 작용하는 전기력 eE 가 중력 mg 와 평형을 이루어야 하므로 필요한 전위차는 V=mgdeV=\dfrac{mgd}{e}이다.

평행판 사이 전계 E=VdE=\dfrac{V}{d}
평형 조건 eE=mg⇒eVd=mg⇒V=mgdeeE=mg \Rightarrow \dfrac{eV}{d}=mg \Rightarrow V=\dfrac{mgd}{e}

  • mgedmged 보기는 계산값과 다르다.
  • edmg\dfrac{ed}{mg} 보기는 계산값의 역수로 계산값과 다르다.
  • mged\dfrac{mge}{d} 보기는 계산값과 다르다.
문제 19
반자성체의 비투자율(μr) 값의 범위는?
1μr=1
2μr<1
3μr>1
4μr=0
문제 20
그림에서 N=1000회, l=100cm, S=10cm2인 환상 철심의 자기 회로에 전류 I=10A를 흘렸을 때 축적되는 자계 에너지는 몇 J인가? (단, 비투자율 μr=100이다.)
12π×10-3
22π×10-2
32π×10-1
42π
정답 및 해설

환상 철심 코일의 자기 인덕턴스를 구해 W=12LI2W=\dfrac{1}{2}LI^{2}에 넣으면 축적 자계 에너지는 2π2\pi J이다.

L=μ0μrN2Sl=4π×10−7×100×10002×10×10−41=4π×10−2L=\dfrac{\mu_0\mu_r N^{2}S}{l}=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times100\times1000^{2}\times10\times10^{-4}}{1}=4\pi\times10^{-2} H
W=12LI2=12×4π×10−2×102=2πW=\dfrac{1}{2}LI^{2}=\dfrac{1}{2}\times4\pi\times10^{-2}\times10^{2}=2\pi J

단위 환산: l = 100 cm = 1 m, S = 10 cm² = 10×10−410\times10^{-4} m²이다.

  • 2π×10−32\pi\times10^{-3} J 보기는 계산값과 다르다.
  • 2π×10−22\pi\times10^{-2} J 보기는 계산값과 다르다.
  • 2π×10−12\pi\times10^{-1} J 보기는 계산값과 다르다.
문제 21
다음 중 쌍대관계(dual)가 아닌 것은?
1인덕턴스와 서셉턴스
2전압과 전류
3단락과 개방
4전압원과 전류원
정답 및 해설

쌍대관계가 아닌 짝은 인덕턴스와 서셉턴스이다.

쌍대 관계에서 인덕턴스의 짝은 커패시턴스이고 서셉턴스의 짝은 리액턴스이다.

나머지 보기는 모두 쌍대관계가 맞다.

  • 전압과 전류는 쌍대 관계이다.
  • 단락과 개방은 쌍대 관계이다.
  • 전압원과 전류원은 쌍대 관계이다.
문제 22
1H인 인턱터에 그림과 같은 전류가 흐를 때 전압 파형으로 옳은 것은?
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3
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정답 및 해설

인덕터 전압은 vL=Ldidtv_L = L\dfrac{di}{dt} 이므로, 전류 기울기를 구간별로 읽으면 +1V와 −1V가 1초마다 번갈아 나오는 구형파가 된다.

그림의 전류는 피크 1A인 삼각파로, 0~1초에 0→1A, 1~2초에 1→0A, 2~3초에 0→1A, 3~4초에 1→0A로 변한다.
L=1 HL=1\,\mathrm{H}, 상승 구간 didt=11=1\dfrac{di}{dt}=\dfrac{1}{1}=1 → vL=1 Vv_L=1\,\mathrm{V}
하강 구간 didt=−1\dfrac{di}{dt}=-1 → vL=−1 Vv_L=-1\,\mathrm{V}

오답 소거

  • 0~1초에만 5V가 나타나는 파형은 크기와 구간이 계산값과 다르다.
  • 전류와 같은 삼각파 파형은 전류를 미분하지 않은 모양이라 틀리다.
  • 0~1초와 3초 부근에 3V 펄스만 나타나는 파형은 크기와 구간이 계산값과 다르고, 하강 구간의 음(−)의 전압도 빠져 있다.
문제 23
다음 회로를 루프해석법으로 풀기 위해 형태의 방정식으로 정리하였을 때 행렬 A는? (단, V1=10V, V2=4V 이다.)
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3
4
정답 및 해설

두 루프 전류를 모두 시계 방향으로 잡고 KVL을 세우면 자기 저항은 대각, 공통 3Ω은 음(−)의 비대각으로 들어가 A=(7−3−39)A=\begin{pmatrix}7 & -3\\ -3 & 9\end{pmatrix} 이다.

그림: 왼쪽 10V 전원(+ 위)–4Ω, 공통 가지 3Ω, 오른쪽 6Ω–4V 전원(위 −, 아래 +).
루프 1: 10=4i1+3(i1−i2)=7i1−3i210 = 4i_1 + 3(i_1-i_2) = 7i_1 - 3i_2
루프 2: 시계 방향으로 4V 전원을 −에서 +로 지나므로 기전력 +4V, 4=6i2+3(i2−i1)=−3i1+9i24 = 6i_2 + 3(i_2-i_1) = -3i_1 + 9i_2

오답 소거

  • 첫 행이 7·−3, 둘째 행이 3·9인 행렬은 둘째 행의 공통 저항 항 부호가 계산값과 다르다.
  • 성분이 모두 양수인 7·3·3·9 행렬은 공통 저항 항의 부호가 계산값과 다르다.
  • 대각이 −7·−9인 행렬은 전체 부호가 반대라 우변이 −10V·−4V가 되어 전원 값과 맞지 않는다.
문제 24
함수 x(t)=2e-2(t-3)·u(t-3)의 라플라스 변환식 X(s)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

시간 이동 정리에 따라 L{f(t−a)u(t−a)}=e−asF(s)\mathcal{L}\{f(t-a)u(t-a)\}=e^{-as}F(s) 이므로 X(s)=2s+2e−3sX(s)=\dfrac{2}{s+2}e^{-3s} 이다.

f(t)=2e−2tu(t)f(t)=2e^{-2t}u(t) 의 변환은 F(s)=2s+2F(s)=\dfrac{2}{s+2} 이다.
주어진 함수는 이를 a=3a=3 만큼 지연시킨 것이므로 X(s)=2s+2e−3sX(s)=\dfrac{2}{s+2}e^{-3s}

오답 소거

  • 2s+2e−s\dfrac{2}{s+2}e^{-s} 보기는 지연량이 계산값과 다르다.
  • 2s+2e−6s\dfrac{2}{s+2}e^{-6s} 보기는 지연량이 계산값과 다르다.
  • 2s+3e−2s\dfrac{2}{s+3}e^{-2s} 보기는 분모의 감쇠 상수와 지연량이 모두 계산값과 다르다.
문제 25
차단 주파수에 대한 설명으로 틀린 것은?
1출력 전압이 최대값의 1/√2 이 되는 주파수이다.
2전력이 최대값의 1/2이 되는 주파수이다.
3전압과 전류의 위상차가 60°가 되는 주파수이다.
4출력 전류가 최대값이 1/√2이 되는 주파수이다.
정답 및 해설

차단 주파수에 대한 설명 중 틀린 것은 전압과 전류의 위상차가 60°라는 서술이다.

차단 주파수는 출력이 최댓값의 1/21/\sqrt{2}, 전력이 1/2이 되는 반전력 주파수로 정의되며 위상차 60°는 그 정의에 들어 있지 않다. 기본 RC·RL 회로의 차단 주파수에서는 R=XR=X 이므로 위상차가 60°가 아니라 45∘45^\circ 이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 출력 전압이 최댓값의 1/21/\sqrt{2} 가 되는 주파수가 차단 주파수이므로 옳은 내용이다.
  • 전력은 전압의 제곱에 비례하므로 최댓값의 1/2이 되는 반전력 주파수이며 옳은 내용이다.
  • 출력 전류가 최댓값의 1/21/\sqrt{2} 가 되는 주파수라는 서술도 같은 반전력 조건이므로 옳은 내용이다.
문제 26
시정수가 τ인 RL 직렬회로에 직류 전압을 가할 때 시간 t=3τ에서 흐르는 전류는 최종치의 몇 %인가?
163.2
286.5
395.0
498.2
정답 및 해설

RL 직렬회로에 직류를 가한 뒤 3τ가 지났을 때 전류는 최종치의 약 95.0% 이다.

전류는 i(t)=If(1−e−t/τ)i(t)=I_f\left(1-e^{-t/\tau}\right) 이다.
t=3τ 를 대입하면 1−e−3=1−0.0498=0.95021-e^{-3}=1-0.0498=0.9502 이므로 약 95.0% 이다.

나머지 보기는 다른 시각의 값이다.

  • 63.2%는 1−e−11-e^{-1} 로 시간이 1τ 일 때의 값이다.
  • 86.5%는 1−e−21-e^{-2} 로 시간이 2τ 일 때의 값이다.
  • 98.2%는 1−e−41-e^{-4} 로 시간이 4τ 일 때의 값이다.
문제 27
다음 그림에서 단자 a-b에 나타나는 전압(Vab)는 약 몇 V인가?
14.5
26.7
37.0
47.8
정답 및 해설

두 전압원 가지가 a–b에 병렬로 연결되어 있으므로 밀만의 정리로 구하면 Vab≈7.8 VV_{ab}\approx 7.8\,\mathrm{V} 이다.

그림: 5V 전원(+ 위)과 5Ω 직렬 가지, 10V 전원(+ 위)과 4Ω 직렬 가지가 a(위)–b(아래) 사이에 병렬.
Vab=55+10415+14=3.50.45≈7.78 VV_{ab}=\dfrac{\dfrac{5}{5}+\dfrac{10}{4}}{\dfrac{1}{5}+\dfrac{1}{4}}=\dfrac{3.5}{0.45}\approx 7.78\,\mathrm{V}

오답 소거

  • 4.5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 6.7V 보기는 계산값과 다르다.
  • 7.0V 보기는 계산값과 다르다.
문제 28
단위 계단함수 u(t-a)의 파형으로 옳은 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

단위 계단함수 u(t−a)u(t-a)는 tt 가 a보다 작으면 0, a 이상이면 1인 함수이므로, t=at=a 에서 0에서 1로 올라가는 파형이 맞다.

u(t)u(t)를 오른쪽으로 a만큼 지연(이동)시킨 것이 u(t−a)u(t-a) 이다.

오답 소거

  • t=at=a 에서 0에서 −1로 내려가는 파형은 −u(t−a)-u(t-a) 라 틀리다.
  • t=−at=-a 에서 1로 올라가는 파형은 u(t+a)u(t+a) 라 틀리다.
  • a 이전에 1, a 이후에 −1인 파형은 1−2u(t−a)1-2u(t-a) 라 틀리다.
문제 29
다음 회로에서 단자 a, b 왼쪽 회로의 테브난 등가 전압원(Vth=Vab)은 몇 V인가?
10.5
21
31.5
42
정답 및 해설

a, b 왼쪽에는 0.5A 전류원과 2Ω 저항만 병렬로 있으므로 개방 전압은 Vth=0.5×2=1 VV_{th}=0.5\times 2=1\,\mathrm{V} 이다.

그림에서 단자 a, b는 2Ω 저항과 1H 인덕터 사이 위·아래 도선에 있다. 1H 인덕터와 1.5μF 커패시터는 단자 오른쪽이라 테브난 등가 회로에 포함되지 않는다.

오답 소거

  • 0.5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 1.5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 2V 보기는 계산값과 다르다.
문제 30
다음의 회로망 방정식에 대하여 s평면에 존재하는 극점은?
13, 0
2-3, 0
31, -3
4-1, -3
정답 및 해설

극점은 분모를 0으로 만드는 s 값이므로 s2+3s=s(s+3)=0s^2+3s=s(s+3)=0 에서 극점은 0과 −3이다.

그림의 함수: F(s)=s2+3s+2s2+3sF(s)=\dfrac{s^2+3s+2}{s^2+3s}
분자 (s+1)(s+2)=0(s+1)(s+2)=0 의 근 −1, −2는 영점이다.

오답 소거

  • 3과 0을 고른 보기는 3이 분모의 근이 아니라 틀리다.
  • 1과 −3을 고른 보기는 1이 분모의 근이 아니라 틀리다.
  • −1과 −3을 고른 보기는 −1이 분자의 근(영점)이라 틀리다.
문제 31
RL 직렬회로에서 L=40mH, R=10Ω일 때, 회로의 시정수는 몇 s인가?
14
20.4
30.04
40.004
정답 및 해설

RL 직렬회로의 시정수는 0.004 s이다.

시정수는 τ=LR\tau=\dfrac{L}{R} 이다.
대입하면 τ=40×10−310=4×10−3  s\tau=\dfrac{40\times10^{-3}}{10}=4\times10^{-3}\;\mathrm{s} 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 4 s는 계산값과 다르다.
  • 0.4 s는 계산값과 다르다.
  • 0.04 s는 계산값과 다르다.
문제 32
π형 회로망의 어드미턴스 파라미터 관계가 틀린 것은?
1Y21=Ya
2Y11=Ya+Yb
3Y12=-Ya
4Y22=Ya+Yc
정답 및 해설

π형 회로에서 Y12=Y21=−YaY_{12}=Y_{21}=-Y_a 이므로 Y21=YaY_{21}=Y_a 는 부호가 틀린 관계다.

그림: 직렬 가지 YaY_a, 입력 쪽 병렬 가지 YbY_b, 출력 쪽 병렬 가지 YcY_c.
V2=0V_2=0 으로 단락하면 I1=(Ya+Yb)V1I_1=(Y_a+Y_b)V_1, I2=−YaV1I_2=-Y_aV_1 → Y11=Ya+YbY_{11}=Y_a+Y_b, Y21=−YaY_{21}=-Y_a
V1=0V_1=0 으로 단락하면 Y22=Ya+YcY_{22}=Y_a+Y_c, Y12=−YaY_{12}=-Y_a

나머지 관계는 모두 옳다.

  • Y11=Ya+YbY_{11}=Y_a+Y_b 는 입력 단자에서 본 단락 어드미턴스로 옳다.
  • Y12=−YaY_{12}=-Y_a 는 전달 어드미턴스로 옳다.
  • Y22=Ya+YcY_{22}=Y_a+Y_c 는 출력 단자에서 본 단락 어드미턴스로 옳다.
문제 33
일 때 유효 전력은?
11000√3
22000√3
32000/√3
41000/√3
문제 34
저항 1Ω과 리액턴스 2Ω을 병렬로 연결한 회로의 역률은 약 얼마인가?
10.2
20.45
30.9
41.5
정답 및 해설

저항 1 Ω과 리액턴스 2 Ω을 병렬로 연결한 회로의 역률은 약 0.9 이다.

병렬 회로의 어드미턴스는 컨덕턴스 G=1G=1 과 서셉턴스 크기 B=12=0.5B=\dfrac{1}{2}=0.5 로 이루어진다.
크기는 ∣Y∣=12+0.52=1.25≈1.118|Y|=\sqrt{1^2+0.5^2}=\sqrt{1.25}\approx1.118 이다.
역률은 cos⁡θ=G∣Y∣=11.118≈0.894≈0.9\cos\theta=\dfrac{G}{|Y|}=\dfrac{1}{1.118}\approx0.894\approx0.9 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 0.2는 계산값과 다르다.
  • 0.45는 계산값과 다르다.
  • 1.5는 역률이 1을 넘을 수 없으므로 성립하지 않는다.
문제 35
공진회로에서 공진의 상태를 설명한 것으로 옳은 것은?
1전압과 전류가 45° 될 때이다.
2역률이 0.5가 되는 상태이다.
3공진이 되었을 때 최대전력의 0.5배가 전달된다.
4직렬공진회로에서는 전류가 최대로 된다.
정답 및 해설

공진 상태에 대해 옳은 설명은 직렬 공진회로에서 전류가 최대가 된다는 것이다.

직렬 공진에서는 리액턴스가 상쇄되어 임피던스가 저항만 남아 최소가 되므로 전류가 최대가 된다.

나머지 보기는 공진 상태가 아니다.

  • 공진 시 전압과 전류는 동상이어서 위상차가 0이다. 45°는 공진이 아니라 반전력점에서 나타나는 위상차이다.
  • 공진 시 역률은 1이다. 역률 0.5는 공진 상태가 아니다.
  • 공진 시 최대 전력이 전달되며 최대 전력의 0.5배는 반전력점에 해당하는 값이다.
문제 36
다음 회로에서 합성 인덕턴스는 몇 H인가? (단, L1=6H, L2=3H, M=3H 이다.)
11
22
33
46
정답 및 해설

두 코일이 같은 방향으로 감겨 있고 전류가 모두 위쪽 단자로 들어가므로 가동 결합 병렬이며, 합성 인덕턴스는 3H이다.

그림: 공통 철심에 L1L_1(위)과 L2L_2(아래)가 같은 감김 방향으로 감겨 있고, 입력 단자 위쪽이 두 코일 윗단에, 아래쪽이 두 코일 아랫단에 연결된 병렬 접속이다.
두 코일 전압이 같으므로 V=jω(L1I1+MI2)=jω(MI1+L2I2)V=j\omega(L_1I_1+MI_2)=j\omega(MI_1+L_2I_2)
값 대입: 6I1+3I2=3I1+3I26I_1+3I_2=3I_1+3I_2 → I1=0I_1=0, I=I2I=I_2
V=jω⋅3IV=j\omega\cdot 3I → L=3 HL=3\,\mathrm{H}

일반식으로도 L=L1L2−M2L1+L2−2M=18−99−6=3 HL=\dfrac{L_1L_2-M^2}{L_1+L_2-2M}=\dfrac{18-9}{9-6}=3\,\mathrm{H} 이다.

  • 1H 보기는 계산값과 다르다.
  • 2H 보기는 계산값과 다르다.
  • 6H 보기는 계산값과 다르다.
문제 37
임피던스 인 2단자 회로에 직류 전류 20A를 인가할 때 단자 전압은 몇 V인가? (단, R=10Ω, L=20mH)
120
240
3200
4400
정답 및 해설

직류는 s=0s=0 이므로 Z(0)=201=20 ΩZ(0)=\dfrac{20}{1}=20\,\Omega 이고, 단자 전압은 20×20=400 V20\times 20=400\,\mathrm{V} 이다.

그림의 임피던스: Z(s)=s+20s2+2RLs+1Z(s)=\dfrac{s+20}{s^2+2RLs+1}
s=0s=0 을 대입하면 R, L이 들어간 항은 0이 되어 직류 임피던스는 20Ω이다.
V=IZ(0)=20×20=400 VV=IZ(0)=20\times 20=400\,\mathrm{V}

오답 소거

  • 20V 보기는 계산값과 다르다.
  • 40V 보기는 계산값과 다르다.
  • 200V 보기는 계산값과 다르다.
문제 38
회로에서 4단자 정수 A, B, C, D 는?
1A=n, B=0, C=0, D=1/n
2A=0, B=1/n, C=0, D=n
3A=1/n, B=0, C=n, D=0
4A=n, B=n, C=1/n, D=0
정답 및 해설

권선비 n:1인 이상 변압기는 V1=nV2V_1=nV_2, I1=1n(−I2)I_1=\dfrac{1}{n}(-I_2) 이므로 A=n, B=0, C=0, D=1/n 이다.

4단자 정수 정의: V1=AV2+B(−I2)V_1=AV_2+B(-I_2), I1=CV2+D(−I2)I_1=CV_2+D(-I_2)
그림의 I2I_2는 2차 단자로 들어가는 방향이므로 출력 전류는 −I2-I_2 이다.
전압은 권선비에 비례하고 전류는 반비례하므로 B=0B=0, C=0C=0 이며, AD−BC=n⋅1n=1AD-BC=n\cdot\dfrac{1}{n}=1 로 가역 조건도 만족한다. 그림에 극성 점이 없어 감김 극성이 반대라면 A와 D의 부호만 바뀔 뿐, B=C=0B=C=0 이고 A와 D의 크기가 n과 1/n 인 형태는 이 보기 하나뿐이다.

오답 소거

  • A=0, B=1/n, C=0, D=n 보기는 1차 전압이 2차 전압과 무관해져 V1=nV2V_1=nV_2 와 맞지 않는다.
  • A=1/n, B=0, C=n, D=0 보기는 전압비가 거꾸로이고 2차 개방 시에도 1차 전류가 흐르게 되어 이상 변압기와 맞지 않는다.
  • A=n, B=n, C=1/n, D=0 보기는 B와 C가 0이 아니어서 이상 변압기와 맞지 않는다.
문제 39
라플라스 변환에 관한 설명 중 틀린 것은?
1f(t-a)을 라플라스 변환하면 e-asF(s)가 된다.
2f(t)e-at을 라플라스 변환하면 F(s-a)가 된다.
3t2을 라플라스 변환하면 2/s3가 된다.
4u(t)을 라플라스 변환하면 1/s 이 된다.
정답 및 해설

라플라스 변환에 관한 설명 중 틀린 것은 주파수 추이를 F(s−a) 로 쓴 서술이다.

주파수 추이 정리에서 L{e−atf(t)}=F(s+a)\mathcal{L}\{e^{-at}f(t)\}=F(s+a) 이므로 F(s−a) 가 아니라 F(s+a) 가 된다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 시간 지연 f(t−a)f(t-a) 의 변환은 e−asF(s)e^{-as}F(s) 이므로 옳은 내용이다.
  • t2t^2 의 변환은 2s3\dfrac{2}{s^3} 이므로 옳은 내용이다.
  • 단위 계단함수 u(t)u(t) 의 변환은 1s\dfrac{1}{s} 이므로 옳은 내용이다.
문제 40
분류기를 사용하여 전류를 측정하는 경우 전류계의 내부저항이 0.1Ω, 분류기의 저항이 0.01Ω이면 그 배율은?
14
210
311
414
정답 및 해설

분류기를 사용한 전류 측정의 배율은 11 이다.

배율은 m=1+RaRsm=1+\dfrac{R_a}{R_s} 이다.
대입하면 m=1+0.10.01=11m=1+\dfrac{0.1}{0.01}=11 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 4는 계산값과 다르다.
  • 10은 계산값과 다르다.
  • 14는 계산값과 다르다.
문제 41
다음의 진리표를 갖는 조합회로의 구성은? (단, A, B, C는 입력이고, D는 출력이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

진리표를 만족하는 회로는 B·C 를 AND 한 출력과 A 를 OR 게이트로 합친 회로, 즉 D=A+BCD = A + BC 이다.

진리표에서 A=1 인 네 행은 B·C 와 무관하게 D=1 이고, A=0 인 행 중에서는 B=1·C=1 인 행만 D=1 이다.
따라서 D=A+BCD = A + BC 이며, 입력 000 에서 D=0 이 되는지가 오답을 가르는 기준이 된다.

  • B·C 를 NAND 한 뒤 A 와 OR 하는 회로는 D=A+BC‾D = A + \overline{BC} 라서 입력 000 에서 D=1 이 되어 진리표와 다르다.
  • A·B 를 NAND 한 뒤 C 와 OR 하는 회로는 D=AB‾+CD = \overline{AB} + C 라서 입력 000 에서 D=1 이 되어 진리표와 다르다.
  • A·B 를 NAND 한 출력과 C 를 다시 NAND 하는 회로는 D=AB‾ C‾=AB+C‾D = \overline{\overline{AB}\,C} = AB + \overline{C} 라서 입력 000 에서 D=1 이 되어 진리표와 다르다.
문제 42
어떤 연산 증폭기의 SR(slew rate)이 0.5V/μs이라면, 정현파 출력의 peak 전압이 5V인 경우 대신호 동작 시 일그러짐이 발생되지 않는 최대 주파수는 약 몇 kHz인가?
12
27.96
315.92
431.84
정답 및 해설

일그러짐 없이 낼 수 있는 최대 주파수는 약 15.92 kHz 이다.

정현파 출력 v=Vpsin⁡(2πft)v=V_p\sin(2\pi ft) 의 최대 기울기는 2πfVp2\pi fV_p 이고 이것이 슬루율 이하여야 한다.
fmax=SR2πVp=0.5×1062π×5≈1.592×104  Hzf_{max}=\dfrac{SR}{2\pi V_p}=\dfrac{0.5\times10^{6}}{2\pi\times5}\approx1.592\times10^{4}\;\mathrm{Hz}

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 2 kHz는 계산값과 다르다.
  • 7.96 kHz는 계산값과 다르다.
  • 31.84 kHz는 계산값과 다르다.
문제 43
어떤 RC 미분회로에 진폭이 5V이고 펄스폭이 100μs, 주기가 200μs인 펄스파 전압을 가했을 때, 펄스폭에서 시정수의 5배 시간에 순간적으로 R 양단에 측정되는 전압은 약 몇 V인가? (단, 시정수는 10μs보다 작다.)
10.0632
20.034
30.632
40.34
정답 및 해설

펄스폭 안에서 시정수의 5배 시간에 R 양단 전압은 약 0.034 V 이다.

RC 미분회로에서 입력이 상승한 뒤 R 양단 전압은 vR=Ee−t/τv_R=Ee^{-t/\tau} 로 감소한다.
t=5τt=5\tau 이면 vR=5e−5=5×0.00674≈0.034  Vv_R=5e^{-5}=5\times0.00674\approx0.034\;\mathrm{V} 이다.
시정수가 10 μs 보다 작으므로 5τ 는 50 μs 보다 작아 100 μs 펄스폭 안에 있다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 0.0632 V는 계산값과 다르다.
  • 0.632 V는 계산값과 다르다.
  • 0.34 V는 계산값과 다르다.
문제 44
연산증폭기회로에서 부귀환의 장점으로 틀린 것은?
1개선된 비선형성
2넓은 대역폭
3안정된 제어 이득
4입·출력 임피던스 제어
문제 45
다음 정류회로에서 리플 전압은 콘덴서와 부하저항과 어떤 관계를 가지는가?
1부하저항과 무관하고, 콘덴서 용량에 비례한다.
2부하저항과 무관하고, 콘덴서 용량에 반비례한다.
3부하저항과 콘덴서 용량에 반비례한다.
4부하저항과 콘덴서 용량에 비례한다.
정답 및 해설

콘덴서 입력형 정류회로의 리플 전압은 부하저항과 콘덴서 용량에 모두 반비례한다.

그림은 다이오드 하나로 반파 정류한 뒤 콘덴서 C 와 부하저항 RLR_L 을 병렬로 연결한 회로이다. 다이오드가 꺼진 동안 콘덴서는 부하 전류 I≈VmRLI \approx \dfrac{V_m}{R_L} 로 방전한다.

방전 시간을 한 주기 T=1fT = \dfrac{1}{f} 로 보면
ΔV≈I TC=Vmf RL C\Delta V \approx \dfrac{I\,T}{C} = \dfrac{V_m}{f\,R_L\,C}
이므로 RC 시정수가 클수록 리플이 작다.

  • 부하저항과 무관하고 용량에 비례한다는 보기는 리플이 부하 전류(곧 부하저항)에 따라 달라지고 용량이 클수록 줄어드는 관계와 맞지 않는다.
  • 부하저항과 무관하고 용량에 반비례한다는 보기는 리플이 부하저항에도 반비례한다는 점을 빠뜨렸다.
  • 부하저항과 용량에 비례한다는 보기는 관계가 반대이다.
문제 46
다음 중 트랜지스터 증폭회로에서 높은 주파수에서 이득이 감소하는 이유로 적합한 것은?
1부성저항이 생기기 때문에
2결합 커패시턴스의 영향 때문에
3하이브리드 정수의 변화 때문에
4도선 등의 표유 용량 때문에
문제 47
수정 발전기의 주파수 안정도가 양호한 이유가 아닌 것은?
1수정면의 Q가 매우 높다.
2수정 진동자는 기계적으로 안정하다.
3유도성 주파수 범위가 매우 좁다.
4부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다.
정답 및 해설

수정 발진기의 주파수 안정도가 좋은 이유가 아닌 것은 부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다는 서술이다.

수정 발진기도 부하 용량이 변하면 발진 주파수가 조금 변하는 주파수 끌림이 생긴다. 영향이 작을 뿐 전혀 없는 것은 아니다.

나머지 보기는 안정도가 좋은 이유로 옳은 내용이다.

  • 수정편은 Q가 매우 높아 공진 특성이 날카로우므로 안정도가 좋은 이유가 맞다.
  • 수정 진동자는 기계적·물리적으로 안정하므로 안정도가 좋은 이유가 맞다.
  • 수정의 유도성 리액턴스 범위는 직렬 공진과 병렬 공진 주파수 사이의 매우 좁은 대역이므로 발진 주파수가 그 안에 고정되어 안정도가 좋은 이유가 맞다.
문제 48
다음 연산증폭기회로에서 페루프이득(lAVl)이 110 이 되기 위해 Rf는?
122Ω
2242Ω
322kΩ
4242kΩ
정답 및 해설

필요한 궤환 저항은 242kΩ 이다.

그림은 입력이 R1=2.2 kΩR_1 = 2.2\,\text{k}\Omega 를 거쳐 (−) 단자로 들어가고 (+) 단자는 접지된 반전 증폭기이다.

∣AV∣=RfR1|A_V| = \dfrac{R_f}{R_1}
Rf=110×2.2 kΩ=242 kΩR_f = 110 \times 2.2\,\text{k}\Omega = 242\,\text{k}\Omega

  • 22Ω 보기는 계산값과 다르다.
  • 242Ω 보기는 계산값과 다르다(배율은 맞지만 단위가 kΩ 이 아니다).
  • 22kΩ 보기는 계산값과 다르다.
문제 49
다음 회로의 명칭으로 가장 적합한 것은?
1슈미트(Schmitt) 트리거 회로
2톱니파 발생 회로
3단안정 멀티바이브레이터 회로
4비안정 멀티바이브레이터 회로
정답 및 해설

이 회로는 슈미트 트리거 회로이다.

입력 ViV_i 는 R4 를 거쳐 (−) 단자로 들어가고, 출력이 R1=10 kΩR_1 = 10\,\text{k}\Omega·R2=1 kΩR_2 = 1\,\text{k}\Omega 로 분압되어 (+) 단자로 되돌아간다. 출력을 (+) 단자로 되먹이는 정궤환이라 비교 기준 전압이 출력 상태에 따라 ±VoR2R1+R2\pm V_o \dfrac{R_2}{R_1 + R_2} 로 바뀌는 히스테리시스 비교기가 된다.

출력단의 직렬 제너 다이오드 두 개는 출력 진폭을 일정 전압으로 제한하는 역할이고, 회로 어디에도 시간을 정하는 콘덴서가 없다.

  • 톱니파 발생 회로는 콘덴서를 충전해 전압을 시간에 따라 서서히 올리는 소자가 있어야 하는데, 이 회로에는 콘덴서가 없다.
  • 단안정 멀티바이브레이터 회로는 준안정 상태의 지속 시간을 RC 충방전으로 정하는데, 이 회로에는 콘덴서가 없다.
  • 비안정 멀티바이브레이터 회로는 외부 입력 없이 (−) 단자의 콘덴서 충방전으로 스스로 발진하는데, 이 회로는 외부 입력을 (−) 단자로 받고 콘덴서가 없다.
문제 50
다음 555타이머 회로의 출력 발진 주파수는 약 몇 kHz인가?
13.8
25.64
38.24
410.68
문제 51
이미터 저항을 가진 이미터 접지 증폭기 회로에서 이미터 바이패스 콘덴서가 제거되면 어떤 현상이 생기는가?
1발진이 일어난다.
2이득이 감소한다.
3충실도가 감소된다.
4잡음이 증가한다.
문제 52
공간전하용량 변화에 따라 가변용량콘덴서로 사용되는 다이오드는?
1꽝 다이오드
2제너 다이오드
3건 다이오드
4바랙터 다이오드
문제 53
다이오드 검파회로에서 AGC 전압의 크기는 다음 어는 것에 따라 커지는가?
1반송파 변조도가 증가함에 따라
2반송파 주파수가 증가함에 따라
3반송파 전압의 진폭이 증가함에 따라
4변조한 저주파 주파수가 증가함에 따라
정답 및 해설

AGC 전압의 크기는 반송파 전압의 진폭이 증가할수록 커진다.

검파기 출력의 직류 성분은 반송파 진폭에 비례하므로 이를 AGC 전압으로 쓰면 입력 반송파가 클수록 AGC 전압이 커져 이득을 낮춘다.

나머지 보기는 AGC 전압의 크기를 정하지 않는다.

  • 변조도는 신호 성분의 크기를 정할 뿐 직류 성분인 반송파 진폭과는 무관하다.
  • 반송파 주파수는 검파 출력의 직류 크기를 정하는 요소가 아니다.
  • 변조한 저주파 주파수 성분은 AGC 회로의 큰 시정수로 평활되어 AGC 전압에 반영되지 않는다.
문제 54
다음 회로에 대한 설명으로 틀린 것은?
1능동 저역통과 필터이다.
2임계주파수는 RC에 의하여 결정된다.
31차 필터로 -20dB/decade 의 롤-오프율을 갖는다.
4임계주파수 이상의 주파수를 통과시킨다.
정답 및 해설

틀린 설명은 임계주파수 이상의 주파수를 통과시킨다는 것이다. 이 회로는 저역통과 필터라서 임계주파수 아래를 통과시키고 위를 감쇠시킨다.

그림에서 입력은 직렬 R 을 지나고 C 가 (+) 단자와 접지 사이에 있어, 주파수가 높을수록 C 의 리액턴스가 작아져 (+) 단자 전압이 줄어든다. 연산증폭기는 R2R_2·R1R_1 분압 궤환의 비반전 증폭기로 통과대역 이득 1+R2R11 + \dfrac{R_2}{R_1} 을 준다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이며, 그 근거는 다음과 같다.

  • 능동 저역통과 필터라는 보기는 RC 저역 회로에 연산증폭기(능동 소자)를 붙인 구조와 맞다.
  • 임계주파수가 RC 로 결정된다는 보기는 fc=12πRCf_c = \dfrac{1}{2\pi RC} 이고 R1R_1·R2R_2 는 이득만 정한다는 점과 맞다.
  • 1차 필터로 −20dB/decade 롤오프를 갖는다는 보기는 RC 한 단(극점 하나)이라는 점과 맞다.
문제 55
다음 중 차동 증폭기에서 동상신호제거비(CMPR)를 크게 하기 위한 방법으로 옳은 것은?(단, Ad는 차동신호 전압이득이고 Ac는 동상신호 전압이득이다.)
1Ad와 Ac는 값을 같게 한다.
2Ad는 크게 하고, Ac는 작게 한다.
3Ad는 작게 하고, Ac는 크게 한다.
4Ad는 1로 하고, Ac는 크게 한다.
정답 및 해설

동상신호제거비를 크게 하려면 Ad는 크게, Ac는 작게 한다.

동상신호제거비는 CMRR=AdAc\mathrm{CMRR}=\dfrac{A_d}{A_c} 이므로 분자를 키우고 분모를 줄일수록 커진다.

나머지 보기는 이 비를 키우지 못한다.

  • Ad와 Ac를 같게 하면 비가 1이 되어 동상신호를 전혀 제거하지 못한다.
  • Ad를 작게 하고 Ac를 크게 하면 비가 오히려 작아진다.
  • Ad를 1로 고정하고 Ac를 크게 하면 분모만 커지므로 비가 오히려 작아진다.
문제 56
다이오드의 순방향 바이어스가 이루어 질때에 잔류흐름에 대한 설명으로 적절한 것은?
1전류는 정공전류뿐이다.
2전류는 전자전류뿐이다.
3전류는 소수 반송자에 의해서만 만들어진다.
4전류는 전자와 정공에 의해서 만들어진다.
정답 및 해설

다이오드가 순방향 바이어스일 때 전류는 전자와 정공 모두에 의해 만들어진다.

순방향에서는 N형의 전자가 P형으로, P형의 정공이 N형으로 주입되어 두 종류의 캐리어가 함께 전류를 이룬다.

나머지 보기는 한 종류의 캐리어만 언급하거나 소수 반송자로만 한정한다.

  • 정공 전류뿐이라는 서술은 전자의 주입을 빼고 있어 맞지 않는다.
  • 전자 전류뿐이라는 서술은 정공의 주입을 빼고 있어 맞지 않는다.
  • 소수 반송자만으로 흐르는 전류는 역방향 바이어스의 포화 전류이다. 순방향에서는 각 영역의 다수 반송자가 접합을 넘어 주입되어 전류를 이루므로 맞지 않는다.
문제 57
다음 T 플립플롭의 특성표에서 출력 Q(t+1)은?
1ⓐ → 0, ⓑ → 0, ⓒ → 1, ⓓ → 1
2ⓐ → 0, ⓑ → 1, ⓒ → 0, ⓓ → 1
3ⓐ → 0, ⓑ → 1, ⓒ → 1, ⓓ → 0
4ⓐ → 0, ⓑ → 1, ⓒ → 1, ⓓ → 1
정답 및 해설

T 플립플롭의 다음 상태는 ⓐ 0, ⓑ 1, ⓒ 1, ⓓ 0 이다.

T 플립플롭은 T=0 이면 현재 상태 유지, T=1 이면 반전(토글)한다. 즉 Q(t+1)=Q(t)⊕TQ(t+1) = Q(t) \oplus T 이다.

표의 각 행을 대입하면 0⊕0=00 \oplus 0 = 0, 0⊕1=10 \oplus 1 = 1, 1⊕0=11 \oplus 0 = 1, 1⊕1=01 \oplus 1 = 0 이다.

  • ⓐ 0, ⓑ 0, ⓒ 1, ⓓ 1 인 보기는 T 와 무관하게 Q(t) 를 그대로 유지한 결과라 T=1 행의 토글과 다르다.
  • ⓐ 0, ⓑ 1, ⓒ 0, ⓓ 1 인 보기는 출력이 T 값을 그대로 따르는 D 플립플롭 동작이라 Q(t)=1, T=0 행의 유지 동작과 다르다.
  • ⓐ 0, ⓑ 1, ⓒ 1, ⓓ 1 인 보기는 Q(t)=1, T=1 행에서 반전이 일어나지 않아 토글 동작과 다르다.
문제 58
RC 결합 증폭 회로에서 증폭 대역폭을 4배로 하려면 증폭 이득은 약 몇 dB로 감소시켜야 하는가?
10.25
24
36
412
문제 59
MOSFET의 포화영역 동작모드와 유사한 BJT의 동작모드는?
1활성영역
2차단영역
3역할성영역
4포화영역
문제 60
연산증폭기의 개루프(open loop)이득과 부궤환시 폐루프(close loop)이득의 관계로 옳은 것은?
1개루프 이득은 항상 폐루프 이득보다 작다.
2개루프 이득은 항상 폐루프 이득과 같다.
3개루프 이득은 항상 폐루프 이득보다 크다.
4개루프 이득은 항상 0 이다.
정답 및 해설

부궤환을 걸면 폐루프 이득은 개루프 이득보다 작아진다.

Af=A1+AβA_f=\dfrac{A}{1+A\beta} 에서 부궤환이면 AβA\beta 가 양수이므로 분모가 1보다 커져 AfA_f 는 AA 보다 작다. 이득을 낮추는 대가로 이득의 안정도를 얻는 것이 부궤환의 취지이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 개루프 이득이 폐루프 이득보다 작다는 보기는 부궤환 시 폐루프 이득이 더 작아지므로 대소 방향이 반대이다.
  • 개루프 이득이 폐루프 이득과 같다는 보기는 궤환량이 있으면 분모가 1+Aβ1+A\beta 로 커지므로 성립하지 않는다.
  • 개루프 이득이 항상 0 이라는 보기는 연산증폭기의 개루프 이득이 매우 큰 값이므로 틀리다.
문제 61
절대온도 0K에서 진성 반도체는 어는 것과 같은가?
1반도체
2도체
3자성체
4절연체
정답 및 해설

절대온도 0K 의 진성 반도체는 절연체와 같다.

0K 에서는 열에너지가 없어 가전자대는 전자로 가득 차 있고 전도대는 비어 있으므로 전류를 나를 캐리어가 없다. 온도가 올라 열 여기로 전자-정공 쌍이 생겨야 전도성이 나타난다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 도체는 전도대에 자유전자가 있거나 대가 겹쳐 있는 물질인데 0K 의 진성 반도체는 전도대가 비어 있으므로 도체와 다르다.
  • 반도체로서의 전도성은 열에너지로 캐리어가 생겨야 나타나는데 0K 에서는 캐리어가 없어 그 성질이 나타나지 않는다.
  • 자성체는 자기적 성질에 따른 분류여서, 0K 에서 달라지는 전기 전도 성질(캐리어 유무)을 나타내지 않는다.
문제 62
BJT의 평형상태에 대한 설명으로 틀린 것은?
1세 단자가 접속되어 있는 상태이다.
2페르미 준위는 모든 곳에서 균일하다.
3트랜지스터가 열평형상태인 경우이다.
4다수 캐리어의 화산 운동과 소수 캐리어의 드리프트 운동이 균형을 유지한 상태이다.
문제 63
낙뢰와 같이 급격한 서지 전압(Surge Voltage)으로부터 회로를 보호하기 위하여 전원이 인가되는 초단에 주로 사용되는 소자는?
1서미스터
2제너 다이오드
3쇼트키 다이오드
4바리스터
문제 64
집적회로 내에서 전기적인 상호배선사이의 절연과 불순물 확산에 대한 보호층을 형성하는 반도체 공정은?
1이온주입공정
2금속배선공정
3산화공정
4광사진식각공정
정답 및 해설

집적회로에서 배선 사이의 절연과 불순물 확산 보호층을 만드는 공정은 산화공정이다.

실리콘 표면을 산화시켜 산화막(SiO2\mathrm{SiO_2})을 만들면 절연막이 되고, 불순물이 원치 않는 곳으로 확산되는 것을 막는 마스크 역할도 한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 이온주입공정은 불순물 이온을 실리콘에 가속해 넣어 도핑하는 공정이며 절연·보호막을 만들지 않는다.
  • 금속배선공정은 소자 사이를 도체로 연결하는 공정이므로 절연층 형성과 반대 역할이다.
  • 광사진식각공정은 감광막과 빛을 이용해 회로 패턴을 옮기는 공정이다.
문제 65
다음 n형 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은?
1반도체 내에서 전하를 운반하는 역할을 하고 있는 전자의 밀도가 hole의 밀도보다 많은 불순물 반도체를 말한다.
2hole의 밀도가 전자의 밀도보다 많은 불순물 반도체를 말한다.
3Ge이나 Si에 5가의 불순물(비소, 인, 안티몬)을 미량 첨가해서 만든다.
4약간의 에너지로 반도체 내에서 자유로이 운동하는 전도 전자를 가진다.
정답 및 해설

n형 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은 정공 밀도가 전자 밀도보다 많다는 보기이며, 이는 p형 반도체의 설명이다.

n형은 Ge 이나 Si 에 5가 불순물(비소, 인, 안티몬)을 넣어 만들며, 남는 전자가 다수 캐리어가 된다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 전자 밀도가 정공 밀도보다 많은 불순물 반도체라는 보기는 n형의 정의에 맞는 옳은 내용이다.
  • 5가 불순물을 소량 첨가해 만든다는 보기는 도너 불순물을 넣는 n형 제조 방식이므로 옳다.
  • 약간의 에너지로 자유롭게 움직이는 전도 전자를 가진다는 보기는 도너 준위가 전도대 바로 아래에 있어 적은 에너지로 전자가 전도대로 올라가므로 옳다.
문제 66
BJT가 증폭기로서 사용될 때 동작 상태는 어느 영역에서 일어나는가?
1포화영역
2활성영역
3차단영역
4역할성영역
문제 67
BJT에서 파라미터 α와 β의 관계는? (단, 그림참조m1)
1
2
3
4
정답 및 해설

α 와 β 의 관계는 β=α1−α\beta = \dfrac{\alpha}{1 - \alpha} 로, β 는 α/(1−α) 이다.

그림의 정의 α=ΔICΔIE\alpha = \dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_E}, β=ΔICΔIB\beta = \dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_B} 에 전류 관계 IE=IC+IBI_E = I_C + I_B 를 넣는다.
β=ΔICΔIE−ΔIC=ΔIC/ΔIE1−ΔIC/ΔIE=α1−α\beta = \dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_E - \Delta I_C} = \dfrac{\Delta I_C / \Delta I_E}{1 - \Delta I_C / \Delta I_E} = \dfrac{\alpha}{1 - \alpha}

예를 들어 α=0.99\alpha = 0.99 이면 β=99\beta = 99 로, β 가 1 보다 훨씬 큰 값이 나와야 한다.

  • β = (1−α)/α 인 보기는 유도식의 역수로, α=0.99 일 때 약 0.0101 이 되어 유도 결과와 다르다.
  • β = (α+1)/α 인 보기는 α=0.99 일 때 약 2.01 이 되어 유도 결과와 다르다.
  • β = α/(1+α) 인 보기는 α=0.99 일 때 약 0.497 이 되어 유도 결과와 다르다.
문제 68
상온 300K에서 페르미 준위보다 0.1eV만큼 낮은 에너지 준위에 전자가 점유하는 확률은?
10.1
20.02
30.9
40.98
정답 및 해설

페르미 준위보다 0.1eV 낮은 준위의 전자 점유 확률은 약 0.98 이다. 점유 확률은 페르미-디랙 분포로 구한다.

f(E)=11+e(E−EF)/kTf(E)=\dfrac{1}{1+e^{(E-E_F)/kT}}
kT=8.617×10−5×300≈0.0259 eVkT=8.617\times10^{-5}\times300\approx0.0259\ \mathrm{eV}
E−EFkT=−0.10.0259≈−3.86\dfrac{E-E_F}{kT}=\dfrac{-0.1}{0.0259}\approx-3.86
f=11+e−3.86≈11.021≈0.98f=\dfrac{1}{1+e^{-3.86}}\approx\dfrac{1}{1.021}\approx0.98

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 0.1 은 계산값과 다르다.
  • 0.02 는 같은 준위가 비어 있을 확률 1−f1-f 에 해당하는 값이므로 점유 확률이 아니다.
  • 0.9 는 계산값과 다르다.
문제 69
두 전극판의 간격에 10cm이고, 전극간의 전위차가 100V일 때 전자의 가속도는? (단, 전자의 전하량과 질량은 각각 1.6×10-19C, 9.11×10-31kg)
11.76×1011m/s2
21.76×1014m/s2
30.176×1020cm/s2
41.76×1017cm/s2
정답 및 해설

전자의 가속도는 a≈1.76×1014 m/s2a\approx1.76\times10^{14}\ \mathrm{m/s^2} 이다. 전계 세기에서 힘을 구한 뒤 뉴턴 법칙으로 나눈다.

E=Vd=1000.1=1000 V/mE=\dfrac{V}{d}=\dfrac{100}{0.1}=1000\ \mathrm{V/m}
F=eE=1.6×10−19×1000=1.6×10−16 NF=eE=1.6\times10^{-19}\times1000=1.6\times10^{-16}\ \mathrm{N}
a=Fm=1.6×10−169.11×10−31≈1.76×1014 m/s2a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{1.6\times10^{-16}}{9.11\times10^{-31}}\approx1.76\times10^{14}\ \mathrm{m/s^2}

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 1.76×1011 m/s21.76\times10^{11}\ \mathrm{m/s^2} 은 계산값과 크기가 다르다.
  • 0.176×1020 cm/s20.176\times10^{20}\ \mathrm{cm/s^2} 은 1.76×1017 m/s21.76\times10^{17}\ \mathrm{m/s^2} 에 해당하므로 계산값과 다르다.
  • 1.76×1017 cm/s21.76\times10^{17}\ \mathrm{cm/s^2} 은 1.76×1015 m/s21.76\times10^{15}\ \mathrm{m/s^2} 에 해당하므로 계산값과 다르다.
문제 70
페르미(Fermi) 준위에 대한 설명으로 틀린 것은?
1모든 온도에서 전자에 의해 점유될 확률이 1/2인 에너지 준위이다.
2허용 에너지 준위를 평균한 값이다.
3절대온도 0K에서 전자에 의해서 점유된 최고 에너지 준위이다.
4반도체에서 페르미 준위는 전도대, 금지대, 가전자대 등 어느 곳에도 있을 수 있다.
문제 71
서로 다른 금속도선의 양끝을 연결하여 폐회로를 구성한 후, 온도를 가하면 양단의 온도차에 의해 두 접점 사이에 열기전력이 발생되는 효과는?
1Peltier 효과
2Thomson 효과
3Edison 효과
4Seebeck 효과
정답 및 해설

서로 다른 두 금속의 접점 사이에 온도차가 있을 때 열기전력이 생기는 현상은 Seebeck 효과이다.

열기전력이 온도차에 의해 생기는 점이 핵심이며, 이를 이용한 것이 열전대이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • Peltier 효과는 서로 다른 금속의 접점에 전류를 흘릴 때 접점에서 열이 발생하거나 흡수되는 현상으로 Seebeck 효과와 반대 방향의 현상이다.
  • Thomson 효과는 온도 기울기가 있는 하나의 도체에 전류가 흐를 때 열이 발생하거나 흡수되는 현상이다.
  • Edison 효과는 진공 속에서 가열된 필라멘트가 열전자를 방출하는 현상이다.
문제 72
어떤 도선의 1A의 전류가 흐르고 있을 때 임의의 단면적이 1s 동안에 1C의 전하가 이동한다면 이 단면적을 통과하는 전자의 개수는?
16.25×1018
212.5×1018
362.5×1018
418.75×1018
문제 73
반도체의 가전자대에서 에너지 Level(E)이 전자에 의해서 채워질 확률을 f(E)라 했을 때 정공에 의해서 채워질 확률은?
1f(E)-1
2
31-f(E)
4
정답 및 해설

정공이 차지할 확률은 1−f(E)1 - f(E), 즉 1에서 전자 점유 확률을 뺀 값이다.

어떤 에너지 준위는 전자로 채워져 있거나 비어 있거나 둘 중 하나이고, 정공은 전자가 비어 있는 상태이다. 두 경우 확률의 합이 1 이므로 정공의 점유 확률은 1−f(E)1 - f(E) 이다.

확률은 0 이상 1 이하여야 하며 0≤f(E)≤10 \le f(E) \le 1 이다.

  • f(E)−1 인 보기는 0 이하의 값이 되어 확률이 될 수 없다.
  • 11−f(E)\dfrac{1}{1 - f(E)} 인 보기는 1 이상의 값이 되어 확률이 될 수 없다.
  • 1f(E)−1\dfrac{1}{f(E) - 1} 인 보기는 음수가 되어 확률이 될 수 없다.
문제 74
펀치스로우(punch through) 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?
1입력측 개방으로 인한 역포화전류 현상이다.
2이미터, 베이스, 컬렉터의 단락 상태이다.
3역바이어스 전압의 증가시 발생하는 현상이다.
4펀치스로우 전압의 크기는 베이스내의 불순물 농도에 비례한다.
문제 75
실리콘 제어 정류소자(SCR)에 관한 설명으로 틀린 것은?
1동작원리는 PNPN 다이오드와 같다.
2일반적으로 사이리스터(thyristor)라고도 한다.
3SCR의 항복전압(breakover voltage)은 게이트가 차단 상태로 들어가는 전압으로 역방향 다이오드처럼 도통된다.
4무점검 ON/OFF 스위치로 동작하는 반도체 소자이다.
문제 76
저온에서 반도체 내의 캐리어(carrier) 에너지 분포를 나타내는데 가장 적절한 것은?
12차 분포함수
2Fermi-Dirac 분포함수
3Bose-Einstein 분포함수
4Maxwell-Boltzmann 분포함수
문제 77
광전 효과에 관한 설명으로 틀린 것은?
1방출되는 광전자의 개수는 빛의 파장에 반비례한다.
2빛을 쪼이는 즉시 광전자가 방출된다.
3방출하는 광전자의 최대 운동에너지는 빛의 세기에 무관하다.
4입사광의 진동수가 한계 진동수보다 더 크지 않으면 방출은 일어나지 않는다.
정답 및 해설

광전 효과에 대한 설명 중 틀린 것은 광전자 개수가 파장에 반비례한다는 보기이다.

방출되는 광전자의 수는 입사광의 세기(단위 시간당 광자 수)에 비례하며, 최대 운동에너지 Ek=hν−WE_k=h\nu-W 는 진동수로 정해진다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 빛을 쪼이면 즉시 광전자가 방출된다는 보기는 광전 효과의 시간 지연이 없다는 사실이므로 옳다.
  • 광전자의 최대 운동에너지가 빛의 세기에 무관하다는 보기는 Ek=hν−WE_k=h\nu-W 가 진동수에만 의존하므로 옳다.
  • 입사광의 진동수가 한계 진동수보다 크지 않으면 방출이 일어나지 않는다는 보기는 광자 에너지가 일함수보다 작으면 전자가 빠져나올 수 없으므로 옳다.
문제 78
금속과 P형반도체를 접촉한 경우 옴(Ohm)접촉이 발생하는 조건은?
1금속의 일함수< 반도체의 일함수
2금속의 일함수 >반도체의 일함수
3(2×금속의 일함수) = 반도체의 일함수
4금속의 일함수< (2×반도체의 일함수)
정답 및 해설

P형반도체와 금속이 접촉할 때 옴(Ohm)접촉이 발생하려면 금속의 일함수가 반도체의 일함수보다 커야 한다. P형반도체는 정공이 주캐리어이므로, 옴접촉이 형성되려면 금속과 반도체 사이에 순방향 편향이 자동으로 형성되어야 하며, 이는 금속의 일함수(Φ_m)가 반도체의 일함수(Φ_s)보다 클 때 달성된다. 이 조건에서 쇼트키 배리어가 매우 낮아져 캐리어가 용이하게 흐르므로 직선적인 I-V 특성(저항 특성)을 나타내게 된다.

문제 79
Ge 트랜지스터와 비교하였을 때 Si 트랜지스터에 관한 설명으로 틀린 것은?
1최고허용온도가 높다.
2차단주파수가 Ge 트랜지스터에 비해 높다.
3역방향전류와 잡음지수가 크가.
4고주파 고출력 특성이 좋다.
문제 80
자유전자가 정공에 의해 다시 잡혀서 정공을 채우는 과정을 무엇이라 하는가?
1열적 평형
2확산(diffusion)
3수명시간(life time)
4재결합(recombination)
정답 및 해설

자유전자가 정공에 잡혀 정공을 채우는 과정은 재결합이다.

정공을 채우는 재결합이 일어나면 전자-정공 쌍이 함께 사라진다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 열적 평형은 캐리어의 생성과 재결합이 균형을 이룬 상태를 가리킨다.
  • 확산은 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 캐리어가 퍼져 이동하는 현상이다.
  • 수명시간은 캐리어가 재결합하기 전까지 존재하는 평균 시간이다.
문제 81
다음 중 결선 게이트의 특징이 아닌 것은?
1회로비용을 절감할 수 있다.
2많은 논리기능을 부여할 수 없다.
3게이트들의 출력단자를 묶어서 사용한다.
4컴퓨터 내부에서 버스구조를 만드는데 이용된다.
문제 82
캐시 설계에 대한 설명으로 틀린 것은?
1캐시 적중률을 극대화해야 한다.
2캐시 액세스 시간을 최소화해야 한다.
3주기억장치와 캐시 간의 데이터 일관성을 유지하고 그에 따른 오버헤드를 최대화해야 한다.
4캐시 실패에 따른 지연시간을 최소화해야 한다.
정답 및 해설

캐시 설계에 대한 설명 중 틀린 것은 일관성 유지에 따른 오버헤드를 최대화해야 한다는 보기이다.

일관성을 유지하되 그 오버헤드는 최소화해야 성능이 좋아진다. 오버헤드가 커지면 캐시를 둔 이득이 줄어든다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 캐시 적중률을 극대화해야 한다는 보기는 적중이 많을수록 느린 주기억장치 접근이 줄어 옳은 내용이다.
  • 캐시 액세스 시간을 최소화해야 한다는 보기는 캐시의 존재 이유가 빠른 접근이므로 옳은 내용이다.
  • 캐시 실패에 따른 지연시간을 최소화해야 한다는 보기는 실패 시 주기억장치를 읽어 오는 시간이 평균 접근 시간을 키우므로 옳은 내용이다.
문제 83
레지스터 값을 2n으로 곱셈을 하거나 나누는 효과를 갖는 연산은?
1논리적 MOVE
2산술적 Shift
3SUB
4ADD
정답 및 해설

레지스터 값에 2n2^n 을 곱하거나 나누는 효과를 내는 연산은 산술 시프트이다.

왼쪽으로 nn 비트 시프트하면 2n2^n 배, 오른쪽으로 nn 비트 시프트하면 2−n2^{-n} 배가 되며, 산술 시프트는 부호 비트를 유지한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 논리적 MOVE 는 데이터를 옮겨 복사할 뿐 값을 바꾸지 않는다.
  • SUB 는 두 값의 뺄셈 연산이다.
  • ADD 는 두 값의 덧셈 연산이다.
문제 84
서브루틴과 연관되어 사용되는 명령은?
1Shift 와 Rotate
2Call 과 Return
3Skip 와 Jump
4Inerement 와 Decrement
문제 85
16×8 ROM을 설계할 때 필요한 게이트의 종류와 그 개수는?
1AND 8개, OR 8개
2AND 8개, OR 16개
3AND 16개, OR 8개
4AND 16개, OR 16개
정답 및 해설

16×8 ROM 에는 AND 16개, OR 8개가 필요하다.

16워드이므로 주소가 4비트이고, 4×16 디코더가 주소마다 AND 게이트 하나씩 총 16개를 쓴다.
워드당 8비트이므로 출력 비트마다 해당 워드선을 OR 하는 게이트가 하나씩 총 8개 필요하다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • AND 8개 OR 8개는 16개 워드선을 모두 만들 수 없으므로 AND 수가 부족하다.
  • AND 8개 OR 16개는 AND 가 부족하고 OR 가 출력 비트 수보다 많다.
  • AND 16개 OR 16개는 OR 가 출력 비트 수 8보다 많다.
문제 86
I/O 제어기의 주요기능에 대한 설명으로 틀린 것은?
1I/O 장치의 제어와 타이밍을 조정한다.
2CPU와의 통신을 담당한다.
3데이터 구성 기능을 수행한다.
4I/O 장치와의 통신을 담당한다.
문제 87
가상 기억체계에서 주소 공간이 1024K이고, 기억 공간은 64K라고 가정할 때, 주기억장치의 주소 레지스터는 몇 비트로 구성되는가?
110
212
314
416
정답 및 해설

가상 기억 체계에서 주기억장치의 주소 레지스터는 16비트이다.

주기억장치의 실제 기억 공간이 64K 이므로 64K=21664\mathrm{K}=2^{16} 에서 16비트가 필요하다.
주소 공간 1024K 는 2202^{20} 이므로 20비트는 가상 주소에 해당한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 10비트는 2102^{10} 이므로 1K 만 지정하여 64K 에 부족하다.
  • 12비트는 2122^{12} 이므로 4K 만 지정하여 64K 에 부족하다.
  • 14비트는 2142^{14} 이므로 16K 만 지정하여 64K 에 부족하다.
문제 88
10진수 255.875를 16진수로 변환한 것으로 옳은 것은?
1FE. D
2FF.E
39F.8
4FF.5
정답 및 해설

10진수 255.875 는 16진수 FF.E 이다.

정수부 255 = 15×16 + 15 이므로 FF 이다.
소수부 0.875×16 = 14 이므로 E 이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • FE.D 는 254+1316=254.8125254+\dfrac{13}{16}=254.8125 이므로 255.875 와 다르다.
  • 9F.8 은 159+816=159.5159+\dfrac{8}{16}=159.5 이므로 255.875 와 다르다.
  • FF.5 는 255+516=255.3125255+\dfrac{5}{16}=255.3125 이므로 255.875 와 다르다.
문제 89
순서도 기호에 해당하는 설명으로 틀린 것은?
1
2
3
4
문제 90
다음 중 피연산자의 위치(기억장소)에 따라 명령어 형식을 분류할 때 instruction cycle time이 가장 짧은 것은?
1레지스터-메모리 instruction
2AC instruction
3스택 instruction
4메모리-메모리 instruction
문제 91
2진수 0101을 2의 보수로 변환 후 다시 1의 보수로 변환하는 과정 전체를 5번 수행하면?
10101
21010
30111
40000
정답 및 해설

0101 에 대해 2의 보수 후 1의 보수를 취하는 과정을 다섯 번 하면 0000 이 된다.

한 번의 과정은 값에서 1을 뺀 것과 같다. 2의 보수는 1의 보수에 1을 더한 것이므로, 그 결과의 1의 보수는 원래 값보다 1 작다.
0101 → 0100 → 0011 → 0010 → 0001 → 0000 이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 0101 은 계산값과 다르다.
  • 1010 은 계산값과 다르다.
  • 0111 은 계산값과 다르다.
문제 92
다음 프로그램의 출력은?
1i=2, j=5
2i=3, j=5
3i=3, j=10
4i=2, j=10
정답 및 해설

for문이 i<3 조건으로 반복되며 종료 시 i=3이 된다. 마지막 반복은 i=2일 때 실행되어 j=3*2+2*2-5=6+4-5=5가 계산된다. printf는 반복문이 끝난 후 실행되므로 최종 값인 i=3, j=5가 출력된다.

문제 93
아래 C프로그램의 출력 결과는?
10
22
325
450
정답 및 해설

출력은 50 이다.

첫 번째 반복에서 array[i] 는 1 에 2 를 i 번 곱하므로 2i2^i 가 된다. 두 번째 반복은 A 와 array[i] 를 비트 AND 해 0 이 아닐 때, 즉 A 의 i 번째 비트가 1 일 때만 C 에 B 를 i 비트 왼쪽으로 민 값 B⋅2iB \cdot 2^i 를 더한다.

A=5=01012A = 5 = 0101_2 이므로 i=0, i=2 에서만 더한다.
C=10⋅20+10⋅22=10+40=50C = 10 \cdot 2^0 + 10 \cdot 2^2 = 10 + 40 = 50

  • 출력 0 인 보기는 계산값과 다르다.
  • 출력 2 인 보기는 계산값과 다르다.
  • 출력 25 인 보기는 계산값과 다르다.
문제 94
채널(channel)에 의한 입출력 방식에서 채널의 종류가 아닌 것은?
1counter channel
2selector channel
3multiplexer channel
4block multiplexer channel
정답 및 해설

채널의 종류가 아닌 것은 counter channel 이다.

입출력 채널은 선택 채널, 멀티플렉서 채널, 블록 멀티플렉서 채널로 구분한다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • selector channel 은 고속 장치 하나가 채널을 점유해 데이터를 전송하는 채널 종류이다.
  • multiplexer channel 은 저속 장치 여러 개가 채널을 시분할로 나누어 쓰는 채널 종류이다.
  • block multiplexer channel 은 블록 단위로 여러 장치를 번갈아 서비스하는 채널 종류이다.
문제 95
다음 중 UNIX의 쉘(shell)에 대한 설명으로 옳은 것은?
1명령어를 해석한다.
2UNIX 커널의 일부이다.
3문서처리 기능을 갖는다.
4디렉토리 관리 기능을 갖는다.
문제 96
다음의 논리식을 간소화 시킨 결과는?
1
2
3
4
정답 및 해설

간소화 결과는 Z=A+B‾ C‾Z = A + \overline{B}\,\overline{C}, 즉 A 또는 (B 부정·C 부정)이다.

앞의 네 항은 A 에 B·C 의 네 가지 조합을 모두 곱한 것이라 합치면 A 가 된다.
ABC+AB‾C+ABC‾+AB‾ C‾=AABC + A\overline{B}C + AB\overline{C} + A\overline{B}\,\overline{C} = A
따라서 Z=A+A‾ B‾ C‾Z = A + \overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C} 이고, 흡수 법칙 A+A‾X=A+XA + \overline{A}X = A + X 로 Z=A+B‾ C‾Z = A + \overline{B}\,\overline{C} 가 된다.

원식은 A=0 일 때 B=0·C=0 인 경우에만 1 이므로, 이 입력들로 오답을 가를 수 있다.

  • Z=AB+CZ = AB + C 인 보기는 A=B=C=0 에서 0 이 되어 원식의 값 1 과 다르다.
  • Z=A‾ C‾+AZ = \overline{A}\,\overline{C} + A 인 보기는 A=0, B=1, C=0 에서 1 이 되어 원식의 값 0 과 다르다.
  • Z=A+BCZ = A + BC 인 보기는 A=B=C=0 에서 0 이 되어 원식의 값 1 과 다르다.
문제 97
다음 중 에러 검출률이 가장 높은 것은?
1페리티 비트
2해밍 코드
3그레이 코드
4CRC
문제 98
연산장치에 대한 설명으로 옳은 것은?
1누산기, 가산기, 데이터 레지스터, 상태 레지스터 등으로 구성되어 있다.
2기억 레지스터, 명령 레지스터, 명령 해독기, 명령 계수기 등으로 구성되어 있다.
3프로그램과 데이터를 보관하고 있다가 필요할 때 꺼내어 사용하는 기능이다.
4처리 대상이 되는 데이터와 처리 과정에 있는 데이터 또는 최종 결과를 저장한다.
문제 99
마이크로 프로그래밍에 관한 설명으로 틀린 것은?
1구조화된 제어 구조를 제공한다.
2한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터의 에뮬레이팅(emulating)이 가능하다.
3시스템의 설계비용을 줄일 수 있다.
4명령 세트를 변경할 수 없으므로 설계 사이클의 마지막으로 연기가 가능하다.
정답 및 해설

마이크로 프로그래밍에 대한 설명 중 틀린 것은 명령 세트를 변경할 수 없다는 보기이다.

마이크로프로그램은 제어 기억장치의 내용을 바꾸어 명령 세트를 변경할 수 있기 때문에 설계 사이클 후반까지 결정을 미룰 수 있다. 변경할 수 없다는 전제와 연기 가능이라는 결론이 서로 모순된다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 구조화된 제어 구조를 제공한다는 보기는 제어 동작을 마이크로명령 단위로 체계적으로 구성하므로 옳은 내용이다.
  • 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터를 에뮬레이팅할 수 있다는 보기는 마이크로프로그램을 바꿔 다른 명령 세트를 흉내 낼 수 있으므로 옳은 내용이다.
  • 시스템의 설계비용을 줄일 수 있다는 보기는 제어 논리를 배선이 아닌 마이크로프로그램으로 구현하므로 설계 변경이 쉬워 옳은 내용이다.
문제 100
상대 주소지정(Relative Addressing) 방식의 설명으로 옳은 것은?
1명령어의 오퍼랜드(Operand)가 데이터를 저장하고 있는 메모리의 주소이다.
2명령어의 오퍼랜드(Operand)가 데이터를 가리키는 포인터의 주소이다.
3명령어의 오퍼랜드(Operand)가 연산에 사용할 실제 데이터이다.
4프로그램 카운터(Program Counter)를 사용하여 데이터의 주소를 얻는다.
정답 및 해설

상대 주소지정 방식은 프로그램 카운터를 사용하여 데이터의 주소를 얻는다.

유효 주소는 프로그램 카운터의 값에 명령어의 오퍼랜드(변위)를 더해 구한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 오퍼랜드가 데이터를 저장한 메모리 주소라는 보기는 직접 주소지정 방식의 설명이다.
  • 오퍼랜드가 데이터를 가리키는 포인터의 주소라는 보기는 간접 주소지정 방식의 설명이다.
  • 오퍼랜드가 연산에 사용할 실제 데이터라는 보기는 즉치(immediate) 주소지정 방식의 설명이다.
전자기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
20년 1회차
총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
자기유도계수 L의 계산 방법이 아닌 것은? (단, N:권수, ø: 자속(Wb), I:전류(A), A:벡터 퍼텐셜(Wb/m), i:전류밀도(A/m2), B:자속밀도(Wb/m2), H:자계의 세기(AT/m)이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

분모가 I 하나뿐인 식 L=∫vA⋅i dvIL=\dfrac{\int_v A\cdot i\,dv}{I}는 차원이 맞지 않아 자기유도계수 계산 방법이 아니다.

자기에너지는 W=12LI2=12∫vB⋅H dvW=\dfrac{1}{2}LI^{2}=\dfrac{1}{2}\int_v B\cdot H\,dv이고, B=∇×AB=\nabla\times A, ∇×H=i\nabla\times H=i를 쓰면 ∫vB⋅H dv=∫vA⋅i dv\int_v B\cdot H\,dv=\int_v A\cdot i\,dv이다.
따라서 L=∫vB⋅H dvI2=∫vA⋅i dvI2L=\dfrac{\int_v B\cdot H\,dv}{I^{2}}=\dfrac{\int_v A\cdot i\,dv}{I^{2}}이고, 분모를 I 로 쓰면 LILI(쇄교 자속, Wb)가 된다.

나머지 세 식은 모두 L 을 바르게 구하는 식이다.

  • L=NϕIL=\dfrac{N\phi}{I}는 쇄교 자속을 전류로 나눈 정의식이다.
  • L=∫vA⋅i dvI2L=\dfrac{\int_v A\cdot i\,dv}{I^{2}}는 벡터 퍼텐셜로 나타낸 자기에너지에서 얻은 식이다.
  • L=∫vB⋅H dvI2L=\dfrac{\int_v B\cdot H\,dv}{I^{2}}는 자계 에너지 밀도의 체적 적분에서 얻은 식이다.
문제 2
20℃에서 저항의 온도계수가 0.002인 니크롬선의 저항이 100Ω이다. 온도가 60℃로 상승하면 저항은 몇 Ω이 되겠는가?
1108
2112
3115
4120
정답 및 해설

저항의 온도 변화는 Rt=R0[1+α(t−t0)]R_t = R_0[1 + \alpha(t - t_0)] 공식을 적용한다. 여기서 R₀ = 100Ω(20℃에서의 초기 저항), α = 0.002(온도계수), t₀ = 20℃, t = 60℃이므로 온도 변화는 Δt = 40℃이다. 대입하면 R60=100[1+0.002×40]=100[1+0.08]=100×1.08=108ΩR_{60} = 100[1 + 0.002 \times 40] = 100[1 + 0.08] = 100 \times 1.08 = 108\text{Ω}이다.

문제 3
면적이 S(m2)이고 극간의 거리가 d(m)인 평행판 콘덴서에 비유전율이 εr인 유전체를 채울 때 정전용량(F)은? (단, ε0)은 진공의 유전율이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

유전체를 채운 평행판 콘덴서의 정전용량은 C=ε0εrSdC=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d}이다.

전하 Q 일 때 가우스 법칙으로 E=Qε0εrSE=\dfrac{Q}{\varepsilon_0\varepsilon_r S}, 극간 전위차 V=Ed=Qdε0εrSV=Ed=\dfrac{Qd}{\varepsilon_0\varepsilon_r S}
C=QV=ε0εrSdC=\dfrac{Q}{V}=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d}

  • 2ε0εrSd\dfrac{2\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d} 보기는 계산값과 다르다.
  • ε0εrSπd\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r S}{\pi d} 보기는 계산값과 다르다.
  • 2πε0εrSd\dfrac{2\pi\varepsilon_0\varepsilon_r S}{d} 보기는 계산값과 다르다.
문제 4
유전율이 ε1, ε2(F/m)인 유전체 경계면에 단위 면적당 작용하는 힘의 크기는 몇 N/m2인가? (단, 전계가 경계면에 수직인 경우이며, 두 유전체에서의 전속밀도는 D1=D2=D(C/m2)이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

전계가 경계면에 수직이면 두 유전체의 에너지 밀도 차가 단위 면적당 힘이 되어 f=12(1ε2−1ε1)D2f=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\varepsilon_2}-\dfrac{1}{\varepsilon_1}\right)D^{2}이다.

D 가 양쪽에서 같으므로 각 유전체의 에너지 밀도는 w=D22εw=\dfrac{D^{2}}{2\varepsilon}이다.
경계면을 미소 변위시킬 때 에너지 변화로 f=w2−w1=D22ε2−D22ε1f=w_2-w_1=\dfrac{D^{2}}{2\varepsilon_2}-\dfrac{D^{2}}{2\varepsilon_1}이며, 힘은 유전율이 큰 쪽에서 작은 쪽으로 작용한다.

  • 2(1ε1−1ε2)D22\left(\dfrac{1}{\varepsilon_1}-\dfrac{1}{\varepsilon_2}\right)D^{2} 보기는 계수가 4배로 계산값과 다르다.
  • 2(1ε1+1ε2)D22\left(\dfrac{1}{\varepsilon_1}+\dfrac{1}{\varepsilon_2}\right)D^{2} 보기는 에너지 밀도의 차가 아닌 합에 계수까지 달라 계산값과 다르다.
  • 12(1ε1+1ε2)D2\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{\varepsilon_1}+\dfrac{1}{\varepsilon_2}\right)D^{2} 보기는 에너지 밀도의 차가 아닌 합이라 계산값과 다르다.
문제 5
그림과 같이 내부 도체구 A에 +Q(C), 외부 도체구 B에 -Q(C)를 부여한 동심 도체구 사이의 정전용량 C(F)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

내구 반지름 a, 외구 안쪽 반지름 b, 사이가 진공(ε0\varepsilon_0)인 동심 도체구의 정전용량은 C=4πε0abb−aC=\dfrac{4\pi\varepsilon_0 ab}{b-a}이다.

두 구 사이 전계 E=Q4πε0r2E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0 r^{2}}를 a 에서 b 까지 적분하면
V=Q4πε0(1a−1b)=Q(b−a)4πε0abV=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0}\left(\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}\right)=\dfrac{Q(b-a)}{4\pi\varepsilon_0 ab}
C=QV=4πε0abb−aC=\dfrac{Q}{V}=\dfrac{4\pi\varepsilon_0 ab}{b-a}

  • 4πε0(b−a)4\pi\varepsilon_0(b-a) 보기는 계산값과 다르다.
  • ab4πε0(b−a)\dfrac{ab}{4\pi\varepsilon_0(b-a)} 보기는 계산값의 역수 꼴로 계산값과 다르다.
  • 4πε0(1a−1b)4\pi\varepsilon_0\left(\dfrac{1}{a}-\dfrac{1}{b}\right) 보기는 계산값과 다르다.
문제 6
반지름 r(m)인 무한장 원통형 도체에 전류가 균일하게 흐를 때 도체 내부에서 자계의 세기(AT/m)는?
1원통 중심축으로부터 거리에 비례한다.
2원통 중심축으로부터 거리에 반비례한다.
3원통 중심축으로부터 거리의 제곱에 비례한다.
4원통 중심축으로부터 거리의 제곱에 반비례한다.
정답 및 해설

원통 도체 내부의 자계는 중심축으로부터의 거리에 비례한다.

도체 반지름을 a, 중심축에서의 거리를 r(도체 내부)로 두면 반지름 r인 원 안에 흐르는 전류는 Ir2a2I\dfrac{r^2}{a^2} 이다.
암페어 법칙 H⋅2πr=Ir2a2H\cdot 2\pi r=I\dfrac{r^2}{a^2}
정리하면 H=Ir2πa2H=\dfrac{Ir}{2\pi a^2} 이므로 H는 r에 비례한다.

나머지 관계는 도체 내부 자계에 해당하지 않는다.

  • 거리에 반비례하는 관계는 도체 외부의 자계 H=I2πrH=\dfrac{I}{2\pi r} 에서 나타난다.
  • 거리의 제곱에 비례하는 관계는 내부 자계의 식 H=Ir2πa2H=\dfrac{Ir}{2\pi a^2} 과 맞지 않는다.
  • 거리의 제곱에 반비례하는 관계도 내부 자계의 식과 맞지 않는다.
문제 7
자기 인턱턴스와 상호 인턱던스와의 관계에서 결합계수 k의 범위는?
10≤k≤1/2
20≤k≤1
31≤k≤2
401k≤10
문제 8
전계 및 자계의 세기가 각각 E(V/m), H(AT/m)일 때, 포인팅 벡터 P(W/m2)의 표현으로 옳은 것은?
1P=1/2E×H
2P=E rot H
3P=E×H
4P=H rot E
문제 9
자기회로에서 자기저항의 크기에 대한 설명으로 옳은 것은?
1자기회로의 길이에 비례
2자기회로의 단면적에 비례
3자성체의 비투자율에 비례
4자성체의 비투자율의 제곱에 비례
정답 및 해설

자기저항은 자기회로의 길이에 비례한다.

자기저항은 Rm=ℓμSR_m=\dfrac{\ell}{\mu S} 로 길이 ℓ\ell 에 비례하고 투자율 μ\mu 와 단면적 S에는 반비례한다.

나머지 보기는 이 식과 맞지 않는다.

  • 자기회로의 단면적이 커지면 자기저항은 작아지므로 비례가 아니라 반비례한다.
  • 자성체의 비투자율이 커지면 자기저항은 작아지므로 비례가 아니라 반비례한다.
  • 자기저항은 비투자율에 반비례하므로 제곱에 비례한다는 관계는 맞지 않는다.
문제 10
전위함수 V=x2+y2(V)일 때 점(3,4)(m)에서의 등전위선의 반지름은 몇 m이며, 전기력선 방정식은 어떻게 되는가?
1등전위선의 반지름:3, 전기력선 방정식:y=(3/4)x
2등전위선의 반지름:4, 전기력선 방정식:y=(4/3)x
3등전위선의 반지름:5, 전기력선 방정식:x=(4/3)y
4등전위선의 반지름:5, 전기력선 방정식:x=(3/4)y
정답 및 해설

전위가 V=x2+y2V=x^2+y^2 일 때 점 (3, 4)의 등전위선 반지름은 5 m이고 전기력선 방정식은 x=(3/4)y 이다.

점 (3, 4)에서 V=9+16=25V=9+16=25 이므로 등전위선은 x2+y2=25x^2+y^2=25 인 원이며 반지름은 25=5\sqrt{25}=5 이다.
전계는 E=−∇V=−(2x,  2y)\mathbf{E}=-\nabla V=-(2x,\;2y) 이므로 전기력선은 dydx=EyEx=yx\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{E_y}{E_x}=\dfrac{y}{x} 이다.
해는 y=Cxy=Cx 이고 (3, 4)를 지나므로 C=43C=\dfrac{4}{3}, 즉 x=34yx=\dfrac{3}{4}y 이다.

나머지 보기는 반지름이나 전기력선 방정식 중 하나 이상이 맞지 않는다.

  • 반지름 3 m는 계산한 반지름 5 m와 다르고, y=(3/4)x 도 점 (3, 4)를 지나지 않는다.
  • 반지름 4 m는 계산한 반지름 5 m와 다르다. 전기력선 식 y=(4/3)x 는 맞지만 반지름이 틀렸다.
  • 반지름 5 m는 맞지만 x=(4/3)y 는 점 (3, 4)를 지나지 않아 전기력선 방정식이 맞지 않는다.
문제 11
자속밀도 B(Wb/m2)의 평등 자계 내에서 길이 l(m)인 도체 ab가 속도 v(m/s)로 그림과 같이 도선을 따라서 자계와 수직으로 이동할 때, 도체 ab에 의해 유기된 기전력의 크기 e(V)와 폐회로 abcd 내 저항 R에 흐르는 전류의 방향은? (단, 폐회로 abcd 내 도선 및 도체의 저항은 무시한다.)
1e=Blv, 전류방향 : c→d
2e=Blv, 전류방향 : d→c
3e=Blv2, 전류방향 : c→d
4e=Blv2, 전류방향 : d→c
정답 및 해설

유기 기전력은 e=Blve=Blv이고, 저항 R 에는 c→d 방향으로 전류가 흐른다.

그림에서 도체 ab(길이 l)는 R 이 있는 dc 변에서 멀어지는 쪽으로 속도 v 로 움직이고, B 는 레일 평면에 수직(위쪽)이다.
시간 dt 동안 면적 증가 l dyl\,dy, 자속 증가 dΦ=Bl dyd\Phi=Bl\,dy → e=dΦdt=Blve=\dfrac{d\Phi}{dt}=Blv

회로를 지나는 위쪽 자속이 늘어나므로 렌츠 법칙에 따라 유도 전류는 아래쪽 자속을 만드는 방향(위에서 보아 시계 방향 d→a→b→c)으로 흐르고, 따라서 R 에서는 c 에서 d 로 흐른다. 플레밍 오른손 법칙으로도 ab 안에서 a→b 로 흘러 같은 결론이다.

  • e=Blve=Blv, d→c 보기는 전류 방향이 렌츠 법칙과 반대이다.
  • e=Blv2e=Blv^{2}, c→d 보기는 기전력이 계산값과 다르다.
  • e=Blv2e=Blv^{2}, d→c 보기는 기전력과 전류 방향이 모두 다르다.
문제 12
비유전율 εr이 4인 유전체의 분극률은 진공의 유전율 ε0의 몇 배인가?
11
23
39
412
정답 및 해설

비유전율이 4인 유전체의 분극률은 진공 유전율의 3배이다.

분극의 세기는 P=ε0(εr−1)EP=\varepsilon_0(\varepsilon_r-1)E 이므로 분극률은 ε0(εr−1)\varepsilon_0(\varepsilon_r-1) 이다.
대입하면 εr−1=4−1=3\varepsilon_r-1=4-1=3 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 1배는 계산값 3배와 다르다.
  • 9배는 계산값 3배와 다르다.
  • 12배는 계산값 3배와 다르다.
문제 13
정전계 해석에 관한 설명으로 틀린 것은?
1포아송 방정식은 가우스 정리의 미분형으로 구할 수 있다.
2도체 표면에서의 전계의 세기는 표면에 대해 법선 방향을 갖는다.
3라플라스 방정식은 전극이나 도체의 형태에 관계없이 체적전하밀도가 0인 모든 점에서 ∇2V=0을 만족한다.
4라플라스 방정식은 비선형 방정식이다.
정답 및 해설

정전계 해석에 관한 설명 중 틀린 것은 라플라스 방정식이 비선형 방정식이라는 서술이다.

라플라스 방정식 ∇2V=0\nabla^2 V=0 은 선형 편미분방정식이어서 해들의 중첩이 성립하고 이 성질을 이용해 전위를 구한다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 포아송 방정식은 가우스 법칙의 미분형 ∇⋅D=ρ\nabla\cdot\mathbf{D}=\rho 에 E=−∇V\mathbf{E}=-\nabla V 를 넣어 얻으므로 옳은 내용이다.
  • 도체 표면은 등전위면이므로 표면에서의 전계는 표면에 수직인 법선 방향이며 옳은 내용이다.
  • 체적전하밀도가 0인 모든 점에서 전위는 ∇2V=0\nabla^2 V=0 을 만족하므로 옳은 내용이다.
문제 14
진공 중 3m 간격으로 두 개의 평행한 무한 평판 도체에 각각 +4C/m2, -4C/m2의 전하를 주었을 때, 두 도체 간의 전위차는 약 몇 V인가?
11.5×1011
21.5×1012
31.36×1011
41.36×1012
정답 및 해설

두 평행 도체 사이의 전위차는 약 1.36×10121.36\times10^{12} V이다.

평행 평판 사이의 전계는 E=σε0=48.854×10−12≈4.52×1011  V/mE=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}=\dfrac{4}{8.854\times10^{-12}}\approx4.52\times10^{11}\;\mathrm{V/m} 이다.
전위차는 V=Ed=4.52×1011×3≈1.36×1012  VV=Ed=4.52\times10^{11}\times3\approx1.36\times10^{12}\;\mathrm{V} 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 1.5×10111.5\times10^{11} V는 계산값과 다르다.
  • 1.5×10121.5\times10^{12} V는 계산값과 다르다.
  • 1.36×10111.36\times10^{11} V는 계산값과 자릿수가 달라 다르다.
문제 15
10mm의 지름을 가진 동선에 50A의 전류가 흐르고 있을 때 단위시간 동안 동선의 단면을 통과하는 전자의 수는 약 몇 개인가?
17.85×1016
220.45×1015
331.21×1019
450×1019
정답 및 해설

단위시간 동안 단면을 통과하는 전자의 수는 약 31.21×101931.21\times10^{19} 개이다.

전류는 단위시간에 통과하는 전하량이므로 전자 수는 n=Ien=\dfrac{I}{e} 이다.
대입하면 n=501.602×10−19≈3.121×1020=31.21×1019n=\dfrac{50}{1.602\times10^{-19}}\approx3.121\times10^{20}=31.21\times10^{19} 이다.
전류가 정해져 있으므로 도선의 지름은 계산에 필요하지 않다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 7.85×10167.85\times10^{16} 개는 계산값과 다르다.
  • 20.45×101520.45\times10^{15} 개는 계산값과 다르다.
  • 50×101950\times10^{19} 개는 계산값과 다르다.
문제 16
공기 중에 있는 무한히 긴 직선 도선에 10A의 전류가 흐르고 있을 때 도선으로부터 2m 떨어진 점에서의 자속밀도는 몇 Wb/m2인가?
110-5
20.5×-6
310-6
42×-6
정답 및 해설

무한히 긴 직선 도선 주변의 자속밀도는 암페르 법칙으로 구하며, 공식은 B=μ0I2πrB = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}이다.

여기서 μ0=4π×10−7\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} T·m/A(공기 중 투자율), I=10I = 10 A, r=2r = 2 m를 대입하면
B=4π×10−7×102π×2=40π×10−74π=10×10−7=B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10}{2\pi \times 2} = \frac{40\pi \times 10^{-7}}{4\pi} = 10 \times 10^{-7} = Wb/m2이다.

문제 17
평등자계 내에 전자가 수직으로 입사하였을 때 전자의 운동에 대한 설명으로 옳은 것은?
1원심력은 전자속도에 반비례한다.
2구심력은 자계의 세기에 반비례한다.
3원운동을 하고, 반지름은 자계의 세기에 비례한다.
4원운동을 하고, 반지름은 전자의 회전속도에 비례한다.
정답 및 해설

평등 자계에 수직으로 입사한 전자는 원운동을 하며 반지름은 속도에 비례한다.

로런츠 힘이 구심력이 되므로 evB=mv2revB=\dfrac{mv^2}{r} 이다.
따라서 r=mveBr=\dfrac{mv}{eB} 이며 반지름은 속도에 비례하고 자계의 세기에 반비례한다.

나머지 보기는 이 관계와 맞지 않는다.

  • 원심력은 mv2r=evB\dfrac{mv^2}{r}=evB 로 속도에 비례하므로 반비례한다는 서술은 맞지 않는다.
  • 구심력은 evBevB 로 자계의 세기에 비례하므로 반비례한다는 서술은 맞지 않는다.
  • 반지름은 r=mveBr=\dfrac{mv}{eB} 로 자계의 세기에 반비례하므로 비례한다는 서술은 맞지 않는다.
문제 18
면적이 매우 넓은 두 개의 도체 판을 d(m) 간격으로 수평하게 평행 배치하고, 이 평행 도체 판 사이에 놓인 전자가 정지하고 있기 위해서 그 도체 판 사이에 가하여야 할 전위차(V)는? (단, g는 중력 가속도이고, m은 전자의 질량이고, e는 전자의 전하량이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

전자에 작용하는 전기력 eE 가 중력 mg 와 평형을 이루어야 하므로 필요한 전위차는 V=mgdeV=\dfrac{mgd}{e}이다.

평행판 사이 전계 E=VdE=\dfrac{V}{d}
평형 조건 eE=mg⇒eVd=mg⇒V=mgdeeE=mg \Rightarrow \dfrac{eV}{d}=mg \Rightarrow V=\dfrac{mgd}{e}

  • mgedmged 보기는 계산값과 다르다.
  • edmg\dfrac{ed}{mg} 보기는 계산값의 역수로 계산값과 다르다.
  • mged\dfrac{mge}{d} 보기는 계산값과 다르다.
문제 19
반자성체의 비투자율(μr) 값의 범위는?
1μr=1
2μr<1
3μr>1
4μr=0
문제 20
그림에서 N=1000회, l=100cm, S=10cm2인 환상 철심의 자기 회로에 전류 I=10A를 흘렸을 때 축적되는 자계 에너지는 몇 J인가? (단, 비투자율 μr=100이다.)
12π×10-3
22π×10-2
32π×10-1
42π
정답 및 해설

환상 철심 코일의 자기 인덕턴스를 구해 W=12LI2W=\dfrac{1}{2}LI^{2}에 넣으면 축적 자계 에너지는 2π2\pi J이다.

L=μ0μrN2Sl=4π×10−7×100×10002×10×10−41=4π×10−2L=\dfrac{\mu_0\mu_r N^{2}S}{l}=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times100\times1000^{2}\times10\times10^{-4}}{1}=4\pi\times10^{-2} H
W=12LI2=12×4π×10−2×102=2πW=\dfrac{1}{2}LI^{2}=\dfrac{1}{2}\times4\pi\times10^{-2}\times10^{2}=2\pi J

단위 환산: l = 100 cm = 1 m, S = 10 cm² = 10×10−410\times10^{-4} m²이다.

  • 2π×10−32\pi\times10^{-3} J 보기는 계산값과 다르다.
  • 2π×10−22\pi\times10^{-2} J 보기는 계산값과 다르다.
  • 2π×10−12\pi\times10^{-1} J 보기는 계산값과 다르다.
문제 21
다음 중 쌍대관계(dual)가 아닌 것은?
1인덕턴스와 서셉턴스
2전압과 전류
3단락과 개방
4전압원과 전류원
정답 및 해설

쌍대관계가 아닌 짝은 인덕턴스와 서셉턴스이다.

쌍대 관계에서 인덕턴스의 짝은 커패시턴스이고 서셉턴스의 짝은 리액턴스이다.

나머지 보기는 모두 쌍대관계가 맞다.

  • 전압과 전류는 쌍대 관계이다.
  • 단락과 개방은 쌍대 관계이다.
  • 전압원과 전류원은 쌍대 관계이다.
문제 22
1H인 인턱터에 그림과 같은 전류가 흐를 때 전압 파형으로 옳은 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

인덕터 전압은 vL=Ldidtv_L = L\dfrac{di}{dt} 이므로, 전류 기울기를 구간별로 읽으면 +1V와 −1V가 1초마다 번갈아 나오는 구형파가 된다.

그림의 전류는 피크 1A인 삼각파로, 0~1초에 0→1A, 1~2초에 1→0A, 2~3초에 0→1A, 3~4초에 1→0A로 변한다.
L=1 HL=1\,\mathrm{H}, 상승 구간 didt=11=1\dfrac{di}{dt}=\dfrac{1}{1}=1 → vL=1 Vv_L=1\,\mathrm{V}
하강 구간 didt=−1\dfrac{di}{dt}=-1 → vL=−1 Vv_L=-1\,\mathrm{V}

오답 소거

  • 0~1초에만 5V가 나타나는 파형은 크기와 구간이 계산값과 다르다.
  • 전류와 같은 삼각파 파형은 전류를 미분하지 않은 모양이라 틀리다.
  • 0~1초와 3초 부근에 3V 펄스만 나타나는 파형은 크기와 구간이 계산값과 다르고, 하강 구간의 음(−)의 전압도 빠져 있다.
문제 23
다음 회로를 루프해석법으로 풀기 위해 형태의 방정식으로 정리하였을 때 행렬 A는? (단, V1=10V, V2=4V 이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

두 루프 전류를 모두 시계 방향으로 잡고 KVL을 세우면 자기 저항은 대각, 공통 3Ω은 음(−)의 비대각으로 들어가 A=(7−3−39)A=\begin{pmatrix}7 & -3\\ -3 & 9\end{pmatrix} 이다.

그림: 왼쪽 10V 전원(+ 위)–4Ω, 공통 가지 3Ω, 오른쪽 6Ω–4V 전원(위 −, 아래 +).
루프 1: 10=4i1+3(i1−i2)=7i1−3i210 = 4i_1 + 3(i_1-i_2) = 7i_1 - 3i_2
루프 2: 시계 방향으로 4V 전원을 −에서 +로 지나므로 기전력 +4V, 4=6i2+3(i2−i1)=−3i1+9i24 = 6i_2 + 3(i_2-i_1) = -3i_1 + 9i_2

오답 소거

  • 첫 행이 7·−3, 둘째 행이 3·9인 행렬은 둘째 행의 공통 저항 항 부호가 계산값과 다르다.
  • 성분이 모두 양수인 7·3·3·9 행렬은 공통 저항 항의 부호가 계산값과 다르다.
  • 대각이 −7·−9인 행렬은 전체 부호가 반대라 우변이 −10V·−4V가 되어 전원 값과 맞지 않는다.
문제 24
함수 x(t)=2e-2(t-3)·u(t-3)의 라플라스 변환식 X(s)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

시간 이동 정리에 따라 L{f(t−a)u(t−a)}=e−asF(s)\mathcal{L}\{f(t-a)u(t-a)\}=e^{-as}F(s) 이므로 X(s)=2s+2e−3sX(s)=\dfrac{2}{s+2}e^{-3s} 이다.

f(t)=2e−2tu(t)f(t)=2e^{-2t}u(t) 의 변환은 F(s)=2s+2F(s)=\dfrac{2}{s+2} 이다.
주어진 함수는 이를 a=3a=3 만큼 지연시킨 것이므로 X(s)=2s+2e−3sX(s)=\dfrac{2}{s+2}e^{-3s}

오답 소거

  • 2s+2e−s\dfrac{2}{s+2}e^{-s} 보기는 지연량이 계산값과 다르다.
  • 2s+2e−6s\dfrac{2}{s+2}e^{-6s} 보기는 지연량이 계산값과 다르다.
  • 2s+3e−2s\dfrac{2}{s+3}e^{-2s} 보기는 분모의 감쇠 상수와 지연량이 모두 계산값과 다르다.
문제 25
차단 주파수에 대한 설명으로 틀린 것은?
1출력 전압이 최대값의 1/√2 이 되는 주파수이다.
2전력이 최대값의 1/2이 되는 주파수이다.
3전압과 전류의 위상차가 60°가 되는 주파수이다.
4출력 전류가 최대값이 1/√2이 되는 주파수이다.
정답 및 해설

차단 주파수에 대한 설명 중 틀린 것은 전압과 전류의 위상차가 60°라는 서술이다.

차단 주파수는 출력이 최댓값의 1/21/\sqrt{2}, 전력이 1/2이 되는 반전력 주파수로 정의되며 위상차 60°는 그 정의에 들어 있지 않다. 기본 RC·RL 회로의 차단 주파수에서는 R=XR=X 이므로 위상차가 60°가 아니라 45∘45^\circ 이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 출력 전압이 최댓값의 1/21/\sqrt{2} 가 되는 주파수가 차단 주파수이므로 옳은 내용이다.
  • 전력은 전압의 제곱에 비례하므로 최댓값의 1/2이 되는 반전력 주파수이며 옳은 내용이다.
  • 출력 전류가 최댓값의 1/21/\sqrt{2} 가 되는 주파수라는 서술도 같은 반전력 조건이므로 옳은 내용이다.
문제 26
시정수가 τ인 RL 직렬회로에 직류 전압을 가할 때 시간 t=3τ에서 흐르는 전류는 최종치의 몇 %인가?
163.2
286.5
395.0
498.2
정답 및 해설

RL 직렬회로에 직류를 가한 뒤 3τ가 지났을 때 전류는 최종치의 약 95.0% 이다.

전류는 i(t)=If(1−e−t/τ)i(t)=I_f\left(1-e^{-t/\tau}\right) 이다.
t=3τ 를 대입하면 1−e−3=1−0.0498=0.95021-e^{-3}=1-0.0498=0.9502 이므로 약 95.0% 이다.

나머지 보기는 다른 시각의 값이다.

  • 63.2%는 1−e−11-e^{-1} 로 시간이 1τ 일 때의 값이다.
  • 86.5%는 1−e−21-e^{-2} 로 시간이 2τ 일 때의 값이다.
  • 98.2%는 1−e−41-e^{-4} 로 시간이 4τ 일 때의 값이다.
문제 27
다음 그림에서 단자 a-b에 나타나는 전압(Vab)는 약 몇 V인가?
14.5
26.7
37.0
47.8
정답 및 해설

두 전압원 가지가 a–b에 병렬로 연결되어 있으므로 밀만의 정리로 구하면 Vab≈7.8 VV_{ab}\approx 7.8\,\mathrm{V} 이다.

그림: 5V 전원(+ 위)과 5Ω 직렬 가지, 10V 전원(+ 위)과 4Ω 직렬 가지가 a(위)–b(아래) 사이에 병렬.
Vab=55+10415+14=3.50.45≈7.78 VV_{ab}=\dfrac{\dfrac{5}{5}+\dfrac{10}{4}}{\dfrac{1}{5}+\dfrac{1}{4}}=\dfrac{3.5}{0.45}\approx 7.78\,\mathrm{V}

오답 소거

  • 4.5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 6.7V 보기는 계산값과 다르다.
  • 7.0V 보기는 계산값과 다르다.
문제 28
단위 계단함수 u(t-a)의 파형으로 옳은 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

단위 계단함수 u(t−a)u(t-a)는 tt 가 a보다 작으면 0, a 이상이면 1인 함수이므로, t=at=a 에서 0에서 1로 올라가는 파형이 맞다.

u(t)u(t)를 오른쪽으로 a만큼 지연(이동)시킨 것이 u(t−a)u(t-a) 이다.

오답 소거

  • t=at=a 에서 0에서 −1로 내려가는 파형은 −u(t−a)-u(t-a) 라 틀리다.
  • t=−at=-a 에서 1로 올라가는 파형은 u(t+a)u(t+a) 라 틀리다.
  • a 이전에 1, a 이후에 −1인 파형은 1−2u(t−a)1-2u(t-a) 라 틀리다.
문제 29
다음 회로에서 단자 a, b 왼쪽 회로의 테브난 등가 전압원(Vth=Vab)은 몇 V인가?
10.5
21
31.5
42
정답 및 해설

a, b 왼쪽에는 0.5A 전류원과 2Ω 저항만 병렬로 있으므로 개방 전압은 Vth=0.5×2=1 VV_{th}=0.5\times 2=1\,\mathrm{V} 이다.

그림에서 단자 a, b는 2Ω 저항과 1H 인덕터 사이 위·아래 도선에 있다. 1H 인덕터와 1.5μF 커패시터는 단자 오른쪽이라 테브난 등가 회로에 포함되지 않는다.

오답 소거

  • 0.5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 1.5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 2V 보기는 계산값과 다르다.
문제 30
다음의 회로망 방정식에 대하여 s평면에 존재하는 극점은?
13, 0
2-3, 0
31, -3
4-1, -3
정답 및 해설

극점은 분모를 0으로 만드는 s 값이므로 s2+3s=s(s+3)=0s^2+3s=s(s+3)=0 에서 극점은 0과 −3이다.

그림의 함수: F(s)=s2+3s+2s2+3sF(s)=\dfrac{s^2+3s+2}{s^2+3s}
분자 (s+1)(s+2)=0(s+1)(s+2)=0 의 근 −1, −2는 영점이다.

오답 소거

  • 3과 0을 고른 보기는 3이 분모의 근이 아니라 틀리다.
  • 1과 −3을 고른 보기는 1이 분모의 근이 아니라 틀리다.
  • −1과 −3을 고른 보기는 −1이 분자의 근(영점)이라 틀리다.
문제 31
RL 직렬회로에서 L=40mH, R=10Ω일 때, 회로의 시정수는 몇 s인가?
14
20.4
30.04
40.004
정답 및 해설

RL 직렬회로의 시정수는 0.004 s이다.

시정수는 τ=LR\tau=\dfrac{L}{R} 이다.
대입하면 τ=40×10−310=4×10−3  s\tau=\dfrac{40\times10^{-3}}{10}=4\times10^{-3}\;\mathrm{s} 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 4 s는 계산값과 다르다.
  • 0.4 s는 계산값과 다르다.
  • 0.04 s는 계산값과 다르다.
문제 32
π형 회로망의 어드미턴스 파라미터 관계가 틀린 것은?
1Y21=Ya
2Y11=Ya+Yb
3Y12=-Ya
4Y22=Ya+Yc
정답 및 해설

π형 회로에서 Y12=Y21=−YaY_{12}=Y_{21}=-Y_a 이므로 Y21=YaY_{21}=Y_a 는 부호가 틀린 관계다.

그림: 직렬 가지 YaY_a, 입력 쪽 병렬 가지 YbY_b, 출력 쪽 병렬 가지 YcY_c.
V2=0V_2=0 으로 단락하면 I1=(Ya+Yb)V1I_1=(Y_a+Y_b)V_1, I2=−YaV1I_2=-Y_aV_1 → Y11=Ya+YbY_{11}=Y_a+Y_b, Y21=−YaY_{21}=-Y_a
V1=0V_1=0 으로 단락하면 Y22=Ya+YcY_{22}=Y_a+Y_c, Y12=−YaY_{12}=-Y_a

나머지 관계는 모두 옳다.

  • Y11=Ya+YbY_{11}=Y_a+Y_b 는 입력 단자에서 본 단락 어드미턴스로 옳다.
  • Y12=−YaY_{12}=-Y_a 는 전달 어드미턴스로 옳다.
  • Y22=Ya+YcY_{22}=Y_a+Y_c 는 출력 단자에서 본 단락 어드미턴스로 옳다.
문제 33
일 때 유효 전력은?
11000√3
22000√3
32000/√3
41000/√3
문제 34
저항 1Ω과 리액턴스 2Ω을 병렬로 연결한 회로의 역률은 약 얼마인가?
10.2
20.45
30.9
41.5
정답 및 해설

저항 1 Ω과 리액턴스 2 Ω을 병렬로 연결한 회로의 역률은 약 0.9 이다.

병렬 회로의 어드미턴스는 컨덕턴스 G=1G=1 과 서셉턴스 크기 B=12=0.5B=\dfrac{1}{2}=0.5 로 이루어진다.
크기는 ∣Y∣=12+0.52=1.25≈1.118|Y|=\sqrt{1^2+0.5^2}=\sqrt{1.25}\approx1.118 이다.
역률은 cos⁡θ=G∣Y∣=11.118≈0.894≈0.9\cos\theta=\dfrac{G}{|Y|}=\dfrac{1}{1.118}\approx0.894\approx0.9 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 0.2는 계산값과 다르다.
  • 0.45는 계산값과 다르다.
  • 1.5는 역률이 1을 넘을 수 없으므로 성립하지 않는다.
문제 35
공진회로에서 공진의 상태를 설명한 것으로 옳은 것은?
1전압과 전류가 45° 될 때이다.
2역률이 0.5가 되는 상태이다.
3공진이 되었을 때 최대전력의 0.5배가 전달된다.
4직렬공진회로에서는 전류가 최대로 된다.
정답 및 해설

공진 상태에 대해 옳은 설명은 직렬 공진회로에서 전류가 최대가 된다는 것이다.

직렬 공진에서는 리액턴스가 상쇄되어 임피던스가 저항만 남아 최소가 되므로 전류가 최대가 된다.

나머지 보기는 공진 상태가 아니다.

  • 공진 시 전압과 전류는 동상이어서 위상차가 0이다. 45°는 공진이 아니라 반전력점에서 나타나는 위상차이다.
  • 공진 시 역률은 1이다. 역률 0.5는 공진 상태가 아니다.
  • 공진 시 최대 전력이 전달되며 최대 전력의 0.5배는 반전력점에 해당하는 값이다.
문제 36
다음 회로에서 합성 인덕턴스는 몇 H인가? (단, L1=6H, L2=3H, M=3H 이다.)
11
22
33
46
정답 및 해설

두 코일이 같은 방향으로 감겨 있고 전류가 모두 위쪽 단자로 들어가므로 가동 결합 병렬이며, 합성 인덕턴스는 3H이다.

그림: 공통 철심에 L1L_1(위)과 L2L_2(아래)가 같은 감김 방향으로 감겨 있고, 입력 단자 위쪽이 두 코일 윗단에, 아래쪽이 두 코일 아랫단에 연결된 병렬 접속이다.
두 코일 전압이 같으므로 V=jω(L1I1+MI2)=jω(MI1+L2I2)V=j\omega(L_1I_1+MI_2)=j\omega(MI_1+L_2I_2)
값 대입: 6I1+3I2=3I1+3I26I_1+3I_2=3I_1+3I_2 → I1=0I_1=0, I=I2I=I_2
V=jω⋅3IV=j\omega\cdot 3I → L=3 HL=3\,\mathrm{H}

일반식으로도 L=L1L2−M2L1+L2−2M=18−99−6=3 HL=\dfrac{L_1L_2-M^2}{L_1+L_2-2M}=\dfrac{18-9}{9-6}=3\,\mathrm{H} 이다.

  • 1H 보기는 계산값과 다르다.
  • 2H 보기는 계산값과 다르다.
  • 6H 보기는 계산값과 다르다.
문제 37
임피던스 인 2단자 회로에 직류 전류 20A를 인가할 때 단자 전압은 몇 V인가? (단, R=10Ω, L=20mH)
120
240
3200
4400
정답 및 해설

직류는 s=0s=0 이므로 Z(0)=201=20 ΩZ(0)=\dfrac{20}{1}=20\,\Omega 이고, 단자 전압은 20×20=400 V20\times 20=400\,\mathrm{V} 이다.

그림의 임피던스: Z(s)=s+20s2+2RLs+1Z(s)=\dfrac{s+20}{s^2+2RLs+1}
s=0s=0 을 대입하면 R, L이 들어간 항은 0이 되어 직류 임피던스는 20Ω이다.
V=IZ(0)=20×20=400 VV=IZ(0)=20\times 20=400\,\mathrm{V}

오답 소거

  • 20V 보기는 계산값과 다르다.
  • 40V 보기는 계산값과 다르다.
  • 200V 보기는 계산값과 다르다.
문제 38
회로에서 4단자 정수 A, B, C, D 는?
1A=n, B=0, C=0, D=1/n
2A=0, B=1/n, C=0, D=n
3A=1/n, B=0, C=n, D=0
4A=n, B=n, C=1/n, D=0
정답 및 해설

권선비 n:1인 이상 변압기는 V1=nV2V_1=nV_2, I1=1n(−I2)I_1=\dfrac{1}{n}(-I_2) 이므로 A=n, B=0, C=0, D=1/n 이다.

4단자 정수 정의: V1=AV2+B(−I2)V_1=AV_2+B(-I_2), I1=CV2+D(−I2)I_1=CV_2+D(-I_2)
그림의 I2I_2는 2차 단자로 들어가는 방향이므로 출력 전류는 −I2-I_2 이다.
전압은 권선비에 비례하고 전류는 반비례하므로 B=0B=0, C=0C=0 이며, AD−BC=n⋅1n=1AD-BC=n\cdot\dfrac{1}{n}=1 로 가역 조건도 만족한다. 그림에 극성 점이 없어 감김 극성이 반대라면 A와 D의 부호만 바뀔 뿐, B=C=0B=C=0 이고 A와 D의 크기가 n과 1/n 인 형태는 이 보기 하나뿐이다.

오답 소거

  • A=0, B=1/n, C=0, D=n 보기는 1차 전압이 2차 전압과 무관해져 V1=nV2V_1=nV_2 와 맞지 않는다.
  • A=1/n, B=0, C=n, D=0 보기는 전압비가 거꾸로이고 2차 개방 시에도 1차 전류가 흐르게 되어 이상 변압기와 맞지 않는다.
  • A=n, B=n, C=1/n, D=0 보기는 B와 C가 0이 아니어서 이상 변압기와 맞지 않는다.
문제 39
라플라스 변환에 관한 설명 중 틀린 것은?
1f(t-a)을 라플라스 변환하면 e-asF(s)가 된다.
2f(t)e-at을 라플라스 변환하면 F(s-a)가 된다.
3t2을 라플라스 변환하면 2/s3가 된다.
4u(t)을 라플라스 변환하면 1/s 이 된다.
정답 및 해설

라플라스 변환에 관한 설명 중 틀린 것은 주파수 추이를 F(s−a) 로 쓴 서술이다.

주파수 추이 정리에서 L{e−atf(t)}=F(s+a)\mathcal{L}\{e^{-at}f(t)\}=F(s+a) 이므로 F(s−a) 가 아니라 F(s+a) 가 된다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 시간 지연 f(t−a)f(t-a) 의 변환은 e−asF(s)e^{-as}F(s) 이므로 옳은 내용이다.
  • t2t^2 의 변환은 2s3\dfrac{2}{s^3} 이므로 옳은 내용이다.
  • 단위 계단함수 u(t)u(t) 의 변환은 1s\dfrac{1}{s} 이므로 옳은 내용이다.
문제 40
분류기를 사용하여 전류를 측정하는 경우 전류계의 내부저항이 0.1Ω, 분류기의 저항이 0.01Ω이면 그 배율은?
14
210
311
414
정답 및 해설

분류기를 사용한 전류 측정의 배율은 11 이다.

배율은 m=1+RaRsm=1+\dfrac{R_a}{R_s} 이다.
대입하면 m=1+0.10.01=11m=1+\dfrac{0.1}{0.01}=11 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 4는 계산값과 다르다.
  • 10은 계산값과 다르다.
  • 14는 계산값과 다르다.
문제 41
다음의 진리표를 갖는 조합회로의 구성은? (단, A, B, C는 입력이고, D는 출력이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

진리표를 만족하는 회로는 B·C 를 AND 한 출력과 A 를 OR 게이트로 합친 회로, 즉 D=A+BCD = A + BC 이다.

진리표에서 A=1 인 네 행은 B·C 와 무관하게 D=1 이고, A=0 인 행 중에서는 B=1·C=1 인 행만 D=1 이다.
따라서 D=A+BCD = A + BC 이며, 입력 000 에서 D=0 이 되는지가 오답을 가르는 기준이 된다.

  • B·C 를 NAND 한 뒤 A 와 OR 하는 회로는 D=A+BC‾D = A + \overline{BC} 라서 입력 000 에서 D=1 이 되어 진리표와 다르다.
  • A·B 를 NAND 한 뒤 C 와 OR 하는 회로는 D=AB‾+CD = \overline{AB} + C 라서 입력 000 에서 D=1 이 되어 진리표와 다르다.
  • A·B 를 NAND 한 출력과 C 를 다시 NAND 하는 회로는 D=AB‾ C‾=AB+C‾D = \overline{\overline{AB}\,C} = AB + \overline{C} 라서 입력 000 에서 D=1 이 되어 진리표와 다르다.
문제 42
어떤 연산 증폭기의 SR(slew rate)이 0.5V/μs이라면, 정현파 출력의 peak 전압이 5V인 경우 대신호 동작 시 일그러짐이 발생되지 않는 최대 주파수는 약 몇 kHz인가?
12
27.96
315.92
431.84
정답 및 해설

일그러짐 없이 낼 수 있는 최대 주파수는 약 15.92 kHz 이다.

정현파 출력 v=Vpsin⁡(2πft)v=V_p\sin(2\pi ft) 의 최대 기울기는 2πfVp2\pi fV_p 이고 이것이 슬루율 이하여야 한다.
fmax=SR2πVp=0.5×1062π×5≈1.592×104  Hzf_{max}=\dfrac{SR}{2\pi V_p}=\dfrac{0.5\times10^{6}}{2\pi\times5}\approx1.592\times10^{4}\;\mathrm{Hz}

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 2 kHz는 계산값과 다르다.
  • 7.96 kHz는 계산값과 다르다.
  • 31.84 kHz는 계산값과 다르다.
문제 43
어떤 RC 미분회로에 진폭이 5V이고 펄스폭이 100μs, 주기가 200μs인 펄스파 전압을 가했을 때, 펄스폭에서 시정수의 5배 시간에 순간적으로 R 양단에 측정되는 전압은 약 몇 V인가? (단, 시정수는 10μs보다 작다.)
10.0632
20.034
30.632
40.34
정답 및 해설

펄스폭 안에서 시정수의 5배 시간에 R 양단 전압은 약 0.034 V 이다.

RC 미분회로에서 입력이 상승한 뒤 R 양단 전압은 vR=Ee−t/τv_R=Ee^{-t/\tau} 로 감소한다.
t=5τt=5\tau 이면 vR=5e−5=5×0.00674≈0.034  Vv_R=5e^{-5}=5\times0.00674\approx0.034\;\mathrm{V} 이다.
시정수가 10 μs 보다 작으므로 5τ 는 50 μs 보다 작아 100 μs 펄스폭 안에 있다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 0.0632 V는 계산값과 다르다.
  • 0.632 V는 계산값과 다르다.
  • 0.34 V는 계산값과 다르다.
문제 44
연산증폭기회로에서 부귀환의 장점으로 틀린 것은?
1개선된 비선형성
2넓은 대역폭
3안정된 제어 이득
4입·출력 임피던스 제어
문제 45
다음 정류회로에서 리플 전압은 콘덴서와 부하저항과 어떤 관계를 가지는가?
1부하저항과 무관하고, 콘덴서 용량에 비례한다.
2부하저항과 무관하고, 콘덴서 용량에 반비례한다.
3부하저항과 콘덴서 용량에 반비례한다.
4부하저항과 콘덴서 용량에 비례한다.
정답 및 해설

콘덴서 입력형 정류회로의 리플 전압은 부하저항과 콘덴서 용량에 모두 반비례한다.

그림은 다이오드 하나로 반파 정류한 뒤 콘덴서 C 와 부하저항 RLR_L 을 병렬로 연결한 회로이다. 다이오드가 꺼진 동안 콘덴서는 부하 전류 I≈VmRLI \approx \dfrac{V_m}{R_L} 로 방전한다.

방전 시간을 한 주기 T=1fT = \dfrac{1}{f} 로 보면
ΔV≈I TC=Vmf RL C\Delta V \approx \dfrac{I\,T}{C} = \dfrac{V_m}{f\,R_L\,C}
이므로 RC 시정수가 클수록 리플이 작다.

  • 부하저항과 무관하고 용량에 비례한다는 보기는 리플이 부하 전류(곧 부하저항)에 따라 달라지고 용량이 클수록 줄어드는 관계와 맞지 않는다.
  • 부하저항과 무관하고 용량에 반비례한다는 보기는 리플이 부하저항에도 반비례한다는 점을 빠뜨렸다.
  • 부하저항과 용량에 비례한다는 보기는 관계가 반대이다.
문제 46
다음 중 트랜지스터 증폭회로에서 높은 주파수에서 이득이 감소하는 이유로 적합한 것은?
1부성저항이 생기기 때문에
2결합 커패시턴스의 영향 때문에
3하이브리드 정수의 변화 때문에
4도선 등의 표유 용량 때문에
문제 47
수정 발전기의 주파수 안정도가 양호한 이유가 아닌 것은?
1수정면의 Q가 매우 높다.
2수정 진동자는 기계적으로 안정하다.
3유도성 주파수 범위가 매우 좁다.
4부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다.
정답 및 해설

수정 발진기의 주파수 안정도가 좋은 이유가 아닌 것은 부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다는 서술이다.

수정 발진기도 부하 용량이 변하면 발진 주파수가 조금 변하는 주파수 끌림이 생긴다. 영향이 작을 뿐 전혀 없는 것은 아니다.

나머지 보기는 안정도가 좋은 이유로 옳은 내용이다.

  • 수정편은 Q가 매우 높아 공진 특성이 날카로우므로 안정도가 좋은 이유가 맞다.
  • 수정 진동자는 기계적·물리적으로 안정하므로 안정도가 좋은 이유가 맞다.
  • 수정의 유도성 리액턴스 범위는 직렬 공진과 병렬 공진 주파수 사이의 매우 좁은 대역이므로 발진 주파수가 그 안에 고정되어 안정도가 좋은 이유가 맞다.
문제 48
다음 연산증폭기회로에서 페루프이득(lAVl)이 110 이 되기 위해 Rf는?
122Ω
2242Ω
322kΩ
4242kΩ
정답 및 해설

필요한 궤환 저항은 242kΩ 이다.

그림은 입력이 R1=2.2 kΩR_1 = 2.2\,\text{k}\Omega 를 거쳐 (−) 단자로 들어가고 (+) 단자는 접지된 반전 증폭기이다.

∣AV∣=RfR1|A_V| = \dfrac{R_f}{R_1}
Rf=110×2.2 kΩ=242 kΩR_f = 110 \times 2.2\,\text{k}\Omega = 242\,\text{k}\Omega

  • 22Ω 보기는 계산값과 다르다.
  • 242Ω 보기는 계산값과 다르다(배율은 맞지만 단위가 kΩ 이 아니다).
  • 22kΩ 보기는 계산값과 다르다.
문제 49
다음 회로의 명칭으로 가장 적합한 것은?
1슈미트(Schmitt) 트리거 회로
2톱니파 발생 회로
3단안정 멀티바이브레이터 회로
4비안정 멀티바이브레이터 회로
정답 및 해설

이 회로는 슈미트 트리거 회로이다.

입력 ViV_i 는 R4 를 거쳐 (−) 단자로 들어가고, 출력이 R1=10 kΩR_1 = 10\,\text{k}\Omega·R2=1 kΩR_2 = 1\,\text{k}\Omega 로 분압되어 (+) 단자로 되돌아간다. 출력을 (+) 단자로 되먹이는 정궤환이라 비교 기준 전압이 출력 상태에 따라 ±VoR2R1+R2\pm V_o \dfrac{R_2}{R_1 + R_2} 로 바뀌는 히스테리시스 비교기가 된다.

출력단의 직렬 제너 다이오드 두 개는 출력 진폭을 일정 전압으로 제한하는 역할이고, 회로 어디에도 시간을 정하는 콘덴서가 없다.

  • 톱니파 발생 회로는 콘덴서를 충전해 전압을 시간에 따라 서서히 올리는 소자가 있어야 하는데, 이 회로에는 콘덴서가 없다.
  • 단안정 멀티바이브레이터 회로는 준안정 상태의 지속 시간을 RC 충방전으로 정하는데, 이 회로에는 콘덴서가 없다.
  • 비안정 멀티바이브레이터 회로는 외부 입력 없이 (−) 단자의 콘덴서 충방전으로 스스로 발진하는데, 이 회로는 외부 입력을 (−) 단자로 받고 콘덴서가 없다.
문제 50
다음 555타이머 회로의 출력 발진 주파수는 약 몇 kHz인가?
13.8
25.64
38.24
410.68
문제 51
이미터 저항을 가진 이미터 접지 증폭기 회로에서 이미터 바이패스 콘덴서가 제거되면 어떤 현상이 생기는가?
1발진이 일어난다.
2이득이 감소한다.
3충실도가 감소된다.
4잡음이 증가한다.
문제 52
공간전하용량 변화에 따라 가변용량콘덴서로 사용되는 다이오드는?
1꽝 다이오드
2제너 다이오드
3건 다이오드
4바랙터 다이오드
문제 53
다이오드 검파회로에서 AGC 전압의 크기는 다음 어는 것에 따라 커지는가?
1반송파 변조도가 증가함에 따라
2반송파 주파수가 증가함에 따라
3반송파 전압의 진폭이 증가함에 따라
4변조한 저주파 주파수가 증가함에 따라
정답 및 해설

AGC 전압의 크기는 반송파 전압의 진폭이 증가할수록 커진다.

검파기 출력의 직류 성분은 반송파 진폭에 비례하므로 이를 AGC 전압으로 쓰면 입력 반송파가 클수록 AGC 전압이 커져 이득을 낮춘다.

나머지 보기는 AGC 전압의 크기를 정하지 않는다.

  • 변조도는 신호 성분의 크기를 정할 뿐 직류 성분인 반송파 진폭과는 무관하다.
  • 반송파 주파수는 검파 출력의 직류 크기를 정하는 요소가 아니다.
  • 변조한 저주파 주파수 성분은 AGC 회로의 큰 시정수로 평활되어 AGC 전압에 반영되지 않는다.
문제 54
다음 회로에 대한 설명으로 틀린 것은?
1능동 저역통과 필터이다.
2임계주파수는 RC에 의하여 결정된다.
31차 필터로 -20dB/decade 의 롤-오프율을 갖는다.
4임계주파수 이상의 주파수를 통과시킨다.
정답 및 해설

틀린 설명은 임계주파수 이상의 주파수를 통과시킨다는 것이다. 이 회로는 저역통과 필터라서 임계주파수 아래를 통과시키고 위를 감쇠시킨다.

그림에서 입력은 직렬 R 을 지나고 C 가 (+) 단자와 접지 사이에 있어, 주파수가 높을수록 C 의 리액턴스가 작아져 (+) 단자 전압이 줄어든다. 연산증폭기는 R2R_2·R1R_1 분압 궤환의 비반전 증폭기로 통과대역 이득 1+R2R11 + \dfrac{R_2}{R_1} 을 준다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이며, 그 근거는 다음과 같다.

  • 능동 저역통과 필터라는 보기는 RC 저역 회로에 연산증폭기(능동 소자)를 붙인 구조와 맞다.
  • 임계주파수가 RC 로 결정된다는 보기는 fc=12πRCf_c = \dfrac{1}{2\pi RC} 이고 R1R_1·R2R_2 는 이득만 정한다는 점과 맞다.
  • 1차 필터로 −20dB/decade 롤오프를 갖는다는 보기는 RC 한 단(극점 하나)이라는 점과 맞다.
문제 55
다음 중 차동 증폭기에서 동상신호제거비(CMPR)를 크게 하기 위한 방법으로 옳은 것은?(단, Ad는 차동신호 전압이득이고 Ac는 동상신호 전압이득이다.)
1Ad와 Ac는 값을 같게 한다.
2Ad는 크게 하고, Ac는 작게 한다.
3Ad는 작게 하고, Ac는 크게 한다.
4Ad는 1로 하고, Ac는 크게 한다.
정답 및 해설

동상신호제거비를 크게 하려면 Ad는 크게, Ac는 작게 한다.

동상신호제거비는 CMRR=AdAc\mathrm{CMRR}=\dfrac{A_d}{A_c} 이므로 분자를 키우고 분모를 줄일수록 커진다.

나머지 보기는 이 비를 키우지 못한다.

  • Ad와 Ac를 같게 하면 비가 1이 되어 동상신호를 전혀 제거하지 못한다.
  • Ad를 작게 하고 Ac를 크게 하면 비가 오히려 작아진다.
  • Ad를 1로 고정하고 Ac를 크게 하면 분모만 커지므로 비가 오히려 작아진다.
문제 56
다이오드의 순방향 바이어스가 이루어 질때에 잔류흐름에 대한 설명으로 적절한 것은?
1전류는 정공전류뿐이다.
2전류는 전자전류뿐이다.
3전류는 소수 반송자에 의해서만 만들어진다.
4전류는 전자와 정공에 의해서 만들어진다.
정답 및 해설

다이오드가 순방향 바이어스일 때 전류는 전자와 정공 모두에 의해 만들어진다.

순방향에서는 N형의 전자가 P형으로, P형의 정공이 N형으로 주입되어 두 종류의 캐리어가 함께 전류를 이룬다.

나머지 보기는 한 종류의 캐리어만 언급하거나 소수 반송자로만 한정한다.

  • 정공 전류뿐이라는 서술은 전자의 주입을 빼고 있어 맞지 않는다.
  • 전자 전류뿐이라는 서술은 정공의 주입을 빼고 있어 맞지 않는다.
  • 소수 반송자만으로 흐르는 전류는 역방향 바이어스의 포화 전류이다. 순방향에서는 각 영역의 다수 반송자가 접합을 넘어 주입되어 전류를 이루므로 맞지 않는다.
문제 57
다음 T 플립플롭의 특성표에서 출력 Q(t+1)은?
1ⓐ → 0, ⓑ → 0, ⓒ → 1, ⓓ → 1
2ⓐ → 0, ⓑ → 1, ⓒ → 0, ⓓ → 1
3ⓐ → 0, ⓑ → 1, ⓒ → 1, ⓓ → 0
4ⓐ → 0, ⓑ → 1, ⓒ → 1, ⓓ → 1
정답 및 해설

T 플립플롭의 다음 상태는 ⓐ 0, ⓑ 1, ⓒ 1, ⓓ 0 이다.

T 플립플롭은 T=0 이면 현재 상태 유지, T=1 이면 반전(토글)한다. 즉 Q(t+1)=Q(t)⊕TQ(t+1) = Q(t) \oplus T 이다.

표의 각 행을 대입하면 0⊕0=00 \oplus 0 = 0, 0⊕1=10 \oplus 1 = 1, 1⊕0=11 \oplus 0 = 1, 1⊕1=01 \oplus 1 = 0 이다.

  • ⓐ 0, ⓑ 0, ⓒ 1, ⓓ 1 인 보기는 T 와 무관하게 Q(t) 를 그대로 유지한 결과라 T=1 행의 토글과 다르다.
  • ⓐ 0, ⓑ 1, ⓒ 0, ⓓ 1 인 보기는 출력이 T 값을 그대로 따르는 D 플립플롭 동작이라 Q(t)=1, T=0 행의 유지 동작과 다르다.
  • ⓐ 0, ⓑ 1, ⓒ 1, ⓓ 1 인 보기는 Q(t)=1, T=1 행에서 반전이 일어나지 않아 토글 동작과 다르다.
문제 58
RC 결합 증폭 회로에서 증폭 대역폭을 4배로 하려면 증폭 이득은 약 몇 dB로 감소시켜야 하는가?
10.25
24
36
412
문제 59
MOSFET의 포화영역 동작모드와 유사한 BJT의 동작모드는?
1활성영역
2차단영역
3역할성영역
4포화영역
문제 60
연산증폭기의 개루프(open loop)이득과 부궤환시 폐루프(close loop)이득의 관계로 옳은 것은?
1개루프 이득은 항상 폐루프 이득보다 작다.
2개루프 이득은 항상 폐루프 이득과 같다.
3개루프 이득은 항상 폐루프 이득보다 크다.
4개루프 이득은 항상 0 이다.
정답 및 해설

부궤환을 걸면 폐루프 이득은 개루프 이득보다 작아진다.

Af=A1+AβA_f=\dfrac{A}{1+A\beta} 에서 부궤환이면 AβA\beta 가 양수이므로 분모가 1보다 커져 AfA_f 는 AA 보다 작다. 이득을 낮추는 대가로 이득의 안정도를 얻는 것이 부궤환의 취지이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 개루프 이득이 폐루프 이득보다 작다는 보기는 부궤환 시 폐루프 이득이 더 작아지므로 대소 방향이 반대이다.
  • 개루프 이득이 폐루프 이득과 같다는 보기는 궤환량이 있으면 분모가 1+Aβ1+A\beta 로 커지므로 성립하지 않는다.
  • 개루프 이득이 항상 0 이라는 보기는 연산증폭기의 개루프 이득이 매우 큰 값이므로 틀리다.
문제 61
절대온도 0K에서 진성 반도체는 어는 것과 같은가?
1반도체
2도체
3자성체
4절연체
정답 및 해설

절대온도 0K 의 진성 반도체는 절연체와 같다.

0K 에서는 열에너지가 없어 가전자대는 전자로 가득 차 있고 전도대는 비어 있으므로 전류를 나를 캐리어가 없다. 온도가 올라 열 여기로 전자-정공 쌍이 생겨야 전도성이 나타난다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 도체는 전도대에 자유전자가 있거나 대가 겹쳐 있는 물질인데 0K 의 진성 반도체는 전도대가 비어 있으므로 도체와 다르다.
  • 반도체로서의 전도성은 열에너지로 캐리어가 생겨야 나타나는데 0K 에서는 캐리어가 없어 그 성질이 나타나지 않는다.
  • 자성체는 자기적 성질에 따른 분류여서, 0K 에서 달라지는 전기 전도 성질(캐리어 유무)을 나타내지 않는다.
문제 62
BJT의 평형상태에 대한 설명으로 틀린 것은?
1세 단자가 접속되어 있는 상태이다.
2페르미 준위는 모든 곳에서 균일하다.
3트랜지스터가 열평형상태인 경우이다.
4다수 캐리어의 화산 운동과 소수 캐리어의 드리프트 운동이 균형을 유지한 상태이다.
문제 63
낙뢰와 같이 급격한 서지 전압(Surge Voltage)으로부터 회로를 보호하기 위하여 전원이 인가되는 초단에 주로 사용되는 소자는?
1서미스터
2제너 다이오드
3쇼트키 다이오드
4바리스터
문제 64
집적회로 내에서 전기적인 상호배선사이의 절연과 불순물 확산에 대한 보호층을 형성하는 반도체 공정은?
1이온주입공정
2금속배선공정
3산화공정
4광사진식각공정
정답 및 해설

집적회로에서 배선 사이의 절연과 불순물 확산 보호층을 만드는 공정은 산화공정이다.

실리콘 표면을 산화시켜 산화막(SiO2\mathrm{SiO_2})을 만들면 절연막이 되고, 불순물이 원치 않는 곳으로 확산되는 것을 막는 마스크 역할도 한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 이온주입공정은 불순물 이온을 실리콘에 가속해 넣어 도핑하는 공정이며 절연·보호막을 만들지 않는다.
  • 금속배선공정은 소자 사이를 도체로 연결하는 공정이므로 절연층 형성과 반대 역할이다.
  • 광사진식각공정은 감광막과 빛을 이용해 회로 패턴을 옮기는 공정이다.
문제 65
다음 n형 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은?
1반도체 내에서 전하를 운반하는 역할을 하고 있는 전자의 밀도가 hole의 밀도보다 많은 불순물 반도체를 말한다.
2hole의 밀도가 전자의 밀도보다 많은 불순물 반도체를 말한다.
3Ge이나 Si에 5가의 불순물(비소, 인, 안티몬)을 미량 첨가해서 만든다.
4약간의 에너지로 반도체 내에서 자유로이 운동하는 전도 전자를 가진다.
정답 및 해설

n형 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은 정공 밀도가 전자 밀도보다 많다는 보기이며, 이는 p형 반도체의 설명이다.

n형은 Ge 이나 Si 에 5가 불순물(비소, 인, 안티몬)을 넣어 만들며, 남는 전자가 다수 캐리어가 된다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 전자 밀도가 정공 밀도보다 많은 불순물 반도체라는 보기는 n형의 정의에 맞는 옳은 내용이다.
  • 5가 불순물을 소량 첨가해 만든다는 보기는 도너 불순물을 넣는 n형 제조 방식이므로 옳다.
  • 약간의 에너지로 자유롭게 움직이는 전도 전자를 가진다는 보기는 도너 준위가 전도대 바로 아래에 있어 적은 에너지로 전자가 전도대로 올라가므로 옳다.
문제 66
BJT가 증폭기로서 사용될 때 동작 상태는 어느 영역에서 일어나는가?
1포화영역
2활성영역
3차단영역
4역할성영역
문제 67
BJT에서 파라미터 α와 β의 관계는? (단, 그림참조m1)
1
2
3
4
정답 및 해설

α 와 β 의 관계는 β=α1−α\beta = \dfrac{\alpha}{1 - \alpha} 로, β 는 α/(1−α) 이다.

그림의 정의 α=ΔICΔIE\alpha = \dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_E}, β=ΔICΔIB\beta = \dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_B} 에 전류 관계 IE=IC+IBI_E = I_C + I_B 를 넣는다.
β=ΔICΔIE−ΔIC=ΔIC/ΔIE1−ΔIC/ΔIE=α1−α\beta = \dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_E - \Delta I_C} = \dfrac{\Delta I_C / \Delta I_E}{1 - \Delta I_C / \Delta I_E} = \dfrac{\alpha}{1 - \alpha}

예를 들어 α=0.99\alpha = 0.99 이면 β=99\beta = 99 로, β 가 1 보다 훨씬 큰 값이 나와야 한다.

  • β = (1−α)/α 인 보기는 유도식의 역수로, α=0.99 일 때 약 0.0101 이 되어 유도 결과와 다르다.
  • β = (α+1)/α 인 보기는 α=0.99 일 때 약 2.01 이 되어 유도 결과와 다르다.
  • β = α/(1+α) 인 보기는 α=0.99 일 때 약 0.497 이 되어 유도 결과와 다르다.
문제 68
상온 300K에서 페르미 준위보다 0.1eV만큼 낮은 에너지 준위에 전자가 점유하는 확률은?
10.1
20.02
30.9
40.98
정답 및 해설

페르미 준위보다 0.1eV 낮은 준위의 전자 점유 확률은 약 0.98 이다. 점유 확률은 페르미-디랙 분포로 구한다.

f(E)=11+e(E−EF)/kTf(E)=\dfrac{1}{1+e^{(E-E_F)/kT}}
kT=8.617×10−5×300≈0.0259 eVkT=8.617\times10^{-5}\times300\approx0.0259\ \mathrm{eV}
E−EFkT=−0.10.0259≈−3.86\dfrac{E-E_F}{kT}=\dfrac{-0.1}{0.0259}\approx-3.86
f=11+e−3.86≈11.021≈0.98f=\dfrac{1}{1+e^{-3.86}}\approx\dfrac{1}{1.021}\approx0.98

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 0.1 은 계산값과 다르다.
  • 0.02 는 같은 준위가 비어 있을 확률 1−f1-f 에 해당하는 값이므로 점유 확률이 아니다.
  • 0.9 는 계산값과 다르다.
문제 69
두 전극판의 간격에 10cm이고, 전극간의 전위차가 100V일 때 전자의 가속도는? (단, 전자의 전하량과 질량은 각각 1.6×10-19C, 9.11×10-31kg)
11.76×1011m/s2
21.76×1014m/s2
30.176×1020cm/s2
41.76×1017cm/s2
정답 및 해설

전자의 가속도는 a≈1.76×1014 m/s2a\approx1.76\times10^{14}\ \mathrm{m/s^2} 이다. 전계 세기에서 힘을 구한 뒤 뉴턴 법칙으로 나눈다.

E=Vd=1000.1=1000 V/mE=\dfrac{V}{d}=\dfrac{100}{0.1}=1000\ \mathrm{V/m}
F=eE=1.6×10−19×1000=1.6×10−16 NF=eE=1.6\times10^{-19}\times1000=1.6\times10^{-16}\ \mathrm{N}
a=Fm=1.6×10−169.11×10−31≈1.76×1014 m/s2a=\dfrac{F}{m}=\dfrac{1.6\times10^{-16}}{9.11\times10^{-31}}\approx1.76\times10^{14}\ \mathrm{m/s^2}

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 1.76×1011 m/s21.76\times10^{11}\ \mathrm{m/s^2} 은 계산값과 크기가 다르다.
  • 0.176×1020 cm/s20.176\times10^{20}\ \mathrm{cm/s^2} 은 1.76×1017 m/s21.76\times10^{17}\ \mathrm{m/s^2} 에 해당하므로 계산값과 다르다.
  • 1.76×1017 cm/s21.76\times10^{17}\ \mathrm{cm/s^2} 은 1.76×1015 m/s21.76\times10^{15}\ \mathrm{m/s^2} 에 해당하므로 계산값과 다르다.
문제 70
페르미(Fermi) 준위에 대한 설명으로 틀린 것은?
1모든 온도에서 전자에 의해 점유될 확률이 1/2인 에너지 준위이다.
2허용 에너지 준위를 평균한 값이다.
3절대온도 0K에서 전자에 의해서 점유된 최고 에너지 준위이다.
4반도체에서 페르미 준위는 전도대, 금지대, 가전자대 등 어느 곳에도 있을 수 있다.
문제 71
서로 다른 금속도선의 양끝을 연결하여 폐회로를 구성한 후, 온도를 가하면 양단의 온도차에 의해 두 접점 사이에 열기전력이 발생되는 효과는?
1Peltier 효과
2Thomson 효과
3Edison 효과
4Seebeck 효과
정답 및 해설

서로 다른 두 금속의 접점 사이에 온도차가 있을 때 열기전력이 생기는 현상은 Seebeck 효과이다.

열기전력이 온도차에 의해 생기는 점이 핵심이며, 이를 이용한 것이 열전대이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • Peltier 효과는 서로 다른 금속의 접점에 전류를 흘릴 때 접점에서 열이 발생하거나 흡수되는 현상으로 Seebeck 효과와 반대 방향의 현상이다.
  • Thomson 효과는 온도 기울기가 있는 하나의 도체에 전류가 흐를 때 열이 발생하거나 흡수되는 현상이다.
  • Edison 효과는 진공 속에서 가열된 필라멘트가 열전자를 방출하는 현상이다.
문제 72
어떤 도선의 1A의 전류가 흐르고 있을 때 임의의 단면적이 1s 동안에 1C의 전하가 이동한다면 이 단면적을 통과하는 전자의 개수는?
16.25×1018
212.5×1018
362.5×1018
418.75×1018
문제 73
반도체의 가전자대에서 에너지 Level(E)이 전자에 의해서 채워질 확률을 f(E)라 했을 때 정공에 의해서 채워질 확률은?
1f(E)-1
2
31-f(E)
4
정답 및 해설

정공이 차지할 확률은 1−f(E)1 - f(E), 즉 1에서 전자 점유 확률을 뺀 값이다.

어떤 에너지 준위는 전자로 채워져 있거나 비어 있거나 둘 중 하나이고, 정공은 전자가 비어 있는 상태이다. 두 경우 확률의 합이 1 이므로 정공의 점유 확률은 1−f(E)1 - f(E) 이다.

확률은 0 이상 1 이하여야 하며 0≤f(E)≤10 \le f(E) \le 1 이다.

  • f(E)−1 인 보기는 0 이하의 값이 되어 확률이 될 수 없다.
  • 11−f(E)\dfrac{1}{1 - f(E)} 인 보기는 1 이상의 값이 되어 확률이 될 수 없다.
  • 1f(E)−1\dfrac{1}{f(E) - 1} 인 보기는 음수가 되어 확률이 될 수 없다.
문제 74
펀치스로우(punch through) 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?
1입력측 개방으로 인한 역포화전류 현상이다.
2이미터, 베이스, 컬렉터의 단락 상태이다.
3역바이어스 전압의 증가시 발생하는 현상이다.
4펀치스로우 전압의 크기는 베이스내의 불순물 농도에 비례한다.
문제 75
실리콘 제어 정류소자(SCR)에 관한 설명으로 틀린 것은?
1동작원리는 PNPN 다이오드와 같다.
2일반적으로 사이리스터(thyristor)라고도 한다.
3SCR의 항복전압(breakover voltage)은 게이트가 차단 상태로 들어가는 전압으로 역방향 다이오드처럼 도통된다.
4무점검 ON/OFF 스위치로 동작하는 반도체 소자이다.
문제 76
저온에서 반도체 내의 캐리어(carrier) 에너지 분포를 나타내는데 가장 적절한 것은?
12차 분포함수
2Fermi-Dirac 분포함수
3Bose-Einstein 분포함수
4Maxwell-Boltzmann 분포함수
문제 77
광전 효과에 관한 설명으로 틀린 것은?
1방출되는 광전자의 개수는 빛의 파장에 반비례한다.
2빛을 쪼이는 즉시 광전자가 방출된다.
3방출하는 광전자의 최대 운동에너지는 빛의 세기에 무관하다.
4입사광의 진동수가 한계 진동수보다 더 크지 않으면 방출은 일어나지 않는다.
정답 및 해설

광전 효과에 대한 설명 중 틀린 것은 광전자 개수가 파장에 반비례한다는 보기이다.

방출되는 광전자의 수는 입사광의 세기(단위 시간당 광자 수)에 비례하며, 최대 운동에너지 Ek=hν−WE_k=h\nu-W 는 진동수로 정해진다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 빛을 쪼이면 즉시 광전자가 방출된다는 보기는 광전 효과의 시간 지연이 없다는 사실이므로 옳다.
  • 광전자의 최대 운동에너지가 빛의 세기에 무관하다는 보기는 Ek=hν−WE_k=h\nu-W 가 진동수에만 의존하므로 옳다.
  • 입사광의 진동수가 한계 진동수보다 크지 않으면 방출이 일어나지 않는다는 보기는 광자 에너지가 일함수보다 작으면 전자가 빠져나올 수 없으므로 옳다.
문제 78
금속과 P형반도체를 접촉한 경우 옴(Ohm)접촉이 발생하는 조건은?
1금속의 일함수< 반도체의 일함수
2금속의 일함수 >반도체의 일함수
3(2×금속의 일함수) = 반도체의 일함수
4금속의 일함수< (2×반도체의 일함수)
정답 및 해설

P형반도체와 금속이 접촉할 때 옴(Ohm)접촉이 발생하려면 금속의 일함수가 반도체의 일함수보다 커야 한다. P형반도체는 정공이 주캐리어이므로, 옴접촉이 형성되려면 금속과 반도체 사이에 순방향 편향이 자동으로 형성되어야 하며, 이는 금속의 일함수(Φ_m)가 반도체의 일함수(Φ_s)보다 클 때 달성된다. 이 조건에서 쇼트키 배리어가 매우 낮아져 캐리어가 용이하게 흐르므로 직선적인 I-V 특성(저항 특성)을 나타내게 된다.

문제 79
Ge 트랜지스터와 비교하였을 때 Si 트랜지스터에 관한 설명으로 틀린 것은?
1최고허용온도가 높다.
2차단주파수가 Ge 트랜지스터에 비해 높다.
3역방향전류와 잡음지수가 크가.
4고주파 고출력 특성이 좋다.
문제 80
자유전자가 정공에 의해 다시 잡혀서 정공을 채우는 과정을 무엇이라 하는가?
1열적 평형
2확산(diffusion)
3수명시간(life time)
4재결합(recombination)
정답 및 해설

자유전자가 정공에 잡혀 정공을 채우는 과정은 재결합이다.

정공을 채우는 재결합이 일어나면 전자-정공 쌍이 함께 사라진다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 열적 평형은 캐리어의 생성과 재결합이 균형을 이룬 상태를 가리킨다.
  • 확산은 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 캐리어가 퍼져 이동하는 현상이다.
  • 수명시간은 캐리어가 재결합하기 전까지 존재하는 평균 시간이다.
문제 81
다음 중 결선 게이트의 특징이 아닌 것은?
1회로비용을 절감할 수 있다.
2많은 논리기능을 부여할 수 없다.
3게이트들의 출력단자를 묶어서 사용한다.
4컴퓨터 내부에서 버스구조를 만드는데 이용된다.
문제 82
캐시 설계에 대한 설명으로 틀린 것은?
1캐시 적중률을 극대화해야 한다.
2캐시 액세스 시간을 최소화해야 한다.
3주기억장치와 캐시 간의 데이터 일관성을 유지하고 그에 따른 오버헤드를 최대화해야 한다.
4캐시 실패에 따른 지연시간을 최소화해야 한다.
정답 및 해설

캐시 설계에 대한 설명 중 틀린 것은 일관성 유지에 따른 오버헤드를 최대화해야 한다는 보기이다.

일관성을 유지하되 그 오버헤드는 최소화해야 성능이 좋아진다. 오버헤드가 커지면 캐시를 둔 이득이 줄어든다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 캐시 적중률을 극대화해야 한다는 보기는 적중이 많을수록 느린 주기억장치 접근이 줄어 옳은 내용이다.
  • 캐시 액세스 시간을 최소화해야 한다는 보기는 캐시의 존재 이유가 빠른 접근이므로 옳은 내용이다.
  • 캐시 실패에 따른 지연시간을 최소화해야 한다는 보기는 실패 시 주기억장치를 읽어 오는 시간이 평균 접근 시간을 키우므로 옳은 내용이다.
문제 83
레지스터 값을 2n으로 곱셈을 하거나 나누는 효과를 갖는 연산은?
1논리적 MOVE
2산술적 Shift
3SUB
4ADD
정답 및 해설

레지스터 값에 2n2^n 을 곱하거나 나누는 효과를 내는 연산은 산술 시프트이다.

왼쪽으로 nn 비트 시프트하면 2n2^n 배, 오른쪽으로 nn 비트 시프트하면 2−n2^{-n} 배가 되며, 산술 시프트는 부호 비트를 유지한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 논리적 MOVE 는 데이터를 옮겨 복사할 뿐 값을 바꾸지 않는다.
  • SUB 는 두 값의 뺄셈 연산이다.
  • ADD 는 두 값의 덧셈 연산이다.
문제 84
서브루틴과 연관되어 사용되는 명령은?
1Shift 와 Rotate
2Call 과 Return
3Skip 와 Jump
4Inerement 와 Decrement
문제 85
16×8 ROM을 설계할 때 필요한 게이트의 종류와 그 개수는?
1AND 8개, OR 8개
2AND 8개, OR 16개
3AND 16개, OR 8개
4AND 16개, OR 16개
정답 및 해설

16×8 ROM 에는 AND 16개, OR 8개가 필요하다.

16워드이므로 주소가 4비트이고, 4×16 디코더가 주소마다 AND 게이트 하나씩 총 16개를 쓴다.
워드당 8비트이므로 출력 비트마다 해당 워드선을 OR 하는 게이트가 하나씩 총 8개 필요하다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • AND 8개 OR 8개는 16개 워드선을 모두 만들 수 없으므로 AND 수가 부족하다.
  • AND 8개 OR 16개는 AND 가 부족하고 OR 가 출력 비트 수보다 많다.
  • AND 16개 OR 16개는 OR 가 출력 비트 수 8보다 많다.
문제 86
I/O 제어기의 주요기능에 대한 설명으로 틀린 것은?
1I/O 장치의 제어와 타이밍을 조정한다.
2CPU와의 통신을 담당한다.
3데이터 구성 기능을 수행한다.
4I/O 장치와의 통신을 담당한다.
문제 87
가상 기억체계에서 주소 공간이 1024K이고, 기억 공간은 64K라고 가정할 때, 주기억장치의 주소 레지스터는 몇 비트로 구성되는가?
110
212
314
416
정답 및 해설

가상 기억 체계에서 주기억장치의 주소 레지스터는 16비트이다.

주기억장치의 실제 기억 공간이 64K 이므로 64K=21664\mathrm{K}=2^{16} 에서 16비트가 필요하다.
주소 공간 1024K 는 2202^{20} 이므로 20비트는 가상 주소에 해당한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 10비트는 2102^{10} 이므로 1K 만 지정하여 64K 에 부족하다.
  • 12비트는 2122^{12} 이므로 4K 만 지정하여 64K 에 부족하다.
  • 14비트는 2142^{14} 이므로 16K 만 지정하여 64K 에 부족하다.
문제 88
10진수 255.875를 16진수로 변환한 것으로 옳은 것은?
1FE. D
2FF.E
39F.8
4FF.5
정답 및 해설

10진수 255.875 는 16진수 FF.E 이다.

정수부 255 = 15×16 + 15 이므로 FF 이다.
소수부 0.875×16 = 14 이므로 E 이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • FE.D 는 254+1316=254.8125254+\dfrac{13}{16}=254.8125 이므로 255.875 와 다르다.
  • 9F.8 은 159+816=159.5159+\dfrac{8}{16}=159.5 이므로 255.875 와 다르다.
  • FF.5 는 255+516=255.3125255+\dfrac{5}{16}=255.3125 이므로 255.875 와 다르다.
문제 89
순서도 기호에 해당하는 설명으로 틀린 것은?
1
2
3
4
문제 90
다음 중 피연산자의 위치(기억장소)에 따라 명령어 형식을 분류할 때 instruction cycle time이 가장 짧은 것은?
1레지스터-메모리 instruction
2AC instruction
3스택 instruction
4메모리-메모리 instruction
문제 91
2진수 0101을 2의 보수로 변환 후 다시 1의 보수로 변환하는 과정 전체를 5번 수행하면?
10101
21010
30111
40000
정답 및 해설

0101 에 대해 2의 보수 후 1의 보수를 취하는 과정을 다섯 번 하면 0000 이 된다.

한 번의 과정은 값에서 1을 뺀 것과 같다. 2의 보수는 1의 보수에 1을 더한 것이므로, 그 결과의 1의 보수는 원래 값보다 1 작다.
0101 → 0100 → 0011 → 0010 → 0001 → 0000 이다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 0101 은 계산값과 다르다.
  • 1010 은 계산값과 다르다.
  • 0111 은 계산값과 다르다.
문제 92
다음 프로그램의 출력은?
1i=2, j=5
2i=3, j=5
3i=3, j=10
4i=2, j=10
정답 및 해설

for문이 i<3 조건으로 반복되며 종료 시 i=3이 된다. 마지막 반복은 i=2일 때 실행되어 j=3*2+2*2-5=6+4-5=5가 계산된다. printf는 반복문이 끝난 후 실행되므로 최종 값인 i=3, j=5가 출력된다.

문제 93
아래 C프로그램의 출력 결과는?
10
22
325
450
정답 및 해설

출력은 50 이다.

첫 번째 반복에서 array[i] 는 1 에 2 를 i 번 곱하므로 2i2^i 가 된다. 두 번째 반복은 A 와 array[i] 를 비트 AND 해 0 이 아닐 때, 즉 A 의 i 번째 비트가 1 일 때만 C 에 B 를 i 비트 왼쪽으로 민 값 B⋅2iB \cdot 2^i 를 더한다.

A=5=01012A = 5 = 0101_2 이므로 i=0, i=2 에서만 더한다.
C=10⋅20+10⋅22=10+40=50C = 10 \cdot 2^0 + 10 \cdot 2^2 = 10 + 40 = 50

  • 출력 0 인 보기는 계산값과 다르다.
  • 출력 2 인 보기는 계산값과 다르다.
  • 출력 25 인 보기는 계산값과 다르다.
문제 94
채널(channel)에 의한 입출력 방식에서 채널의 종류가 아닌 것은?
1counter channel
2selector channel
3multiplexer channel
4block multiplexer channel
정답 및 해설

채널의 종류가 아닌 것은 counter channel 이다.

입출력 채널은 선택 채널, 멀티플렉서 채널, 블록 멀티플렉서 채널로 구분한다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • selector channel 은 고속 장치 하나가 채널을 점유해 데이터를 전송하는 채널 종류이다.
  • multiplexer channel 은 저속 장치 여러 개가 채널을 시분할로 나누어 쓰는 채널 종류이다.
  • block multiplexer channel 은 블록 단위로 여러 장치를 번갈아 서비스하는 채널 종류이다.
문제 95
다음 중 UNIX의 쉘(shell)에 대한 설명으로 옳은 것은?
1명령어를 해석한다.
2UNIX 커널의 일부이다.
3문서처리 기능을 갖는다.
4디렉토리 관리 기능을 갖는다.
문제 96
다음의 논리식을 간소화 시킨 결과는?
1
2
3
4
정답 및 해설

간소화 결과는 Z=A+B‾ C‾Z = A + \overline{B}\,\overline{C}, 즉 A 또는 (B 부정·C 부정)이다.

앞의 네 항은 A 에 B·C 의 네 가지 조합을 모두 곱한 것이라 합치면 A 가 된다.
ABC+AB‾C+ABC‾+AB‾ C‾=AABC + A\overline{B}C + AB\overline{C} + A\overline{B}\,\overline{C} = A
따라서 Z=A+A‾ B‾ C‾Z = A + \overline{A}\,\overline{B}\,\overline{C} 이고, 흡수 법칙 A+A‾X=A+XA + \overline{A}X = A + X 로 Z=A+B‾ C‾Z = A + \overline{B}\,\overline{C} 가 된다.

원식은 A=0 일 때 B=0·C=0 인 경우에만 1 이므로, 이 입력들로 오답을 가를 수 있다.

  • Z=AB+CZ = AB + C 인 보기는 A=B=C=0 에서 0 이 되어 원식의 값 1 과 다르다.
  • Z=A‾ C‾+AZ = \overline{A}\,\overline{C} + A 인 보기는 A=0, B=1, C=0 에서 1 이 되어 원식의 값 0 과 다르다.
  • Z=A+BCZ = A + BC 인 보기는 A=B=C=0 에서 0 이 되어 원식의 값 1 과 다르다.
문제 97
다음 중 에러 검출률이 가장 높은 것은?
1페리티 비트
2해밍 코드
3그레이 코드
4CRC
문제 98
연산장치에 대한 설명으로 옳은 것은?
1누산기, 가산기, 데이터 레지스터, 상태 레지스터 등으로 구성되어 있다.
2기억 레지스터, 명령 레지스터, 명령 해독기, 명령 계수기 등으로 구성되어 있다.
3프로그램과 데이터를 보관하고 있다가 필요할 때 꺼내어 사용하는 기능이다.
4처리 대상이 되는 데이터와 처리 과정에 있는 데이터 또는 최종 결과를 저장한다.
문제 99
마이크로 프로그래밍에 관한 설명으로 틀린 것은?
1구조화된 제어 구조를 제공한다.
2한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터의 에뮬레이팅(emulating)이 가능하다.
3시스템의 설계비용을 줄일 수 있다.
4명령 세트를 변경할 수 없으므로 설계 사이클의 마지막으로 연기가 가능하다.
정답 및 해설

마이크로 프로그래밍에 대한 설명 중 틀린 것은 명령 세트를 변경할 수 없다는 보기이다.

마이크로프로그램은 제어 기억장치의 내용을 바꾸어 명령 세트를 변경할 수 있기 때문에 설계 사이클 후반까지 결정을 미룰 수 있다. 변경할 수 없다는 전제와 연기 가능이라는 결론이 서로 모순된다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 구조화된 제어 구조를 제공한다는 보기는 제어 동작을 마이크로명령 단위로 체계적으로 구성하므로 옳은 내용이다.
  • 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터를 에뮬레이팅할 수 있다는 보기는 마이크로프로그램을 바꿔 다른 명령 세트를 흉내 낼 수 있으므로 옳은 내용이다.
  • 시스템의 설계비용을 줄일 수 있다는 보기는 제어 논리를 배선이 아닌 마이크로프로그램으로 구현하므로 설계 변경이 쉬워 옳은 내용이다.
문제 100
상대 주소지정(Relative Addressing) 방식의 설명으로 옳은 것은?
1명령어의 오퍼랜드(Operand)가 데이터를 저장하고 있는 메모리의 주소이다.
2명령어의 오퍼랜드(Operand)가 데이터를 가리키는 포인터의 주소이다.
3명령어의 오퍼랜드(Operand)가 연산에 사용할 실제 데이터이다.
4프로그램 카운터(Program Counter)를 사용하여 데이터의 주소를 얻는다.
정답 및 해설

상대 주소지정 방식은 프로그램 카운터를 사용하여 데이터의 주소를 얻는다.

유효 주소는 프로그램 카운터의 값에 명령어의 오퍼랜드(변위)를 더해 구한다.

나머지 보기는 다음과 같은 이유로 소거된다.

  • 오퍼랜드가 데이터를 저장한 메모리 주소라는 보기는 직접 주소지정 방식의 설명이다.
  • 오퍼랜드가 데이터를 가리키는 포인터의 주소라는 보기는 간접 주소지정 방식의 설명이다.
  • 오퍼랜드가 연산에 사용할 실제 데이터라는 보기는 즉치(immediate) 주소지정 방식의 설명이다.