[전자기사 필기] 19년 2회차
전자기사 필기 기출문제

19년 2회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

19년 2회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
평행판 콘덴서의 판 사이가 진공으로 되어 정전 용량이 C0인 콘덴서가 있다. 이 콘덴서에 유전체를 삽입하여 정전 용량 C를 얻었다. 다음 중 틀린 것은?
1유전체를 삽입한 콘덴서의 정전 용량 C는 진공인 때의 정전 용량 C0보다 커진다.
2삽입된 유전체 내의 전계는 판 사이가 진공인 경우의 전계보다 강해진다.
3두 정전 용량의 비(C/C0)는 유전체 종류에 따라 정해지는 상수이며 비유전율이라 부른다.
4유전체의 분극의 세기 P는 분극에 의하여 발생된 전하 밀도와 같다.
정답 및 해설

평행판 콘덴서에 유전체를 넣었을 때 틀린 것은 유전체 내 전계가 진공일 때보다 강해진다는 보기이다.

분극으로 생긴 분극전하가 판 전하의 전계를 일부 상쇄하므로 유전체 내 전계는 약해지거나(전하 일정) 같다(전압 일정). 어느 경우에도 강해지지 않는다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 정전 용량 C 가 진공일 때의 C0C_0 보다 커진다는 보기는 C=εrC0C=\varepsilon_r C_0 이고 εr\varepsilon_r 가 1보다 크므로 옳은 내용이다.
  • 용량의 비 C/C0C/C_0 가 유전체 종류로 정해지는 비유전율이라는 보기는 C/C0=εrC/C_0=\varepsilon_r 이므로 옳은 내용이다.
  • 분극의 세기 P 가 분극에 의해 발생된 전하 밀도와 같다는 보기는 분극의 세기가 표면 분극전하 밀도와 크기가 같으므로 옳은 내용이다.
문제 2
무한 평면 도체표면에서 수직거리 d(m)만큼 떨어진 곳에 점전하 +Q(C)가 있다. 영상전하(image charge)와 평면도체 간에 작용하는 힘 F(N)는?
1 , 반발력
2 , 흡인력
3 , 반발력
4 , 흡인력
정답 및 해설

영상전하와 평면도체 사이에 작용하는 힘은 크기 Q216πϵ0d2\dfrac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2} 인 흡인력이다.

무한 평면 도체 앞 d 지점의 +Q 는 도체 면 반대쪽 같은 거리 d 지점에 놓인 영상전하 −Q 로 대치된다. 두 전하 사이 거리는 2d 이므로 쿨롱 법칙으로
F=Q⋅Q4πϵ0(2d)2=Q216πϵ0d2F=\dfrac{Q\cdot Q}{4\pi\epsilon_0(2d)^2}=\dfrac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2}
부호가 반대인 두 전하이므로 서로 끌어당긴다.

  • Q4πϵ0d2\dfrac{Q}{4\pi\epsilon_0 d^2}, 반발력 보기는 전하 하나가 만드는 전계 꼴이라 힘의 크기가 아니고, 방향도 흡인이 아니어서 틀리다.
  • Q24πϵ0d2\dfrac{Q^2}{4\pi\epsilon_0 d^2}, 흡인력 보기는 두 전하 사이 거리를 2d 가 아닌 d 로 잡은 값이라 계산값과 다르다.
  • Q28πϵ0d2\dfrac{Q^2}{8\pi\epsilon_0 d^2}, 반발력 보기는 크기가 계산값과 다르고, 반대 부호 전하 사이의 힘을 반발력으로 둔 점도 틀리다.
문제 3
유전체의 경계조건에 대한 설명으로 틀린 것은?
1표면전하 밀도란 구속전하의 표면밀도를 말하는 것이다.
2완전 유전체 내에서는 자유전하는 존재하지 않는다.
3경계면에 외부 전하가 있으면, 유전체의 내부와 외부의 전하는 평형되지 않는다.
4특수한 경우를 제외학 경계면에서 표면전하 밀도는 영(zero)이다.
정답 및 해설

표면전하 밀도는 자유전하의 표면밀도를 말하며, 구속전하(polarization bound charge)의 표면밀도가 아니다. 구속전하의 표면밀도는 분극(polarization)의 법선 성분으로 표현되는 별개의 양이다.

  • 완전 유전체 내 자유전하 부재: 완전 유전체 내부에 자유전하가 없다는 정의와 일치한다.
  • 경계면의 외부 전하: 경계면의 외부 전하가 유전체의 자유전하 평형을 깨뜨린다는 원리에 맞다.
  • 경계면 표면전하 밀도 영: 자유전하가 없는 경계면에서 표면전하 밀도가 0이 되는 일반적 경우를 올바르게 설명한다.
문제 4
전류에 의한 자계의 방향을 결정해 주는 것은?
1플레밍의 오른손 법칙
2암페어의 오른나사 법칙
3비오 사바르의 법칙
4렌츠의 법칙
정답 및 해설

전류가 흐르는 방향으로 오른나사를 돌려 나아가게 할 때 나사가 회전하는 방향이 자계의 방향이라는 것이 암페어의 오른나사 법칙이다. 플레밍의 오른손 법칙은 유도기전력의 방향, 비오-사바르 법칙은 전류 요소가 만드는 자계의 크기, 렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향(자속 변화를 방해하는 방향)을 정한다.

문제 5
0.2 Wb/m2의 평등자재 속에 자계와 직각방향으로 놓인 길이 30cm인 도선을 자계와 30도의 방향으로 30m/s의 속도로 이동시킬 때, 도체 양단에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?
10.3
20.6
30.9
41.2
정답 및 해설

운동 기전력 공식에 속도와 자계가 이루는 각의 사인을 곱해 구하며, 값은 0.9 V 이다.

e=Bℓvsin⁡θe = B\ell v\sin\theta
=0.2×0.3×30×sin⁡30∘= 0.2 \times 0.3 \times 30 \times \sin 30^\circ
=0.2×0.3×30×0.5=0.9 V= 0.2 \times 0.3 \times 30 \times 0.5 = 0.9\ \mathrm{V}

  • 0.3 V 는 계산값 0.9 V 와 다르다.
  • 0.6 V 는 계산값 0.9 V 와 다르다.
  • 1.2 V 는 계산값 0.9 V 와 다르다.
문제 6
그림과 같이 두 개의 코일이 직렬로 연결되어 있다. 이 회로에 0.5A에 전류를 흘릴 때 이 합성코일에 축적되는 에너지는 몇 J 인가? (단, L1= 20mH, L2 = 40mH, 결합계수 k = 0.5 이다.)
11.1 × 10-4
22.2 × 10-4
31.1 × 10-2
42.2 × 10-2
문제 7
자기인덕턴스 L의 단위는?
1V
2A
3T
4H
정답 및 해설

자기 인덕턴스의 단위는 헨리(H) 이다.

인덕턴스는 유기 기전력 e=Ldidte = L\dfrac{di}{dt} 으로 정의되므로 전류 변화율에 대한 유기 기전력의 비이며, H=V⋅s/A\mathrm{H} = \mathrm{V\cdot s/A} 이다.

  • V 는 전압(전위차)의 단위이다.
  • A 는 전류의 단위이다.
  • T 는 자속밀도의 단위이다.
문제 8
비유전율 εr = 80, 비투자율 μr = 1인 전자파의 고유임피던스는 약 몇 Ω 인가?
121
242
380
4160
정답 및 해설

전자파의 고유 임피던스는 약 42 Ω 이다.

η=με=120πμrεr\eta = \sqrt{\dfrac{\mu}{\varepsilon}} = 120\pi\sqrt{\dfrac{\mu_r}{\varepsilon_r}}
=377×180≈42 Ω= 377 \times \dfrac{1}{\sqrt{80}} \approx 42\ \mathrm{\Omega}
즉 비유전율의 제곱근에 반비례한다.

  • 21 Ω 은 계산값 약 42 Ω 와 다르다.
  • 80 Ω 은 계산값 약 42 Ω 와 다르다.
  • 160 Ω 은 계산값 약 42 Ω 와 다르다.
문제 9
물(εr=80, μr=1) 속에서 전자파의 속도는 약 몇 m/s인가?
13.35 × 107
22.67 × 108
33.0 × 109
49.0 × 109
정답 및 해설

물속 전자파의 속도는 진공 속도를 비유전율과 비투자율의 곱의 제곱근으로 나눈 값으로, 매우 느려진 3.35×107 m/s3.35 \times 10^{7}\ \mathrm{m/s} 이다.

v=1με=3×108εrμrv = \dfrac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}} = \dfrac{3 \times 10^{8}}{\sqrt{\varepsilon_r \mu_r}}
=3×10880×1≈3.35×107 m/s= \dfrac{3 \times 10^{8}}{\sqrt{80 \times 1}} \approx 3.35 \times 10^{7}\ \mathrm{m/s}

  • 2.67×108 m/s2.67 \times 10^{8}\ \mathrm{m/s} 는 계산값과 다르다.
  • 3.0×109 m/s3.0 \times 10^{9}\ \mathrm{m/s} 는 진공 속도 3×108 m/s3 \times 10^{8}\ \mathrm{m/s} 보다 커서 매질 속 속도로 될 수 없다.
  • 9.0×109 m/s9.0 \times 10^{9}\ \mathrm{m/s} 는 진공 속도 3×108 m/s3 \times 10^{8}\ \mathrm{m/s} 보다 커서 매질 속 속도로 될 수 없다.
문제 10
영구자석에 관한 설명으로 틀린 것은?
1한번 자화된 다음에는 자기를 영구적으로 보존하는 자석이다.
2보자력이 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
3잔류 자속밀도가 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
4자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다.
정답 및 해설

영구자석 재료로 폐회로를 만들면 자속이 재료 내부에서만 돌기 때문에 자극이 생기지 않는다. 그래서 외부로 자계가 나오지 않고, 강한 영구자석으로 쓸 수 없다. 좋은 영구자석은 잔류 자속밀도와 보자력이 모두 커야 한다.

문제 11
동심구형 콘덴서의 내외 반지름을 각각 10배로 증가시키면 정전용량은 몇 배로 증가하는가?
15
210
320
4100
정답 및 해설

동심구형 콘덴서의 정전용량은 C=4πϵ0abb−aC = 4\pi\epsilon_0\frac{ab}{b-a} (a: 내반지름, b: 외반지름)로 표현된다.

내외 반지름을 각각 10배로 증가시키면 a' = 10a, b' = 10b이므로
C′=4πϵ010a⋅10b10b−10a=4πϵ0100ab10(b−a)=10⋅4πϵ0abb−a=10CC' = 4\pi\epsilon_0\frac{10a \cdot 10b}{10b-10a} = 4\pi\epsilon_0\frac{100ab}{10(b-a)} = 10 \cdot 4\pi\epsilon_0\frac{ab}{b-a} = 10C
이다.

따라서 정전용량은 10배로 증가한다.

문제 12
반경 a인 구도체에 –Q의 전하를 주고 구도체의 중심 O에서 10a되는 점 P에 10Q의 점전하를 놓았을 때, 직선 OP위의 점 중에서 전위가 0이 되는 지점과 구도체의 중심 O와의 거리는?
1a/5
2a/2
3a
42a
문제 13
정전류가 흐르고 있는 무한 직선도체로부터 수직으로 0.1m만큼 떨어진 점의 자계의 크기가 100AT/m 이면 0.2m 만큼 떨어진 점의 자계의 크기(AT/m)는?
150
240
330
420
정답 및 해설

무한 직선 전류의 자계는 거리에 반비례하므로 0.2 m 지점의 자계는 50 AT/m 이다.

H=I2πr ∝ 1rH = \dfrac{I}{2\pi r}\ \propto\ \dfrac{1}{r}
H2=100×0.10.2=50 AT/mH_2 = 100 \times \dfrac{0.1}{0.2} = 50\ \mathrm{AT/m}

  • 40 AT/m 는 계산값 50 AT/m 와 다르다.
  • 30 AT/m 는 계산값 50 AT/m 와 다르다.
  • 20 AT/m 는 계산값 50 AT/m 와 다르다.
문제 14
다음 중 무한 솔레노이드에 전류가 흐를 때에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?
1내부 자계는 위치에 상관없이 일정하다.
2내부 자계와 외부 자계는 그 값이 같다.
3외부 자계는 솔레노이드 근처에서 멀어질수록 그 값이 작아진다.
4내부 자계의 크기는 0 이다.
정답 및 해설

무한 솔레노이드의 자계 분포는 암페르 법칙으로부터 도출되는데, 내부의 자계는 축에 평행하고 위치에 관계없이 균일하며 그 크기는 B=μ0nIB = \mu_0 n I (n: 단위 길이당 권선 수, I: 전류)로 일정하다. 반면 외부의 자계는 0이다.

  • 내부 자계와 외부 자계의 값이 같다는 설명은 틀렸다.
  • 외부 자계가 멀어질수록 작아진다는 설명은 외부에 자계가 존재하지 않아 거리에 따른 감소를 논할 수 없다.
  • 내부 자계의 크기가 0이라는 설명도 내부 자계가 명확히 존재하므로 오답이다.
문제 15
면적 A(m2), 간격 d(m)인 평행판 콘덴서의 전극판에 비유전율 εr인 유전체를 가득 채웠을 때 전극판 간에 전압 V(V)를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 N 인가?
1
2
3
4
정답 및 해설

전극판을 떼어내는 데 필요한 힘은 F=ϵ0ϵrV2A2d2F=\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2d^2} 이다.

극판 사이 전계는 E=VdE=\dfrac{V}{d} 이고, 극판 표면이 받는 정전응력은 단위면적당 f=12ϵ0ϵrE2f=\dfrac{1}{2}\epsilon_0\epsilon_r E^2 이다. 여기에 극판 면적 A 를 곱하면
F=fA=12ϵ0ϵr(Vd)2A=ϵ0ϵrV2A2d2F=fA=\dfrac{1}{2}\epsilon_0\epsilon_r\left(\dfrac{V}{d}\right)^2A=\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2d^2}

  • ϵ0ϵrV2Ad2\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{d^2} 보기는 정전응력의 계수 1/2 이 빠져 계산값의 두 배이다.
  • ϵ0ϵrV2A2πd2\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2\pi d^2} 보기는 평행판 균일 전계에 없는 π 가 분모에 들어가 계산값과 다르다.
  • ϵ0ϵrV2A2d\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2d} 보기는 콘덴서 정전에너지 12CV2\dfrac{1}{2}CV^2 와 같은 식으로, 힘이 아니라 에너지이다.
문제 16
변위 전류와 가장 관계가 깊은 것은?
1반도체
2유전체
3자성체
4도체
문제 17
두 개의 자극판이 놓여 있을 때 자계의 세기 H(AT/m), 자속밀도 B(Wb/m2), 투자율 μ(H/m)인 곳의 자계의 에너지밀도(J/m3)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

자계의 에너지밀도는 w=12μH2w=\dfrac{1}{2}\mu H^2 이다.

자계 에너지밀도는 w=12BHw=\dfrac{1}{2}BH 이고, 여기에 B = μH 를 대입하면
w=12μH2=B22μw=\dfrac{1}{2}\mu H^2=\dfrac{B^2}{2\mu} J/m3\mathrm{J/m^3}

  • H22μ\dfrac{H^2}{2\mu} 보기는 B22μ\dfrac{B^2}{2\mu} 의 B 자리에 H 를 넣은 꼴로, 단위가 에너지밀도와 맞지 않는다.
  • μH2\dfrac{\mu H}{2} 보기는 B2\dfrac{B}{2} 와 같아 자속밀도 차원이며 에너지밀도가 아니다.
  • 12B2H\dfrac{1}{2}B^2H 보기는 12BH\dfrac{1}{2}BH 에 B 가 한 번 더 곱해진 꼴이라 에너지밀도 차원이 아니다.
문제 18
환성철심 코일에 5A의 전류를 흘려 2000AT의 기자력을 생기게 하려면 코일의 권수(회)는?
110000
2500
3400
4250
정답 및 해설

기자력 식에서 코일의 권수는 400회 이다.

F=NIF = NI 이므로
N=FI=20005=400N = \dfrac{F}{I} = \dfrac{2000}{5} = 400

  • 10000회는 계산값 400회와 다르다.
  • 500회는 계산값 400회와 다르다.
  • 250회는 계산값 400회와 다르다.
문제 19
자성체에 외부의 자계 H0를 가하였을 때 자화의 세기 J와의 관계식은? (단, N은 감자율, μ는 투자율이다.)
1
2
3
4
문제 20
무한장 선전하와 무한평면 전하에서 r(m) 떨어진 점의 전위는 각각 몇 V 인가? (단, ρL은 선전하밀도, ρs는 평면전하밀도이다.)
1무한직선 : ∞, 무한평면도체 : ∞
2무한직선 : , 무한평면도체 :
3무한직선 : , 무한평면도체 :
4무한직선 : , 무한평면도체 : ∞
정답 및 해설

무한원점을 기준으로 한 전위는 무한장 선전하와 무한평면 전하 모두 무한대(∞)로 발산한다.

무한장 선전하의 전계 E=ρL2πϵ0rE=\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0 r} 를 r 에서 무한원점까지 적분하면
V=∫r∞ρL2πϵ0r dr=ρL2πϵ0[ln⁡r]r∞=∞V=\displaystyle\int_r^{\infty}\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0 r}\,dr=\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0}\Big[\ln r\Big]_r^{\infty}=\infty

무한평면 전하의 전계는 거리와 무관하게 일정하므로(전하 평면 ρs2ϵ0\dfrac{\rho_s}{2\epsilon_0}, 도체 표면 ρsϵ0\dfrac{\rho_s}{\epsilon_0} 어느 쪽이든) 무한원점까지 적분한 전위도 V=E×∞=∞V=E\times\infty=\infty 이다.

  • 선전하 ρL2πϵ0\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0}, 평면 ρsϵ\dfrac{\rho_s}{\epsilon} 보기는 두 전위를 유한값으로 둔 것이라 적분이 발산하는 결과와 다르다.
  • 선전하 ρL4πϵ0\dfrac{\rho_L}{4\pi\epsilon_0}, 평면 ρs2πϵ0\dfrac{\rho_s}{2\pi\epsilon_0} 보기는 두 전위를 유한값으로 둔 것이라 적분이 발산하는 결과와 다르다.
  • 선전하 ρLϵ\dfrac{\rho_L}{\epsilon}, 평면 ∞ 보기는 평면 쪽은 맞지만 선전하 전위를 유한값으로 둔 것이라 틀리다.
문제 21
코일과 콘덴서에서 실제로 급격히 변화할 수 없는 것은?
1코일에서 전류, 콘덴서에서 전류
2코일에서 전압, 콘덴서에서 전압
3코일에서 전압, 콘덴서에서 전류
4코일에서 전류, 콘덴서에서 전압
정답 및 해설

코일에서는 전류, 콘덴서에서는 전압이 급격히 변할 수 없다.

코일의 자기 에너지 12Li2\dfrac{1}{2}Li^{2} 과 콘덴서의 정전 에너지 12Cv2\dfrac{1}{2}Cv^{2} 은 순간적으로 변하려면 무한대의 전력이 필요하므로, 코일 전류와 콘덴서 전압은 연속이다.

  • 코일 전류와 콘덴서 전류를 짝지은 보기는 콘덴서 전류가 i=Cdvdti = C\dfrac{dv}{dt} 이어서 전압 변화율이 순간적으로 바뀌면 급변할 수 있으므로 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전압을 짝지은 보기는 코일 전압이 v=Ldidtv = L\dfrac{di}{dt} 이어서 전류 변화율이 바뀌면 급변할 수 있으므로 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전류를 짝지은 보기는 두 양 모두 변화율에 비례하는 값이라 급변할 수 있으므로 틀리다.
문제 22
L1 = 20H, L2 = 5H인 전자 결합회로에서 결합계수 K = 0.5일 때 상호인덕턴스 M은 몇 H 인가?
15
27.5
38
49
정답 및 해설

결합계수 식으로 상호 인덕턴스를 구하면 5 H 이다.

M=kL1L2M = k\sqrt{L_1 L_2}
=0.5×20×5=0.5×10=5 H= 0.5 \times \sqrt{20 \times 5} = 0.5 \times 10 = 5\ \mathrm{H}

  • 7.5 H 는 계산값 5 H 와 다르다.
  • 8 H 는 계산값 5 H 와 다르다.
  • 9 H 는 계산값 5 H 와 다르다.
문제 23
오버슈트(overshoot)의 정의로 옳은 것은?
1최종치의 90%에 도달하는 시간
2과도 시간 중 최초의 피크치와 최종치의 차이
3응답이 최초로 목표값이 50%가 되는데 필요한 시간
4응답이 요구되는 오차 이내로 정착되는데 필요한 시간
정답 및 해설

오버슈트는 과도 응답 중 최초 피크치와 최종치의 차이이다.

응답이 최종치를 넘어 올라간 크기(초과량)를 뜻하므로 시간으로 정의되는 지표와 구별된다.

  • 최종치의 90%에 도달하는 시간은 응답 속도를 나타내는 시간 값이므로 초과량인 오버슈트와 다르다.
  • 목표값의 50%에 도달하는 데 필요한 시간은 지연 시간의 정의이다.
  • 응답이 허용 오차 이내로 정착하는 데 필요한 시간은 정정 시간의 정의이다.
문제 24
다음 회로망은 T형 회로 및 π형 회로의 종속 접속으로 이루어졌다. 이 회로망의 ABCD 파라미터 중 틀린 것은?
1A = 7
2B = 48
3C = 6
4D = 7
정답 및 해설

틀린 것은 C = 6 이며, 이 종속 접속 회로망의 C 는 1 이다.

그림 앞단은 직렬 4Ω·병렬 4Ω·직렬 4Ω 의 T형, 뒷단은 병렬 12Ω·직렬 12Ω·병렬 12Ω 의 π형이다.
T형: A=1+44=2, B=4+4+4×44=12, C=14, D=1+44=2A=1+\dfrac{4}{4}=2,\ B=4+4+\dfrac{4\times4}{4}=12,\ C=\dfrac{1}{4},\ D=1+\dfrac{4}{4}=2
π형: A=1+1212=2, B=12, C=112+112+1212×12=14, D=2A=1+\dfrac{12}{12}=2,\ B=12,\ C=\dfrac{1}{12}+\dfrac{1}{12}+\dfrac{12}{12\times12}=\dfrac{1}{4},\ D=2

종속 접속은 ABCD 행렬의 곱이므로
[212142][212142]=[74817]\begin{bmatrix}2&12\\ \dfrac{1}{4}&2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}2&12\\ \dfrac{1}{4}&2\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}7&48\\ 1&7\end{bmatrix}
AD−BC=49−48=1AD-BC=49-48=1 로 가역 조건도 맞는다.

나머지 세 값은 모두 계산과 일치하는 옳은 값이다.

  • A = 7 보기는 계산한 A 와 같아 옳다.
  • B = 48 보기는 계산한 B 와 같아 옳다.
  • D = 7 보기는 계산한 D 와 같아 옳다.
문제 25
선형 회로에서 시변 용량을 갖는 커패시터의 전류 i(t)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

시변 용량 커패시터의 전류는 i(t)=c(t)dv(t)dt+v(t)dc(t)dti(t)=c(t)\dfrac{dv(t)}{dt}+v(t)\dfrac{dc(t)}{dt} 이다.

전류는 전하의 시간 변화율이고 전하는 q(t)=c(t)v(t)q(t)=c(t)v(t) 이므로 곱의 미분을 적용한다.
i(t)=dq(t)dt=ddt{c(t)v(t)}=c(t)dv(t)dt+v(t)dc(t)dti(t)=\dfrac{dq(t)}{dt}=\dfrac{d}{dt}\{c(t)v(t)\}=c(t)\dfrac{dv(t)}{dt}+v(t)\dfrac{dc(t)}{dt}

  • c(t)dv(t)dtc(t)\dfrac{dv(t)}{dt} 보기는 용량이 일정할 때의 식으로, 용량 변화 항 v(t)dc(t)dtv(t)\dfrac{dc(t)}{dt} 가 빠져 있다.
  • v(t)dv(t)dtv(t)\dfrac{dv(t)}{dt} 보기는 용량 대신 전압이 곱해진 꼴이라 전류를 나타내지 못한다.
  • c(t)dv(t)dt−v(t)dc(t)dtc(t)\dfrac{dv(t)}{dt}-v(t)\dfrac{dc(t)}{dt} 보기는 두 항 사이 부호가 빼기라서 곱의 미분 결과와 다르다.
문제 26
RL 직렬회롤에서 t=0일 때 직류 전압 100V를 인가하면, 흐르는 전류 i(t)는 몇 A 인가? (단, R = 50Ω, L = 10, i(0) = 0 이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

흐르는 전류는 i(t)=2(1−e−5t)i(t)=2\left(1-e^{-5t}\right) A 이다.

RL 직렬 회로에 직류 E 를 가하면 Ldidt+Ri=EL\dfrac{di}{dt}+Ri=E 이고, i(0)=0i(0)=0 에서
i(t)=ER(1−e−RLt)i(t)=\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-\frac{R}{L}t}\right)
정상 전류 ER=10050=2\dfrac{E}{R}=\dfrac{100}{50}=2 A, 감쇠 계수 RL=5010=5\dfrac{R}{L}=\dfrac{50}{10}=5 (L = 10 H)

  • 2(1+e5t)2\left(1+e^{5t}\right) 보기는 t = 0 에서 4 A 이고 시간이 갈수록 무한히 커져 계산값과 다르다.
  • 4(1−et5)4\left(1-e^{\frac{t}{5}}\right) 보기는 지수가 양수라 전류가 음으로 발산하고 정상 전류 2 A 에 이르지 않아 계산값과 다르다.
  • 4(1+e−t5)4\left(1+e^{-\frac{t}{5}}\right) 보기는 t = 0 에서 8 A 로 초기조건 i(0) = 0 과 맞지 않고 최종값도 4 A 라 계산값과 다르다.
문제 27
te-t의 Laplace 변환값은?
1
2
3
4
정답 및 해설

te−tte^{-t} 의 라플라스 변환은 1(s+1)2\dfrac{1}{(s+1)^2} 이다.

정의 적분으로 L{t}=∫0∞te−st dt=1s2\mathcal{L}\{t\}=\displaystyle\int_0^{\infty}te^{-st}\,dt=\dfrac{1}{s^2} 이고, 복소 추이 정리 L{e−atf(t)}=F(s+a)\mathcal{L}\{e^{-at}f(t)\}=F(s+a) 에 a = 1 을 넣으면
L{te−t}=1(s+1)2\mathcal{L}\{te^{-t}\}=\dfrac{1}{(s+1)^2}

t 가 곱해진 효과는 분모의 제곱으로 나타난다.

  • 1s+1\dfrac{1}{s+1} 보기는 e−te^{-t} 만의 변환으로, t 가 곱해진 효과가 없어 계산값과 다르다.
  • 2s+1\dfrac{2}{s+1} 보기는 2e−t2e^{-t} 의 변환이라 계산값과 다르다.
  • 2(s+1)2\dfrac{2}{(s+1)^2} 보기는 2te−t2te^{-t} 의 변환이라 계산값과 다르다.
문제 28
입력신호가 감쇠되지 않고 잘 통과되는 주파수 범위를 나타내는 용어는?
1저지 대역
2상한 차단 주파수
3통과 내역
4하한 차단 주파수
문제 29
이상적인 전류원의 내부 임피던스 Z는?
1Z = 0
2Z = 1Ω
3Z = ∞
4Z는 정해지지 않는다.
정답 및 해설

이상적인 전류원의 내부 임피던스는 무한대 이다.

부하가 바뀌어 단자 전압이 달라져도 출력 전류가 일정하려면 내부 임피던스가 부하보다 훨씬 커야 하며, 이상적인 경우 Z = ∞ 로 정의한다.

  • Z = 0 은 이상적인 전압원의 내부 임피던스이다.
  • Z = 1 Ω 은 유한한 값이어서 부하에 따라 내부로 분류되는 전류가 달라져 일정 전류가 유지되지 않는다.
  • 이상적인 전류원의 내부 임피던스는 무한대로 정해져 있으므로 정해지지 않는다는 보기는 틀리다.
문제 30
다음 회로에서 전류 i1은 약 몇 A 인가?
10.12
20.32
30.62
40.92
정답 및 해설

전류 i1i_1 은 약 0.62 A 이다.

그림에서 전류원 Is=4I_s=4 A 에 R1 = 10Ω, R2 = 2Ω, R3 = 20Ω 이 모두 같은 두 마디 사이에 병렬로 연결되어 있다.
G=110+12+120=0.65G=\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{20}=0.65 S
V=IsG=40.65≈6.154V=\dfrac{I_s}{G}=\dfrac{4}{0.65}\approx6.154 V
i1=VR1=6.15410≈0.615≈0.62i_1=\dfrac{V}{R_1}=\dfrac{6.154}{10}\approx0.615\approx0.62 A

  • 0.12 A 보기는 계산값과 다르다.
  • 0.32 A 보기는 계산값과 다르다.
  • 0.92 A 보기는 계산값과 다르다.
문제 31
그림과 같은 저역통과 RC회로에 스텝입력전압(step input voltage)을 가했을 때 출력전압의 설명으로 옳은 것은? (단, 커패시터 C의 초기전압은 0 이다.)
1계단파형이 나타난다.
20부터 지수적으로 증가한다.
3처음에는 계단전압으로 변했다가 지수적으로 감쇠한다.
4직류성분이 나타나지 않는다.
정답 및 해설

출력전압은 초기값 0 에서 시작해 지수적으로 증가하며 입력 스텝 전압에 다가간다.

그림은 R 이 직렬, C 가 출력 단자 Vo 와 병렬인 회로로 출력이 곧 커패시터 전압이다. 커패시터 전압은 순간적으로 변할 수 없으므로 크기 V 인 스텝 입력에 대해
vo(t)=V(1−e−tRC)v_o(t)=V\left(1-e^{-\frac{t}{RC}}\right)
시정수 RC 로 서서히 충전된다.

  • 계단파형이 나타난다는 보기는 커패시터 전압이 스텝처럼 즉시 바뀔 수 없으므로 틀리다.
  • 처음에 계단전압으로 변했다가 지수적으로 감쇠한다는 보기는 C 가 직렬이고 R 양단이 출력인 고역통과(미분) 회로의 응답이라 이 회로와 맞지 않다.
  • 직류성분이 나타나지 않는다는 보기는 정상상태에서 C 가 개방되어 출력이 입력 직류 전압 V 와 같아지므로 틀리다.
문제 32
0.4mH인 코일에 흐르는 전류가 mA라 하면 t = 0 일 때 코일 양단전압의 절대치는 몇 V 인가?
10.2
22
35
450
정답 및 해설

코일 양단전압의 크기는 v = L·di/dt 로 구하며, t = 0 에서 0.2V 가 된다.

그림의 전류식은 i=50e−104ti = 50e^{-10^{4}t} [mA] 이다.
didt=−50×10−3×104 e−104t=−500 e−104t A/s\dfrac{di}{dt} = -50\times10^{-3}\times10^{4}\,e^{-10^{4}t} = -500\,e^{-10^{4}t}\ \mathrm{A/s}
∣v(0)∣=L∣didt∣t=0=0.4×10−3×500=0.2 V|v(0)| = L\left|\dfrac{di}{dt}\right|_{t=0} = 0.4\times10^{-3}\times500 = 0.2\ \mathrm{V}

  • 2V 보기는 계산값과 다르다.
  • 5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 50V 보기는 계산값과 다르다.
문제 33
다음 전류파형의 실효치(RMS)는?
1
2
3
4
문제 34
전압 e(t) = e-t + 2e-2t의 라플라스 변환 E(s)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

라플라스 변환은 선형이고 L[e−at]=1s+a\mathcal{L}[e^{-at}] = \dfrac{1}{s+a} 이므로 E(s) 는 두 항을 따로 변환해 더한 1s+1+2s+2\dfrac{1}{s+1}+\dfrac{2}{s+2} 이다.

e(t)=e−t+2e−2te(t) = e^{-t}+2e^{-2t}
E(s)=1s+1+2⋅1s+2=1s+1+2s+2E(s) = \dfrac{1}{s+1}+2\cdot\dfrac{1}{s+2} = \dfrac{1}{s+1}+\dfrac{2}{s+2}

  • 2s+1\dfrac{2}{s+1} 보기는 2e−t2e^{-t} 의 변환으로, 둘째 항을 반영하지 못해 계산값과 다르다.
  • 2(s+1)(s+2)\dfrac{2}{(s+1)(s+2)} 보기는 부분분수로 풀면 2s+1−2s+2\dfrac{2}{s+1}-\dfrac{2}{s+2} 이므로 2e−t−2e−2t2e^{-t}-2e^{-2t} 의 변환이다.
  • 1s+1−2s−2\dfrac{1}{s+1}-\dfrac{2}{s-2} 보기는 e−t−2e2te^{-t}-2e^{2t} 의 변환이라 부호와 지수가 모두 다르다.
문제 35
다음의 단위 임펄스 함수(unit impulse function) δ(t)에 관한 설명으로 옳은 것은?
1폭은 거의 0이고 높이는 거의 무한대가 되며 면적은 1이 되는 펄스이다.
2임의 회로망의 입력전압으로 δ(t)를 가하면 출력 전압은 입력전압과 같게 된다.
3
4단위 램프 함수(unit ramp function)를 미분한 것이다.
정답 및 해설

단위 임펄스 δ(t) 는 폭이 0 에 가깝고 높이는 무한대에 가까우며 면적이 1 인 펄스의 극한이다.

폭 a, 높이 1/a 인 사각 펄스에서 a 를 0 으로 보내도 면적은 항상 1 로 유지되며, 이것이 δ(t) 의 정의이다.

  • 회로망에 δ(t) 를 가했을 때의 출력은 그 회로망의 임펄스 응답이며, 입력과 같아지는 것은 전달함수가 1 인 경우뿐이므로 틀리다.
  • lim⁡a→01a{u(t)−u(t+a)}\lim_{a\to0}\dfrac{1}{a}\{u(t)-u(t+a)\} 로 쓴 식은 u(t)−u(t+a) 가 −a 에서 0 사이에서 −1 이므로 극한이 −δ(t)-\delta(t) 가 되어 틀리다(바른 꼴은 u(t+a)−u(t) 이다).
  • 단위 램프 함수 t·u(t) 를 미분하면 단위 계단 함수 u(t) 가 되므로 틀리다(δ(t) 는 계단 함수의 미분이다).
문제 36
어떤 코일에 흐르는 전류가 0.01s 사이에 일정하게 50A로부터 30A로 변할 때, 20V의 기전력이 발생한다고 하면 자기인덕턴스는 몇 mH인가?
15
210
315
420
정답 및 해설

자기 인덕턴스는 10 mH 이다.

e=LΔiΔte = L\dfrac{\Delta i}{\Delta t} 에서
L=eΔi/Δt=20(50−30)/0.01=202000=0.01 HL = \dfrac{e}{\Delta i/\Delta t} = \dfrac{20}{(50-30)/0.01} = \dfrac{20}{2000} = 0.01\ \mathrm{H}
즉 10 mH 이다.

  • 5 mH 는 계산값 10 mH 와 다르다.
  • 15 mH 는 계산값 10 mH 와 다르다.
  • 20 mH 는 계산값 10 mH 와 다르다.
문제 37
다음 신호 에 대한 라플라스 변환은?
1
2
3
4
정답 및 해설

그림의 신호는 f(t)=12(1+sin⁡2t)f(t) = \dfrac{1}{2}(1+\sin 2t) 이고, 라플라스 변환은 12s+1s2+4\dfrac{1}{2s}+\dfrac{1}{s^{2}+4} 이다.

상수와 정현 함수 변환 L[sin⁡ωt]=ωs2+ω2\mathcal{L}[\sin\omega t] = \dfrac{\omega}{s^{2}+\omega^{2}} 을 쓴다.
F(s)=12⋅1s+12⋅2s2+4=12s+1s2+4F(s) = \dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{1}{s}+\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{2}{s^{2}+4} = \dfrac{1}{2s}+\dfrac{1}{s^{2}+4}

  • 1s+ss2+4\dfrac{1}{s}+\dfrac{s}{s^{2}+4} 보기는 1/2 계수가 빠지고 코사인 변환 꼴이라 계산값과 다르다.
  • 12s+s2(s2+2)\dfrac{1}{2s}+\dfrac{s}{2(s^{2}+2)} 보기는 분자가 s 인 코사인 꼴이고 각주파수도 맞지 않아 계산값과 다르다.
  • 1s+s2(s2+2)\dfrac{1}{s}+\dfrac{s}{2(s^{2}+2)} 보기는 상수항 계수와 둘째 항 모두 계산값과 다르다.
문제 38
RLC 병렬공진회로에 대한 양호도(Qo : Quality factor)의 표현으로 옳은 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

R·L·C 가 모두 병렬인 공진회로의 양호도는 Q0=RCLQ_0 = R\sqrt{\dfrac{C}{L}} 이다.

병렬 공진에서 Q 는 공진 시 L(또는 C) 에 흐르는 전류와 R 에 흐르는 전류의 비이다.
Q0=Rω0L=ω0CR,ω0=1LC ⇒ Q0=RCLQ_0 = \dfrac{R}{\omega_0 L} = \omega_0 C R,\quad \omega_0 = \dfrac{1}{\sqrt{LC}}\ \Rightarrow\ Q_0 = R\sqrt{\dfrac{C}{L}}
Q 는 무차원이어야 하며, C/L\sqrt{C/L} 는 컨덕턴스 차원이므로 R 을 곱해야 무차원이 된다.

  • 1R2CL\dfrac{1}{R}\sqrt{\dfrac{2C}{L}} 보기는 컨덕턴스를 R 로 나눈 꼴이라 무차원이 아니므로 틀리다.
  • RL2CR\sqrt{\dfrac{L}{2C}} 보기는 저항에 임피던스 차원을 곱한 꼴이라 무차원이 아니므로 틀리다.
  • 2RCL\dfrac{2}{R}\sqrt{\dfrac{C}{L}} 보기도 컨덕턴스를 R 로 나눈 꼴이라 무차원이 아니므로 틀리다.
문제 39
1000mH인 코일의 리액턴스가 377Ω일 때 주파수는 약 몇 Hz인가?
16
236
360
4360
정답 및 해설

코일의 유도 리액턴스 식으로 구한 주파수는 약 60 Hz 이다.

XL=2πfLX_L = 2\pi f L 이므로
f=XL2πL=3772π×1≈60 Hzf = \dfrac{X_L}{2\pi L} = \dfrac{377}{2\pi \times 1} \approx 60\ \mathrm{Hz}

  • 6 Hz 는 계산값 약 60 Hz 와 다르다.
  • 36 Hz 는 계산값 약 60 Hz 와 다르다.
  • 360 Hz 는 계산값 약 60 Hz 와 다르다.
문제 40
다음 그림과 같은 4단자 회로망에서 4단자 정수를 ABCD 파라미터로 나타낼 때 A는? (단, A는 개방 역방향 전압이득이다.)
1
2Z1
3
41
정답 및 해설

그림은 직렬 임피던스 Z1 뒤에 출력 쪽 병렬 임피던스 Z2 가 있는 L형 회로이며, A 정수는 1+Z1Z21+\dfrac{Z_1}{Z_2} 이다.

A 는 출력단 개방(I2=0I_2 = 0) 때의 V1/V2V_1/V_2 이다. 이때 Z1·Z2 는 직렬 분압이 된다.
V2=Z2Z1+Z2V1 ⇒ A=V1V2∣I2=0=Z1+Z2Z2=1+Z1Z2V_2 = \dfrac{Z_2}{Z_1+Z_2}V_1\ \Rightarrow\ A = \dfrac{V_1}{V_2}\Big|_{I_2=0} = \dfrac{Z_1+Z_2}{Z_2} = 1+\dfrac{Z_1}{Z_2}

  • Z1 보기는 출력 단락 때의 V1/I2V_1/I_2 인 B 정수이다.
  • 1Z2\dfrac{1}{Z_2} 보기는 출력 개방 때의 I1/V2I_1/V_2 인 C 정수이다.
  • 1 보기는 출력 단락 때의 I1/I2I_1/I_2 인 D 정수이다.
문제 41
레큘레이터 IC의 정전압조정기가 무부하 출력전압 10.55V, 최대 부하 출력전압 10.49V 일 때, 백분율로 표현된 부하전압 변동률은 약 몇 % 인가?
10.384
20.572
30.716
40.924
정답 및 해설

부하전압 변동률은 무부하와 최대 부하 출력전압의 차를 최대 부하 전압으로 나눈 값으로, 약 0.572% 이다.

VR=VNL−VFLVFL×100VR = \dfrac{V_{NL} - V_{FL}}{V_{FL}} \times 100
=10.55−10.4910.49×100≈0.572 %= \dfrac{10.55 - 10.49}{10.49} \times 100 \approx 0.572\ \%

  • 0.384% 는 계산값 0.572% 와 다르다.
  • 0.716% 는 계산값 0.572% 와 다르다.
  • 0.924% 는 계산값 0.572% 와 다르다.
문제 42
다이오드에 대한 설명 중 틀린 것은?
1다이오드에 역방향 전압을 가하면 공핍영역은 넓어진다.
2다이오드의 항복(breakdown)현상은 순방향 전압이 과도하면 발생한다.
3P형 반도체는 3가 원소를 도핑함으로써 얻을 수 있다.
4다이오드에 순방향 전압을 가했을 때 흐르는 전류는 주로 포화전류에 의한 것이다.
문제 43
다음의 단상반파 정류회로에서 입력신호가 e = √2·100·sin(50×2πt) V일 때, 직류 전압 평균치 Edc는 약 몇 V 인가? (단, R = 10Ω이고, 다이오드는 이상적인 소자)
1141
290
370
445
정답 및 해설

그림은 다이오드 1개와 R 이 직렬인 단상 반파 정류 회로이며, 직류 평균 전압은 약 45V 이다.

입력 최댓값은 Vm=2×100≈141.4 VV_m = \sqrt{2}\times100 \approx 141.4\ \mathrm{V} 이다.
Edc=Vmπ=141.43.1416≈45 VE_{dc} = \dfrac{V_m}{\pi} = \dfrac{141.4}{3.1416} \approx 45\ \mathrm{V}

  • 141V 보기는 입력 최댓값 자체로 계산값과 다르다.
  • 90V 보기는 전파 정류 평균값 2Vm/π2V_m/\pi 로 계산값과 다르다.
  • 70V 보기는 계산값과 다르다.
문제 44
펄스 반복주파수 600Hz, 펄스폭 1.5μs인 펄스의 충격계수 D(Duty factor)는?
13×10-4
26×10-4
39×10-4
412×10-4
정답 및 해설

충격계수는 펄스폭과 반복주파수의 곱이며 9×10−49 \times 10^{-4} 이다.

D=τT=τfD = \dfrac{\tau}{T} = \tau f
=1.5×10−6×600=9×10−4= 1.5 \times 10^{-6} \times 600 = 9 \times 10^{-4}

  • 3×10−43 \times 10^{-4} 는 계산값 9×10−49 \times 10^{-4} 와 다르다.
  • 6×10−46 \times 10^{-4} 는 계산값 9×10−49 \times 10^{-4} 와 다르다.
  • 12×10−412 \times 10^{-4} 는 계산값 9×10−49 \times 10^{-4} 와 다르다.
문제 45
다음 연산증폭기 회로에서 출력 임피던스는 약 몇 Ω인가? (단, 개루프 전압증폭도 A는 10000이고, 출력임피던스는 50Ω 이다.)
10.1
20.5
31.0
45.0
정답 및 해설

그림은 Ri = 1kΩ, Rf = 100kΩ 의 반전 증폭기로, 출력 전압을 Rf 로 되돌리는 부궤환이 걸려 출력 임피던스가 1+Aβ1+A\beta 배로 줄어 약 0.5Ω 이 된다.

궤환율은 출력 전압이 Rf·Ri 로 분압되어 반전 입력에 돌아오는 비율이다.
β=RiRi+Rf=1101\beta = \dfrac{R_i}{R_i+R_f} = \dfrac{1}{101}
Zof=Zo1+Aβ=501+10000101=50100.01≈0.5 ΩZ_{of} = \dfrac{Z_o}{1+A\beta} = \dfrac{50}{1+\dfrac{10000}{101}} = \dfrac{50}{100.01} \approx 0.5\ \Omega

  • 0.1Ω 보기는 계산값과 다르다.
  • 1.0Ω 보기는 계산값과 다르다.
  • 5.0Ω 보기는 계산값과 다르다.
문제 46
슬루 레이트(slew rate)의 단위는?
1μs/V
2μs/A
3V/μs
4A/μs
정답 및 해설

슬루 레이트는 출력전압이 시간에 따라 변할 수 있는 최대 비율이므로 단위는 V/μs 이다.

SR=∣dvodt∣maxSR = \left|\dfrac{dv_o}{dt}\right|_{max} 로, 전압을 시간으로 나눈 차원을 갖는 전압 변화율이다.

  • μs/V 는 시간을 전압으로 나눈 값이어서 전압 변화율의 역수이다.
  • μs/A 는 시간을 전류로 나눈 값이어서 전압 변화율이 아니다.
  • A/μs 는 전류 변화율의 단위이어서 전압 변화율이 아니다.
문제 47
연산증폭기를 이용한 가중가산기(weighted-sum)에서 Rf=30kΩ이고, vo = -(v1+2v2+3v3)일때 R1, R2, R3는 각각 얼마인가?
1R1 = 30kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 10kΩ
2R1 = 10kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 30kΩ
3R1 = 60kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 15kΩ
4R1 = 15kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 60kΩ
정답 및 해설

그림은 V1·V2·V3 가 각각 R1·R2·R3 를 거쳐 반전 입력에 모이고 Rf 로 궤환되는 반전 가산기이며, R1 = 30kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 10kΩ 이다.

가상 접지 덕분에 각 입력의 이득은 −Rf/Rk-R_f/R_k 이다.
vo=−(RfR1v1+RfR2v2+RfR3v3)v_o = -\left(\dfrac{R_f}{R_1}v_1+\dfrac{R_f}{R_2}v_2+\dfrac{R_f}{R_3}v_3\right)
30R1=1, 30R2=2, 30R3=3 ⇒ R1=30, R2=15, R3=10 (kΩ)\dfrac{30}{R_1} = 1,\ \dfrac{30}{R_2} = 2,\ \dfrac{30}{R_3} = 3\ \Rightarrow\ R_1 = 30,\ R_2 = 15,\ R_3 = 10\ (\mathrm{k\Omega})

  • R1 = 10kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 30kΩ 조합은 이득이 3·2·1 이 되어 계산값과 다르다.
  • R1 = 60kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 15kΩ 조합은 이득이 0.5·1·2 가 되어 계산값과 다르다.
  • R1 = 15kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 60kΩ 조합은 이득이 2·1·0.5 가 되어 계산값과 다르다.
문제 48
발진 회로의 발진의 조건을 옳은 것은?
1귀환 루프의 위상 천이가 0°이다.
2귀환 루프의 위상 천이가 180°이다.
3귀환 루프의 이득이 0 이다.
4귀환 루프의 이득이 1/2 이다.
문제 49
단위이득주파수 fT가 125MHz인 트랜지스터가 대역폭 주파수 영역에서 전압이득이 26dB인 증폭기로 사용될 때 이상적으로 가질 수 있는 대역폭은 약 몇 MHz인가? (단, 저역 차단주파수는 없다.)
19.6
26.25
34.8
412.5
문제 50
다음은 이상적인 연산 증폭기를 사용한 차동증폭기이다. 출력전압 Vo는 몇 V 인가?
15
25/2
35/4
42
정답 및 해설

그림은 V1 = 5V 가 2kΩ 을 거쳐 반전 입력에, V2 = 5V 가 1kΩ·1kΩ 분압을 거쳐 비반전 입력에 들어가고 궤환 저항이 1kΩ 인 차동 증폭기이며, Vo = 5/4 V 이다.

비반전 입력 전압은 분압으로 V+=5×11+1=2.5 VV_+ = 5\times\dfrac{1}{1+1} = 2.5\ \mathrm{V} 이다.
중첩으로 출력을 구한다.
Vo=(1+12)V+−12V1=1.5×2.5−0.5×5=1.25=54 VV_o = \left(1+\dfrac{1}{2}\right)V_+ - \dfrac{1}{2}V_1 = 1.5\times2.5-0.5\times5 = 1.25 = \dfrac{5}{4}\ \mathrm{V}

  • 5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 5/2V 보기는 비반전 입력 전압 자체로 계산값과 다르다.
  • 2V 보기는 계산값과 다르다.
문제 51
다음의 트랜지스터 회로에서 VCC가 10V, RB가 300kΩ이고 RC가 1kΩ일 때, 베이스전류 IB 컬렉터-이미터 전압 VCE로 옳은 것은? (단, VBE = 0.7V이고, β = 100 이다.)
1IB = 31 μA, VCE = 6.9V
2IB = 310 μA, VCE = 6.9V
3IB = 3.1 mA, VCE = 9.3V
4IB = 3.1 μA, VCE = 9.3V
정답 및 해설

그림은 RBR_B 가 +VCC+V_{CC} 에서 베이스로 바로 연결된 고정 바이어스 회로이며, 베이스 전류 31μA, 컬렉터-이미터 전압 6.9V 이다.

IB=VCC−VBERB=10−0.7300×103=31 μAI_B = \dfrac{V_{CC}-V_{BE}}{R_B} = \dfrac{10-0.7}{300\times10^{3}} = 31\ \mu\mathrm{A}
IC=βIB=100×31 μA=3.1 mAI_C = \beta I_B = 100\times31\ \mu\mathrm{A} = 3.1\ \mathrm{mA}
VCE=VCC−ICRC=10−3.1×1=6.9 VV_{CE} = V_{CC}-I_C R_C = 10-3.1\times1 = 6.9\ \mathrm{V}

  • IBI_B 310μA, VCEV_{CE} 6.9V 조합은 베이스 전류가 계산값과 다르다.
  • IBI_B 3.1mA, VCEV_{CE} 9.3V 조합은 두 값 모두 계산값과 다르다.
  • IBI_B 3.1μA, VCEV_{CE} 9.3V 조합은 두 값 모두 계산값과 다르다.
문제 52
출력 전압파형이 입력파형과 똑같은 형태를 갖는 증폭기는? (단, 위상 무시)
1A급 증폭기
2B급 증폭기
3C급 증폭기
4AB급 증폭기
문제 53
이 회로의 동작으로 적절한 논리식은?
1
2
3
4
정답 및 해설

이 회로는 CMOS NOR 게이트이므로 출력은 Y=A+B‾Y=\overline{A+B}이다.

그림에서 VDD 쪽에는 입력 A·B 를 받는 PMOS 두 개가 직렬로, 접지 쪽에는 A·B 를 받는 NMOS 두 개가 병렬로 연결되어 있다. 직렬 PMOS 는 A와 B가 모두 0일 때만 켜져 출력을 VDD(1)로 올리고, A나 B 중 하나라도 1이면 병렬 NMOS 가운데 하나가 켜져 출력을 0으로 내린다.

진리표로 보면 A=B=0 일 때만 Y=1, 나머지 입력 조합에서는 Y=0 이다.

  • Y=A⋅B‾Y=\overline{A\cdot B} 보기는 NAND 로, A·B 중 하나만 1일 때도 1을 내므로 이 회로와 다르다(NAND 는 PMOS 병렬·NMOS 직렬 구성이다).
  • Y=A+BY=A+B 보기는 OR 로, 출력이 이 회로와 정반대다.
  • Y=A⋅BY=A\cdot B 보기는 AND 로, A=B=0 에서 0을 내므로 이 회로와 다르다.
문제 54
전가산기를 반가산기 몇 개와 어떤 논리게이트 몇 개로 구성하는 것이 가장 적당한가?
1반가산기 2개, AND 게이트 1개
2반가산기 2개, OR 게이트 2개
3반가산기 3개, OR 게이트 1개
4반가산기 2개, OR 게이트 1개
문제 55
부궤환 증폭기에 대한 설명 중 옳은 것은?
1이득만 감소되고 기타 특성에는 변화가 없다.
2이득이 커지고, 잡음, 왜율, 대역폭 특성이 개선된다.
3이득이 감소되는 반면 잡음, 왜율, 대역폭은 증가된다.
4이득, 잡음, 왜율은 감소되는 반면 대역폭이 넓어진다.
정답 및 해설

부궤환을 걸면 이득은 감소하는 대신 잡음과 왜율이 줄고 대역폭은 넓어진다.

궤환 후 이득 Af=A1+AβA_f = \dfrac{A}{1 + A\beta} 로 궤환량 1+Aβ1 + A\beta 만큼 줄어들고, 그 대가로 증폭기 내부에서 생기는 잡음과 비선형 왜곡이 억제되며 대역폭이 넓어진다.

  • 이득만 감소하고 다른 특성은 변화가 없다는 보기는 왜율과 대역폭이 달라지므로 틀리다.
  • 이득이 커진다는 보기는 부궤환이 이득을 줄이므로 틀리다.
  • 이득이 감소하면서 잡음과 왜율이 증가한다는 보기는 부궤환에서 잡음과 왜율이 감소하므로 틀리다.
문제 56
아래는 7 세그면트 LED 디스플레이의 진리표이다. a~g의 세그먼트 중에서 d세그먼트를 동작시키기 위한 출력 Yd의 논리회로의 식은? (단, 1010 ~ 1111은 don't care 조건이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

진리표의 숫자 모양대로 d 세그먼트(맨 아래 가로획)의 점등을 따지면, 모든 숫자에서 맞는 식은 Yd=B‾ D‾+CD‾+A‾ B‾C+BC‾DY_d=\overline{B}\,\overline{D}+C\overline{D}+\overline{A}\,\overline{B}C+B\overline{C}D이다.

그림의 숫자 모양에서 아래 가로획이 있는 것은 0·2·3·5·6·8이고, 1·4·7과 아래 획 없이 그린 9에는 없다. 즉 d=1 이 되는 입력(ABCD)은 0000·0010·0011·0101·0110·1000 이며 1010~1111 은 don't care 다.

이 식을 대입하면 0000·0010·1000 은 B‾ D‾\overline{B}\,\overline{D}, 0110 은 CD‾C\overline{D}, 0011 은 A‾ B‾C\overline{A}\,\overline{B}C, 0101 은 BC‾DB\overline{C}D 항으로 1이 되고, 0001·0100·0111·1001 에서는 네 항이 모두 0이라 진리표와 전부 일치한다.

  • B‾ D‾+A‾ B‾C+BC‾D\overline{B}\,\overline{D}+\overline{A}\,\overline{B}C+B\overline{C}D 보기는 숫자 6(0110)에서 0을 내므로 6의 아래 획이 켜지지 않는다.
  • B‾ D‾+C‾ D‾+BC‾D\overline{B}\,\overline{D}+\overline{C}\,\overline{D}+B\overline{C}D 보기는 숫자 3(0011)에서 0, 숫자 4(0100)에서 1을 내므로 진리표와 다르다.
  • B‾ D‾+C‾ D‾+A‾ B‾C+BC‾D\overline{B}\,\overline{D}+\overline{C}\,\overline{D}+\overline{A}\,\overline{B}C+B\overline{C}D 보기는 숫자 4(0100)에서 1, 숫자 6(0110)에서 0을 내므로 진리표와 다르다.
문제 57
트랜지스터 회로가 선형영역에서 동작할 때의 관계식으로 틀린 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

틀린 관계식은 IB=VBBRBI_B=\dfrac{V_{BB}}{R_B}로, 베이스–이미터 사이의 순방향 전압 VBEV_{BE}를 빠뜨렸다.

그림은 이미터가 접지된 회로로, 입력 루프는 VBBV_{BB}–RBR_B–베이스–이미터–접지, 출력 루프는 VCCV_{CC}–RCR_C–컬렉터–이미터–접지이다. 입력 루프에 키르히호프 전압 법칙을 쓰면
VBB=IBRB+VBEV_{BB}=I_BR_B+V_{BE}
IB=VBB−VBERBI_B=\dfrac{V_{BB}-V_{BE}}{R_B}

활성(선형) 영역에서는 컬렉터 전류가 베이스 전류에 비례하고, 출력 루프에서 이미터가 접지이므로 컬렉터 전압과 컬렉터–이미터 전압이 같다.

  • IC=βDCIBI_C=\beta_{DC}I_B 보기는 활성 영역의 직류 전류 이득 정의 그대로라 옳다.
  • VC=VCC−RCICV_C=V_{CC}-R_CI_C 보기는 출력 루프에서 RCR_C 전압 강하를 뺀 컬렉터 전위라 옳다.
  • VCE=VCC−RCICV_{CE}=V_{CC}-R_CI_C 보기는 이미터가 접지(0V)여서 컬렉터 전위와 같으므로 옳다.
문제 58
B급 푸시풀(push-pull) 증폭기의 직류 공급 전력은? (단, VCC는 공급 전압, Im은 최대 컬렉터 전류이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

B급 푸시풀 증폭기의 직류 공급 전력은 Pdc=2ImVCCπP_{dc}=\dfrac{2I_mV_{CC}}{\pi}이다.

각 트랜지스터는 반주기씩만 도통해 최댓값 ImI_m인 반파 정현 전류를 흘리고, 두 트랜지스터가 번갈아 전원에서 전류를 끌어오므로 전원 전류는 전파 정류 파형이 된다. 그 평균값은
Idc=1π∫0πImsin⁡θ dθ=2ImπI_{dc}=\dfrac{1}{\pi}\int_0^{\pi}I_m\sin\theta\,d\theta=\dfrac{2I_m}{\pi}
Pdc=VCCIdc=2ImVCCπP_{dc}=V_{CC}I_{dc}=\dfrac{2I_mV_{CC}}{\pi}

  • Im⋅VCCπI_m\cdot\dfrac{V_{CC}}{\pi} 보기는 계산값과 다르다.
  • Im⋅VCCI_m\cdot V_{CC} 보기는 계산값과 다르다.
  • 2⋅Im⋅VCC2\cdot I_m\cdot V_{CC} 보기는 계산값과 다르다.
문제 59
어떤 차동증폭기의 차동이득은 1000이며, 동상이득은 0.1일 때, 동상신호 제거비 CMRR은 몇 dB인가?
110,000
21000
380
460
정답 및 해설

동상신호 제거비는 차동이득과 동상이득의 비를 dB 로 바꾼 80 dB 이다.

CMRR=AdAc=10000.1=104CMRR = \dfrac{A_d}{A_c} = \dfrac{1000}{0.1} = 10^{4}
20log⁡10104=80 dB20\log_{10}10^{4} = 80\ \mathrm{dB}

  • 10,000 은 dB 로 환산하기 전의 두 이득의 비이다.
  • 1000 은 차동이득 값 그대로이며 dB 로 환산한 CMRR 이 아니다.
  • 60 dB 은 계산값 80 dB 와 다르다(전압비 1000 에 해당하는 값이다).
문제 60
다음 회로의 입출력 특성곡선으로 적절한 것은? (단, R = 10Ω, 다이오드는 이상적인 소자이며, slope은 절댓값이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

입출력 특성은 v 가 양일 때만 기울기 110\dfrac{1}{10}로 전류가 흐르고, v 가 음이면 i=0 인 그래프다.

그림에서 전류 i 는 + 단자로 들어와 R 을 거쳐 다이오드 D 를 위(애노드)에서 아래(캐소드) 방향으로 지나 − 단자로 나간다. 따라서 v 가 양이면 다이오드가 순방향으로 도통(이상 소자라 전압 강하 0)하고, v 가 음이면 차단된다.
v>0: i=vR=v10v\gt 0:\ i=\dfrac{v}{R}=\dfrac{v}{10}
v<0: i=0v\lt 0:\ i=0

  • 제1사분면에 기울기 10 직선이 있는 그래프는 기울기가 RR의 역수가 아니라 RR 값이라 계산값과 다르다.
  • 제2사분면에 기울기 10 직선이 있는 그래프는 음의 전압에서 도통하는 것으로 그려 다이오드 방향과 반대이며 기울기도 계산값과 다르다.
  • 제2사분면에 기울기 1/10 직선이 있는 그래프는 음의 전압에서 도통하는 것으로 그려 다이오드 방향과 반대다.
문제 61
접합형 트랜지스터에서 스위칭 작업에 필요한 동작영역은?
1포화 영역, 활성 영역
2활성 영역, 차단 영역
3포화 영역, 차단 영역
4활성 영역, 역활성 영역
정답 및 해설

접합형 트랜지스터를 스위치로 쓸 때는 포화 영역(ON)과 차단 영역(OFF) 을 사용한다.

차단 영역에서는 두 접합이 역바이어스되어 전류가 거의 흐르지 않아 열린 스위치와 같고, 포화 영역에서는 컬렉터-이미터 전압이 매우 작아 닫힌 스위치와 같다.

  • 포화 영역과 활성 영역을 짝지은 보기는 활성 영역이 증폭 동작 영역이라 OFF 상태를 만드는 차단 영역이 빠져 있어 틀리다.
  • 활성 영역과 차단 영역을 짝지은 보기는 활성 영역이 증폭 동작 영역이라 ON 상태를 만드는 포화 영역이 빠져 있어 틀리다.
  • 활성 영역과 역활성 영역을 짝지은 보기는 두 영역 모두 한쪽 접합만 순바이어스된 상태라 완전한 ON, OFF 가 아니므로 틀리다.
문제 62
다음 중 에너지밴드에 속하지 않는 것은?
1전도대
2금지대
3가전자대
4전기대
문제 63
진성 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은?
1반도체의 저항 온도계수는 양(+)이다.
2운반체(carrier)의 밀도는 온도가 상승하면 증가한다.
3Fermi 준위는 어떤 온도와 관계없이 금지대의 중앙에 위치한다.
4전자의 농도와 정공의 농도는 같다.
문제 64
물질에서 직접적으로 전자가 방출될 수 있는 조건이 아닌 것은?
1열을 가한다.
2빛을 가한다.
3전계를 가한다.
4압축을 한다.
문제 65
열전자 방출을 할 때 전계에 의해서 일함수가 적어져서 열전자 방출이 쉬워지는 현상을 무엇이라 하는가?
1Schottk 효과
2Zeemann 효과
3Seebeck 효과
4Hall 효과
문제 66
터널 효과의 가능성을 나타내는 원리는 어느 것인가?
1제벡 효과
2상대성 원리
3드브로이 방정식
4슈뢰딩거의 파동방정식
정답 및 해설

터널 효과의 가능성은 슈뢰딩거의 파동방정식으로 설명된다.

입자 에너지가 장벽 높이보다 낮아도 장벽 속 파동함수는 지수적으로 감쇠할 뿐 0 이 되지 않아, 반대편에서 존재 확률(투과 확률)이 생긴다.

  • 제벡 효과는 온도차로 기전력이 생기는 열전 현상이다.
  • 상대성 원리는 서로 등속 운동하는 관성계에서 물리 법칙이 같다는 원리로 장벽 투과와 관련이 없다.
  • 드브로이 방정식은 입자의 파장을 운동량과 연결하는 관계로 파동성을 나타낼 뿐이며, 장벽 내부 파동함수와 투과 확률은 슈뢰딩거 방정식을 풀어야 얻는다.
문제 67
어느 열음극의 일함수(work functuon)의 값이 1/2로 되면 열전자 전류밀도는 어떻게 되는가?
1 배
2 배
3 배
4 배
정답 및 해설

열전자 전류밀도는 Richardson-Dushman 방정식으로 나타나며, J=AT2e−ϕ/(kBT)J = A T^2 e^{-\phi/(k_B T)}의 형태이다. 여기서 ϕ\phi는 일함수이다.

일함수가 ϕ\phi에서 ϕ/2\phi/2로 변할 때, 지수항의 변화를 보면
e−ϕ/(2kBT)=(e−ϕ/(kBT))1/2e^{-\phi/(2k_B T)} = (e^{-\phi/(k_B T)})^{1/2}
이다. 온도 TT가 일정하면 전류밀도의 비는
Jnew/Jold=e−ϕ/(2kBT)/e−ϕ/(kBT)=eϕ/(2kBT)J_{\text{new}}/J_{\text{old}} = e^{-\phi/(2k_B T)} / e^{-\phi/(k_B T)} = e^{\phi/(2k_B T)}
이다.

이는 원래 지수항의 제곱근에 역수를 취한 형태로, 원래 전류밀도에 eϕ/(2kBT)e^{\phi/(2k_B T)}를 곱한 값이 된다.

문제 68
순방향 바이어스전압이 PN접합 다이오드 양단에 인가될 때 공핍층 가까이에서 소수캐리어의 농도의 변화는 어떻게 되는가?
1P형 영역과 N형 영역에서 동시에 증가한다.
2P형 영역과 N형 영역에서 동시에 감소한다.
3P형 영역에서 증가하고, N형 영역에서 감소한다.
4N형 영역에서 증가하고, P형 영역에서 감소한다.
정답 및 해설

순방향 바이어스에서는 공핍층 가까이의 소수캐리어 농도가 P형과 N형 양쪽에서 모두 증가한다.

순방향 전압이 장벽을 낮추면 P형의 정공과 N형의 전자가 접합을 넘어 반대 영역으로 주입되며, 주입된 캐리어가 그 영역의 소수캐리어가 된다.

  • 두 영역에서 동시에 감소한다는 보기는 순방향에서는 주입으로 소수캐리어가 늘어나므로 틀리다.
  • P형에서 증가하고 N형에서 감소한다는 보기는 N형에서도 정공이 주입되어 늘어나므로 틀리다.
  • N형에서 증가하고 P형에서 감소한다는 보기는 P형에서도 전자가 주입되어 늘어나므로 틀리다.
문제 69
터널 다이오드(tunnel diode)의 설명 중 틀린 것은?
1부성 저항 특성을 나타낸다.
2마이크로파 발진용으로 사용된다.
3공간 전하층이 일반 다이오드 보다 넓다.
4역바이어스 상태에서 전도성이 양호하다.
정답 및 해설

터널 다이오드의 공간전하층은 일반 다이오드보다 넓지 않고 매우 좁다.

불순물을 아주 높게 도핑하므로 공핍층 폭이 극히 얇아져 전자가 장벽을 터널링한다. 나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 부성 저항 특성을 나타낸다는 서술은 순방향 일정 구간에서 전압이 늘어도 전류가 줄어드는 터널 다이오드의 특징이라 옳다.
  • 마이크로파 발진용으로 사용된다는 서술은 부성 저항을 이용해 높은 주파수에서 발진시키는 용도라 옳다.
  • 역바이어스 상태에서 전도성이 양호하다는 서술은 역방향에서는 P측 가전자대 전자가 얇은 장벽을 지나 N측 전도대로 터널링해 전류가 잘 흐르므로 옳다.
문제 70
트랜지스터 제조시 컬렉터 내부용량과 베이스 저항을 작게 하는 이유로 가장 적절한 것은?
1순방향 특성을 개선하기 위하여
2고주파 특성을 개선하기 위하여
3역방향 내전압을 증가시키기 위하여
4구조를 간단히 하고 소형화시키기 위하여
문제 71
광도전 반도체 소자는?
1터널(tunnel) 다이오드
2버렉터(varactor) 다이오드
3서미스터(thermistor)
4CdS 셀
정답 및 해설

빛을 받으면 저항이 변하는 광도전 소자는 CdS 셀 이다.

빛이 입사하면 전자와 정공 쌍이 생겨 전도도가 늘고 저항이 줄어드는 광도전 효과를 이용한다.

  • 터널 다이오드는 고농도 접합의 터널링으로 부성 저항을 나타내는 소자이다.
  • 버랙터 다이오드는 역바이어스 전압으로 접합 용량을 바꾸는 소자이다.
  • 서미스터는 온도에 따라 저항이 크게 변하는 소자이다.
문제 72
다음 중 플라즈마(Plasma)와 같은 기체 상태의 경우 적용될 수 있는 분포식은?
1Einstein의 관계식
2Schrödinger 방정식
3Maxwell-Boltzmann 방정식
41차원의 Poisson 방정식
문제 73
5600Å의 파장을 가진빛이 광전면에 투사되어 방출된 광전자의 최대 에너지가 0.68eV 이라고 하면 광전면의 일함수는 약 얼마인가? (단, 플랑크 상수 = 6.6×10-34 [J·S], 광속도 = 3×108m/s, e = 1.6×10-19 [C])
11.5V
22.6V
33.6V
44.0V
정답 및 해설

광전면의 일함수는 약 1.5V이다.

광전 효과에서 광자 에너지는 일함수와 광전자 최대 운동 에너지의 합이다. 파장 5600 A˚=5.6×10−7 m5600\,\mathrm{\AA}=5.6\times10^{-7}\,\mathrm{m} 이다.
E=hcλ=6.6×10−34×3×1085.6×10−7≈3.54×10−19 JE=\dfrac{hc}{\lambda}=\dfrac{6.6\times10^{-34}\times3\times10^{8}}{5.6\times10^{-7}}\approx3.54\times10^{-19}\,\mathrm{J}
E≈3.54×10−191.6×10−19≈2.21 eVE\approx\dfrac{3.54\times10^{-19}}{1.6\times10^{-19}}\approx2.21\,\mathrm{eV}
ϕ=E−Ek=2.21−0.68≈1.53 eV\phi=E-E_{k}=2.21-0.68\approx1.53\,\mathrm{eV}

계산값을 유효 두 자리로 반올림하면 1.5 V1.5\,\mathrm{V}이고, 나머지 값은 계산값과 다르다.

문제 74
학산 정수 D, 이동도 μ, 절대온도 T 간의 관계식으로 옳은 것은? (단, k는 볼츠만의 상수이고, e는 캐리어의 전하이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

옳은 관계식은 아인슈타인 관계 Dμ=kTe\dfrac{D}{\mu}=\dfrac{kT}{e}이다.

열평형에서 확산 전류와 드리프트 전류가 상쇄되는 조건으로부터 확산 정수와 이동도의 비는 열전압 VT=kTeV_T=\dfrac{kT}{e}와 같아진다. 단위로도 DD는 m2/s\mathrm{m^2/s}, μ\mu는 m2/(V⋅s)\mathrm{m^2/(V\cdot s)}이므로 비는 전압(V) 차원이어야 한다.

  • Dμ=kT\dfrac{D}{\mu}=kT 보기는 우변이 에너지(J) 차원이라 전압 차원인 좌변과 맞지 않는다.
  • μD=kT\dfrac{\mu}{D}=kT 보기는 비의 방향이 뒤집혔고 우변도 에너지 차원이라 틀리다.
  • μD=kTe\dfrac{\mu}{D}=\dfrac{kT}{e} 보기는 좌변이 전압의 역수 차원이 되어 우변과 맞지 않는다.
문제 75
균등전계 내 전자의 운동에 관한 설명 중 틀린 것은?
1전자는 전계와 반대 방향의 일정한 힘을 받는다.
2전자의 운동 속도는 인가된 전위차 V의 제곱근에 반비례한다.
3전계 E에 의한 전자의 운동 에너지는 1/2 mv2[J]이다.
4전위차 V에 의한 가속전자의 운동 에너지는 eV[J]이다.
정답 및 해설

균등전계 내 전자의 운동에서 틀린 설명은 속도가 전위차의 제곱근에 반비례한다는 것이다.

전위차 VV로 가속된 전자는 eV=12mv2eV=\dfrac{1}{2}mv^{2} 이므로 v=2eVmv=\sqrt{\dfrac{2eV}{m}} 이고, 속도는 전위차의 제곱근에 비례한다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 전자가 전계와 반대 방향의 일정한 힘을 받는다는 설명은 옳다. 전자는 음전하라 힘이 F=−eEF=-eE 이고 균등전계에서는 크기가 일정하다.
  • 전계에 의한 전자의 운동 에너지가 12mv2\dfrac{1}{2}mv^{2} 이라는 설명은 옳다. 이는 질량 mm, 속도 vv인 입자의 운동 에너지 정의이다.
  • 전위차에 의한 가속전자의 운동 에너지가 eVeV 라는 설명은 옳다. 전계가 전자에 한 일이 eVeV 이고 이것이 운동 에너지로 바뀐다.
문제 76
어떤 도체의 단면을 1A의 전류가 흐를 때 이 단면을 0.1초 동안에 통과하는 전자 수는? (단, 전자의 전하량 Q = 1.6×10-19[C]이다.)
16.25×1017 개
26.25×1019 개
36.25×1021 개
46.25×1023 개
정답 및 해설

통과하는 전자 수는 6.25×10176.25\times10^{17} 개이다.

통과한 전하량은 전류와 시간의 곱이고, 전자 수는 이를 전자 한 개의 전하량으로 나눈 값이다.
Q=It=1×0.1=0.1 CQ=It=1\times0.1=0.1\,\mathrm{C}
N=Qe=0.11.6×10−19=6.25×1017N=\dfrac{Q}{e}=\dfrac{0.1}{1.6\times10^{-19}}=6.25\times10^{17}

  • 6.25×10196.25\times10^{19} 개는 계산값과 다르다.
  • 6.25×10216.25\times10^{21} 개는 계산값과 다르다.
  • 6.25×10236.25\times10^{23} 개는 계산값과 다르다.
문제 77
P채널 전계효과 트랜지스터(FET)에 흐르는 전류는 주로 어느 현상에 의한 것인가?
1전자의 확산 현상
2정공의 확산 현상
3전자의 드리프트 현상
4정공의 드리프트 현상
정답 및 해설

P채널 FET의 전류는 주로 정공의 드리프트 현상에 의한 것이다.

P채널 FET의 채널은 P형 반도체라 다수 캐리어가 정공이고, 드레인-소스 사이 전계가 정공을 이동시키므로 전류는 전계에 의한 드리프트 전류이다.

  • 전자의 확산 현상은 주된 전류가 아니다. 채널의 캐리어가 전자가 아니라 정공이며 전류도 전계에 의한 이동이 지배한다.
  • 정공의 확산 현상은 주된 전류가 아니다. 정공이 캐리어이긴 하지만 FET 채널 전류는 농도 구배가 아니라 인가 전계에 의한 이동이다.
  • 전자의 드리프트 현상은 P채널 FET의 전류가 아니다. 전자가 다수 캐리어인 것은 N채널 FET이다.
문제 78
Fermi-Dirac 분포함수 f(E)에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, Ef는 페르미준위이다.)
1T = 0 K 일 때 E>Ef 이면 f(E) = 0 이다.
2T = 0 K 일 때 E<Ef 이면 f(E) = 1 이다.
3절대온도에 따라 전자가 채워질 확률은 일정하다.
4T = 0 K Ef 보다 낮은 에너지준위는 전부 전자로 채워져 있으며, Ef 이상의 에너지준위는 전부 비어 있다.
문제 79
바리스터의 동작원리에 관한 설명 중 옳은 것은?
1걸린 전압이 높을수록 저항이 커져서 전류의 크기를 제한할 수 있다.
2걸린 전압이 높아지면 절연파괴가 일어나 단락(short)이 된다.
3걸린 전압에 따라 정전용량이 달라져서 충격전류를 흡수한다.
4걸린 전압이 높을수록 저항이 작아져서 과잉전를 흡수한다.
문제 80
홀(hall) 효과와 가장 관계가 깊은 것은?
1자장계
2고저항 측정기
3전류계
4분압계
문제 81
서브루핀을 호출하는 “CALL” 명령어가 실행되는 동안에 수행되는 동작이 아닌 것은?
1스택포인터 내용을 감소시킨다.
2복귀할 주소를 스택에 저장한다.
3호출할 주소를 PC에 적재한다.
4호출할 주소를 스택으로부터 인출한다.
문제 82
시프트레지스터에 대한 설명 중 틀린 것은?
1시프트레지스터의 가능한 입축력 방식에는 직렬입력-직렬출력, 직렬입력-병렬출력, 병렬입력-직렬출력, 병렬입력-병렬출력이 있다.
2n비트 시프트레지스터는 n개의 플립플롭과 시프트 동작을 제어하는 게이트로 구성되어 있다.
3레지스터는 왼쪽 시프트, 오른쪽 시프트 중에 하나일 수 있고, 둘을 겸할 수도 있다.
4시프트레지스터를 왼쪽으로 한 번 시프트하면 2로 나눈 결과가 되고 오른쪽으로 한 번 시프트하면 2로 곱한 결과가 된다.
정답 및 해설

시프트레지스터에 대한 틀린 설명은 왼쪽 시프트가 나누기, 오른쪽 시프트가 곱하기라는 서술이다.

이진수를 왼쪽으로 한 비트 시프트하면 각 자리의 가중치가 두 배가 되어 2를 곱한 결과, 오른쪽으로 시프트하면 2로 나눈 결과가 된다. 서술은 방향이 반대로 되어 있다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 입출력 방식이 직렬입력-직렬출력, 직렬입력-병렬출력, 병렬입력-직렬출력, 병렬입력-병렬출력으로 나뉜다는 설명은 옳다.
  • n비트 시프트레지스터가 n개의 플립플롭과 시프트 동작을 제어하는 게이트로 구성된다는 설명은 옳다.
  • 왼쪽 시프트 또는 오른쪽 시프트 중 하나이거나 둘을 겸할 수 있다는 설명은 옳다. 양방향 시프트레지스터가 후자에 해당한다.
문제 83
어셈블리어 프로그램을 기계어로 바꾸어 주는 것은?
1어셈블러
2인터프리터
3로더
4컴파일러
정답 및 해설

어셈블리어 프로그램을 기계어로 바꾸어 주는 것은 어셈블러이다.

어셈블러는 니모닉으로 쓴 어셈블리어를 기계어(목적 코드)로 번역하는 번역 프로그램이다.

  • 인터프리터는 소스를 한 줄씩 해석하며 곧바로 실행하는 프로그램이라 어셈블리어를 기계어로 번역해 목적 코드를 만드는 일을 하지 않는다.
  • 로더는 실행 가능한 프로그램을 주기억장치에 적재하는 프로그램이라 번역 기능이 없다.
  • 컴파일러는 고급 언어로 쓴 프로그램을 번역하는 프로그램이다. 어셈블리어는 저급 언어라 어셈블러의 대상이다.
문제 84
고급 프로그래밍 언어가 기계어가 되기까지의 처리 순서로 적절한 것은?
1컴파일러 → 어셈블러 → 로더 → 링커
2컴파일러 → 어셈블러 → 링커 → 로더
3어셈블러 → 컴파일러 → 로더 → 링커
4어셈블러 → 컴파일러 → 링커 → 로더
정답 및 해설

고급 언어가 기계어로 실행되기까지의 순서는 컴파일러, 어셈블러, 링커, 로더이다.

고급 언어 소스는 컴파일러가 어셈블리어로 번역하고, 어셈블러가 목적 코드로 만들며, 링커가 여러 목적 코드와 라이브러리를 연결해 실행 파일을 만든다. 마지막으로 로더가 실행 파일을 주기억장치에 적재한다.

  • 컴파일러, 어셈블러, 로더, 링커의 순서는 적절하지 않다. 링커가 만든 실행 파일을 로더가 적재하므로 링커가 로더보다 앞서야 한다.
  • 어셈블러, 컴파일러, 로더, 링커의 순서는 적절하지 않다. 어셈블러는 컴파일러가 만든 어셈블리어를 입력으로 받으므로 컴파일러 뒤에 와야 한다.
  • 어셈블러, 컴파일러, 링커, 로더의 순서는 적절하지 않다. 어셈블러가 고급 언어 소스를 직접 처리하지 못하므로 컴파일러가 먼저 와야 한다.
문제 85
8진수 (375.24)8를 10진수의 표현으로 옳은 것은?
1254.3126
2253.3125
3252.3124
4251.3123
정답 및 해설

8진수 (375.24)8(375.24)_{8} 을 10진수로 바꾸면 253.3125이다.

각 자리에 8의 거듭제곱 가중치를 곱해 더한다.
3×82+7×81+5×80=192+56+5=2533\times8^{2}+7\times8^{1}+5\times8^{0}=192+56+5=253
2×8−1+4×8−2=0.25+0.0625=0.31252\times8^{-1}+4\times8^{-2}=0.25+0.0625=0.3125

따라서 합은 253.3125253.3125 이고, 나머지 값은 계산값과 다르다.

문제 86
다음 중 시스템버스에 속하지 않는 것은?
1제어 버스
2주소 버스
3데이터 버스
4I/O 버스
정답 및 해설

시스템버스에 속하지 않는 것은 I/O 버스이다.

시스템버스는 CPU, 기억장치, 입출력 장치 사이에서 정보를 나르는 공통 통로로 제어 버스·주소 버스·데이터 버스 세 가지로 구성된다. I/O 버스는 이 세 버스의 하나가 아니다.

  • 제어 버스는 읽기·쓰기 같은 제어 신호를 전달하는 시스템버스의 구성 요소이다.
  • 주소 버스는 접근할 기억장치나 입출력 위치의 주소를 전달하는 시스템버스의 구성 요소이다.
  • 데이터 버스는 데이터를 주고받는 시스템버스의 구성 요소이다.
문제 87
서브루틴의 리턴(복귀) 어드레스를 저장하기 위해 사용되는 자료 구조는?
1STACK
2QUEUE
3Linked List
4Tree 구조
문제 88
interrupt 중에서 타이머, 정전 등의 외부 신호에 의하여 발생되는 것은?
1I/O interrupt
2program interrupt
3external interrupt
4supervisor call interrupt
문제 89
홀수 패리티 발생기에 대한 식으로 옳은 것은? (단, 입력은 x, y, z 이다.)
1(x ⊙ y) ⊙ z
2(x ⊕ y) ⊕ z
3(x + y) · z
4(x ⊕ y) ⊙ z
정답 및 해설

세 입력의 홀수 패리티 발생기는 (x⊕y)⊙z(x\oplus y)\odot z 로 나타낸다.

입력 1의 개수가 홀수이면 x⊕y⊕z=1x\oplus y\oplus z=1 이므로, 짝수 패리티 비트는 이 값이고 홀수 패리티 비트는 이를 반전한 값이다. A⊙B=A⊕B‾A\odot B=\overline{A\oplus B} 이므로 (x⊕y)⊙z=x⊕y⊕z‾(x\oplus y)\odot z=\overline{x\oplus y\oplus z} 가 홀수 패리티 비트이다.

  • (x⊙y)⊙z(x\odot y)\odot z 는 x⊕y‾⊕z‾=x⊕y⊕z\overline{\overline{x\oplus y}\oplus z}=x\oplus y\oplus z 로 짝수 패리티 발생기이다.
  • (x⊕y)⊕z(x\oplus y)\oplus z 는 짝수 패리티 발생기이다.
  • (x+y)⋅z(x+y)\cdot z 는 패리티와 무관한 논리식이다. 입력이 모두 1이면 값이 1이지만 홀수 패리티 비트는 0이어야 한다.
문제 90
다음 프로그램을 수행했을 때 그의 결과는 무엇인가?
1x=0, y=1, z=3
2x=0, y=2, z=2
3x=0, y=2, z=3
4x=1, y=2, z=3
정답 및 해설

출력은 x=0, y=2, z=3 이다.

그림의 코드는 x=1, y=1, z=0 으로 초기화한 뒤 z=x-- + ++y 를 수행한다. 후위 감소 x-- 는 식에 현재 값 1을 쓴 뒤 x 를 0으로 줄이고, 전위 증가 ++y 는 y 를 먼저 2로 올린 뒤 그 값을 쓴다. 따라서 z=1+2=3 이다.

printf 시점에는 x=0, y=2, z=3 이 출력된다.

  • x=0, y=1, z=3 보기는 y 값이 계산값과 다르다.
  • x=0, y=2, z=2 보기는 z 값이 계산값과 다르다.
  • x=1, y=2, z=3 보기는 x 값이 계산값과 다르다.
문제 91
분기 명령어 길이가 3바이트 명령어이고 상대주소모드인 경우 분기명령어가 저장되어 있는 기억장치 위치의 주소가 256AH이고, 명령어에 지정된 변위값이 –75H인 경우 분기되는 주소의 위치는?
124F2H 번지
224F5H 번지
324F8H 번지
4256DH 번지
정답 및 해설

분기되는 주소는 24F8H 번지이다.

상대주소 모드에서는 명령어를 인출한 뒤 증가한 PC에 변위를 더한다. 3바이트 명령어이므로 PC는 256AH+3=256DH256\mathrm{AH}+3=256\mathrm{DH} 가 된다.
256DH−75H=24F8H256\mathrm{DH}-75\mathrm{H}=24\mathrm{F8H}

  • 24F2H 번지는 계산값과 다르다.
  • 24F5H 번지는 명령어 자신의 주소에서 변위만 뺀 값이다. 명령어 길이만큼 증가한 PC가 기준이므로 계산값과 다르다.
  • 256DH 번지는 증가한 PC 값 그대로이다. 변위를 반영하지 않았으므로 계산값과 다르다.
문제 92
다음 중 에러를 찾아서 교정을 할 수 있는 코드는?
1hamming code
2ring counter code
3gray code
48421 code
문제 93
중앙처리장치(CPU)의 3대 구성요소가 아닌 것은?
1제어장치
2연산장치
3입력장치
4기억장치
문제 94
RISC(Reduced Instruction Set Computer)와 CISC(Complex Instruction Set Computer)에 대한 설명 중 잘못된 것은?
1RISC는 실행 빈도가 적은 하드웨어를 제거하여 자원 이용률을 높이는 장점이 있다.
2RISC는 프로그램의 길이가 길어지므로 수행속도가 느린 단점이 있다.
3CISC는 고급언어를 이용하여 알고리즘을 쉽게 표현할 수 있는 장점이 있다.
4CISC는 복잡한 명령어군을 제공하므로 컴퓨터 설계 및 구현 시 많은 시간을 필요로 하는 단점이 있다.
문제 95
다음 중 순차 논리 회로에 해당되는 것은?
1부호기
2반가산기
3멀티플렉서
4플립플롭
정답 및 해설

순차 논리 회로에 해당하는 것은 플립플롭이다.

순차 논리 회로는 출력이 현재 입력뿐 아니라 이전 상태에도 의존하는 회로이고, 플립플롭은 1비트를 기억하는 기억 소자라 이에 해당한다. 조합 논리 회로는 출력이 현재 입력만으로 정해진다.

  • 부호기는 현재 입력 조합만으로 출력 코드가 정해지는 조합 논리 회로이다.
  • 반가산기는 두 입력의 합과 올림수를 현재 입력만으로 내는 조합 논리 회로이다.
  • 멀티플렉서는 선택 신호에 따라 현재 입력 중 하나를 출력하는 조합 논리 회로이다.
문제 96
주기억장치에서 캐시 메모리로 데이터를 전송하는 매핑 방법이 아닌 것은?
1어소시어티브 매핑(Associative Mapping)
2직접 매핑(Direct Mapping)
3간접 매핑(Idirect Mapping)
4세트-어소시어티브 매핑(Set-Associative Mapping)
문제 97
다음의 C 프로그램을 무엇을 입력한 것인가?
1실수입력
2정수입력
3문자열입력
4문자입력
정답 및 해설

이 프로그램은 실수 입력을 받는다.

그림의 코드는 변수 a, b 를 float 형으로 선언하고 scanf 의 형식 지정자 %f 두 개로 두 값을 읽어 &a, &b 에 저장한다. %f 는 부동소수점(실수) 값을 읽는 변환 지정자다.

  • 정수입력 보기는 정수를 읽을 때 int 변수와 %d 를 쓰므로 이 코드와 다르다.
  • 문자열입력 보기는 문자 배열과 %s 를 쓰므로 이 코드와 다르다.
  • 문자입력 보기는 char 변수와 %c 를 쓰므로 이 코드와 다르다.
문제 98
16개의 레지스터를 가진 CPU는 몇 비트의 레지스터 지정 필드를 가져야 하는가?
11
24
38
416
정답 및 해설

16개의 레지스터를 지정하려면 4비트의 레지스터 지정 필드가 필요하다.

n비트로 구분할 수 있는 레지스터 수는 2n2^{n} 개이다. 2n=162^{n}=16 에서 n=log⁡216=4n=\log_{2}16=4 이다.

  • 1비트로는 21=22^{1}=2 개만 구분할 수 있어 부족하다.
  • 8비트는 28=2562^{8}=256 개를 구분할 수 있어 필요한 비트 수보다 크다.
  • 16비트는 2162^{16} 개를 구분할 수 있어 필요한 비트 수보다 훨씬 크다.
문제 99
우선순위에 의한 중재 방식 중 중재 동작이 끝날 때마다 모든 마스터들의 우선순위가 한단계씩 낮아지고 가장 낮았던 마스터가 최상위 우선순위를 가지는 방식은?
1임의 우선순위
2동등 우선순위
3회전 우선순위
4최소-최근사용 우선순위
문제 100
다음 중 RAM에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
1DRAM은 대용량 구성이 가능하고 가격도 SRAM과 비교하여 낮기 때문에 보조기억장치로 사용된다.
2SRAM은 메모리 리프레시(Refresh) 동작이 필요하지 않다.
3SRAM은 DRAM과 비교하여 동작속도가 빠르다.
4DDRAM, SDRAM은 DRAM의 한 종류이다.
전자기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
19년 2회차
총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
평행판 콘덴서의 판 사이가 진공으로 되어 정전 용량이 C0인 콘덴서가 있다. 이 콘덴서에 유전체를 삽입하여 정전 용량 C를 얻었다. 다음 중 틀린 것은?
1유전체를 삽입한 콘덴서의 정전 용량 C는 진공인 때의 정전 용량 C0보다 커진다.
2삽입된 유전체 내의 전계는 판 사이가 진공인 경우의 전계보다 강해진다.
3두 정전 용량의 비(C/C0)는 유전체 종류에 따라 정해지는 상수이며 비유전율이라 부른다.
4유전체의 분극의 세기 P는 분극에 의하여 발생된 전하 밀도와 같다.
정답 및 해설

평행판 콘덴서에 유전체를 넣었을 때 틀린 것은 유전체 내 전계가 진공일 때보다 강해진다는 보기이다.

분극으로 생긴 분극전하가 판 전하의 전계를 일부 상쇄하므로 유전체 내 전계는 약해지거나(전하 일정) 같다(전압 일정). 어느 경우에도 강해지지 않는다.

나머지 보기는 옳은 내용이며, 소거 근거는 다음과 같다.

  • 정전 용량 C 가 진공일 때의 C0C_0 보다 커진다는 보기는 C=εrC0C=\varepsilon_r C_0 이고 εr\varepsilon_r 가 1보다 크므로 옳은 내용이다.
  • 용량의 비 C/C0C/C_0 가 유전체 종류로 정해지는 비유전율이라는 보기는 C/C0=εrC/C_0=\varepsilon_r 이므로 옳은 내용이다.
  • 분극의 세기 P 가 분극에 의해 발생된 전하 밀도와 같다는 보기는 분극의 세기가 표면 분극전하 밀도와 크기가 같으므로 옳은 내용이다.
문제 2
무한 평면 도체표면에서 수직거리 d(m)만큼 떨어진 곳에 점전하 +Q(C)가 있다. 영상전하(image charge)와 평면도체 간에 작용하는 힘 F(N)는?
1 , 반발력
2 , 흡인력
3 , 반발력
4 , 흡인력
정답 및 해설

영상전하와 평면도체 사이에 작용하는 힘은 크기 Q216πϵ0d2\dfrac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2} 인 흡인력이다.

무한 평면 도체 앞 d 지점의 +Q 는 도체 면 반대쪽 같은 거리 d 지점에 놓인 영상전하 −Q 로 대치된다. 두 전하 사이 거리는 2d 이므로 쿨롱 법칙으로
F=Q⋅Q4πϵ0(2d)2=Q216πϵ0d2F=\dfrac{Q\cdot Q}{4\pi\epsilon_0(2d)^2}=\dfrac{Q^2}{16\pi\epsilon_0 d^2}
부호가 반대인 두 전하이므로 서로 끌어당긴다.

  • Q4πϵ0d2\dfrac{Q}{4\pi\epsilon_0 d^2}, 반발력 보기는 전하 하나가 만드는 전계 꼴이라 힘의 크기가 아니고, 방향도 흡인이 아니어서 틀리다.
  • Q24πϵ0d2\dfrac{Q^2}{4\pi\epsilon_0 d^2}, 흡인력 보기는 두 전하 사이 거리를 2d 가 아닌 d 로 잡은 값이라 계산값과 다르다.
  • Q28πϵ0d2\dfrac{Q^2}{8\pi\epsilon_0 d^2}, 반발력 보기는 크기가 계산값과 다르고, 반대 부호 전하 사이의 힘을 반발력으로 둔 점도 틀리다.
문제 3
유전체의 경계조건에 대한 설명으로 틀린 것은?
1표면전하 밀도란 구속전하의 표면밀도를 말하는 것이다.
2완전 유전체 내에서는 자유전하는 존재하지 않는다.
3경계면에 외부 전하가 있으면, 유전체의 내부와 외부의 전하는 평형되지 않는다.
4특수한 경우를 제외학 경계면에서 표면전하 밀도는 영(zero)이다.
정답 및 해설

표면전하 밀도는 자유전하의 표면밀도를 말하며, 구속전하(polarization bound charge)의 표면밀도가 아니다. 구속전하의 표면밀도는 분극(polarization)의 법선 성분으로 표현되는 별개의 양이다.

  • 완전 유전체 내 자유전하 부재: 완전 유전체 내부에 자유전하가 없다는 정의와 일치한다.
  • 경계면의 외부 전하: 경계면의 외부 전하가 유전체의 자유전하 평형을 깨뜨린다는 원리에 맞다.
  • 경계면 표면전하 밀도 영: 자유전하가 없는 경계면에서 표면전하 밀도가 0이 되는 일반적 경우를 올바르게 설명한다.
문제 4
전류에 의한 자계의 방향을 결정해 주는 것은?
1플레밍의 오른손 법칙
2암페어의 오른나사 법칙
3비오 사바르의 법칙
4렌츠의 법칙
정답 및 해설

전류가 흐르는 방향으로 오른나사를 돌려 나아가게 할 때 나사가 회전하는 방향이 자계의 방향이라는 것이 암페어의 오른나사 법칙이다. 플레밍의 오른손 법칙은 유도기전력의 방향, 비오-사바르 법칙은 전류 요소가 만드는 자계의 크기, 렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향(자속 변화를 방해하는 방향)을 정한다.

문제 5
0.2 Wb/m2의 평등자재 속에 자계와 직각방향으로 놓인 길이 30cm인 도선을 자계와 30도의 방향으로 30m/s의 속도로 이동시킬 때, 도체 양단에 유기되는 기전력은 몇 V 인가?
10.3
20.6
30.9
41.2
정답 및 해설

운동 기전력 공식에 속도와 자계가 이루는 각의 사인을 곱해 구하며, 값은 0.9 V 이다.

e=Bℓvsin⁡θe = B\ell v\sin\theta
=0.2×0.3×30×sin⁡30∘= 0.2 \times 0.3 \times 30 \times \sin 30^\circ
=0.2×0.3×30×0.5=0.9 V= 0.2 \times 0.3 \times 30 \times 0.5 = 0.9\ \mathrm{V}

  • 0.3 V 는 계산값 0.9 V 와 다르다.
  • 0.6 V 는 계산값 0.9 V 와 다르다.
  • 1.2 V 는 계산값 0.9 V 와 다르다.
문제 6
그림과 같이 두 개의 코일이 직렬로 연결되어 있다. 이 회로에 0.5A에 전류를 흘릴 때 이 합성코일에 축적되는 에너지는 몇 J 인가? (단, L1= 20mH, L2 = 40mH, 결합계수 k = 0.5 이다.)
11.1 × 10-4
22.2 × 10-4
31.1 × 10-2
42.2 × 10-2
문제 7
자기인덕턴스 L의 단위는?
1V
2A
3T
4H
정답 및 해설

자기 인덕턴스의 단위는 헨리(H) 이다.

인덕턴스는 유기 기전력 e=Ldidte = L\dfrac{di}{dt} 으로 정의되므로 전류 변화율에 대한 유기 기전력의 비이며, H=V⋅s/A\mathrm{H} = \mathrm{V\cdot s/A} 이다.

  • V 는 전압(전위차)의 단위이다.
  • A 는 전류의 단위이다.
  • T 는 자속밀도의 단위이다.
문제 8
비유전율 εr = 80, 비투자율 μr = 1인 전자파의 고유임피던스는 약 몇 Ω 인가?
121
242
380
4160
정답 및 해설

전자파의 고유 임피던스는 약 42 Ω 이다.

η=με=120πμrεr\eta = \sqrt{\dfrac{\mu}{\varepsilon}} = 120\pi\sqrt{\dfrac{\mu_r}{\varepsilon_r}}
=377×180≈42 Ω= 377 \times \dfrac{1}{\sqrt{80}} \approx 42\ \mathrm{\Omega}
즉 비유전율의 제곱근에 반비례한다.

  • 21 Ω 은 계산값 약 42 Ω 와 다르다.
  • 80 Ω 은 계산값 약 42 Ω 와 다르다.
  • 160 Ω 은 계산값 약 42 Ω 와 다르다.
문제 9
물(εr=80, μr=1) 속에서 전자파의 속도는 약 몇 m/s인가?
13.35 × 107
22.67 × 108
33.0 × 109
49.0 × 109
정답 및 해설

물속 전자파의 속도는 진공 속도를 비유전율과 비투자율의 곱의 제곱근으로 나눈 값으로, 매우 느려진 3.35×107 m/s3.35 \times 10^{7}\ \mathrm{m/s} 이다.

v=1με=3×108εrμrv = \dfrac{1}{\sqrt{\mu\varepsilon}} = \dfrac{3 \times 10^{8}}{\sqrt{\varepsilon_r \mu_r}}
=3×10880×1≈3.35×107 m/s= \dfrac{3 \times 10^{8}}{\sqrt{80 \times 1}} \approx 3.35 \times 10^{7}\ \mathrm{m/s}

  • 2.67×108 m/s2.67 \times 10^{8}\ \mathrm{m/s} 는 계산값과 다르다.
  • 3.0×109 m/s3.0 \times 10^{9}\ \mathrm{m/s} 는 진공 속도 3×108 m/s3 \times 10^{8}\ \mathrm{m/s} 보다 커서 매질 속 속도로 될 수 없다.
  • 9.0×109 m/s9.0 \times 10^{9}\ \mathrm{m/s} 는 진공 속도 3×108 m/s3 \times 10^{8}\ \mathrm{m/s} 보다 커서 매질 속 속도로 될 수 없다.
문제 10
영구자석에 관한 설명으로 틀린 것은?
1한번 자화된 다음에는 자기를 영구적으로 보존하는 자석이다.
2보자력이 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
3잔류 자속밀도가 클수록 자계가 강한 영구자석이 된다.
4자석 재료로 폐회로를 만들면 강한 영구자석이 된다.
정답 및 해설

영구자석 재료로 폐회로를 만들면 자속이 재료 내부에서만 돌기 때문에 자극이 생기지 않는다. 그래서 외부로 자계가 나오지 않고, 강한 영구자석으로 쓸 수 없다. 좋은 영구자석은 잔류 자속밀도와 보자력이 모두 커야 한다.

문제 11
동심구형 콘덴서의 내외 반지름을 각각 10배로 증가시키면 정전용량은 몇 배로 증가하는가?
15
210
320
4100
정답 및 해설

동심구형 콘덴서의 정전용량은 C=4πϵ0abb−aC = 4\pi\epsilon_0\frac{ab}{b-a} (a: 내반지름, b: 외반지름)로 표현된다.

내외 반지름을 각각 10배로 증가시키면 a' = 10a, b' = 10b이므로
C′=4πϵ010a⋅10b10b−10a=4πϵ0100ab10(b−a)=10⋅4πϵ0abb−a=10CC' = 4\pi\epsilon_0\frac{10a \cdot 10b}{10b-10a} = 4\pi\epsilon_0\frac{100ab}{10(b-a)} = 10 \cdot 4\pi\epsilon_0\frac{ab}{b-a} = 10C
이다.

따라서 정전용량은 10배로 증가한다.

문제 12
반경 a인 구도체에 –Q의 전하를 주고 구도체의 중심 O에서 10a되는 점 P에 10Q의 점전하를 놓았을 때, 직선 OP위의 점 중에서 전위가 0이 되는 지점과 구도체의 중심 O와의 거리는?
1a/5
2a/2
3a
42a
문제 13
정전류가 흐르고 있는 무한 직선도체로부터 수직으로 0.1m만큼 떨어진 점의 자계의 크기가 100AT/m 이면 0.2m 만큼 떨어진 점의 자계의 크기(AT/m)는?
150
240
330
420
정답 및 해설

무한 직선 전류의 자계는 거리에 반비례하므로 0.2 m 지점의 자계는 50 AT/m 이다.

H=I2πr ∝ 1rH = \dfrac{I}{2\pi r}\ \propto\ \dfrac{1}{r}
H2=100×0.10.2=50 AT/mH_2 = 100 \times \dfrac{0.1}{0.2} = 50\ \mathrm{AT/m}

  • 40 AT/m 는 계산값 50 AT/m 와 다르다.
  • 30 AT/m 는 계산값 50 AT/m 와 다르다.
  • 20 AT/m 는 계산값 50 AT/m 와 다르다.
문제 14
다음 중 무한 솔레노이드에 전류가 흐를 때에 대한 설명으로 가장 알맞은 것은?
1내부 자계는 위치에 상관없이 일정하다.
2내부 자계와 외부 자계는 그 값이 같다.
3외부 자계는 솔레노이드 근처에서 멀어질수록 그 값이 작아진다.
4내부 자계의 크기는 0 이다.
정답 및 해설

무한 솔레노이드의 자계 분포는 암페르 법칙으로부터 도출되는데, 내부의 자계는 축에 평행하고 위치에 관계없이 균일하며 그 크기는 B=μ0nIB = \mu_0 n I (n: 단위 길이당 권선 수, I: 전류)로 일정하다. 반면 외부의 자계는 0이다.

  • 내부 자계와 외부 자계의 값이 같다는 설명은 틀렸다.
  • 외부 자계가 멀어질수록 작아진다는 설명은 외부에 자계가 존재하지 않아 거리에 따른 감소를 논할 수 없다.
  • 내부 자계의 크기가 0이라는 설명도 내부 자계가 명확히 존재하므로 오답이다.
문제 15
면적 A(m2), 간격 d(m)인 평행판 콘덴서의 전극판에 비유전율 εr인 유전체를 가득 채웠을 때 전극판 간에 전압 V(V)를 가하면 전극판을 떼어내는데 필요한 힘은 몇 N 인가?
1
2
3
4
정답 및 해설

전극판을 떼어내는 데 필요한 힘은 F=ϵ0ϵrV2A2d2F=\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2d^2} 이다.

극판 사이 전계는 E=VdE=\dfrac{V}{d} 이고, 극판 표면이 받는 정전응력은 단위면적당 f=12ϵ0ϵrE2f=\dfrac{1}{2}\epsilon_0\epsilon_r E^2 이다. 여기에 극판 면적 A 를 곱하면
F=fA=12ϵ0ϵr(Vd)2A=ϵ0ϵrV2A2d2F=fA=\dfrac{1}{2}\epsilon_0\epsilon_r\left(\dfrac{V}{d}\right)^2A=\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2d^2}

  • ϵ0ϵrV2Ad2\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{d^2} 보기는 정전응력의 계수 1/2 이 빠져 계산값의 두 배이다.
  • ϵ0ϵrV2A2πd2\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2\pi d^2} 보기는 평행판 균일 전계에 없는 π 가 분모에 들어가 계산값과 다르다.
  • ϵ0ϵrV2A2d\dfrac{\epsilon_0\epsilon_r V^2A}{2d} 보기는 콘덴서 정전에너지 12CV2\dfrac{1}{2}CV^2 와 같은 식으로, 힘이 아니라 에너지이다.
문제 16
변위 전류와 가장 관계가 깊은 것은?
1반도체
2유전체
3자성체
4도체
문제 17
두 개의 자극판이 놓여 있을 때 자계의 세기 H(AT/m), 자속밀도 B(Wb/m2), 투자율 μ(H/m)인 곳의 자계의 에너지밀도(J/m3)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

자계의 에너지밀도는 w=12μH2w=\dfrac{1}{2}\mu H^2 이다.

자계 에너지밀도는 w=12BHw=\dfrac{1}{2}BH 이고, 여기에 B = μH 를 대입하면
w=12μH2=B22μw=\dfrac{1}{2}\mu H^2=\dfrac{B^2}{2\mu} J/m3\mathrm{J/m^3}

  • H22μ\dfrac{H^2}{2\mu} 보기는 B22μ\dfrac{B^2}{2\mu} 의 B 자리에 H 를 넣은 꼴로, 단위가 에너지밀도와 맞지 않는다.
  • μH2\dfrac{\mu H}{2} 보기는 B2\dfrac{B}{2} 와 같아 자속밀도 차원이며 에너지밀도가 아니다.
  • 12B2H\dfrac{1}{2}B^2H 보기는 12BH\dfrac{1}{2}BH 에 B 가 한 번 더 곱해진 꼴이라 에너지밀도 차원이 아니다.
문제 18
환성철심 코일에 5A의 전류를 흘려 2000AT의 기자력을 생기게 하려면 코일의 권수(회)는?
110000
2500
3400
4250
정답 및 해설

기자력 식에서 코일의 권수는 400회 이다.

F=NIF = NI 이므로
N=FI=20005=400N = \dfrac{F}{I} = \dfrac{2000}{5} = 400

  • 10000회는 계산값 400회와 다르다.
  • 500회는 계산값 400회와 다르다.
  • 250회는 계산값 400회와 다르다.
문제 19
자성체에 외부의 자계 H0를 가하였을 때 자화의 세기 J와의 관계식은? (단, N은 감자율, μ는 투자율이다.)
1
2
3
4
문제 20
무한장 선전하와 무한평면 전하에서 r(m) 떨어진 점의 전위는 각각 몇 V 인가? (단, ρL은 선전하밀도, ρs는 평면전하밀도이다.)
1무한직선 : ∞, 무한평면도체 : ∞
2무한직선 : , 무한평면도체 :
3무한직선 : , 무한평면도체 :
4무한직선 : , 무한평면도체 : ∞
정답 및 해설

무한원점을 기준으로 한 전위는 무한장 선전하와 무한평면 전하 모두 무한대(∞)로 발산한다.

무한장 선전하의 전계 E=ρL2πϵ0rE=\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0 r} 를 r 에서 무한원점까지 적분하면
V=∫r∞ρL2πϵ0r dr=ρL2πϵ0[ln⁡r]r∞=∞V=\displaystyle\int_r^{\infty}\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0 r}\,dr=\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0}\Big[\ln r\Big]_r^{\infty}=\infty

무한평면 전하의 전계는 거리와 무관하게 일정하므로(전하 평면 ρs2ϵ0\dfrac{\rho_s}{2\epsilon_0}, 도체 표면 ρsϵ0\dfrac{\rho_s}{\epsilon_0} 어느 쪽이든) 무한원점까지 적분한 전위도 V=E×∞=∞V=E\times\infty=\infty 이다.

  • 선전하 ρL2πϵ0\dfrac{\rho_L}{2\pi\epsilon_0}, 평면 ρsϵ\dfrac{\rho_s}{\epsilon} 보기는 두 전위를 유한값으로 둔 것이라 적분이 발산하는 결과와 다르다.
  • 선전하 ρL4πϵ0\dfrac{\rho_L}{4\pi\epsilon_0}, 평면 ρs2πϵ0\dfrac{\rho_s}{2\pi\epsilon_0} 보기는 두 전위를 유한값으로 둔 것이라 적분이 발산하는 결과와 다르다.
  • 선전하 ρLϵ\dfrac{\rho_L}{\epsilon}, 평면 ∞ 보기는 평면 쪽은 맞지만 선전하 전위를 유한값으로 둔 것이라 틀리다.
문제 21
코일과 콘덴서에서 실제로 급격히 변화할 수 없는 것은?
1코일에서 전류, 콘덴서에서 전류
2코일에서 전압, 콘덴서에서 전압
3코일에서 전압, 콘덴서에서 전류
4코일에서 전류, 콘덴서에서 전압
정답 및 해설

코일에서는 전류, 콘덴서에서는 전압이 급격히 변할 수 없다.

코일의 자기 에너지 12Li2\dfrac{1}{2}Li^{2} 과 콘덴서의 정전 에너지 12Cv2\dfrac{1}{2}Cv^{2} 은 순간적으로 변하려면 무한대의 전력이 필요하므로, 코일 전류와 콘덴서 전압은 연속이다.

  • 코일 전류와 콘덴서 전류를 짝지은 보기는 콘덴서 전류가 i=Cdvdti = C\dfrac{dv}{dt} 이어서 전압 변화율이 순간적으로 바뀌면 급변할 수 있으므로 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전압을 짝지은 보기는 코일 전압이 v=Ldidtv = L\dfrac{di}{dt} 이어서 전류 변화율이 바뀌면 급변할 수 있으므로 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전류를 짝지은 보기는 두 양 모두 변화율에 비례하는 값이라 급변할 수 있으므로 틀리다.
문제 22
L1 = 20H, L2 = 5H인 전자 결합회로에서 결합계수 K = 0.5일 때 상호인덕턴스 M은 몇 H 인가?
15
27.5
38
49
정답 및 해설

결합계수 식으로 상호 인덕턴스를 구하면 5 H 이다.

M=kL1L2M = k\sqrt{L_1 L_2}
=0.5×20×5=0.5×10=5 H= 0.5 \times \sqrt{20 \times 5} = 0.5 \times 10 = 5\ \mathrm{H}

  • 7.5 H 는 계산값 5 H 와 다르다.
  • 8 H 는 계산값 5 H 와 다르다.
  • 9 H 는 계산값 5 H 와 다르다.
문제 23
오버슈트(overshoot)의 정의로 옳은 것은?
1최종치의 90%에 도달하는 시간
2과도 시간 중 최초의 피크치와 최종치의 차이
3응답이 최초로 목표값이 50%가 되는데 필요한 시간
4응답이 요구되는 오차 이내로 정착되는데 필요한 시간
정답 및 해설

오버슈트는 과도 응답 중 최초 피크치와 최종치의 차이이다.

응답이 최종치를 넘어 올라간 크기(초과량)를 뜻하므로 시간으로 정의되는 지표와 구별된다.

  • 최종치의 90%에 도달하는 시간은 응답 속도를 나타내는 시간 값이므로 초과량인 오버슈트와 다르다.
  • 목표값의 50%에 도달하는 데 필요한 시간은 지연 시간의 정의이다.
  • 응답이 허용 오차 이내로 정착하는 데 필요한 시간은 정정 시간의 정의이다.
문제 24
다음 회로망은 T형 회로 및 π형 회로의 종속 접속으로 이루어졌다. 이 회로망의 ABCD 파라미터 중 틀린 것은?
1A = 7
2B = 48
3C = 6
4D = 7
정답 및 해설

틀린 것은 C = 6 이며, 이 종속 접속 회로망의 C 는 1 이다.

그림 앞단은 직렬 4Ω·병렬 4Ω·직렬 4Ω 의 T형, 뒷단은 병렬 12Ω·직렬 12Ω·병렬 12Ω 의 π형이다.
T형: A=1+44=2, B=4+4+4×44=12, C=14, D=1+44=2A=1+\dfrac{4}{4}=2,\ B=4+4+\dfrac{4\times4}{4}=12,\ C=\dfrac{1}{4},\ D=1+\dfrac{4}{4}=2
π형: A=1+1212=2, B=12, C=112+112+1212×12=14, D=2A=1+\dfrac{12}{12}=2,\ B=12,\ C=\dfrac{1}{12}+\dfrac{1}{12}+\dfrac{12}{12\times12}=\dfrac{1}{4},\ D=2

종속 접속은 ABCD 행렬의 곱이므로
[212142][212142]=[74817]\begin{bmatrix}2&12\\ \dfrac{1}{4}&2\end{bmatrix}\begin{bmatrix}2&12\\ \dfrac{1}{4}&2\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}7&48\\ 1&7\end{bmatrix}
AD−BC=49−48=1AD-BC=49-48=1 로 가역 조건도 맞는다.

나머지 세 값은 모두 계산과 일치하는 옳은 값이다.

  • A = 7 보기는 계산한 A 와 같아 옳다.
  • B = 48 보기는 계산한 B 와 같아 옳다.
  • D = 7 보기는 계산한 D 와 같아 옳다.
문제 25
선형 회로에서 시변 용량을 갖는 커패시터의 전류 i(t)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

시변 용량 커패시터의 전류는 i(t)=c(t)dv(t)dt+v(t)dc(t)dti(t)=c(t)\dfrac{dv(t)}{dt}+v(t)\dfrac{dc(t)}{dt} 이다.

전류는 전하의 시간 변화율이고 전하는 q(t)=c(t)v(t)q(t)=c(t)v(t) 이므로 곱의 미분을 적용한다.
i(t)=dq(t)dt=ddt{c(t)v(t)}=c(t)dv(t)dt+v(t)dc(t)dti(t)=\dfrac{dq(t)}{dt}=\dfrac{d}{dt}\{c(t)v(t)\}=c(t)\dfrac{dv(t)}{dt}+v(t)\dfrac{dc(t)}{dt}

  • c(t)dv(t)dtc(t)\dfrac{dv(t)}{dt} 보기는 용량이 일정할 때의 식으로, 용량 변화 항 v(t)dc(t)dtv(t)\dfrac{dc(t)}{dt} 가 빠져 있다.
  • v(t)dv(t)dtv(t)\dfrac{dv(t)}{dt} 보기는 용량 대신 전압이 곱해진 꼴이라 전류를 나타내지 못한다.
  • c(t)dv(t)dt−v(t)dc(t)dtc(t)\dfrac{dv(t)}{dt}-v(t)\dfrac{dc(t)}{dt} 보기는 두 항 사이 부호가 빼기라서 곱의 미분 결과와 다르다.
문제 26
RL 직렬회롤에서 t=0일 때 직류 전압 100V를 인가하면, 흐르는 전류 i(t)는 몇 A 인가? (단, R = 50Ω, L = 10, i(0) = 0 이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

흐르는 전류는 i(t)=2(1−e−5t)i(t)=2\left(1-e^{-5t}\right) A 이다.

RL 직렬 회로에 직류 E 를 가하면 Ldidt+Ri=EL\dfrac{di}{dt}+Ri=E 이고, i(0)=0i(0)=0 에서
i(t)=ER(1−e−RLt)i(t)=\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-\frac{R}{L}t}\right)
정상 전류 ER=10050=2\dfrac{E}{R}=\dfrac{100}{50}=2 A, 감쇠 계수 RL=5010=5\dfrac{R}{L}=\dfrac{50}{10}=5 (L = 10 H)

  • 2(1+e5t)2\left(1+e^{5t}\right) 보기는 t = 0 에서 4 A 이고 시간이 갈수록 무한히 커져 계산값과 다르다.
  • 4(1−et5)4\left(1-e^{\frac{t}{5}}\right) 보기는 지수가 양수라 전류가 음으로 발산하고 정상 전류 2 A 에 이르지 않아 계산값과 다르다.
  • 4(1+e−t5)4\left(1+e^{-\frac{t}{5}}\right) 보기는 t = 0 에서 8 A 로 초기조건 i(0) = 0 과 맞지 않고 최종값도 4 A 라 계산값과 다르다.
문제 27
te-t의 Laplace 변환값은?
1
2
3
4
정답 및 해설

te−tte^{-t} 의 라플라스 변환은 1(s+1)2\dfrac{1}{(s+1)^2} 이다.

정의 적분으로 L{t}=∫0∞te−st dt=1s2\mathcal{L}\{t\}=\displaystyle\int_0^{\infty}te^{-st}\,dt=\dfrac{1}{s^2} 이고, 복소 추이 정리 L{e−atf(t)}=F(s+a)\mathcal{L}\{e^{-at}f(t)\}=F(s+a) 에 a = 1 을 넣으면
L{te−t}=1(s+1)2\mathcal{L}\{te^{-t}\}=\dfrac{1}{(s+1)^2}

t 가 곱해진 효과는 분모의 제곱으로 나타난다.

  • 1s+1\dfrac{1}{s+1} 보기는 e−te^{-t} 만의 변환으로, t 가 곱해진 효과가 없어 계산값과 다르다.
  • 2s+1\dfrac{2}{s+1} 보기는 2e−t2e^{-t} 의 변환이라 계산값과 다르다.
  • 2(s+1)2\dfrac{2}{(s+1)^2} 보기는 2te−t2te^{-t} 의 변환이라 계산값과 다르다.
문제 28
입력신호가 감쇠되지 않고 잘 통과되는 주파수 범위를 나타내는 용어는?
1저지 대역
2상한 차단 주파수
3통과 내역
4하한 차단 주파수
문제 29
이상적인 전류원의 내부 임피던스 Z는?
1Z = 0
2Z = 1Ω
3Z = ∞
4Z는 정해지지 않는다.
정답 및 해설

이상적인 전류원의 내부 임피던스는 무한대 이다.

부하가 바뀌어 단자 전압이 달라져도 출력 전류가 일정하려면 내부 임피던스가 부하보다 훨씬 커야 하며, 이상적인 경우 Z = ∞ 로 정의한다.

  • Z = 0 은 이상적인 전압원의 내부 임피던스이다.
  • Z = 1 Ω 은 유한한 값이어서 부하에 따라 내부로 분류되는 전류가 달라져 일정 전류가 유지되지 않는다.
  • 이상적인 전류원의 내부 임피던스는 무한대로 정해져 있으므로 정해지지 않는다는 보기는 틀리다.
문제 30
다음 회로에서 전류 i1은 약 몇 A 인가?
10.12
20.32
30.62
40.92
정답 및 해설

전류 i1i_1 은 약 0.62 A 이다.

그림에서 전류원 Is=4I_s=4 A 에 R1 = 10Ω, R2 = 2Ω, R3 = 20Ω 이 모두 같은 두 마디 사이에 병렬로 연결되어 있다.
G=110+12+120=0.65G=\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{20}=0.65 S
V=IsG=40.65≈6.154V=\dfrac{I_s}{G}=\dfrac{4}{0.65}\approx6.154 V
i1=VR1=6.15410≈0.615≈0.62i_1=\dfrac{V}{R_1}=\dfrac{6.154}{10}\approx0.615\approx0.62 A

  • 0.12 A 보기는 계산값과 다르다.
  • 0.32 A 보기는 계산값과 다르다.
  • 0.92 A 보기는 계산값과 다르다.
문제 31
그림과 같은 저역통과 RC회로에 스텝입력전압(step input voltage)을 가했을 때 출력전압의 설명으로 옳은 것은? (단, 커패시터 C의 초기전압은 0 이다.)
1계단파형이 나타난다.
20부터 지수적으로 증가한다.
3처음에는 계단전압으로 변했다가 지수적으로 감쇠한다.
4직류성분이 나타나지 않는다.
정답 및 해설

출력전압은 초기값 0 에서 시작해 지수적으로 증가하며 입력 스텝 전압에 다가간다.

그림은 R 이 직렬, C 가 출력 단자 Vo 와 병렬인 회로로 출력이 곧 커패시터 전압이다. 커패시터 전압은 순간적으로 변할 수 없으므로 크기 V 인 스텝 입력에 대해
vo(t)=V(1−e−tRC)v_o(t)=V\left(1-e^{-\frac{t}{RC}}\right)
시정수 RC 로 서서히 충전된다.

  • 계단파형이 나타난다는 보기는 커패시터 전압이 스텝처럼 즉시 바뀔 수 없으므로 틀리다.
  • 처음에 계단전압으로 변했다가 지수적으로 감쇠한다는 보기는 C 가 직렬이고 R 양단이 출력인 고역통과(미분) 회로의 응답이라 이 회로와 맞지 않다.
  • 직류성분이 나타나지 않는다는 보기는 정상상태에서 C 가 개방되어 출력이 입력 직류 전압 V 와 같아지므로 틀리다.
문제 32
0.4mH인 코일에 흐르는 전류가 mA라 하면 t = 0 일 때 코일 양단전압의 절대치는 몇 V 인가?
10.2
22
35
450
정답 및 해설

코일 양단전압의 크기는 v = L·di/dt 로 구하며, t = 0 에서 0.2V 가 된다.

그림의 전류식은 i=50e−104ti = 50e^{-10^{4}t} [mA] 이다.
didt=−50×10−3×104 e−104t=−500 e−104t A/s\dfrac{di}{dt} = -50\times10^{-3}\times10^{4}\,e^{-10^{4}t} = -500\,e^{-10^{4}t}\ \mathrm{A/s}
∣v(0)∣=L∣didt∣t=0=0.4×10−3×500=0.2 V|v(0)| = L\left|\dfrac{di}{dt}\right|_{t=0} = 0.4\times10^{-3}\times500 = 0.2\ \mathrm{V}

  • 2V 보기는 계산값과 다르다.
  • 5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 50V 보기는 계산값과 다르다.
문제 33
다음 전류파형의 실효치(RMS)는?
1
2
3
4
문제 34
전압 e(t) = e-t + 2e-2t의 라플라스 변환 E(s)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

라플라스 변환은 선형이고 L[e−at]=1s+a\mathcal{L}[e^{-at}] = \dfrac{1}{s+a} 이므로 E(s) 는 두 항을 따로 변환해 더한 1s+1+2s+2\dfrac{1}{s+1}+\dfrac{2}{s+2} 이다.

e(t)=e−t+2e−2te(t) = e^{-t}+2e^{-2t}
E(s)=1s+1+2⋅1s+2=1s+1+2s+2E(s) = \dfrac{1}{s+1}+2\cdot\dfrac{1}{s+2} = \dfrac{1}{s+1}+\dfrac{2}{s+2}

  • 2s+1\dfrac{2}{s+1} 보기는 2e−t2e^{-t} 의 변환으로, 둘째 항을 반영하지 못해 계산값과 다르다.
  • 2(s+1)(s+2)\dfrac{2}{(s+1)(s+2)} 보기는 부분분수로 풀면 2s+1−2s+2\dfrac{2}{s+1}-\dfrac{2}{s+2} 이므로 2e−t−2e−2t2e^{-t}-2e^{-2t} 의 변환이다.
  • 1s+1−2s−2\dfrac{1}{s+1}-\dfrac{2}{s-2} 보기는 e−t−2e2te^{-t}-2e^{2t} 의 변환이라 부호와 지수가 모두 다르다.
문제 35
다음의 단위 임펄스 함수(unit impulse function) δ(t)에 관한 설명으로 옳은 것은?
1폭은 거의 0이고 높이는 거의 무한대가 되며 면적은 1이 되는 펄스이다.
2임의 회로망의 입력전압으로 δ(t)를 가하면 출력 전압은 입력전압과 같게 된다.
3
4단위 램프 함수(unit ramp function)를 미분한 것이다.
정답 및 해설

단위 임펄스 δ(t) 는 폭이 0 에 가깝고 높이는 무한대에 가까우며 면적이 1 인 펄스의 극한이다.

폭 a, 높이 1/a 인 사각 펄스에서 a 를 0 으로 보내도 면적은 항상 1 로 유지되며, 이것이 δ(t) 의 정의이다.

  • 회로망에 δ(t) 를 가했을 때의 출력은 그 회로망의 임펄스 응답이며, 입력과 같아지는 것은 전달함수가 1 인 경우뿐이므로 틀리다.
  • lim⁡a→01a{u(t)−u(t+a)}\lim_{a\to0}\dfrac{1}{a}\{u(t)-u(t+a)\} 로 쓴 식은 u(t)−u(t+a) 가 −a 에서 0 사이에서 −1 이므로 극한이 −δ(t)-\delta(t) 가 되어 틀리다(바른 꼴은 u(t+a)−u(t) 이다).
  • 단위 램프 함수 t·u(t) 를 미분하면 단위 계단 함수 u(t) 가 되므로 틀리다(δ(t) 는 계단 함수의 미분이다).
문제 36
어떤 코일에 흐르는 전류가 0.01s 사이에 일정하게 50A로부터 30A로 변할 때, 20V의 기전력이 발생한다고 하면 자기인덕턴스는 몇 mH인가?
15
210
315
420
정답 및 해설

자기 인덕턴스는 10 mH 이다.

e=LΔiΔte = L\dfrac{\Delta i}{\Delta t} 에서
L=eΔi/Δt=20(50−30)/0.01=202000=0.01 HL = \dfrac{e}{\Delta i/\Delta t} = \dfrac{20}{(50-30)/0.01} = \dfrac{20}{2000} = 0.01\ \mathrm{H}
즉 10 mH 이다.

  • 5 mH 는 계산값 10 mH 와 다르다.
  • 15 mH 는 계산값 10 mH 와 다르다.
  • 20 mH 는 계산값 10 mH 와 다르다.
문제 37
다음 신호 에 대한 라플라스 변환은?
1
2
3
4
정답 및 해설

그림의 신호는 f(t)=12(1+sin⁡2t)f(t) = \dfrac{1}{2}(1+\sin 2t) 이고, 라플라스 변환은 12s+1s2+4\dfrac{1}{2s}+\dfrac{1}{s^{2}+4} 이다.

상수와 정현 함수 변환 L[sin⁡ωt]=ωs2+ω2\mathcal{L}[\sin\omega t] = \dfrac{\omega}{s^{2}+\omega^{2}} 을 쓴다.
F(s)=12⋅1s+12⋅2s2+4=12s+1s2+4F(s) = \dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{1}{s}+\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{2}{s^{2}+4} = \dfrac{1}{2s}+\dfrac{1}{s^{2}+4}

  • 1s+ss2+4\dfrac{1}{s}+\dfrac{s}{s^{2}+4} 보기는 1/2 계수가 빠지고 코사인 변환 꼴이라 계산값과 다르다.
  • 12s+s2(s2+2)\dfrac{1}{2s}+\dfrac{s}{2(s^{2}+2)} 보기는 분자가 s 인 코사인 꼴이고 각주파수도 맞지 않아 계산값과 다르다.
  • 1s+s2(s2+2)\dfrac{1}{s}+\dfrac{s}{2(s^{2}+2)} 보기는 상수항 계수와 둘째 항 모두 계산값과 다르다.
문제 38
RLC 병렬공진회로에 대한 양호도(Qo : Quality factor)의 표현으로 옳은 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

R·L·C 가 모두 병렬인 공진회로의 양호도는 Q0=RCLQ_0 = R\sqrt{\dfrac{C}{L}} 이다.

병렬 공진에서 Q 는 공진 시 L(또는 C) 에 흐르는 전류와 R 에 흐르는 전류의 비이다.
Q0=Rω0L=ω0CR,ω0=1LC ⇒ Q0=RCLQ_0 = \dfrac{R}{\omega_0 L} = \omega_0 C R,\quad \omega_0 = \dfrac{1}{\sqrt{LC}}\ \Rightarrow\ Q_0 = R\sqrt{\dfrac{C}{L}}
Q 는 무차원이어야 하며, C/L\sqrt{C/L} 는 컨덕턴스 차원이므로 R 을 곱해야 무차원이 된다.

  • 1R2CL\dfrac{1}{R}\sqrt{\dfrac{2C}{L}} 보기는 컨덕턴스를 R 로 나눈 꼴이라 무차원이 아니므로 틀리다.
  • RL2CR\sqrt{\dfrac{L}{2C}} 보기는 저항에 임피던스 차원을 곱한 꼴이라 무차원이 아니므로 틀리다.
  • 2RCL\dfrac{2}{R}\sqrt{\dfrac{C}{L}} 보기도 컨덕턴스를 R 로 나눈 꼴이라 무차원이 아니므로 틀리다.
문제 39
1000mH인 코일의 리액턴스가 377Ω일 때 주파수는 약 몇 Hz인가?
16
236
360
4360
정답 및 해설

코일의 유도 리액턴스 식으로 구한 주파수는 약 60 Hz 이다.

XL=2πfLX_L = 2\pi f L 이므로
f=XL2πL=3772π×1≈60 Hzf = \dfrac{X_L}{2\pi L} = \dfrac{377}{2\pi \times 1} \approx 60\ \mathrm{Hz}

  • 6 Hz 는 계산값 약 60 Hz 와 다르다.
  • 36 Hz 는 계산값 약 60 Hz 와 다르다.
  • 360 Hz 는 계산값 약 60 Hz 와 다르다.
문제 40
다음 그림과 같은 4단자 회로망에서 4단자 정수를 ABCD 파라미터로 나타낼 때 A는? (단, A는 개방 역방향 전압이득이다.)
1
2Z1
3
41
정답 및 해설

그림은 직렬 임피던스 Z1 뒤에 출력 쪽 병렬 임피던스 Z2 가 있는 L형 회로이며, A 정수는 1+Z1Z21+\dfrac{Z_1}{Z_2} 이다.

A 는 출력단 개방(I2=0I_2 = 0) 때의 V1/V2V_1/V_2 이다. 이때 Z1·Z2 는 직렬 분압이 된다.
V2=Z2Z1+Z2V1 ⇒ A=V1V2∣I2=0=Z1+Z2Z2=1+Z1Z2V_2 = \dfrac{Z_2}{Z_1+Z_2}V_1\ \Rightarrow\ A = \dfrac{V_1}{V_2}\Big|_{I_2=0} = \dfrac{Z_1+Z_2}{Z_2} = 1+\dfrac{Z_1}{Z_2}

  • Z1 보기는 출력 단락 때의 V1/I2V_1/I_2 인 B 정수이다.
  • 1Z2\dfrac{1}{Z_2} 보기는 출력 개방 때의 I1/V2I_1/V_2 인 C 정수이다.
  • 1 보기는 출력 단락 때의 I1/I2I_1/I_2 인 D 정수이다.
문제 41
레큘레이터 IC의 정전압조정기가 무부하 출력전압 10.55V, 최대 부하 출력전압 10.49V 일 때, 백분율로 표현된 부하전압 변동률은 약 몇 % 인가?
10.384
20.572
30.716
40.924
정답 및 해설

부하전압 변동률은 무부하와 최대 부하 출력전압의 차를 최대 부하 전압으로 나눈 값으로, 약 0.572% 이다.

VR=VNL−VFLVFL×100VR = \dfrac{V_{NL} - V_{FL}}{V_{FL}} \times 100
=10.55−10.4910.49×100≈0.572 %= \dfrac{10.55 - 10.49}{10.49} \times 100 \approx 0.572\ \%

  • 0.384% 는 계산값 0.572% 와 다르다.
  • 0.716% 는 계산값 0.572% 와 다르다.
  • 0.924% 는 계산값 0.572% 와 다르다.
문제 42
다이오드에 대한 설명 중 틀린 것은?
1다이오드에 역방향 전압을 가하면 공핍영역은 넓어진다.
2다이오드의 항복(breakdown)현상은 순방향 전압이 과도하면 발생한다.
3P형 반도체는 3가 원소를 도핑함으로써 얻을 수 있다.
4다이오드에 순방향 전압을 가했을 때 흐르는 전류는 주로 포화전류에 의한 것이다.
문제 43
다음의 단상반파 정류회로에서 입력신호가 e = √2·100·sin(50×2πt) V일 때, 직류 전압 평균치 Edc는 약 몇 V 인가? (단, R = 10Ω이고, 다이오드는 이상적인 소자)
1141
290
370
445
정답 및 해설

그림은 다이오드 1개와 R 이 직렬인 단상 반파 정류 회로이며, 직류 평균 전압은 약 45V 이다.

입력 최댓값은 Vm=2×100≈141.4 VV_m = \sqrt{2}\times100 \approx 141.4\ \mathrm{V} 이다.
Edc=Vmπ=141.43.1416≈45 VE_{dc} = \dfrac{V_m}{\pi} = \dfrac{141.4}{3.1416} \approx 45\ \mathrm{V}

  • 141V 보기는 입력 최댓값 자체로 계산값과 다르다.
  • 90V 보기는 전파 정류 평균값 2Vm/π2V_m/\pi 로 계산값과 다르다.
  • 70V 보기는 계산값과 다르다.
문제 44
펄스 반복주파수 600Hz, 펄스폭 1.5μs인 펄스의 충격계수 D(Duty factor)는?
13×10-4
26×10-4
39×10-4
412×10-4
정답 및 해설

충격계수는 펄스폭과 반복주파수의 곱이며 9×10−49 \times 10^{-4} 이다.

D=τT=τfD = \dfrac{\tau}{T} = \tau f
=1.5×10−6×600=9×10−4= 1.5 \times 10^{-6} \times 600 = 9 \times 10^{-4}

  • 3×10−43 \times 10^{-4} 는 계산값 9×10−49 \times 10^{-4} 와 다르다.
  • 6×10−46 \times 10^{-4} 는 계산값 9×10−49 \times 10^{-4} 와 다르다.
  • 12×10−412 \times 10^{-4} 는 계산값 9×10−49 \times 10^{-4} 와 다르다.
문제 45
다음 연산증폭기 회로에서 출력 임피던스는 약 몇 Ω인가? (단, 개루프 전압증폭도 A는 10000이고, 출력임피던스는 50Ω 이다.)
10.1
20.5
31.0
45.0
정답 및 해설

그림은 Ri = 1kΩ, Rf = 100kΩ 의 반전 증폭기로, 출력 전압을 Rf 로 되돌리는 부궤환이 걸려 출력 임피던스가 1+Aβ1+A\beta 배로 줄어 약 0.5Ω 이 된다.

궤환율은 출력 전압이 Rf·Ri 로 분압되어 반전 입력에 돌아오는 비율이다.
β=RiRi+Rf=1101\beta = \dfrac{R_i}{R_i+R_f} = \dfrac{1}{101}
Zof=Zo1+Aβ=501+10000101=50100.01≈0.5 ΩZ_{of} = \dfrac{Z_o}{1+A\beta} = \dfrac{50}{1+\dfrac{10000}{101}} = \dfrac{50}{100.01} \approx 0.5\ \Omega

  • 0.1Ω 보기는 계산값과 다르다.
  • 1.0Ω 보기는 계산값과 다르다.
  • 5.0Ω 보기는 계산값과 다르다.
문제 46
슬루 레이트(slew rate)의 단위는?
1μs/V
2μs/A
3V/μs
4A/μs
정답 및 해설

슬루 레이트는 출력전압이 시간에 따라 변할 수 있는 최대 비율이므로 단위는 V/μs 이다.

SR=∣dvodt∣maxSR = \left|\dfrac{dv_o}{dt}\right|_{max} 로, 전압을 시간으로 나눈 차원을 갖는 전압 변화율이다.

  • μs/V 는 시간을 전압으로 나눈 값이어서 전압 변화율의 역수이다.
  • μs/A 는 시간을 전류로 나눈 값이어서 전압 변화율이 아니다.
  • A/μs 는 전류 변화율의 단위이어서 전압 변화율이 아니다.
문제 47
연산증폭기를 이용한 가중가산기(weighted-sum)에서 Rf=30kΩ이고, vo = -(v1+2v2+3v3)일때 R1, R2, R3는 각각 얼마인가?
1R1 = 30kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 10kΩ
2R1 = 10kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 30kΩ
3R1 = 60kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 15kΩ
4R1 = 15kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 60kΩ
정답 및 해설

그림은 V1·V2·V3 가 각각 R1·R2·R3 를 거쳐 반전 입력에 모이고 Rf 로 궤환되는 반전 가산기이며, R1 = 30kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 10kΩ 이다.

가상 접지 덕분에 각 입력의 이득은 −Rf/Rk-R_f/R_k 이다.
vo=−(RfR1v1+RfR2v2+RfR3v3)v_o = -\left(\dfrac{R_f}{R_1}v_1+\dfrac{R_f}{R_2}v_2+\dfrac{R_f}{R_3}v_3\right)
30R1=1, 30R2=2, 30R3=3 ⇒ R1=30, R2=15, R3=10 (kΩ)\dfrac{30}{R_1} = 1,\ \dfrac{30}{R_2} = 2,\ \dfrac{30}{R_3} = 3\ \Rightarrow\ R_1 = 30,\ R_2 = 15,\ R_3 = 10\ (\mathrm{k\Omega})

  • R1 = 10kΩ, R2 = 15kΩ, R3 = 30kΩ 조합은 이득이 3·2·1 이 되어 계산값과 다르다.
  • R1 = 60kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 15kΩ 조합은 이득이 0.5·1·2 가 되어 계산값과 다르다.
  • R1 = 15kΩ, R2 = 30kΩ, R3 = 60kΩ 조합은 이득이 2·1·0.5 가 되어 계산값과 다르다.
문제 48
발진 회로의 발진의 조건을 옳은 것은?
1귀환 루프의 위상 천이가 0°이다.
2귀환 루프의 위상 천이가 180°이다.
3귀환 루프의 이득이 0 이다.
4귀환 루프의 이득이 1/2 이다.
문제 49
단위이득주파수 fT가 125MHz인 트랜지스터가 대역폭 주파수 영역에서 전압이득이 26dB인 증폭기로 사용될 때 이상적으로 가질 수 있는 대역폭은 약 몇 MHz인가? (단, 저역 차단주파수는 없다.)
19.6
26.25
34.8
412.5
문제 50
다음은 이상적인 연산 증폭기를 사용한 차동증폭기이다. 출력전압 Vo는 몇 V 인가?
15
25/2
35/4
42
정답 및 해설

그림은 V1 = 5V 가 2kΩ 을 거쳐 반전 입력에, V2 = 5V 가 1kΩ·1kΩ 분압을 거쳐 비반전 입력에 들어가고 궤환 저항이 1kΩ 인 차동 증폭기이며, Vo = 5/4 V 이다.

비반전 입력 전압은 분압으로 V+=5×11+1=2.5 VV_+ = 5\times\dfrac{1}{1+1} = 2.5\ \mathrm{V} 이다.
중첩으로 출력을 구한다.
Vo=(1+12)V+−12V1=1.5×2.5−0.5×5=1.25=54 VV_o = \left(1+\dfrac{1}{2}\right)V_+ - \dfrac{1}{2}V_1 = 1.5\times2.5-0.5\times5 = 1.25 = \dfrac{5}{4}\ \mathrm{V}

  • 5V 보기는 계산값과 다르다.
  • 5/2V 보기는 비반전 입력 전압 자체로 계산값과 다르다.
  • 2V 보기는 계산값과 다르다.
문제 51
다음의 트랜지스터 회로에서 VCC가 10V, RB가 300kΩ이고 RC가 1kΩ일 때, 베이스전류 IB 컬렉터-이미터 전압 VCE로 옳은 것은? (단, VBE = 0.7V이고, β = 100 이다.)
1IB = 31 μA, VCE = 6.9V
2IB = 310 μA, VCE = 6.9V
3IB = 3.1 mA, VCE = 9.3V
4IB = 3.1 μA, VCE = 9.3V
정답 및 해설

그림은 RBR_B 가 +VCC+V_{CC} 에서 베이스로 바로 연결된 고정 바이어스 회로이며, 베이스 전류 31μA, 컬렉터-이미터 전압 6.9V 이다.

IB=VCC−VBERB=10−0.7300×103=31 μAI_B = \dfrac{V_{CC}-V_{BE}}{R_B} = \dfrac{10-0.7}{300\times10^{3}} = 31\ \mu\mathrm{A}
IC=βIB=100×31 μA=3.1 mAI_C = \beta I_B = 100\times31\ \mu\mathrm{A} = 3.1\ \mathrm{mA}
VCE=VCC−ICRC=10−3.1×1=6.9 VV_{CE} = V_{CC}-I_C R_C = 10-3.1\times1 = 6.9\ \mathrm{V}

  • IBI_B 310μA, VCEV_{CE} 6.9V 조합은 베이스 전류가 계산값과 다르다.
  • IBI_B 3.1mA, VCEV_{CE} 9.3V 조합은 두 값 모두 계산값과 다르다.
  • IBI_B 3.1μA, VCEV_{CE} 9.3V 조합은 두 값 모두 계산값과 다르다.
문제 52
출력 전압파형이 입력파형과 똑같은 형태를 갖는 증폭기는? (단, 위상 무시)
1A급 증폭기
2B급 증폭기
3C급 증폭기
4AB급 증폭기
문제 53
이 회로의 동작으로 적절한 논리식은?
1
2
3
4
정답 및 해설

이 회로는 CMOS NOR 게이트이므로 출력은 Y=A+B‾Y=\overline{A+B}이다.

그림에서 VDD 쪽에는 입력 A·B 를 받는 PMOS 두 개가 직렬로, 접지 쪽에는 A·B 를 받는 NMOS 두 개가 병렬로 연결되어 있다. 직렬 PMOS 는 A와 B가 모두 0일 때만 켜져 출력을 VDD(1)로 올리고, A나 B 중 하나라도 1이면 병렬 NMOS 가운데 하나가 켜져 출력을 0으로 내린다.

진리표로 보면 A=B=0 일 때만 Y=1, 나머지 입력 조합에서는 Y=0 이다.

  • Y=A⋅B‾Y=\overline{A\cdot B} 보기는 NAND 로, A·B 중 하나만 1일 때도 1을 내므로 이 회로와 다르다(NAND 는 PMOS 병렬·NMOS 직렬 구성이다).
  • Y=A+BY=A+B 보기는 OR 로, 출력이 이 회로와 정반대다.
  • Y=A⋅BY=A\cdot B 보기는 AND 로, A=B=0 에서 0을 내므로 이 회로와 다르다.
문제 54
전가산기를 반가산기 몇 개와 어떤 논리게이트 몇 개로 구성하는 것이 가장 적당한가?
1반가산기 2개, AND 게이트 1개
2반가산기 2개, OR 게이트 2개
3반가산기 3개, OR 게이트 1개
4반가산기 2개, OR 게이트 1개
문제 55
부궤환 증폭기에 대한 설명 중 옳은 것은?
1이득만 감소되고 기타 특성에는 변화가 없다.
2이득이 커지고, 잡음, 왜율, 대역폭 특성이 개선된다.
3이득이 감소되는 반면 잡음, 왜율, 대역폭은 증가된다.
4이득, 잡음, 왜율은 감소되는 반면 대역폭이 넓어진다.
정답 및 해설

부궤환을 걸면 이득은 감소하는 대신 잡음과 왜율이 줄고 대역폭은 넓어진다.

궤환 후 이득 Af=A1+AβA_f = \dfrac{A}{1 + A\beta} 로 궤환량 1+Aβ1 + A\beta 만큼 줄어들고, 그 대가로 증폭기 내부에서 생기는 잡음과 비선형 왜곡이 억제되며 대역폭이 넓어진다.

  • 이득만 감소하고 다른 특성은 변화가 없다는 보기는 왜율과 대역폭이 달라지므로 틀리다.
  • 이득이 커진다는 보기는 부궤환이 이득을 줄이므로 틀리다.
  • 이득이 감소하면서 잡음과 왜율이 증가한다는 보기는 부궤환에서 잡음과 왜율이 감소하므로 틀리다.
문제 56
아래는 7 세그면트 LED 디스플레이의 진리표이다. a~g의 세그먼트 중에서 d세그먼트를 동작시키기 위한 출력 Yd의 논리회로의 식은? (단, 1010 ~ 1111은 don't care 조건이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

진리표의 숫자 모양대로 d 세그먼트(맨 아래 가로획)의 점등을 따지면, 모든 숫자에서 맞는 식은 Yd=B‾ D‾+CD‾+A‾ B‾C+BC‾DY_d=\overline{B}\,\overline{D}+C\overline{D}+\overline{A}\,\overline{B}C+B\overline{C}D이다.

그림의 숫자 모양에서 아래 가로획이 있는 것은 0·2·3·5·6·8이고, 1·4·7과 아래 획 없이 그린 9에는 없다. 즉 d=1 이 되는 입력(ABCD)은 0000·0010·0011·0101·0110·1000 이며 1010~1111 은 don't care 다.

이 식을 대입하면 0000·0010·1000 은 B‾ D‾\overline{B}\,\overline{D}, 0110 은 CD‾C\overline{D}, 0011 은 A‾ B‾C\overline{A}\,\overline{B}C, 0101 은 BC‾DB\overline{C}D 항으로 1이 되고, 0001·0100·0111·1001 에서는 네 항이 모두 0이라 진리표와 전부 일치한다.

  • B‾ D‾+A‾ B‾C+BC‾D\overline{B}\,\overline{D}+\overline{A}\,\overline{B}C+B\overline{C}D 보기는 숫자 6(0110)에서 0을 내므로 6의 아래 획이 켜지지 않는다.
  • B‾ D‾+C‾ D‾+BC‾D\overline{B}\,\overline{D}+\overline{C}\,\overline{D}+B\overline{C}D 보기는 숫자 3(0011)에서 0, 숫자 4(0100)에서 1을 내므로 진리표와 다르다.
  • B‾ D‾+C‾ D‾+A‾ B‾C+BC‾D\overline{B}\,\overline{D}+\overline{C}\,\overline{D}+\overline{A}\,\overline{B}C+B\overline{C}D 보기는 숫자 4(0100)에서 1, 숫자 6(0110)에서 0을 내므로 진리표와 다르다.
문제 57
트랜지스터 회로가 선형영역에서 동작할 때의 관계식으로 틀린 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

틀린 관계식은 IB=VBBRBI_B=\dfrac{V_{BB}}{R_B}로, 베이스–이미터 사이의 순방향 전압 VBEV_{BE}를 빠뜨렸다.

그림은 이미터가 접지된 회로로, 입력 루프는 VBBV_{BB}–RBR_B–베이스–이미터–접지, 출력 루프는 VCCV_{CC}–RCR_C–컬렉터–이미터–접지이다. 입력 루프에 키르히호프 전압 법칙을 쓰면
VBB=IBRB+VBEV_{BB}=I_BR_B+V_{BE}
IB=VBB−VBERBI_B=\dfrac{V_{BB}-V_{BE}}{R_B}

활성(선형) 영역에서는 컬렉터 전류가 베이스 전류에 비례하고, 출력 루프에서 이미터가 접지이므로 컬렉터 전압과 컬렉터–이미터 전압이 같다.

  • IC=βDCIBI_C=\beta_{DC}I_B 보기는 활성 영역의 직류 전류 이득 정의 그대로라 옳다.
  • VC=VCC−RCICV_C=V_{CC}-R_CI_C 보기는 출력 루프에서 RCR_C 전압 강하를 뺀 컬렉터 전위라 옳다.
  • VCE=VCC−RCICV_{CE}=V_{CC}-R_CI_C 보기는 이미터가 접지(0V)여서 컬렉터 전위와 같으므로 옳다.
문제 58
B급 푸시풀(push-pull) 증폭기의 직류 공급 전력은? (단, VCC는 공급 전압, Im은 최대 컬렉터 전류이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

B급 푸시풀 증폭기의 직류 공급 전력은 Pdc=2ImVCCπP_{dc}=\dfrac{2I_mV_{CC}}{\pi}이다.

각 트랜지스터는 반주기씩만 도통해 최댓값 ImI_m인 반파 정현 전류를 흘리고, 두 트랜지스터가 번갈아 전원에서 전류를 끌어오므로 전원 전류는 전파 정류 파형이 된다. 그 평균값은
Idc=1π∫0πImsin⁡θ dθ=2ImπI_{dc}=\dfrac{1}{\pi}\int_0^{\pi}I_m\sin\theta\,d\theta=\dfrac{2I_m}{\pi}
Pdc=VCCIdc=2ImVCCπP_{dc}=V_{CC}I_{dc}=\dfrac{2I_mV_{CC}}{\pi}

  • Im⋅VCCπI_m\cdot\dfrac{V_{CC}}{\pi} 보기는 계산값과 다르다.
  • Im⋅VCCI_m\cdot V_{CC} 보기는 계산값과 다르다.
  • 2⋅Im⋅VCC2\cdot I_m\cdot V_{CC} 보기는 계산값과 다르다.
문제 59
어떤 차동증폭기의 차동이득은 1000이며, 동상이득은 0.1일 때, 동상신호 제거비 CMRR은 몇 dB인가?
110,000
21000
380
460
정답 및 해설

동상신호 제거비는 차동이득과 동상이득의 비를 dB 로 바꾼 80 dB 이다.

CMRR=AdAc=10000.1=104CMRR = \dfrac{A_d}{A_c} = \dfrac{1000}{0.1} = 10^{4}
20log⁡10104=80 dB20\log_{10}10^{4} = 80\ \mathrm{dB}

  • 10,000 은 dB 로 환산하기 전의 두 이득의 비이다.
  • 1000 은 차동이득 값 그대로이며 dB 로 환산한 CMRR 이 아니다.
  • 60 dB 은 계산값 80 dB 와 다르다(전압비 1000 에 해당하는 값이다).
문제 60
다음 회로의 입출력 특성곡선으로 적절한 것은? (단, R = 10Ω, 다이오드는 이상적인 소자이며, slope은 절댓값이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

입출력 특성은 v 가 양일 때만 기울기 110\dfrac{1}{10}로 전류가 흐르고, v 가 음이면 i=0 인 그래프다.

그림에서 전류 i 는 + 단자로 들어와 R 을 거쳐 다이오드 D 를 위(애노드)에서 아래(캐소드) 방향으로 지나 − 단자로 나간다. 따라서 v 가 양이면 다이오드가 순방향으로 도통(이상 소자라 전압 강하 0)하고, v 가 음이면 차단된다.
v>0: i=vR=v10v\gt 0:\ i=\dfrac{v}{R}=\dfrac{v}{10}
v<0: i=0v\lt 0:\ i=0

  • 제1사분면에 기울기 10 직선이 있는 그래프는 기울기가 RR의 역수가 아니라 RR 값이라 계산값과 다르다.
  • 제2사분면에 기울기 10 직선이 있는 그래프는 음의 전압에서 도통하는 것으로 그려 다이오드 방향과 반대이며 기울기도 계산값과 다르다.
  • 제2사분면에 기울기 1/10 직선이 있는 그래프는 음의 전압에서 도통하는 것으로 그려 다이오드 방향과 반대다.
문제 61
접합형 트랜지스터에서 스위칭 작업에 필요한 동작영역은?
1포화 영역, 활성 영역
2활성 영역, 차단 영역
3포화 영역, 차단 영역
4활성 영역, 역활성 영역
정답 및 해설

접합형 트랜지스터를 스위치로 쓸 때는 포화 영역(ON)과 차단 영역(OFF) 을 사용한다.

차단 영역에서는 두 접합이 역바이어스되어 전류가 거의 흐르지 않아 열린 스위치와 같고, 포화 영역에서는 컬렉터-이미터 전압이 매우 작아 닫힌 스위치와 같다.

  • 포화 영역과 활성 영역을 짝지은 보기는 활성 영역이 증폭 동작 영역이라 OFF 상태를 만드는 차단 영역이 빠져 있어 틀리다.
  • 활성 영역과 차단 영역을 짝지은 보기는 활성 영역이 증폭 동작 영역이라 ON 상태를 만드는 포화 영역이 빠져 있어 틀리다.
  • 활성 영역과 역활성 영역을 짝지은 보기는 두 영역 모두 한쪽 접합만 순바이어스된 상태라 완전한 ON, OFF 가 아니므로 틀리다.
문제 62
다음 중 에너지밴드에 속하지 않는 것은?
1전도대
2금지대
3가전자대
4전기대
문제 63
진성 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은?
1반도체의 저항 온도계수는 양(+)이다.
2운반체(carrier)의 밀도는 온도가 상승하면 증가한다.
3Fermi 준위는 어떤 온도와 관계없이 금지대의 중앙에 위치한다.
4전자의 농도와 정공의 농도는 같다.
문제 64
물질에서 직접적으로 전자가 방출될 수 있는 조건이 아닌 것은?
1열을 가한다.
2빛을 가한다.
3전계를 가한다.
4압축을 한다.
문제 65
열전자 방출을 할 때 전계에 의해서 일함수가 적어져서 열전자 방출이 쉬워지는 현상을 무엇이라 하는가?
1Schottk 효과
2Zeemann 효과
3Seebeck 효과
4Hall 효과
문제 66
터널 효과의 가능성을 나타내는 원리는 어느 것인가?
1제벡 효과
2상대성 원리
3드브로이 방정식
4슈뢰딩거의 파동방정식
정답 및 해설

터널 효과의 가능성은 슈뢰딩거의 파동방정식으로 설명된다.

입자 에너지가 장벽 높이보다 낮아도 장벽 속 파동함수는 지수적으로 감쇠할 뿐 0 이 되지 않아, 반대편에서 존재 확률(투과 확률)이 생긴다.

  • 제벡 효과는 온도차로 기전력이 생기는 열전 현상이다.
  • 상대성 원리는 서로 등속 운동하는 관성계에서 물리 법칙이 같다는 원리로 장벽 투과와 관련이 없다.
  • 드브로이 방정식은 입자의 파장을 운동량과 연결하는 관계로 파동성을 나타낼 뿐이며, 장벽 내부 파동함수와 투과 확률은 슈뢰딩거 방정식을 풀어야 얻는다.
문제 67
어느 열음극의 일함수(work functuon)의 값이 1/2로 되면 열전자 전류밀도는 어떻게 되는가?
1 배
2 배
3 배
4 배
정답 및 해설

열전자 전류밀도는 Richardson-Dushman 방정식으로 나타나며, J=AT2e−ϕ/(kBT)J = A T^2 e^{-\phi/(k_B T)}의 형태이다. 여기서 ϕ\phi는 일함수이다.

일함수가 ϕ\phi에서 ϕ/2\phi/2로 변할 때, 지수항의 변화를 보면
e−ϕ/(2kBT)=(e−ϕ/(kBT))1/2e^{-\phi/(2k_B T)} = (e^{-\phi/(k_B T)})^{1/2}
이다. 온도 TT가 일정하면 전류밀도의 비는
Jnew/Jold=e−ϕ/(2kBT)/e−ϕ/(kBT)=eϕ/(2kBT)J_{\text{new}}/J_{\text{old}} = e^{-\phi/(2k_B T)} / e^{-\phi/(k_B T)} = e^{\phi/(2k_B T)}
이다.

이는 원래 지수항의 제곱근에 역수를 취한 형태로, 원래 전류밀도에 eϕ/(2kBT)e^{\phi/(2k_B T)}를 곱한 값이 된다.

문제 68
순방향 바이어스전압이 PN접합 다이오드 양단에 인가될 때 공핍층 가까이에서 소수캐리어의 농도의 변화는 어떻게 되는가?
1P형 영역과 N형 영역에서 동시에 증가한다.
2P형 영역과 N형 영역에서 동시에 감소한다.
3P형 영역에서 증가하고, N형 영역에서 감소한다.
4N형 영역에서 증가하고, P형 영역에서 감소한다.
정답 및 해설

순방향 바이어스에서는 공핍층 가까이의 소수캐리어 농도가 P형과 N형 양쪽에서 모두 증가한다.

순방향 전압이 장벽을 낮추면 P형의 정공과 N형의 전자가 접합을 넘어 반대 영역으로 주입되며, 주입된 캐리어가 그 영역의 소수캐리어가 된다.

  • 두 영역에서 동시에 감소한다는 보기는 순방향에서는 주입으로 소수캐리어가 늘어나므로 틀리다.
  • P형에서 증가하고 N형에서 감소한다는 보기는 N형에서도 정공이 주입되어 늘어나므로 틀리다.
  • N형에서 증가하고 P형에서 감소한다는 보기는 P형에서도 전자가 주입되어 늘어나므로 틀리다.
문제 69
터널 다이오드(tunnel diode)의 설명 중 틀린 것은?
1부성 저항 특성을 나타낸다.
2마이크로파 발진용으로 사용된다.
3공간 전하층이 일반 다이오드 보다 넓다.
4역바이어스 상태에서 전도성이 양호하다.
정답 및 해설

터널 다이오드의 공간전하층은 일반 다이오드보다 넓지 않고 매우 좁다.

불순물을 아주 높게 도핑하므로 공핍층 폭이 극히 얇아져 전자가 장벽을 터널링한다. 나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 부성 저항 특성을 나타낸다는 서술은 순방향 일정 구간에서 전압이 늘어도 전류가 줄어드는 터널 다이오드의 특징이라 옳다.
  • 마이크로파 발진용으로 사용된다는 서술은 부성 저항을 이용해 높은 주파수에서 발진시키는 용도라 옳다.
  • 역바이어스 상태에서 전도성이 양호하다는 서술은 역방향에서는 P측 가전자대 전자가 얇은 장벽을 지나 N측 전도대로 터널링해 전류가 잘 흐르므로 옳다.
문제 70
트랜지스터 제조시 컬렉터 내부용량과 베이스 저항을 작게 하는 이유로 가장 적절한 것은?
1순방향 특성을 개선하기 위하여
2고주파 특성을 개선하기 위하여
3역방향 내전압을 증가시키기 위하여
4구조를 간단히 하고 소형화시키기 위하여
문제 71
광도전 반도체 소자는?
1터널(tunnel) 다이오드
2버렉터(varactor) 다이오드
3서미스터(thermistor)
4CdS 셀
정답 및 해설

빛을 받으면 저항이 변하는 광도전 소자는 CdS 셀 이다.

빛이 입사하면 전자와 정공 쌍이 생겨 전도도가 늘고 저항이 줄어드는 광도전 효과를 이용한다.

  • 터널 다이오드는 고농도 접합의 터널링으로 부성 저항을 나타내는 소자이다.
  • 버랙터 다이오드는 역바이어스 전압으로 접합 용량을 바꾸는 소자이다.
  • 서미스터는 온도에 따라 저항이 크게 변하는 소자이다.
문제 72
다음 중 플라즈마(Plasma)와 같은 기체 상태의 경우 적용될 수 있는 분포식은?
1Einstein의 관계식
2Schrödinger 방정식
3Maxwell-Boltzmann 방정식
41차원의 Poisson 방정식
문제 73
5600Å의 파장을 가진빛이 광전면에 투사되어 방출된 광전자의 최대 에너지가 0.68eV 이라고 하면 광전면의 일함수는 약 얼마인가? (단, 플랑크 상수 = 6.6×10-34 [J·S], 광속도 = 3×108m/s, e = 1.6×10-19 [C])
11.5V
22.6V
33.6V
44.0V
정답 및 해설

광전면의 일함수는 약 1.5V이다.

광전 효과에서 광자 에너지는 일함수와 광전자 최대 운동 에너지의 합이다. 파장 5600 A˚=5.6×10−7 m5600\,\mathrm{\AA}=5.6\times10^{-7}\,\mathrm{m} 이다.
E=hcλ=6.6×10−34×3×1085.6×10−7≈3.54×10−19 JE=\dfrac{hc}{\lambda}=\dfrac{6.6\times10^{-34}\times3\times10^{8}}{5.6\times10^{-7}}\approx3.54\times10^{-19}\,\mathrm{J}
E≈3.54×10−191.6×10−19≈2.21 eVE\approx\dfrac{3.54\times10^{-19}}{1.6\times10^{-19}}\approx2.21\,\mathrm{eV}
ϕ=E−Ek=2.21−0.68≈1.53 eV\phi=E-E_{k}=2.21-0.68\approx1.53\,\mathrm{eV}

계산값을 유효 두 자리로 반올림하면 1.5 V1.5\,\mathrm{V}이고, 나머지 값은 계산값과 다르다.

문제 74
학산 정수 D, 이동도 μ, 절대온도 T 간의 관계식으로 옳은 것은? (단, k는 볼츠만의 상수이고, e는 캐리어의 전하이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

옳은 관계식은 아인슈타인 관계 Dμ=kTe\dfrac{D}{\mu}=\dfrac{kT}{e}이다.

열평형에서 확산 전류와 드리프트 전류가 상쇄되는 조건으로부터 확산 정수와 이동도의 비는 열전압 VT=kTeV_T=\dfrac{kT}{e}와 같아진다. 단위로도 DD는 m2/s\mathrm{m^2/s}, μ\mu는 m2/(V⋅s)\mathrm{m^2/(V\cdot s)}이므로 비는 전압(V) 차원이어야 한다.

  • Dμ=kT\dfrac{D}{\mu}=kT 보기는 우변이 에너지(J) 차원이라 전압 차원인 좌변과 맞지 않는다.
  • μD=kT\dfrac{\mu}{D}=kT 보기는 비의 방향이 뒤집혔고 우변도 에너지 차원이라 틀리다.
  • μD=kTe\dfrac{\mu}{D}=\dfrac{kT}{e} 보기는 좌변이 전압의 역수 차원이 되어 우변과 맞지 않는다.
문제 75
균등전계 내 전자의 운동에 관한 설명 중 틀린 것은?
1전자는 전계와 반대 방향의 일정한 힘을 받는다.
2전자의 운동 속도는 인가된 전위차 V의 제곱근에 반비례한다.
3전계 E에 의한 전자의 운동 에너지는 1/2 mv2[J]이다.
4전위차 V에 의한 가속전자의 운동 에너지는 eV[J]이다.
정답 및 해설

균등전계 내 전자의 운동에서 틀린 설명은 속도가 전위차의 제곱근에 반비례한다는 것이다.

전위차 VV로 가속된 전자는 eV=12mv2eV=\dfrac{1}{2}mv^{2} 이므로 v=2eVmv=\sqrt{\dfrac{2eV}{m}} 이고, 속도는 전위차의 제곱근에 비례한다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 전자가 전계와 반대 방향의 일정한 힘을 받는다는 설명은 옳다. 전자는 음전하라 힘이 F=−eEF=-eE 이고 균등전계에서는 크기가 일정하다.
  • 전계에 의한 전자의 운동 에너지가 12mv2\dfrac{1}{2}mv^{2} 이라는 설명은 옳다. 이는 질량 mm, 속도 vv인 입자의 운동 에너지 정의이다.
  • 전위차에 의한 가속전자의 운동 에너지가 eVeV 라는 설명은 옳다. 전계가 전자에 한 일이 eVeV 이고 이것이 운동 에너지로 바뀐다.
문제 76
어떤 도체의 단면을 1A의 전류가 흐를 때 이 단면을 0.1초 동안에 통과하는 전자 수는? (단, 전자의 전하량 Q = 1.6×10-19[C]이다.)
16.25×1017 개
26.25×1019 개
36.25×1021 개
46.25×1023 개
정답 및 해설

통과하는 전자 수는 6.25×10176.25\times10^{17} 개이다.

통과한 전하량은 전류와 시간의 곱이고, 전자 수는 이를 전자 한 개의 전하량으로 나눈 값이다.
Q=It=1×0.1=0.1 CQ=It=1\times0.1=0.1\,\mathrm{C}
N=Qe=0.11.6×10−19=6.25×1017N=\dfrac{Q}{e}=\dfrac{0.1}{1.6\times10^{-19}}=6.25\times10^{17}

  • 6.25×10196.25\times10^{19} 개는 계산값과 다르다.
  • 6.25×10216.25\times10^{21} 개는 계산값과 다르다.
  • 6.25×10236.25\times10^{23} 개는 계산값과 다르다.
문제 77
P채널 전계효과 트랜지스터(FET)에 흐르는 전류는 주로 어느 현상에 의한 것인가?
1전자의 확산 현상
2정공의 확산 현상
3전자의 드리프트 현상
4정공의 드리프트 현상
정답 및 해설

P채널 FET의 전류는 주로 정공의 드리프트 현상에 의한 것이다.

P채널 FET의 채널은 P형 반도체라 다수 캐리어가 정공이고, 드레인-소스 사이 전계가 정공을 이동시키므로 전류는 전계에 의한 드리프트 전류이다.

  • 전자의 확산 현상은 주된 전류가 아니다. 채널의 캐리어가 전자가 아니라 정공이며 전류도 전계에 의한 이동이 지배한다.
  • 정공의 확산 현상은 주된 전류가 아니다. 정공이 캐리어이긴 하지만 FET 채널 전류는 농도 구배가 아니라 인가 전계에 의한 이동이다.
  • 전자의 드리프트 현상은 P채널 FET의 전류가 아니다. 전자가 다수 캐리어인 것은 N채널 FET이다.
문제 78
Fermi-Dirac 분포함수 f(E)에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, Ef는 페르미준위이다.)
1T = 0 K 일 때 E>Ef 이면 f(E) = 0 이다.
2T = 0 K 일 때 E<Ef 이면 f(E) = 1 이다.
3절대온도에 따라 전자가 채워질 확률은 일정하다.
4T = 0 K Ef 보다 낮은 에너지준위는 전부 전자로 채워져 있으며, Ef 이상의 에너지준위는 전부 비어 있다.
문제 79
바리스터의 동작원리에 관한 설명 중 옳은 것은?
1걸린 전압이 높을수록 저항이 커져서 전류의 크기를 제한할 수 있다.
2걸린 전압이 높아지면 절연파괴가 일어나 단락(short)이 된다.
3걸린 전압에 따라 정전용량이 달라져서 충격전류를 흡수한다.
4걸린 전압이 높을수록 저항이 작아져서 과잉전를 흡수한다.
문제 80
홀(hall) 효과와 가장 관계가 깊은 것은?
1자장계
2고저항 측정기
3전류계
4분압계
문제 81
서브루핀을 호출하는 “CALL” 명령어가 실행되는 동안에 수행되는 동작이 아닌 것은?
1스택포인터 내용을 감소시킨다.
2복귀할 주소를 스택에 저장한다.
3호출할 주소를 PC에 적재한다.
4호출할 주소를 스택으로부터 인출한다.
문제 82
시프트레지스터에 대한 설명 중 틀린 것은?
1시프트레지스터의 가능한 입축력 방식에는 직렬입력-직렬출력, 직렬입력-병렬출력, 병렬입력-직렬출력, 병렬입력-병렬출력이 있다.
2n비트 시프트레지스터는 n개의 플립플롭과 시프트 동작을 제어하는 게이트로 구성되어 있다.
3레지스터는 왼쪽 시프트, 오른쪽 시프트 중에 하나일 수 있고, 둘을 겸할 수도 있다.
4시프트레지스터를 왼쪽으로 한 번 시프트하면 2로 나눈 결과가 되고 오른쪽으로 한 번 시프트하면 2로 곱한 결과가 된다.
정답 및 해설

시프트레지스터에 대한 틀린 설명은 왼쪽 시프트가 나누기, 오른쪽 시프트가 곱하기라는 서술이다.

이진수를 왼쪽으로 한 비트 시프트하면 각 자리의 가중치가 두 배가 되어 2를 곱한 결과, 오른쪽으로 시프트하면 2로 나눈 결과가 된다. 서술은 방향이 반대로 되어 있다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

  • 입출력 방식이 직렬입력-직렬출력, 직렬입력-병렬출력, 병렬입력-직렬출력, 병렬입력-병렬출력으로 나뉜다는 설명은 옳다.
  • n비트 시프트레지스터가 n개의 플립플롭과 시프트 동작을 제어하는 게이트로 구성된다는 설명은 옳다.
  • 왼쪽 시프트 또는 오른쪽 시프트 중 하나이거나 둘을 겸할 수 있다는 설명은 옳다. 양방향 시프트레지스터가 후자에 해당한다.
문제 83
어셈블리어 프로그램을 기계어로 바꾸어 주는 것은?
1어셈블러
2인터프리터
3로더
4컴파일러
정답 및 해설

어셈블리어 프로그램을 기계어로 바꾸어 주는 것은 어셈블러이다.

어셈블러는 니모닉으로 쓴 어셈블리어를 기계어(목적 코드)로 번역하는 번역 프로그램이다.

  • 인터프리터는 소스를 한 줄씩 해석하며 곧바로 실행하는 프로그램이라 어셈블리어를 기계어로 번역해 목적 코드를 만드는 일을 하지 않는다.
  • 로더는 실행 가능한 프로그램을 주기억장치에 적재하는 프로그램이라 번역 기능이 없다.
  • 컴파일러는 고급 언어로 쓴 프로그램을 번역하는 프로그램이다. 어셈블리어는 저급 언어라 어셈블러의 대상이다.
문제 84
고급 프로그래밍 언어가 기계어가 되기까지의 처리 순서로 적절한 것은?
1컴파일러 → 어셈블러 → 로더 → 링커
2컴파일러 → 어셈블러 → 링커 → 로더
3어셈블러 → 컴파일러 → 로더 → 링커
4어셈블러 → 컴파일러 → 링커 → 로더
정답 및 해설

고급 언어가 기계어로 실행되기까지의 순서는 컴파일러, 어셈블러, 링커, 로더이다.

고급 언어 소스는 컴파일러가 어셈블리어로 번역하고, 어셈블러가 목적 코드로 만들며, 링커가 여러 목적 코드와 라이브러리를 연결해 실행 파일을 만든다. 마지막으로 로더가 실행 파일을 주기억장치에 적재한다.

  • 컴파일러, 어셈블러, 로더, 링커의 순서는 적절하지 않다. 링커가 만든 실행 파일을 로더가 적재하므로 링커가 로더보다 앞서야 한다.
  • 어셈블러, 컴파일러, 로더, 링커의 순서는 적절하지 않다. 어셈블러는 컴파일러가 만든 어셈블리어를 입력으로 받으므로 컴파일러 뒤에 와야 한다.
  • 어셈블러, 컴파일러, 링커, 로더의 순서는 적절하지 않다. 어셈블러가 고급 언어 소스를 직접 처리하지 못하므로 컴파일러가 먼저 와야 한다.
문제 85
8진수 (375.24)8를 10진수의 표현으로 옳은 것은?
1254.3126
2253.3125
3252.3124
4251.3123
정답 및 해설

8진수 (375.24)8(375.24)_{8} 을 10진수로 바꾸면 253.3125이다.

각 자리에 8의 거듭제곱 가중치를 곱해 더한다.
3×82+7×81+5×80=192+56+5=2533\times8^{2}+7\times8^{1}+5\times8^{0}=192+56+5=253
2×8−1+4×8−2=0.25+0.0625=0.31252\times8^{-1}+4\times8^{-2}=0.25+0.0625=0.3125

따라서 합은 253.3125253.3125 이고, 나머지 값은 계산값과 다르다.

문제 86
다음 중 시스템버스에 속하지 않는 것은?
1제어 버스
2주소 버스
3데이터 버스
4I/O 버스
정답 및 해설

시스템버스에 속하지 않는 것은 I/O 버스이다.

시스템버스는 CPU, 기억장치, 입출력 장치 사이에서 정보를 나르는 공통 통로로 제어 버스·주소 버스·데이터 버스 세 가지로 구성된다. I/O 버스는 이 세 버스의 하나가 아니다.

  • 제어 버스는 읽기·쓰기 같은 제어 신호를 전달하는 시스템버스의 구성 요소이다.
  • 주소 버스는 접근할 기억장치나 입출력 위치의 주소를 전달하는 시스템버스의 구성 요소이다.
  • 데이터 버스는 데이터를 주고받는 시스템버스의 구성 요소이다.
문제 87
서브루틴의 리턴(복귀) 어드레스를 저장하기 위해 사용되는 자료 구조는?
1STACK
2QUEUE
3Linked List
4Tree 구조
문제 88
interrupt 중에서 타이머, 정전 등의 외부 신호에 의하여 발생되는 것은?
1I/O interrupt
2program interrupt
3external interrupt
4supervisor call interrupt
문제 89
홀수 패리티 발생기에 대한 식으로 옳은 것은? (단, 입력은 x, y, z 이다.)
1(x ⊙ y) ⊙ z
2(x ⊕ y) ⊕ z
3(x + y) · z
4(x ⊕ y) ⊙ z
정답 및 해설

세 입력의 홀수 패리티 발생기는 (x⊕y)⊙z(x\oplus y)\odot z 로 나타낸다.

입력 1의 개수가 홀수이면 x⊕y⊕z=1x\oplus y\oplus z=1 이므로, 짝수 패리티 비트는 이 값이고 홀수 패리티 비트는 이를 반전한 값이다. A⊙B=A⊕B‾A\odot B=\overline{A\oplus B} 이므로 (x⊕y)⊙z=x⊕y⊕z‾(x\oplus y)\odot z=\overline{x\oplus y\oplus z} 가 홀수 패리티 비트이다.

  • (x⊙y)⊙z(x\odot y)\odot z 는 x⊕y‾⊕z‾=x⊕y⊕z\overline{\overline{x\oplus y}\oplus z}=x\oplus y\oplus z 로 짝수 패리티 발생기이다.
  • (x⊕y)⊕z(x\oplus y)\oplus z 는 짝수 패리티 발생기이다.
  • (x+y)⋅z(x+y)\cdot z 는 패리티와 무관한 논리식이다. 입력이 모두 1이면 값이 1이지만 홀수 패리티 비트는 0이어야 한다.
문제 90
다음 프로그램을 수행했을 때 그의 결과는 무엇인가?
1x=0, y=1, z=3
2x=0, y=2, z=2
3x=0, y=2, z=3
4x=1, y=2, z=3
정답 및 해설

출력은 x=0, y=2, z=3 이다.

그림의 코드는 x=1, y=1, z=0 으로 초기화한 뒤 z=x-- + ++y 를 수행한다. 후위 감소 x-- 는 식에 현재 값 1을 쓴 뒤 x 를 0으로 줄이고, 전위 증가 ++y 는 y 를 먼저 2로 올린 뒤 그 값을 쓴다. 따라서 z=1+2=3 이다.

printf 시점에는 x=0, y=2, z=3 이 출력된다.

  • x=0, y=1, z=3 보기는 y 값이 계산값과 다르다.
  • x=0, y=2, z=2 보기는 z 값이 계산값과 다르다.
  • x=1, y=2, z=3 보기는 x 값이 계산값과 다르다.
문제 91
분기 명령어 길이가 3바이트 명령어이고 상대주소모드인 경우 분기명령어가 저장되어 있는 기억장치 위치의 주소가 256AH이고, 명령어에 지정된 변위값이 –75H인 경우 분기되는 주소의 위치는?
124F2H 번지
224F5H 번지
324F8H 번지
4256DH 번지
정답 및 해설

분기되는 주소는 24F8H 번지이다.

상대주소 모드에서는 명령어를 인출한 뒤 증가한 PC에 변위를 더한다. 3바이트 명령어이므로 PC는 256AH+3=256DH256\mathrm{AH}+3=256\mathrm{DH} 가 된다.
256DH−75H=24F8H256\mathrm{DH}-75\mathrm{H}=24\mathrm{F8H}

  • 24F2H 번지는 계산값과 다르다.
  • 24F5H 번지는 명령어 자신의 주소에서 변위만 뺀 값이다. 명령어 길이만큼 증가한 PC가 기준이므로 계산값과 다르다.
  • 256DH 번지는 증가한 PC 값 그대로이다. 변위를 반영하지 않았으므로 계산값과 다르다.
문제 92
다음 중 에러를 찾아서 교정을 할 수 있는 코드는?
1hamming code
2ring counter code
3gray code
48421 code
문제 93
중앙처리장치(CPU)의 3대 구성요소가 아닌 것은?
1제어장치
2연산장치
3입력장치
4기억장치
문제 94
RISC(Reduced Instruction Set Computer)와 CISC(Complex Instruction Set Computer)에 대한 설명 중 잘못된 것은?
1RISC는 실행 빈도가 적은 하드웨어를 제거하여 자원 이용률을 높이는 장점이 있다.
2RISC는 프로그램의 길이가 길어지므로 수행속도가 느린 단점이 있다.
3CISC는 고급언어를 이용하여 알고리즘을 쉽게 표현할 수 있는 장점이 있다.
4CISC는 복잡한 명령어군을 제공하므로 컴퓨터 설계 및 구현 시 많은 시간을 필요로 하는 단점이 있다.
문제 95
다음 중 순차 논리 회로에 해당되는 것은?
1부호기
2반가산기
3멀티플렉서
4플립플롭
정답 및 해설

순차 논리 회로에 해당하는 것은 플립플롭이다.

순차 논리 회로는 출력이 현재 입력뿐 아니라 이전 상태에도 의존하는 회로이고, 플립플롭은 1비트를 기억하는 기억 소자라 이에 해당한다. 조합 논리 회로는 출력이 현재 입력만으로 정해진다.

  • 부호기는 현재 입력 조합만으로 출력 코드가 정해지는 조합 논리 회로이다.
  • 반가산기는 두 입력의 합과 올림수를 현재 입력만으로 내는 조합 논리 회로이다.
  • 멀티플렉서는 선택 신호에 따라 현재 입력 중 하나를 출력하는 조합 논리 회로이다.
문제 96
주기억장치에서 캐시 메모리로 데이터를 전송하는 매핑 방법이 아닌 것은?
1어소시어티브 매핑(Associative Mapping)
2직접 매핑(Direct Mapping)
3간접 매핑(Idirect Mapping)
4세트-어소시어티브 매핑(Set-Associative Mapping)
문제 97
다음의 C 프로그램을 무엇을 입력한 것인가?
1실수입력
2정수입력
3문자열입력
4문자입력
정답 및 해설

이 프로그램은 실수 입력을 받는다.

그림의 코드는 변수 a, b 를 float 형으로 선언하고 scanf 의 형식 지정자 %f 두 개로 두 값을 읽어 &a, &b 에 저장한다. %f 는 부동소수점(실수) 값을 읽는 변환 지정자다.

  • 정수입력 보기는 정수를 읽을 때 int 변수와 %d 를 쓰므로 이 코드와 다르다.
  • 문자열입력 보기는 문자 배열과 %s 를 쓰므로 이 코드와 다르다.
  • 문자입력 보기는 char 변수와 %c 를 쓰므로 이 코드와 다르다.
문제 98
16개의 레지스터를 가진 CPU는 몇 비트의 레지스터 지정 필드를 가져야 하는가?
11
24
38
416
정답 및 해설

16개의 레지스터를 지정하려면 4비트의 레지스터 지정 필드가 필요하다.

n비트로 구분할 수 있는 레지스터 수는 2n2^{n} 개이다. 2n=162^{n}=16 에서 n=log⁡216=4n=\log_{2}16=4 이다.

  • 1비트로는 21=22^{1}=2 개만 구분할 수 있어 부족하다.
  • 8비트는 28=2562^{8}=256 개를 구분할 수 있어 필요한 비트 수보다 크다.
  • 16비트는 2162^{16} 개를 구분할 수 있어 필요한 비트 수보다 훨씬 크다.
문제 99
우선순위에 의한 중재 방식 중 중재 동작이 끝날 때마다 모든 마스터들의 우선순위가 한단계씩 낮아지고 가장 낮았던 마스터가 최상위 우선순위를 가지는 방식은?
1임의 우선순위
2동등 우선순위
3회전 우선순위
4최소-최근사용 우선순위
문제 100
다음 중 RAM에 대한 설명으로 적합하지 않은 것은?
1DRAM은 대용량 구성이 가능하고 가격도 SRAM과 비교하여 낮기 때문에 보조기억장치로 사용된다.
2SRAM은 메모리 리프레시(Refresh) 동작이 필요하지 않다.
3SRAM은 DRAM과 비교하여 동작속도가 빠르다.
4DDRAM, SDRAM은 DRAM의 한 종류이다.