18년 2회차

대전 도체의 표면전하밀도는 표면이 뾰족할수록 커진다.

도체 표면에서 전하밀도는 곡률반경이 작은 곳, 즉 뾰족한 곳에 집중되고 평평한 곳일수록 작아진다. 그래서 뾰족한 끝에서 전계가 세져 코로나 방전이 일어나기 쉽다.

나머지 보기는 틀린 내용이다.

• 평면일 때 가장 크다는 서술은 틀리다. 평면은 곡률이 가장 작아 전하밀도가 작은 쪽이다.
• 곡률이 크면 작아진다는 서술은 틀리다. 곡률이 클수록 전하가 더 모여 밀도가 커진다.
• 표면의 모양과 무관하다는 서술은 틀리다. 전하밀도는 표면의 곡률에 따라 달라진다.

Biot-Savart 법칙에 대한 설명 중 틀린 것은 자계의 세기가 거리에 반비례한다는 서술이다.

전류소가 만드는 자계는 거리의 제곱에 반비례한다.
$dH=\dfrac{I\,d\ell\sin\theta}{4\pi r^{2}}$

나머지 보기는 이 식과 맞는 옳은 내용이다.

• 자계의 세기가 전류의 크기에 비례한다는 서술은 식에서 $I$에 비례하므로 옳다.
• MKS 단위계의 비례상수가 $\dfrac{1}{4\pi}$라는 서술은 식과 일치하므로 옳다.
• 자계의 방향이 전류소와 점 P를 잇는 직선이 이루는 면에 수직이라는 서술은 외적 $d\vec{\ell}\times\hat{r}$의 방향이므로 옳다.

저항을 20% 줄이면 전류는 처음의 1.25배가 된다.

전압이 일정하므로 전류는 저항에 반비례한다.
$I'=\dfrac{V}{0.8R}=1.25\,\dfrac{V}{R}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 1.0배는 저항이 변하지 않을 때의 값이다.
• 1.1배는 계산값과 다르다.
• 1.5배는 계산값과 다르다.

권수를 2배로 하고 인덕턴스를 일정하게 하려면 단면적을 1/4로 한다.

환상코일의 인덕턴스는 $L=\dfrac{\mu N^{2}S}{\ell}$이다. 권수가 2배면 $N^{2}$이 4배가 되므로 $S$를 $\dfrac{1}{4}$로 줄여야 인덕턴스가 같다.

나머지 보기는 인덕턴스를 일정하게 하지 못한다.

• 길이를 2배로 하면 $L$은 4배를 2로 나눈 2배가 되어 일정하지 않다.
• 비투자율을 1/2배로 하면 $L$은 2배가 되어 일정하지 않다.
• 전류의 세기는 인덕턴스를 결정하는 요소가 아니므로 전류를 바꿔도 $L$은 조정되지 않는다.

경계조건을 적용하면 E₁ = (100/3)a_x + 30a_y - 40a_z V/m이다.

두 유전체의 경계에서 전계의 경계조건을 적용한다. 경계면(x=0)에 수직인 성분(E_x)과 평행한 성분(E_y, E_z)에 대해 다른 규칙이 적용된다.

경계면에 평행한 전계 성분은 연속이므로
E_1y = E_2y = 30, E_1z = E_2z = -40
경계면에 수직인 전계 성분에는 ε₁E_1x = ε₂E_2x의 관계가 성립하므로
E_1x = (ε₂/ε₁)E_2x = (5/3)×20 = 100/3 V/m

자기회로의 키르히호프 법칙은 $\displaystyle\sum_{i=1}^{n} R_i\phi_i = \sum_{i=1}^{n} N_i I_i$ 이다.

자기회로는 전기회로와 대응되어 기자력 NI 는 기전력, 자속 φ 는 전류, 자기저항 R 은 저항에 해당한다. 따라서 제2법칙은 닫힌 경로에서 자기저항 강하 Rφ 의 합이 기자력 NI 의 합과 같다는 것이고, 제1법칙은 결합점으로 들어오고 나가는 자속의 합이 0 이라는 것이다.

• $\sum \phi_i = \infty$ 는 결합점 자속의 합이 0 이라는 제1법칙과 맞지 않는다.
• $\sum N_i\phi_i = 0$ 은 자속에 권수를 곱한 쇄교자속의 합으로, 결합점에서 합이 0 이 되는 양은 자속 자체이므로 맞지 않는다.
• $\sum R_i\phi_i = \sum N_i L_i$ 는 우변이 전류가 아닌 인덕턴스로 되어 있어 좌변(기자력, 단위 A)과 차원이 맞지 않는다.

자계의 실효값은 $H_e=\dfrac{E_e}{377}\approx 2.65\times10^{-3}E_e$ A/m 이다.

그림의 전계는 $E=\sqrt{2}E_e\sin\omega\left(t-\dfrac{x}{c}\right)$ 로, 최댓값이 $\sqrt{2}E_e$ 이므로 전계의 실효값은 $E_e$ 이다.

진공의 고유 임피던스는 $\eta_0=\dfrac{E}{H}=\sqrt{\dfrac{\mu_0}{\varepsilon_0}}=120\pi\approx377\ \Omega$ 이다.
$H_e=\dfrac{E_e}{120\pi}=2.65\times10^{-3}E_e$

• $0.707\times10^{-3}E_e$ 보기는 계산값과 다르다.
• $1.44\times10^{-3}E_e$ 보기는 계산값과 다르다.
• $5.37\times10^{-3}E_e$ 보기는 계산값과 다르다.

도체 표면에 작용하는 힘은 약 54 N/m²이다.

단위 면적당 작용하는 힘은 $f=\dfrac{1}{2}\varepsilon_{0}E^{2}$이다.
$E=3.5\times10^{6}\ \mathrm{V/m}$
$f=\dfrac{1}{2}\times8.854\times10^{-12}\times(3.5\times10^{6})^{2}\approx54\ \mathrm{N/m^{2}}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 27은 계산값의 절반으로 계산값과 다르다.
• 81은 계산값과 다르다.
• 108은 계산값의 2배로 계산값과 다르다.

매질 1에서 자계와 경계면이 이루는 각은 약 60°에 가장 가깝다.

경계면에서 자계의 굴절은 법선과 이루는 각 기준으로 $\dfrac{\tan\theta_{1}}{\tan\theta_{2}}=\dfrac{\mu_{1}}{\mu_{2}}$이다. 매질 2에서 경계면과 45°이면 법선과도 45°이므로 $\tan\theta_{1}=\dfrac{500}{1000}\tan45^{\circ}=0.5$, $\theta_{1}\approx26.6^{\circ}$이다.
경계면과 이루는 각은 $90^{\circ}-26.6^{\circ}\approx63.4^{\circ}$이다.

나머지 보기는 계산값에서 더 멀다.

• 20°는 계산값 63.4°와 크게 다르다.
• 30°는 계산값 63.4°와 크게 다르다.
• 80°는 계산값 63.4°보다 멀다.

유전율 $\varepsilon$인 매질의 점전하 $Q$에서 나오는 전기력선의 수는 $Q/\varepsilon_{0}\varepsilon_{s}$이다.

가우스 법칙에서 전기력선의 총수는 전하를 매질의 유전율로 나눈 값이며 $\varepsilon=\varepsilon_{0}\varepsilon_{s}$이다.
$N=\dfrac{Q}{\varepsilon}=\dfrac{Q}{\varepsilon_{0}\varepsilon_{s}}$

나머지 보기는 이 값과 다르다.

• $Q$는 전속선의 총수이며 전기력선의 수가 아니다.
• $Q/\varepsilon_{s}$는 진공 유전율 $\varepsilon_{0}$가 빠져 유전율이 아닌 비유전율로만 나눈 값이다.
• $Q/\varepsilon_{0}$는 매질이 진공일 때의 값이며 유전체 안에서는 그 $\dfrac{1}{\varepsilon_{s}}$배로 줄어든다.

반구 접지극의 접지저항은 $R=\dfrac{\rho}{2\pi a}$ 이다.

그림은 지표면에 평면이 닿은 반지름 a 의 반구 전극이다. 전극에서 반지름 r 인 반구면의 넓이는 $2\pi r^2$ 이므로, 두께 dr 껍질의 저항을 a 부터 무한대까지 더한다.
$R=\displaystyle\int_a^{\infty}\dfrac{\rho\,dr}{2\pi r^2}=\dfrac{\rho}{2\pi a}$

같은 결과를 RC = ρε 관계로도 얻는다. 반구의 정전용량은 고립 도체구 $4\pi\varepsilon a$ 의 절반인 $2\pi\varepsilon a$ 이므로 $R=\dfrac{\rho\varepsilon}{2\pi\varepsilon a}=\dfrac{\rho}{2\pi a}$ 이다.

• $\dfrac{\rho}{4\pi a}$ 보기는 완전한 구 전극의 값으로, 반구면 넓이가 절반이라 계산값과 다르다.
• $\dfrac{2\pi\rho}{a}$ 보기는 계산값과 다르다.
• $2\pi\rho a$ 보기는 반지름이 커질수록 저항이 커지는 꼴이라 계산값과 다르다.

변위전류밀도의 최댓값은 $J_d=\dfrac{f\varepsilon_r I_c}{18\pi\times10^9\,\sigma a^2}$ 이다.

도선 안의 전도전류밀도와 전계 최댓값은 다음과 같다.
$J_c=\dfrac{I_c}{\pi a^2},\quad E_m=\dfrac{J_c}{\sigma}=\dfrac{I_c}{\pi a^2\sigma}$

변위전류밀도는 $J_d=\varepsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}$ 이므로 최댓값은 $\omega\varepsilon_0\varepsilon_r E_m=\dfrac{2f\varepsilon_0\varepsilon_r I_c}{\sigma a^2}$ 이다. 진공 유전율을 $\varepsilon_0=\dfrac{1}{\mu_0c^2}\approx\dfrac{1}{36\pi\times10^9}$ (빛의 속도 $3\times10^8$ m/s)로 나타내면 다음과 같다.
$J_d=\dfrac{2f\varepsilon_r I_c}{36\pi\times10^9\,\sigma a^2}=\dfrac{f\varepsilon_r I_c}{18\pi\times10^9\,\sigma a^2}$

• 분모가 $4\pi\times10^9\sigma a^2$ 이고 분자에 f 가 있는 보기는 계산값의 4.5배라 다르다.
• 분모가 $4\pi\times10^9\sigma a^2$ 이고 분자에 f 가 없는 보기는 변위전류가 주파수에 비례한다는 관계가 빠져 계산값과 다르다.
• 분모가 $9\pi\times10^9\sigma a^2$ 인 보기는 계산값의 2배라 다르다.

공기 중 1m 간격의 평행 도체에 1A씩 흐를 때 단위 길이당 힘은 $2\times10^{-7}$ N이다.

평행 도선 사이의 단위 길이당 힘은 다음과 같다.
$\dfrac{F}{\ell}=\dfrac{\mu_{0}I_{1}I_{2}}{2\pi d}=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times1\times1}{2\pi\times1}=2\times10^{-7}\ \mathrm{N/m}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• $4\times10^{-7}$은 계산값의 2배이다.
• $2\pi\times10^{-7}$은 계산값과 다르다.
• $4\pi\times10^{-7}$은 진공 투자율 $\mu_{0}$ 값 자체로 계산값과 다르다.

무한 판상 전하분포의 전장에 대해 틀린 것은 전장의 세기가 거리 $r$에 반비례한다는 서술이다.

무한 평면 전하의 전계는 $E=\dfrac{\rho_{s}}{2\varepsilon}$로 거리와 무관하게 균일하다.

나머지 보기는 이 식과 맞는 옳은 내용이다.

• 전장의 세기가 매질에 따라 변한다는 서술은 식에 유전율 $\varepsilon$가 있으므로 옳다.
• 전장이 판에 수직 방향으로만 존재한다는 서술은 대칭성 때문에 판과 평행한 성분이 상쇄되므로 옳다.
• 전장의 세기가 전하밀도에 비례한다는 서술은 식에서 $\rho_{s}$에 비례하므로 옳다.

히스테리시스 손실에 해당하는 것은 히스테리시스 곡선의 면적이다.

자화 한 주기 동안 단위 체적당 소비되는 에너지가 곡선으로 둘러싸인 면적이며 $\oint H\,dB$로 나타낸다. 이 면적이 히스테리시스 손실이다.

나머지 보기는 손실 크기를 나타내지 못한다.

• 보자력의 크기는 곡선의 한 점이며 면적이 아니다.
• 잔류자기의 크기도 곡선의 한 점이며 면적이 아니다.
• 보자력과 잔류자기의 곱은 두 점의 값만 반영하므로 곡선이 둘러싼 면적과 같지 않다.

정사각형 중심의 자계는 $H=\dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi\ell}$ AT/m 이다.

중심에서 각 변까지 거리는 $\dfrac{\ell}{2}$ 이고, 변의 양 끝은 중심에서 수직선 기준 45° 방향에 있다. 유한 직선 전류의 자계 $H=\dfrac{I}{4\pi r}(\sin\theta_1+\sin\theta_2)$ 에 대입하면 한 변의 자계는 다음과 같다.
$H_1=\dfrac{I}{4\pi\cdot\frac{\ell}{2}}\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}+\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)=\dfrac{\sqrt{2}I}{2\pi\ell}$

네 변의 자계는 중심에서 같은 방향이므로 4배 한다.
$H=4H_1=\dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi\ell}$

• $\dfrac{2I}{\pi\ell}$ 보기는 계산값과 다르다.
• $\dfrac{I}{\sqrt{2}\pi\ell}$ 보기는 한 변의 자계에 해당하는 값으로, 네 변을 합한 계산값과 다르다.
• $\dfrac{\sqrt{2}I}{\pi\ell}$ 보기는 계산값과 다르다.

무한장 직선 전류에 의한 자계의 세기는 거리 $r$에 반비례한다.

암페어 주회 법칙을 적용하면 다음과 같다.
$H=\dfrac{I}{2\pi r}$

나머지 보기는 이 식과 다르다.

• 거리 $r$에 비례한다는 서술은 식과 반대이다.
• 거리 $r^{2}$에 비례한다는 서술은 식과 다르다.
• 거리 $r^{2}$에 반비례한다는 서술은 점 전하·점 자극에서의 거리 법칙이며 직선 전류에는 해당하지 않는다.

(가)는 패러데이의 법칙, (나)는 렌츠의 법칙이다.

그림의 글은 「회로에 발생하는 기전력은 쇄교 자속수의 시간에 대한 감소비율에 비례한다는 (가)에 따르고, 특히 유도된 기전력의 방향은 (나)에 따른다」이다. 기전력의 크기 $e=-N\dfrac{d\phi}{dt}$ 를 정한 것이 패러데이의 법칙이고, 유도 기전력이 자속 변화를 방해하는 방향으로 생긴다는 것(식의 음의 부호)이 렌츠의 법칙이다.

• (가) 렌츠, (나) 패러데이 보기는 크기와 방향을 정하는 법칙이 뒤바뀌어 틀리다.
• (가) 플레밍의 왼손법칙, (나) 패러데이 보기는 플레밍의 왼손법칙이 자계 속 전류가 받는 힘의 방향을 정하는 법칙이라 틀리다.
• (가) 패러데이, (나) 플레밍의 왼손법칙 보기는 유도 기전력의 방향이 플레밍의 왼손법칙이 아니라 렌츠의 법칙으로 정해지므로 틀리다.

최대 전력 전달 조건은 부하가 전원 임피던스의 공액 복소수인 것이므로 $Z_L=20-j20\ \Omega$ 이다.

그림에서 전원 내부 임피던스 Zg 는 저항 20 Ω 과 리액턴스 20 Ω 인 코일의 직렬이므로 $Z_g=20+j20\ \Omega$ 이다.

부하 리액턴스가 전원 리액턴스를 상쇄하고 저항이 같을 때 부하 전력이 최대가 된다.
$Z_L=\overline{Z_g}=20-j20\ \Omega$

• $20+j20$ 보기는 Zg 와 같은 값이라 리액턴스가 상쇄되지 않아 틀리다.
• $100+j100$ 보기는 계산값과 다르다.
• $100-j100$ 보기는 계산값과 다르다.

전류는 31.8 ∠ −90° A이다.

유도성 리액턴스와 전류를 구한다.
$X_{L}=2\pi fL=2\pi\times50\times0.01\approx3.14\ \Omega$
$I=\dfrac{V}{X_{L}}=\dfrac{100}{3.14}\approx31.8\ \mathrm{A}$
코일의 전류는 전압보다 위상이 90° 늦으므로 −90°이다.

나머지 보기는 크기나 위상이 다르다.

• 28.8 ∠ 90°는 크기가 계산값과 다르고 위상도 맞지 않는다.
• 28.8 ∠ −90°는 위상은 맞지만 크기가 계산값과 다르다.
• 31.8 ∠ 90°는 크기는 맞지만 코일 전류의 위상이 전압보다 늦지 않고 앞서는 것으로 틀리다.

단위 임펄스 $\delta(t)$의 푸리에 변환은 1이다.

임펄스의 표본화 성질에 따라 다음과 같다.
$F(\omega)=\int_{-\infty}^{\infty}\delta(t)e^{-j\omega t}dt=1$
모든 주파수 성분이 같은 크기로 들어 있는 균일한 스펙트럼이다.

나머지 보기는 이 값과 다르다.

• 0은 모든 주파수 성분이 없다는 뜻이므로 틀리다.
• $\dfrac{1}{j\omega}$은 단위 계단함수의 변환에 나타나는 항이다.
• $e^{j\omega t}$는 시간 $t$가 들어 있어 변환 결과인 $\omega$만의 함수가 아니다.

C 의 전압은 진동 없이 지수함수적으로 Vs 에 다가가는 곡선(점선 Vs 아래에서 완만히 포화하는 그래프)으로 나타난다.

그림은 직류 전원 Vs, 저항 R, 콘덴서 C 가 스위치와 직렬인 RC 직렬 회로다. 이 1차 회로의 콘덴서 전압은 다음과 같아, 처음 전압이 얼마이든 시정수 $\tau=RC$ 로 진동 없이 단조롭게 Vs 에 수렴한다.
$v_C(t)=V_s+\left(v_C(0)-V_s\right)e^{-\frac{t}{RC}}$

그래프처럼 0 에서 출발하면 $v_C(t)=V_s\left(1-e^{-\frac{t}{RC}}\right)$ 이다.

• Vs 를 넘었다가 감쇠 진동하며 Vs 로 수렴하는 그래프는 L 과 C 가 함께 있는 2차 회로의 응답이라 1차 RC 회로에 맞지 않는다.
• Vs 를 지나 직선으로 한없이 증가하는 그래프는 콘덴서 전압이 Vs 로 수렴해야 하므로 틀리다.
• Vs 까지 직선으로 올랐다가 다시 0 으로 내려오는 그래프는 직류 전원이 연결된 동안 최종값이 Vs 여야 하므로 틀리다.

정저항 회로가 되려면 $A_0B_1=A_1B_0$ 이어야 한다.

그림의 임피던스는 $Z(j\omega)=\dfrac{A_0+jA_1}{B_0+jB_1}$ 이다. 정저항 회로는 임피던스가 주파수와 무관한 순저항 R 이 되는 회로이므로 분자와 분모의 실수부·허수부 비가 같아야 한다.
$\dfrac{A_0}{B_0}=\dfrac{A_1}{B_1}=R$

이를 정리하면 A0B1 = A1B0 이다.

• $A_0B_0=A_1B_1$ 보기는 실수부·허수부 비가 같다는 조건과 다른 식이라 틀리다.
• $A_0A_1=B_0B_1$ 보기는 실수부·허수부 비가 같다는 조건과 다른 식이라 틀리다.
• 항상 정저항 회로라는 보기는 비가 다르면 Z 가 허수부를 가지므로 틀리다.

전류의 주파수 성분이 아닌 것은 $\omega\times\omega_{0}$이다.

전류는 $I=GV$이므로 $2\cos\omega_{0}t=e^{j\omega_{0}t}+e^{-j\omega_{0}t}$를 이용해 전개한다.
$I=G_{0}V_{0}e^{j\omega t}+G_{1}V_{0}e^{j(\omega+\omega_{0})t}+G_{1}V_{0}e^{j(\omega-\omega_{0})t}$
성분은 합과 차 주파수뿐이며 곱은 나타나지 않는다.

나머지 보기는 모두 실제 성분이다.

• $\omega$는 $G_{0}$항에서 나오는 성분이다.
• $\omega-\omega_{0}$는 $G_{1}$항에서 나오는 차 주파수 성분이다.
• $\omega+\omega_{0}$는 $G_{1}$항에서 나오는 합 주파수 성분이다.

정합용 이상변압기의 권선비는 1 : 3이다.

정합 조건은 전원 쪽에서 본 부하 임피던스가 전원 임피던스와 같은 것이다.
$50=\left(\dfrac{N_{1}}{N_{2}}\right)^{2}\times450$
$\dfrac{N_{1}}{N_{2}}=\dfrac{1}{3}$

나머지 보기는 1차 쪽에서 본 임피던스가 50 Ω과 달라 정합이 되지 않는다.

• 1 : 2는 450 Ω의 1/4인 112.5 Ω이 된다.
• 2 : 3은 450 Ω의 4/9인 200 Ω이 된다.
• 1 : 4는 450 Ω의 1/16인 약 28.1 Ω이 된다.

출력은 $V_2(t)=\left(e^{-t}-e^{-2t}\right)u(t)$ 이다.

그림은 직렬 1 Ω 저항과 출력 단자에 병렬인 1 F 콘덴서의 RC 회로이므로 전달함수는 다음과 같다.
$H(s)=\dfrac{\frac{1}{s}}{1+\frac{1}{s}}=\dfrac{1}{s+1}$

입력 $V_1(s)=\dfrac{1}{s+2}$ 를 곱해 부분분수로 나눈다.
$V_2(s)=\dfrac{1}{(s+1)(s+2)}=\dfrac{1}{s+1}-\dfrac{1}{s+2}$
$V_2(t)=\left(e^{-t}-e^{-2t}\right)u(t)$

• $\left(e^{-t}-e^{-\frac{1}{2}t}\right)u(t)$ 보기는 계산값과 다르다.
• $\left(e^{-t}+e^{-2t}\right)u(t)$ 보기는 계산값과 다르다.
• $\left(e^{-t}+e^{-\frac{1}{2}t}\right)u(t)$ 보기는 계산값과 다르다.

합성 인덕턴스는 $54\ \mathrm{H}$ 이다.

그림은 한 철심 위에 L1 = 6 H, L2 = 24 H 코일이 같은 모양(같은 방향)으로 감겨 있고, L1 의 끝이 아래 연결선을 거쳐 L2 의 시작에 이어진 직렬 연결이다. 전류가 두 코일을 같은 방향으로 지나므로 자속이 서로 더해지는 가동 결합이다.

이상변압기는 결합계수 $k=1$ 이므로 상호 인덕턴스와 합성 인덕턴스는 다음과 같다.
$M=\sqrt{L_1L_2}=\sqrt{6\times24}=12\ \mathrm{H}$
$L=L_1+L_2+2M=6+24+24=54\ \mathrm{H}$

• 24 H 보기는 계산값과 다르다.
• 36 H 보기는 계산값과 다르다.
• 68 H 보기는 계산값과 다르다.

단위 계단함수의 라플라스 변환은 $\dfrac{1}{s}$이다.

정의에 따라 계산한다.
$\mathcal{L}[u(t)]=\int_{0}^{\infty}e^{-st}dt=\dfrac{1}{s}$

나머지 보기는 이 값과 다르다.

• 1은 단위 임펄스 함수의 라플라스 변환이다.
• $s$는 단위 임펄스를 미분한 함수의 변환이다.
• $ts$는 시간 $t$가 들어 있어 변환 결과가 $s$만의 함수가 아니다.

결합계수는 약 0.6이다.

동일방향과 반대방향 직렬 접속의 합성 인덕턴스는 각각 $L_{1}+L_{2}\pm2M$이다.
$L_{1}+L_{2}+2M=100,\ L_{1}+L_{2}-2M=40$
$L_{1}+L_{2}=70\ \mathrm{mH},\ M=15\ \mathrm{mH},\ L_{2}=10\ \mathrm{mH}$
$k=\dfrac{M}{\sqrt{L_{1}L_{2}}}=\dfrac{15}{\sqrt{60\times10}}\approx0.61$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 0.5는 계산값과 다르다.
• 0.7은 계산값과 다르다.
• 0.8은 계산값과 다르다.

커패시터 전압은 급격히 변화할 수 없으므로 v_C(0⁺)=v_C(0⁻)=3V이다. 인덕터 전류는 스위치 개방 상태에서 흐르지 않았으므로 i_L(0⁻)=0이고, 이는 급변하지 않으므로 i_L(0⁺)=0이다. KVL에 의해 5V=5Ω×i_L(0⁺)+v_L(0⁺)+v_C(0⁺)이고, i_L(0⁺)=0이므로 v_L(0⁺)=5-0-3=2V이다.

단자 a-b가 개방되어 있으므로 1.6Ω에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서 10V가 6Ω과 4Ω의 직렬회로에만 흘러, 4Ω 양단 전압이 곧 개방전압이 된다.
전류: $I=\dfrac{10}{6+4}=1A$
4Ω 양단 전압: $V_{4\Omega}=1\times4=4V$
1.6Ω에는 전압강하가 없으므로 $V_{ab}=V_{4\Omega}=4V$이다.

비정현파 전압의 실효값은 약 32.4이다.

비정현파의 실효값은 각 고조파 실효값 제곱의 합의 제곱근이다.
$V=\sqrt{\dfrac{40^{2}+20^{2}+10^{2}}{2}}=\sqrt{1050}\approx32.4$
위상은 실효값에 영향을 주지 않는다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• 3.24는 계산값과 자릿수가 다르다.
• 4.58은 계산값과 다르다.
• 45.8은 최댓값 제곱의 합을 2로 나누지 않은 값에 가까워 계산값과 다르다.

위상 속도는 $4\times10^{7}$ m/s, 파장은 4 m이다.

파장은 위상 정수로부터 구한다.
$\lambda=\dfrac{2\pi}{\beta}=\dfrac{2\pi}{\pi/2}=4\ \mathrm{m}$
$v=f\lambda=10\times10^{6}\times4=4\times10^{7}\ \mathrm{m/s}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• $v=8\times10^{7},\ \lambda=8$은 속도와 파장이 모두 계산값의 2배이다.
• $v=4\times10^{7},\ \lambda=\dfrac{\pi}{4}$는 속도는 맞지만 파장이 계산값과 다르다.
• $v=8\times10^{7},\ \lambda=\dfrac{\pi}{2}$는 속도와 파장 모두 계산값과 다르다.

공진주파수는 $f_r=\dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{1}{LC}-\left(\dfrac{R}{L}\right)^2}$ Hz 이다.

그림은 전원에 C 와 R–L 직렬 가지가 병렬로 연결된 회로다. 전체 어드미턴스의 허수부가 0 이 되는 조건을 세운다.
$Y=j\omega C+\dfrac{R-j\omega L}{R^2+\omega^2L^2}$
$\omega C=\dfrac{\omega L}{R^2+\omega^2L^2}\ \Rightarrow\ \omega^2=\dfrac{1}{LC}-\dfrac{R^2}{L^2}$

각 보기는 차원으로도 가를 수 있다. 근호 안 두 항은 같은 차원(1/s²)이어야 하고 결과는 주파수 단위여야 한다.

• 근호 안이 $1-\dfrac{R^2C}{L}$ 인 보기는 근호 전체가 무차원이라 주파수 단위가 나오지 않으므로 틀리다.
• 근호 안이 $\dfrac{L}{C}-\left(\dfrac{R}{L}\right)^2$ 인 보기는 두 항의 차원(옴의 제곱과 1/s²)이 달라 틀리다.
• 근호 안이 $\dfrac{1}{LC}-\left(\dfrac{2L}{R}\right)^2$ 인 보기는 두 항의 차원(1/s²과 s²)이 달라 틀리다.

개방 순방향 전달 임피던스는 $Z_{21}=3\ \Omega$ 이다.

그림의 T형 회로는 입력 쪽 직렬 2 Ω, 출력 쪽 직렬 4 Ω, 가운데 병렬 가지 3 Ω 으로 되어 있다.

정의 $Z_{21}=\left.\dfrac{V_2}{I_1}\right|_{I_2=0}$ 에서 출력을 개방하면 4 Ω 에 전류가 흐르지 않아 $V_2$ 는 가운데 3 Ω 의 전압과 같다.
$V_2=3I_1\ \Rightarrow\ Z_{21}=3\ \Omega$

• 4 Ω 보기는 계산값과 다르다.
• 5 Ω 보기는 계산값과 다르다.
• 7 Ω 보기는 계산값과 다르다.

F(S)=1/(S²+2S+2)를 완전제곱 형태로 변형하면 분모가 (S+1)²+1²이 되므로, 라플라스 변환 공식 $\mathcal{L}[e^{-at}\sin(\omega t)] = \dfrac{\omega}{(S+a)^2+\omega^2}$과 비교하면 a=1, ω=1이다. 따라서 역변환은 e^-tsin t가 되어 2번이 정답이다.

C급 증폭기는 컬렉터 전류가 입력신호의 1/4 주기 이하로만 흐르도록 설계되어 있으며, 이러한 특성으로 인해 효율이 매우 높아 70~90% 정도에 달한다. 2번은 전력효율 정의에서 교류입력이 아닌 직류입력을 분모로 사용해야 하므로 오류이다. 3번은 컬렉터손실이 열에너지(빛이 아닌)로 소비되는 전력이므로 틀렸다. 4번은 A급 증폭기가 선형성이 우수해서 오히려 저주파 전력증폭이나 음성·음향증폭에 사용되고, 체배용으로는 C급이 쓰이므로 반대이다.

FET 의 전달 컨덕턴스는 드레인-소스 전압을 일정하게 둔 채 게이트-소스 전압 변화에 대한 드레인 전류 변화의 비, 즉 $g_m = \dfrac{\Delta I_D}{\Delta V_{GS}}$ ($V_{DS}$ 일정)이다.

입력 쪽 전압($V_{GS}$)이 출력 쪽 전류($I_D$)를 얼마나 바꾸는지를 나타내므로 '전달' 컨덕턴스라 부르며, 단위는 전류/전압인 S(지멘스)이다.

• $\dfrac{\Delta V_{DS}}{\Delta I_D}$ ($V_{GS}$ 일정) 보기는 드레인 저항 $r_d$ 의 정의이다.
• $\dfrac{\Delta V_{GS}}{\Delta I_D}$ ($V_{DS}$ 일정) 보기는 전달 컨덕턴스의 역수로 저항 차원이다.
• $\dfrac{\Delta I_D}{\Delta V_{DS}}$ ($V_{GS}$ 일정) 보기는 드레인 저항의 역수인 드레인 컨덕턴스로, 출력 쪽 양끼리의 비이다.

전감산기 X−Y−Z 에서 ㉠ 1, ㉡ 0, ㉢ 0, ㉣ 1 이 맞다.

차는 $D = X \oplus Y \oplus Z$, 자리빌림은 $B = \overline{X}Y + \overline{X}Z + YZ$ 이다(표의 001 행 D=1·B=1, 100 행 D=1·B=0 과 일치).
입력 010: $D = 0 \oplus 1 \oplus 0 = 1$ → ㉠ = 1
입력 011: $D = 0 \oplus 1 \oplus 1 = 0$ → ㉡ = 0
입력 110: $B = 0 + 0 + 1 \cdot 0 = 0$ → ㉢ = 0 (1−1−0 = 0, 빌림 없음)
입력 111: $B = 0 + 0 + 1 \cdot 1 = 1$ → ㉣ = 1 (1−1−1 = −1, 빌림 발생)

• ㉠ 0, ㉡ 1, ㉢ 0, ㉣ 1 조합은 010·011 행의 차 출력이 거꾸로이다.
• ㉠ 1, ㉡ 0, ㉢ 1, ㉣ 0 조합은 110·111 행의 자리빌림이 거꾸로이다.
• ㉠ 1, ㉡ 0, ㉢ 0, ㉣ 0 조합은 111 행에서 1−1−1 의 빌림을 0 으로 두어 틀리다.

T=1 이면 출력이 현재 값의 반전, T=0 이면 현재 값 유지이다.

그림은 입력 T, 출력 Q·Q̄, 클록 CP 단자에 버블과 삼각형이 있는(하강 에지 트리거) T 플립플롭이다. 특성식은 $Q(t+1) = T \oplus Q(t)$ 이므로 T=0 이면 $Q(t+1) = Q(t)$, T=1 이면 $Q(t+1) = \overline{Q(t)}$ 이다.

• T=0 일 때 반전한다는 보기는 T=0 이면 값이 유지되므로 틀리다.
• T=0 일 때 출력을 알 수 없다는 보기도 T=0 이면 현재 값을 유지하므로 틀리다.
• T=1 일 때 현재 값을 유지한다는 보기는 T=1 이면 토글(반전)되므로 틀리다.

그림은 두 입력의 차를 증폭하는 감산회로(차동 증폭기)이다.

e1 은 R1 을 거쳐 반전 입력(−)에, e2 는 R3·R4 분압을 거쳐 비반전 입력(+)에 들어가고 R2 가 출력에서 반전 입력으로 궤환된다. 중첩하면
$e_o = \left(1 + \dfrac{R_2}{R_1}\right)\dfrac{R_4}{R_3 + R_4}\,e_2 - \dfrac{R_2}{R_1}\,e_1$
이고, $R_2/R_1 = R_4/R_3$ 이면 $e_o = \dfrac{R_2}{R_1}(e_2 - e_1)$ 로 두 입력의 차에 비례한다.

• 미분회로 보기는 입력 쪽에 커패시터가 있어야 하는데, 그림의 입력 소자는 모두 저항이다.
• 가산회로 보기는 여러 입력이 저항을 거쳐 같은 입력 단자에 모여야 하는데, 그림은 두 입력이 서로 다른 단자로 들어간다.
• 적분회로 보기는 궤환 소자가 커패시터여야 하는데, 그림의 궤환 소자는 저항 R2 이다.

간략화하면 $Y = A + B$ 이므로 두 입력 OR 게이트 하나가 된다.

그림의 세 AND 게이트 입력은 위에서부터 (A 반전, B), (A, B 반전), (A, B)이고 출력이 OR 로 묶인다.
$Y = \overline{A}B + A\overline{B} + AB$
$= \overline{A}B + A(\overline{B} + B) = \overline{A}B + A = A + B$

• AND 게이트 보기는 $Y = AB$ 로, A=1·B=0 일 때 원 회로 출력 1 과 다르다.
• XOR 게이트 보기는 A=B=1 일 때 0 을 내지만 원 회로는 AB 항 때문에 1 이다.
• NAND 게이트 보기는 A=B=0 일 때 1 을 내지만 원 회로는 세 항이 모두 0 이라 출력 0 이다.

다이오드를 직렬로 연결하면 과도전압으로부터 보호할 수 있다.

직렬 연결에서는 각 다이오드가 역방향 전압을 나누어 부담하므로 전체 내압이 높아진다.

나머지 보기는 직렬 연결의 효과가 아니다.

• 내부 전압강하는 직렬로 연결하면 각 강하가 더해져 오히려 증가한다.
• 다이오드를 직렬로 늘려도 정류 파형의 모양은 그대로이므로 리플은 줄지 않는다.
• 전류용량은 직렬로 해도 같은 전류가 흐르므로 늘지 않고, 늘리려면 병렬로 연결해야 한다.

출력은 전지 전압 E 아래로 내려가지 않고, 입력이 E 를 넘는 구간만 사인파 윗부분이 나타나는 파형이다.

그림에서 직렬 R 뒤 출력 단자 사이에 다이오드와 전지가 직렬로 연결되어 있고, 다이오드 캐소드는 출력 쪽, 애노드는 전지 + 극 쪽이다. 출력 전압이 E 보다 낮아지려 하면 다이오드가 도통해 출력이 E 로 고정되고, 입력이 E 보다 높으면 다이오드가 차단되어 출력이 입력을 따른다. 따라서 출력은 입력과 E 중 큰 값이 되고, 음의 반주기 동안에도 출력은 +E 로 유지된다.

• 양의 꼭대기가 평평하게 잘리고 음의 반주기가 그대로 나오는 파형은 출력이 0 아래로 내려가므로, 출력이 +E 아래로 내려가지 않는 이 회로와 맞지 않는다.
• 양의 반주기는 그대로이고 음의 꼭대기만 잘린 파형도 출력이 음으로 내려가 맞지 않는다.
• 양·음 양쪽 꼭대기가 모두 잘린 파형 역시 음의 구간이 있어 맞지 않는다.

그림은 DTL NAND 게이트이다.

입력 X·Y 의 다이오드는 캐소드가 입력 쪽이고, 애노드가 RD(+Vcc) 에 걸린 공통 접속점에 모여 있으며, 이 점이 RB 를 거쳐 트랜지스터 베이스로 간다. 출력 F 는 RC 와 컬렉터 사이에서 꺼낸다.
입력 중 하나라도 0 이면 그 다이오드가 도통해 공통점이 낮아지고 트랜지스터가 차단되어 F = 1 이다.
입력이 모두 1 이면 다이오드가 모두 차단되고 RD 를 통한 전류로 트랜지스터가 포화되어 F = 0 이다.
따라서 $F = \overline{XY}$ 이다.

• NOR 보기는 입력 하나만 1 이어도 출력 0 이어야 하나, 이 회로는 다른 입력이 0 이면 출력 1 이다.
• AND 보기는 모두 1 일 때 출력 1 이어야 하나, 이 회로는 트랜지스터가 포화되어 출력 0 이다.
• NOT 보기는 입력이 하나인 게이트인데, 이 회로는 두 입력 X·Y 를 다이오드로 받는다.

반파 정류파형의 평균값은 $V_{p}/\pi$이다.

반주기만 정현파가 나타나므로 한 주기에 대해 평균한다.
$V_{dc}=\dfrac{1}{2\pi}\int_{0}^{\pi}V_{p}\sin\theta\,d\theta=\dfrac{V_{p}}{\pi}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

• $\sqrt{2}V/\pi$는 계산값과 다르다.
• $2V/\pi$는 전파 정류의 평균값이다.
• $3V/\pi$는 계산값과 다르다.

트랜지스터 스위칭에서 turn-on 시간은 지연시간 + 상승시간이다.

베이스에 펄스가 들어온 뒤 출력이 나타나기까지의 지연시간과 출력이 올라가는 상승시간의 합이 턴온 시간이다.

나머지 보기는 턴온이 아닌 시간을 포함한다. 하강시간과 축적시간은 턴오프 구간에 속한다.

• 하강시간은 출력이 내려가는 구간으로 턴오프 시간에 속한다.
• 축적시간과 하강시간의 합은 턴오프 시간이다.
• 축적시간은 포화 상태의 잉여 전하가 빠지는 시간으로 턴오프 시간에 속한다.

컬렉터 궤환 바이어스에서 Rb 는 약 319㏀이다.

그림에서 RC=3kΩ 에는 컬렉터 전류와 Rb 로 빠지는 베이스 전류가 함께 흐른다.
$V_{CC} - V_{CE} = (I_C + I_B)R_C = (\beta + 1)I_B R_C$
$I_B = \dfrac{12 - 6.5}{101 \times 3000} \approx 18.15\ \mu\text{A}$

Rb 양단 전압은 컬렉터와 베이스 사이 전압이다.
$R_b = \dfrac{V_{CE} - V_{BE}}{I_B} = \dfrac{6.5 - 0.7}{18.15 \times 10^{-6}} \approx 319.5\ \text{k}\Omega$
보기 중 가장 가까운 값은 약 319㏀ 이다.

• 약 129㏀ 보기는 계산값과 다르다.
• 약 275㏀ 보기는 계산값과 다르다.
• 약 421㏀ 보기는 계산값과 다르다.

수정 발진기가 안정적으로 발진하려면 수정의 임피던스가 유도성(inductive)을 가져야 한다.

수정 소자는 공진 주파수 근처에서 직렬 공진점(series resonance)과 병렬 공진점(parallel resonance) 사이의 대역에서 유도성 반응을 나타낸다. 이 영역에서 위상이 안정적이어서 발진기의 귀환 위상 조건을 만족하고 지속적인 발진을 유지할 수 있다.

• 저항성: 에너지 손실이 크다.
• 용량성: 위상이 역방향이 되어 발진이 방해받는다.

Hall 기전력은 홀 계수(R_H), 자계(B), 전류밀도(J)의 곱으로 표현되므로 V_H = R_H⋅B⋅J의 관계식이 성립한다.

도체나 반도체에 수직 방향의 자계가 가해지면 전류를 흐르는 전하 캐리어가 로렌츠 힘을 받아 한쪽 방향으로 편향되고, 이에 따라 수직 방향에 기전력이 발생한다. 이 Hall 기전력의 크기는 자계의 크기와 전류밀도에 정비례하며, 홀 계수는 재료의 특성을 나타내는 상수이다.

다른 보기들은 물리량 간의 차원 분석에 맞지 않는다(예: V_H = R_H⋅B/J는 J로 나누어 전류밀도와의 관계가 역상관이 되므로 부적절).

불순물 농도가 증가하면 캐리어 수가 늘어 도전율은 증가하고 고유저항은 감소한다.

도전율은 $\sigma = n e \mu$ 형태로 캐리어 밀도에 비례하고, 고유저항은 $\rho = \dfrac{1}{\sigma}$ 이므로 도전율과 반대로 변한다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 도전율은 감소하고 고유저항은 증가한다는 보기는 캐리어가 늘어나는 방향과 반대이다.
• 도전율과 고유저항이 모두 증가한다는 보기는 $\rho = \dfrac{1}{\sigma}$ 관계상 두 값이 동시에 증가할 수 없으므로 틀리다.
• 마지막 보기도 바로 앞 보기와 문구가 똑같은 "모두 증가한다"는 서술이어서 같은 이유로 틀리다.

설명은 파울리의 배타율이다.

제시문은 "네 가지 양자수(n, l, m, s)로 결정되는 한 양자 상태에는 한 개의 전자밖에 들어갈 수 없다"이다. 한 원자 안의 두 전자가 네 양자수를 모두 같게 가질 수 없다는 원리가 바로 배타 원리이다.

• 보어의 이론은 전자가 각운동량이 양자화된 정해진 궤도만 돌며, 궤도 사이 전이 때 그 에너지 차의 빛을 내거나 흡수한다는 원자 모형이다.
• 빈의 변위법칙은 흑체 복사 세기가 최대인 파장이 절대온도에 반비례한다는 법칙이다.
• 에너지 보존법칙은 고립계의 전체 에너지가 형태만 바뀌고 총량은 일정하다는 법칙이다.

n형 반도체의 도너 준위는 금지대 안에서 전도대 바로 아래에 위치한다.

도너 불순물의 남는 전자는 약하게 구속되어 작은 에너지로 전도대로 여기되므로, 도너 준위는 전도대 하단 가까이에 놓인다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 가전자대 바로 아래라는 보기는 틀리다. 도너 준위는 가전자대 쪽이 아니라 전도대 쪽에 가깝다.
• 금지대 바로 아래라는 보기는 틀리다. 금지대 아래는 금지대 밖의 가전자대 쪽이며, 도너 준위는 금지대 안의 위쪽(전도대 쪽) 끝에 놓인다.
• 전도대 중앙이라는 보기는 틀리다. 도너 준위는 금지대 안에 있으며 전도대 내부에 있지 않다.

그림의 설명은 X선 광자가 흑연 속 전자와 충돌한 뒤 입사 X선보다 파장이 긴 X선이 산란되어 나온다는 내용으로, 콤프턴 효과에 해당한다.

광자가 운동량 $p=\dfrac{h}{\lambda}$를 가진 입자처럼 전자와 충돌해 에너지 일부를 전자에 넘겨주므로 산란 X선의 에너지가 줄고 파장이 길어진다. 이 실험은 빛의 입자성을 보여 준다.

나머지 보기는 다른 현상이다.

• 홀 효과는 전류가 흐르는 도체·반도체에 자계를 가하면 전류와 자계에 모두 수직한 방향으로 기전력이 생기는 현상이다.
• 쇼트키 효과는 금속 표면에 강한 전계를 가하면 일함수가 낮아져 열전자 방출이 늘어나는 현상이다.
• 흑체방사는 물체가 온도로 정해지는 스펙트럼의 열복사를 내는 현상으로, 전자와 충돌한 X선의 파장 변화와 무관하다.

드-브로이 파장을 계산하면 3.64 × $10^{-8}\ \mathrm{m}$ 이다.

$\lambda = \dfrac{h}{m v}$
$= \dfrac{6.626 \times 10^{-34}}{9.1 \times 10^{-31} \times 2 \times 10^{4}}$
$= \dfrac{6.626 \times 10^{-34}}{1.82 \times 10^{-26}} \approx 3.64 \times 10^{-8}\ \mathrm{m}$

나머지 보기는 모두 계산값과 다르다.

• $1.21 \times 10^{-16}\ \mathrm{m}$ 는 계산값과 다르다.
• $1.82 \times 10^{-26}\ \mathrm{m}$ 는 계산값과 다르다.
• $1.64 \times 10^{34}\ \mathrm{m}$ 는 계산값과 다르다.

Pauli의 배타율 원리(Pauli exclusion principle)는 같은 양자 상태를 두 개 이상의 동일 페르미온이 차지할 수 없다는 원리로, Fermi-Dirac 분포함수가 이를 만족한다.

Fermi-Dirac 분포에서는 각 에너지 상태의 점유수가 0 또는 1로 제한되어 최대 2개의 전자(스핀 업·다운)만 한 상태에 들어갈 수 있으며, 이는 페르미온의 배타율을 직접 반영한 것이다.

• Maxwell-Boltzmann: 고전적 입자의 분포로 배타율을 적용하지 않는다.
• Schrödinger와 Einstein: 양자 분포함수가 아니므로 배타율 원리를 내용으로 하지 않는다.

n 채널 FET 의 전류는 주로 전자의 드리프트 현상에 의한 것이다.

채널의 다수 캐리어는 전자이고, 드레인-소스 사이에 걸린 전계에 의해 전자가 이동하며 전류가 흐른다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 전자의 확산 현상이라는 보기는 틀리다. 채널 전류는 농도 기울기가 아니라 인가된 전계에 의한 이동이 주된 원인이다.
• 정공의 확산 현상이라는 보기는 틀리다. n 채널의 다수 캐리어는 정공이 아니며 전류도 확산이 주가 아니다.
• 정공의 드리프트 현상이라는 보기는 틀리다. n 채널에서 전류를 나르는 주된 캐리어는 전자이다.

건 다이오드의 부성저항은 유효질량의 전압(전계) 의존성 때문에 생긴다.

GaAs 에서 전계가 임계값을 넘으면 전자가 유효질량이 작고 이동도가 큰 골에서 유효질량이 크고 이동도가 작은 골로 옮겨 가 평균 속도가 감소하고, 이것이 부성저항으로 나타난다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 캐리어농도의 전압의존성이라는 보기는 틀리다. 전자 수는 도핑으로 정해져 있고 골 사이 이동으로 이동도가 변한다.
• 캐리어농도의 온도의존성이라는 보기는 틀리다. 부성저항은 온도가 아니라 인가 전계에 의한 현상이다.
• 유효질량의 온도의존성이라는 보기는 틀리다. 골 사이 전이를 일으키는 것은 온도가 아니라 전계이다.

역바이어스를 가하면 공핍층이 더 넓어진다.

역전압은 접합 전위 장벽을 키워 다수 캐리어를 접합에서 더 멀리 밀어내므로, 공간전하 영역에 드러나는 이온 전하가 늘어나 공핍층 폭이 증가한다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 이온화된 도너와 억셉터 이온이 작아진다는 보기는 틀리다. 공핍층이 넓어지면 공간전하 영역에 드러나는 이온 전하는 오히려 커진다.
• 공핍층이 좁아진다는 보기는 틀리다. 좁아지는 것은 순방향 바이어스일 때이다.
• 공핍층이 없어진다는 보기는 틀리다. 항복 전압보다 낮은 범위에서는 공핍층이 사라지지 않고 넓어진다.

태양광을 직류 전기에너지로 바꾸는 pn 접합 소자는 태양전지이다.

입사한 광자가 접합 근처에서 전자-정공 쌍을 만들고, 내부 전계가 이를 분리하여 광기전력이 생긴다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 배리스터는 전압에 따라 저항이 변하는 소자로 과전압 보호 등에 쓰이며 광에너지를 전기로 바꾸는 소자가 아니다.
• 플래시 메모리는 전하를 저장하여 정보를 기억하는 비휘발성 메모리 소자이다.
• 레이저 다이오드는 전기에너지를 빛으로 바꾸는 발광 소자로 변환 방향이 반대이다.

2 의 승수 배를 구하는 가장 효율적인 연산은 Shift 이다.

비트를 왼쪽으로 한 칸 옮기면 값이 2 배, 두 칸이면 4 배, 세 칸이면 8 배가 되므로 곱셈 없이 간단히 처리된다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• Complement 는 비트를 반전하거나 보수를 취하는 연산으로 값을 2 배로 만들지 않는다.
• Rotate 는 밀려나는 비트가 반대편으로 되돌아 들어오는 순환 이동이어서 2 의 승수 배 결과를 보장하지 않는다.
• Move 는 데이터를 한 곳에서 다른 곳으로 옮기는 연산으로 값 자체를 바꾸지 않는다.

MAR 은 10 비트, MBR 은 16 비트이다.

MAR 은 번지를 담으므로 $2^{n} = 1024$ 에서 $n = 10$ 비트이다. MBR 은 한 번지에 저장된 한 워드를 담으므로 워드 길이인 16 비트이다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• MAR 이 6 비트, MBR 이 10 비트라는 보기는 틀리다. 1024 개 번지를 지정하려면 6 비트로는 부족하다.
• MAR 이 10 비트, MBR 이 6 비트라는 보기는 틀리다. MBR 은 워드 길이 16 비트와 같아야 한다.
• MAR 이 18 비트, MBR 이 10 비트라는 보기는 틀리다. 번지 수 1024 에 필요한 비트 수와 워드 길이 모두 맞지 않는다.

FIFO 구조는 큐(QUEUE) 이다.

큐는 먼저 들어온 자료가 먼저 나가는 선입선출 구조이다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 스택은 마지막에 들어온 자료가 먼저 나가는 후입선출 구조이다.
• 트리는 계층(부모-자식) 관계를 나타내는 구조로 입출력 순서를 선입선출로 규정하지 않는다.
• 그래프는 정점과 간선으로 관계를 나타내는 구조로 입출력 순서를 선입선출로 규정하지 않는다.

캐시메모리를 용량 보조용이라고 한 서술이 옳지 않다.

캐시메모리는 CPU 와 주기억장치 사이의 속도 차이를 줄이기 위한 고속 소용량 메모리이며, 용량 부족은 보조기억장치나 가상기억으로 보완한다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이다.

• RAM 이 휘발성이라는 보기는 옳은 내용이다. 전원이 꺼지면 내용이 사라진다.
• ROM 이 읽기 전용이라는 보기는 옳은 내용이다.
• Dynamic RAM 이 주기적인 재충전이 필요하다는 보기는 옳은 내용이다. 셀 전하가 누설되어 리프레시를 해야 한다.

인터럽트 신호공급 방식이 아닌 것은 메모리 어드레스 레지스터 방식이다.

메모리 어드레스 레지스터는 접근할 기억장소의 번지를 담아 두는 CPU 내부 레지스터일 뿐, 인터럽트 요청 장치를 식별하는 방법이 아니다.

나머지 보기는 모두 인터럽트 요청 장치를 가려내는 방식이다.

• 폴링 방식은 소프트웨어가 각 장치의 상태를 차례로 조사하여 요청 장치를 찾는다.
• 데이지 체인 방식은 장치들을 직렬로 연결하여 우선순위에 따라 인터럽트 응답 신호를 전달한다.
• 벡터 인터럽트 방식은 장치가 인터럽트 서비스 루틴의 시작 번지 정보를 직접 보내 준다.

인터럽트 입출력 방식을 CPU 가 상태를 항상 선별하는 방식이라고 한 서술이 옳지 않다.

인터럽트 방식은 장치가 준비되면 장치가 CPU 에 신호를 보내는 방식이고, CPU 가 상태를 계속 조사하는 것은 프로그램 입출력(폴링) 방식이다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이다.

• DMA 방식이 CPU 를 거치지 않고 장치와 메모리가 직접 자료를 주고받는다는 보기는 옳은 내용이다.
• 프로그램 입출력 방식이 대기시간 때문에 빠른 전송에 어렵다는 보기는 옳은 내용이다.
• DMA 가 Direct Memory Access 의 약어라는 보기는 옳은 내용이다.

복귀 번지를 프로그래머가 사전에 결정한다는 서술이 옳지 않다.

서브루틴을 호출하면 복귀 번지(다음 명령어 번지)가 호출 시점에 스택에 저장되고 복귀 명령이 이를 꺼내 쓰므로, 호출 위치가 여럿이어도 미리 정해 둘 필요가 없다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이다.

• 스택 영역을 확보한다는 보기는 옳은 내용이다. 복귀 번지를 저장할 공간이 필요하다.
• 스택포인터를 초기화한다는 보기는 옳은 내용이다. 스택의 시작 위치가 정해져야 한다.
• 레지스터의 중복 사용을 가능한 배제한다는 보기는 옳은 내용이다. 호출 전후에 레지스터 값이 덮어쓰여 깨질 수 있기 때문이다.

연산코드 필드가 8 비트이면 최대 256 개의 명령어를 구분할 수 있다.

n 비트로 표현할 수 있는 서로 다른 값은 $2^{n}$ 개이므로 $2^{8} = 256$ 이다.

나머지 보기는 모두 계산값과 다르다.

• 64 는 $2^{6}$ 값이어서 8 비트 연산코드의 경우와 다르다.
• 128 은 $2^{7}$ 값이어서 8 비트 연산코드의 경우와 다르다.
• 512 는 $2^{9}$ 값이어서 8 비트 연산코드의 경우와 다르다.

니모닉 명령어를 2 진 기계어로 번역하는 프로그램은 어셈블러(Assembler) 이다.

어셈블리 언어의 한 명령어는 기계어 한 명령어와 대응되며, 어셈블러가 이를 기계어로 일대일 변환한다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 컴파일러는 고급 언어 프로그램 전체를 목적 코드로 번역하는 프로그램이다.
• 인터프리터는 소스 프로그램을 한 줄씩 해석하여 바로 실행하는 프로그램이다.
• 프로세서는 명령어를 실행하는 하드웨어이며 번역 프로그램이 아니다.

스택의 탑에 데이터를 입력하는 동작을 POP 이라 한 서술이 옳지 않다.

스택에 자료를 넣는 동작은 PUSH이고, POP 은 탑의 자료를 꺼내는 동작이다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이다.

• 주로 0-주소 명령어를 수행하기 위한 자료구조로 쓰인다는 보기는 옳은 내용이다. 피연산자를 스택 탑에서 암묵적으로 가져온다.
• 길이가 가변적이라는 보기는 옳은 내용이다. 자료가 쌓이고 빠짐에 따라 크기가 변한다.
• LIFO 특징을 갖는다는 보기는 옳은 내용이다. 마지막에 넣은 자료가 먼저 나온다.

메모리에서 읽은 명령어를 보관하는 레지스터는 IR(명령어 레지스터) 이다.

인출된 명령어는 IR 에 저장된 뒤 해독기로 보내져 해독·실행된다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• ALU 는 산술·논리 연산을 수행하는 연산회로이며 명령어를 보관하는 레지스터가 아니다.
• PC 는 다음에 인출할 명령어의 번지를 가리킨다.
• MAR 은 접근할 기억장소의 번지를 보관한다.

마스크로 불필요한 비트를 제거하는 연산은 AND 이다.

원하지 않는 비트를 0 으로 만들고 남길 비트는 1 로 둔 마스크와 AND 하면 남길 비트는 그대로, 나머지는 0 이 된다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• OR 는 마스크의 1 위치 비트를 1 로 만드는 연산이어서 비트를 지우지 못한다.
• EX-OR 는 마스크의 1 위치 비트를 반전시키는 연산이어서 비트를 지우지 못한다.
• NOR 는 OR 결과를 반전하므로 마스크가 0 인 자리의 비트까지 뒤집혀, 남길 비트를 그대로 보존하지 못한다.

객체지향 언어가 아닌 것은 PASCAL 이다.

표준 PASCAL 은 절차 지향 언어이며 클래스와 상속 같은 객체지향 개념을 기본으로 제공하지 않는다.

나머지 보기는 모두 객체지향 언어이다.

• JAVA 는 클래스 기반 객체지향 언어이다.
• C# 은 클래스 기반 객체지향 언어이다.
• Smalltalk 는 모든 것을 객체로 다루는 대표적 객체지향 언어이다.

컴파일러 처리 순서는 번역 → 적재 → 실행 이다.

컴파일러가 소스 프로그램을 번역하여 목적 프로그램을 만들고, 이를 기억장치에 적재한 뒤 실행한다.

다른 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

• 번역 → 실행 → 적재 순서는 적재되지 않은 프로그램을 실행할 수 없으므로 틀리다.
• 적재 → 실행 → 번역 순서는 번역 전에는 실행할 목적 프로그램이 없으므로 틀리다.
• 적재 → 번역 → 실행 순서는 번역으로 만들어진 목적 프로그램을 적재해야 하므로 순서가 틀리다.

42 를 8 비트로 쓰고 산술 우측 시프트 1 회를 하면 21 이다.

$42 = 00101010_{2}$
산술 우측 시프트 1 회: $00010101_{2} = 21$
우측 1 비트 시프트는 값을 $\dfrac{1}{2}$ 로 만들며 부호 비트는 유지된다.

나머지 보기는 모두 계산값과 다르다.

• 20 은 계산값과 다르다.
• 84 는 좌측으로 1 비트 시프트했을 때의 값으로 계산값과 다르다.
• 85 는 계산값과 다르다.

그림은 x, y 두 입력에서 XOR 게이트 출력이 S, AND 게이트 출력이 C인 회로로, 반가산기(half-adder)이다.

두 게이트의 입력은 모두 x와 y뿐이고 부정 버블이 없으므로 $S=x\oplus y$, $C=xy$이다. 1비트 두 개를 더하면 합은 XOR, 자리올림은 AND가 되므로 반가산기의 식과 같다.

나머지 보기는 회로 구성이 다르다.

• full-adder는 아랫자리 자리올림까지 세 입력을 더하는 회로여서 두 입력뿐인 그림과 다르다.
• half-subtracter는 차는 XOR로 같지만 빌림이 $\overline{x}y$여서 AND 앞에 x를 반전하는 NOT이 있어야 한다.
• full-subtracter는 아랫자리 빌림까지 세 입력을 다루는 회로여서 두 입력뿐인 그림과 다르다.