[전자기사 필기] 16년 2회차
전자기사 필기 기출문제

16년 2회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

16년 2회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
자기모멘트 9.8×10-5[Wbㆍm]의 막대자석을 지구자계의 수평성분 10.5[AT/m]인 곳에서 지자기 자오면으로부터 90° 회전시키는데 필요한 일은 약 몇 J 인가?
11.03×10-3
21.03×10-5
39.03×10-3
49.03×10-5
정답 및 해설

막대자석을 90° 회전시키는 데 필요한 일은 약 1.03×10−3 J1.03\times10^{-3}\ \mathrm{J} 이다.

토크 T=mHsin⁡θT=mH\sin\theta 를 0 에서 90° 까지 적분한다.
W=∫0π/2mHsin⁡θ dθ=mHW=\int_0^{\pi/2} mH\sin\theta\,d\theta=mH
=9.8×10−5×10.5≈1.03×10−3 J=9.8\times10^{-5}\times10.5\approx1.03\times10^{-3}\ \mathrm{J}

나머지 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

  • 1.03×10−5 J1.03\times10^{-5}\ \mathrm{J} 은 계산값과 다르다.
  • 9.03×10−3 J9.03\times10^{-3}\ \mathrm{J} 은 계산값과 다르다.
  • 9.03×10−5 J9.03\times10^{-5}\ \mathrm{J} 은 계산값과 다르다.
문제 2
그림과 같이 반지름 10[cm]인 반원과 그 양단으로부터 직선으로 된 도선에 10[A]의 전류가 흐를 때. 중심 0에서의 자계의 세기와 방향은?
12.5[AT/m], 방향 ⊙
225[AT/m], 방향 ⊙
32.5[AT/m], 방향 ⊗
425[AT/m], 방향 ⊗
정답 및 해설

중심 O 의 자계는 25AT/m, 방향 ⊗(지면으로 들어가는 방향)이다.

그림에서 직선 도선 두 부분은 O 를 지나는 같은 수평선 위에 있어 전류 요소와 O 까지의 방향이 나란하므로 dl⃗×r⃗=0d\vec{l}\times\vec{r}=0, 자계가 없다. 자계는 반원 부분만 만든다.
H=12⋅I2R=I4R=104×0.1=25 AT/mH = \dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{I}{2R} = \dfrac{I}{4R} = \dfrac{10}{4\times 0.1} = 25\,\mathrm{AT/m}

전류는 왼쪽 끝에서 위로 올라가 반원 꼭대기를 넘어 오른쪽으로 내려가므로 O 에서 보면 시계 방향으로 돈다. 오른나사 법칙에 따라 O 의 자계는 지면 안쪽(⊗)이다.

  • 2.5AT/m·방향 ⊙ 보기는 크기가 계산값과 다르고 방향도 반대이다.
  • 25AT/m·방향 ⊙ 보기는 크기는 맞지만 시계 방향 전류가 만드는 지면 안쪽 방향과 반대이다.
  • 2.5AT/m·방향 ⊗ 보기는 방향은 맞지만 크기가 계산값과 다르다.
문제 3
전자파의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?
1전자파의 속도는 주파수와 무관하다.
2전파 Ex를 고유임피던스로 나누면 자파 Hy가 된다.
3전파 Ex와 자파 Hy의 진동방향은 진행 방향에 수평인 종파이다.
4매질이 도전성을 갖지 않으면 전파 Ex와 자파 Hy는 동위상이 된다.
문제 4
무한히 넓은 두 장의 평면판 도체를 간격 d(m)로 평행하게 배치하고 각각의 평면판에 면전하밀도 ±σ(C/m2)로 분포되어 있는 경우 전기력선은 면에 수직으로 나와 평행하게 발산한다. 이 평면판내부의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?
1σ/Є0
2σ/2Є0
3σ/2πЄ0
4σ/4πЄ0
정답 및 해설

평행판 내부의 전계의 세기는 E=σε0 V/mE=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}\ \mathrm{V/m} 이다.

가우스 법칙으로 극판 면적 SS 에 대해 D S=σSD\,S=\sigma S 이므로 D=σD=\sigma, E=Dε0E=\dfrac{D}{\varepsilon_0} 이다.
두 판의 전하가 서로 반대 부호라 판 사이에서는 각 판이 만드는 전계가 같은 방향으로 더해지고 바깥에서는 상쇄된다.

나머지 값은 평판 내부 전계의 계산값과 다르다.

  • σ2ε0\dfrac{\sigma}{2\varepsilon_0} 는 판 하나만 있을 때의 전계 값이며, 두 판이 겹치는 내부의 계산값과 다르다.
  • σ2πε0\dfrac{\sigma}{2\pi\varepsilon_0} 는 선전하의 전계식 λ2πε0r\dfrac{\lambda}{2\pi\varepsilon_0 r} 과 같은 형태로, 평판 내부의 계산값과 다르다.
  • σ4πε0\dfrac{\sigma}{4\pi\varepsilon_0} 는 점전하의 전계식 Q4πε0r2\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0 r^2} 과 같은 형태로, 평판 내부의 계산값과 다르다.
문제 5
패러데이 관에 대한 설명으로 틀린 것은?
1관내의 전속수는 일정하다.
2관의 밀도는 전속밀도와 같다.
3진전하가 없는 점에서 불연속이다.
4관 양단에 양(+), 음(-)의 단위전하가 있다.
정답 및 해설

패러데이 관은 진전하가 없는 점에서 불연속이 아니라 연속이므로, 불연속이라는 서술이 틀린 내용이다.

패러데이 관은 양(+) 진전하에서 시작해 음(-) 진전하에서 끝나는 가상의 관이며, 진전하가 있는 곳에서만 시작하거나 끝나고 도중에서는 끊기지 않는다.

나머지 보기는 패러데이 관에 대해 옳은 내용이다.

  • 관내의 전속수는 일정하다는 서술은 옳다. 관의 측면으로는 전속이 드나들지 않기 때문이다.
  • 관의 밀도는 전속밀도와 같다는 서술은 옳다. 단위 면적을 지나는 관의 수가 곧 전속밀도 DD 이다.
  • 관 양단에 양(+), 음(-)의 단위전하가 있다는 서술은 옳다. 단위 전속의 관은 +1 C 에서 시작해 -1 C 에서 끝난다.
문제 6
쌍극자모멘트가 M(Cㆍm)인 전기쌍극자에서 점 P의 전계는 에서 어떻게 되는가? (단, θ는 전기쌍극자의 중심에서 축 방향과 점 P를 잇는 선분의 사이 각이다.)
10
2최소
3최대
4-∞
정답 및 해설

전기쌍극자의 전계는 θ=π2\theta = \dfrac{\pi}{2} 에서 최소가 된다.

쌍극자 전계의 두 성분 Er=2Mcos⁡θ4πε0r3E_r = \dfrac{2M\cos\theta}{4\pi\varepsilon_0 r^3}, Eθ=Msin⁡θ4πε0r3E_\theta = \dfrac{M\sin\theta}{4\pi\varepsilon_0 r^3} 를 합치면
E=M4πε0r31+3cos⁡2θE = \dfrac{M}{4\pi\varepsilon_0 r^3}\sqrt{1+3\cos^2\theta}
이다. θ=π2\theta = \dfrac{\pi}{2} 이면 cos⁡θ=0\cos\theta = 0 이라 근호 안이 가장 작은 1 이 되어 E=M4πε0r3E = \dfrac{M}{4\pi\varepsilon_0 r^3} 로 최솟값이다.

  • 0 은 맞지 않는데, 근호 안 값이 1 이라 전계가 남는다.
  • 최대는 θ=0\theta = 0 에서 근호 안이 4 가 될 때이다.
  • −∞ 는 맞지 않는데, 같은 거리에서 전계 크기는 유한한 양수로 정해진다.
문제 7
평행판 콘덴서에 어떤 유전체를 넣었을 때 전속밀도가 4.8×10-7[C/m2]이고 단위체적당 정전에너지가 5.3×10-3[J/m3 ]이었다. 이 유전체의 유전율은 몇 F/m 인가?
11.15×10-11
22.17×10-11
33.19×10-11
44.21×10-11
정답 및 해설

유전율은 ε=D22w≈2.17×10−11 F/m\varepsilon=\dfrac{D^2}{2w}\approx 2.17\times10^{-11}\ \mathrm{F/m} 이다.

단위 체적당 정전에너지는 w=12DE=D22εw=\dfrac{1}{2}DE=\dfrac{D^2}{2\varepsilon} 이므로 ε=D22w\varepsilon=\dfrac{D^2}{2w} 이다.
ε=(4.8×10−7)22×5.3×10−3\varepsilon=\dfrac{(4.8\times10^{-7})^2}{2\times5.3\times10^{-3}}
=2.304×10−131.06×10−2≈2.17×10−11 F/m=\dfrac{2.304\times10^{-13}}{1.06\times10^{-2}}\approx2.17\times10^{-11}\ \mathrm{F/m}

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 1.15×10−111.15\times10^{-11} 은 계산값과 다르다.
  • 3.19×10−113.19\times10^{-11} 은 계산값과 다르다.
  • 4.21×10−114.21\times10^{-11} 은 계산값과 다르다.
문제 8
환상 철심에 권선수 20인 A코일과 권선수 80인 B코일이 감겨 있을 때, A코일의 자기인덕턴스가 5[mH]라면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 mH인가? (단, 누설자속은 없는 것으로 본다.)
120
21.25
30.8
40.05
정답 및 해설

두 코일의 상호인덕턴스는 M=20 mHM=20\ \mathrm{mH} 이다.

누설자속이 없으므로 결합계수가 1이고 M=LALBM=\sqrt{L_A L_B} 이다. 같은 철심에서 인덕턴스는 권선수의 제곱에 비례하므로
LB=5×(8020)2=80 mHL_B=5\times\left(\dfrac{80}{20}\right)^2=80\ \mathrm{mH}
M=5×80=400=20 mHM=\sqrt{5\times80}=\sqrt{400}=20\ \mathrm{mH}

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 1.25 mH1.25\ \mathrm{mH} 는 계산값과 다르다.
  • 0.8 mH0.8\ \mathrm{mH} 는 계산값과 다르다.
  • 0.05 mH0.05\ \mathrm{mH} 는 계산값과 다르다.
문제 9
다음 식 중에서 틀린 것은?
1가우스의 정리 : divD=ρ
2포아송의 방정식 :
3라플라스의 방정식 : ▽2V=0
4발산의 정리 :
문제 10
자기회로에서 키르히호프의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?
1임의의 결합점으로 유입하는 자속의 대수합은 0이다.
2임의의 폐자로에서 자속과 기자력의 대수합은 0이다.
3임의의 폐자로에서 자기저항과 기자력의 대수합은 0이다.
4임의의 폐자로에서 각 부의 자기저항과 자속의 대수합은 0이다.
정답 및 해설

자기회로의 키르히호프 제1법칙에 따라 임의의 결합점으로 유입하는 자속의 대수합은 0이다.

자속은 끊어지지 않고 이어지는 양이라 결합점에서 합이 0이고, 제2법칙은 폐자로에서 기자력의 합이 각 부분의 (자기저항 × 자속)의 합과 같다는 것이다.
∑NI=∑Rmϕ\sum NI=\sum R_m\phi

나머지 서술은 자기회로에서 성립하지 않는다.

  • 폐자로에서 자속과 기자력의 대수합이 0이라는 서술은 자속(Wb)과 기자력(AT)처럼 단위가 다른 양을 더하는 식이라 물리적으로 성립하지 않는다.
  • 폐자로에서 자기저항과 기자력의 대수합이 0이라는 서술도 자기저항(AT/Wb)과 기자력(AT)의 단위가 달라 더할 수 없으므로 성립하지 않는다.
  • 폐자로에서 각 부의 자기저항과 자속의 대수합이 0이라는 서술은, 곱의 합으로 읽어도 기자력이 있는 폐자로에서는 ∑Rmϕ=∑NI\sum R_m\phi=\sum NI 라 0이 아니므로 성립하지 않는다.
문제 11
W1과 W2의 에너지를 갖는 두 콘덴서를 병렬 연결한 경우의 총 에너지 W와의 관계로 옳은 것은? (단, W1≠W2이다.)
1W1+W2=W
2W1+W2＞W
3W1-W2=W
4W1+W2＜W
문제 12
한 변이 L(m)되는 정사각형의 도선회로에 전류 I(A)가 흐르고 있을 때 회로 중심에서의 자속밀도는 몇 Wb/m2 인가?
1
2
3
4
정답 및 해설

정사각형 중심의 자속밀도는 B=22πμ0ILB = \dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L} 이다.

유한 직선 전류의 자계 H=I4πd(sin⁡β1+sin⁡β2)H = \dfrac{I}{4\pi d}(\sin\beta_1+\sin\beta_2) 를 한 변에 적용한다. 중심에서 변까지 거리 d=L2d = \dfrac{L}{2}, 변 양 끝을 보는 각은 각각 45∘45^\circ 이다.
H1=I4π⋅L2(22+22)=2I2πLH_1 = \dfrac{I}{4\pi\cdot\frac{L}{2}}\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}+\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right) = \dfrac{\sqrt{2}I}{2\pi L}
네 변이 같은 방향으로 더해지므로 H=4H1=22IπLH = 4H_1 = \dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi L}, B=μ0H=22πμ0ILB = \mu_0 H = \dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L}

자속밀도는 전류에 비례하고 한 변 길이에 반비례해야 한다.

  • 22πμ0LI\dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{L}{I} 는 L 과 I 의 위치가 뒤바뀌어 차원이 맞지 않는다.
  • 2πμ0IL\dfrac{\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L} 는 계수가 계산값과 다르다.
  • 42πμ0LI\dfrac{4\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{L}{I} 는 L 과 I 의 위치가 뒤바뀌어 차원이 맞지 않고 계수도 계산값과 다르다.
문제 13
자유공간 중에 x=2, z=4인 무한장 직선상에 ρL(C/m)인 균일한 선전하가 있다. 점(0,0,4)의 전계 E(V/m)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

점 (0,0,4) 의 전계는 E=−ρL4πε0ax\mathbf{E} = \dfrac{-\rho_L}{4\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 이다.

선전하는 x=2, z=4 를 지나며 y축과 나란하다. 선에서 점 (0,0,4) 로 향하는 수직 벡터는 (0−2, 0, 4−4)=−2ax(0-2,\,0,\,4-4) = -2\mathbf{a}_x 이므로 거리 r=2r = 2, 방향은 −x 방향이다.
E=ρL2πε0r(−ax)=ρL2πε0⋅2(−ax)=−ρL4πε0ax\mathbf{E} = \dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0 r}(-\mathbf{a}_x) = \dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0\cdot 2}(-\mathbf{a}_x) = \dfrac{-\rho_L}{4\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x

무한장 선전하 전계 ρL2πε0r\dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0 r} 에 거리 2와 방향을 함께 넣어야 한다.

  • ρL4πε0ax\dfrac{\rho_L}{4\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 는 크기는 같지만 방향이 선에서 점으로 향하는 −x 방향과 반대이다.
  • −ρL2πε0ax\dfrac{-\rho_L}{2\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 는 거리 2 를 나누지 않아 계산값과 다르다.
  • ρL2πε0ax\dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 는 거리 2 를 나누지 않았고 방향도 반대이다.
문제 14
압전효과를 이용하지 않은 것은?
1수정발진기
2마이크로폰
3초음파발생기
4자속계
문제 15
단면적 S(m2), 단위 길이당 권수가 n0(회/m)인 무한히 긴 솔레노이드의 자기인덕턴스(H/m)를 구하면?
1μSn0
2
3μS2n0
4
문제 16
표피효과에 대한 설명으로 옳은 것은?
1주파수가 높을수록 침투깊이가 얇아진다.
2투자율이 크면 표피효과가 적게 나타난다.
3표피효과에 따른 표피저항은 단면적에 비례한다.
4도전율이 큰 도체에는 표피효과가 적게 나타난다.
정답 및 해설

표피효과(skin effect)는 교류 전류가 도체 표면 근처에 집중되는 현상으로, 침투깊이는 d=2ωμσd = \sqrt{\frac{2}{\omega\mu\sigma}} 식으로 표현된다. 주파수(ω)가 높을수록 침투깊이가 감소한다.

  • 투자율이 크면 표피효과가 적게 나타난다: 투자율(μ)이 크면 침투깊이가 얇아져 표피효과가 크게 나타나므로 틀렸다.
  • 표피저항은 단면적에 비례한다: 표피저항이 침투깊이에 반비례하고 단면적에 반비례하므로 틀렸다.
  • 도전율이 큰 도체에는 표피효과가 적게 나타난다: 도전율(σ)이 클수록 침투깊이가 얇아져 표피효과가 크게 나타나므로 틀렸다.
문제 17
그림과 같은 원통상 도선 한 가닥이 유전율 ε(F/m)인 매질 내에 지상 h(m) 높이로 지면과 나란히 가선되어 있을 때 대지와 도선간의 단위길이당 정전용량(F/m)은?
1
2
3
4
정답 및 해설

대지와 도선 사이의 단위 길이당 정전용량은 C=2πεcosh⁡−1haC = \dfrac{2\pi\varepsilon}{\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}} 이다.

그림처럼 반지름 a 인 도선 중심이 지면에서 h 높이에 있다. 지면을 영상법으로 바꾸면 높이 h0=h2−a2h_0 = \sqrt{h^2-a^2} 의 선전하 ρ\rho 와 지면 아래 같은 거리의 −ρ-\rho 가 되고, 이때 도선 표면이 등전위면이 된다. 도선 아래 끝(높이 h−ah-a)에서 두 선전하까지 거리 비는 h−a+h0h0−h+a=h+h2−a2a\dfrac{h-a+h_0}{h_0-h+a} = \dfrac{h+\sqrt{h^2-a^2}}{a} 이므로
V=ρ2πεln⁡h+h2−a2a=ρ2πεcosh⁡−1haV = \dfrac{\rho}{2\pi\varepsilon}\ln\dfrac{h+\sqrt{h^2-a^2}}{a} = \dfrac{\rho}{2\pi\varepsilon}\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}
C=ρV=2πεcosh⁡−1haC = \dfrac{\rho}{V} = \dfrac{2\pi\varepsilon}{\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}}

cosh⁡−1x=ln⁡(x+x2−1)\cosh^{-1}x = \ln\left(x+\sqrt{x^2-1}\right) 이므로 결과는 역쌍곡 코사인 형태이고, 지면 전위가 0 이라 계수는 2πε2\pi\varepsilon 이다.

  • 2πεsinh⁡−1ha\dfrac{2\pi\varepsilon}{\sinh^{-1}\frac{h}{a}} 는 ln⁡(x+x2+1)\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right) 꼴이라 유도한 전위식과 다르다.
  • πεsinh⁡−1ha\dfrac{\pi\varepsilon}{\sinh^{-1}\frac{h}{a}} 는 함수 형태와 계수가 모두 유도식과 다르다.
  • πεcosh⁡−1ha\dfrac{\pi\varepsilon}{\cosh^{-1}\frac{h}{a}} 는 도선과 영상 도선 사이(전위차 2V)의 용량으로, 도선과 대지 사이 용량의 절반이다.
문제 18
두 종류의 유전율(Є1, Є2)을 가진 유전체 경계면에 진전하가 존재하지 않을 때 성립하는 경계조건을 옳게 나타낸 것은? (단, θ1, θ2는 각각 유전체 경계면의 법선벡터와 E1, E2가 이루는 각이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

옳은 경계조건은 E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2E_1\sin\theta_1 = E_2\sin\theta_2, D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1 = D_2\cos\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} 를 모두 갖춘 식이다.

각 θ 를 법선에서 잰다. 진전하가 없으면 전계의 접선 성분이 연속이므로 E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2E_1\sin\theta_1 = E_2\sin\theta_2, 전속밀도의 법선 성분이 연속이므로 D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1 = D_2\cos\theta_2 이다.
두 식을 나누고 D=εED = \varepsilon E 를 넣으면 tan⁡θ1ε1=tan⁡θ2ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\varepsilon_1} = \dfrac{\tan\theta_2}{\varepsilon_2}, 즉 tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2}

  • E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2E_1\sin\theta_1 = E_2\sin\theta_2, D1sin⁡θ1=D2sin⁡θ2D_1\sin\theta_1 = D_2\sin\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε2ε1\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_2}{\varepsilon_1} 인 식은 D 를 접선 성분으로 썼고 굴절 비도 뒤집혔다.
  • E1cos⁡θ1=E2cos⁡θ2E_1\cos\theta_1 = E_2\cos\theta_2, D1sin⁡θ1=D2sin⁡θ2D_1\sin\theta_1 = D_2\sin\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε2ε1\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_2}{\varepsilon_1} 인 식은 E 와 D 의 연속 성분이 서로 바뀌었고 굴절 비도 뒤집혔다.
  • E1cos⁡θ1=E2cos⁡θ2E_1\cos\theta_1 = E_2\cos\theta_2, D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1 = D_2\cos\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} 인 식은 E 를 법선 성분으로 써서 틀리다(법선 성분은 유전율이 다르면 불연속).
문제 19
감자력이 0인 것은?
1구 자성체
2환상 철심
3타원 자성체
4굵고 짧은 막대 자성체
정답 및 해설

환상 철심은 닫힌 자로라 끝이 없어 자극이 생기지 않으므로 감자력이 0이다.

감자력은 자성체 끝에 생기는 자극이 만드는, 자화와 반대 방향의 자계이며 H′=NdJμ0H^{\prime}=\dfrac{N_d J}{\mu_0} 로 나타낸다. 환상 철심은 자극이 없어 감자율 Nd=0N_d=0 이다.

나머지 자성체는 모두 끝에 자극이 생긴다.

  • 구 자성체는 표면에 자극이 생겨 감자율이 0이 아니므로 감자력이 0이 아니다.
  • 타원 자성체는 양 끝에 자극이 생겨 감자율이 0이 아니므로 감자력이 0이 아니다.
  • 굵고 짧은 막대 자성체는 양 끝의 자극이 서로 가까워 감자력이 0이 아니다.
문제 20
전위 V=3xy+z+4일 때 전계 E는?
1i3x+j3y+k
2-i3y+j3x+k
3i3x-j3y-k
4-i3y-j3x-k
정답 및 해설

전계는 전위의 음의 기울기이므로 E=−3y i−3x j−k\mathbf{E}=-3y\,\mathbf{i}-3x\,\mathbf{j}-\mathbf{k} 이다.

E = -∇V 를 적용해 편미분한다.
∂V∂x=3y,∂V∂y=3x,∂V∂z=1\dfrac{\partial V}{\partial x}=3y,\quad \dfrac{\partial V}{\partial y}=3x,\quad \dfrac{\partial V}{\partial z}=1
E=−(3y i+3x j+k)\mathbf{E}=-\left(3y\,\mathbf{i}+3x\,\mathbf{j}+\mathbf{k}\right)

나머지 식은 계산값과 다르다.

  • x 성분이 3x3x, y 성분이 3y3y 인 식은 편미분 결과(x 성분 −3y-3y, y 성분 −3x-3x)와 다르다.
  • z 성분이 +1+1 이고 y 성분이 +3x+3x 인 식은 부호가 달라 계산값과 다르다.
  • x 성분이 3x3x 이고 y, z 성분이 음수인 식은 성분이 뒤바뀌어 계산값과 다르다.
문제 21
직렬공진 대역통과 필터에서 공진주파수에서의 최대 전류가 20[mA]일 때 차단 주파수에서의 전류값은 몇 mA 인가?
10.707
210
314.14
420
정답 및 해설

차단주파수에서의 전류는 I=202≈14.14 mAI=\dfrac{20}{\sqrt{2}}\approx14.14\ \mathrm{mA} 이다.

차단주파수는 반전력점(-3 dB)이며 이때 전류는 공진 시 최대 전류의 12\dfrac{1}{\sqrt{2}} 배가 된다.
I=20×0.707≈14.14 mAI=20\times0.707\approx14.14\ \mathrm{mA}

나머지 값은 계산값과 다르다.

  • 0.707 은 최대 전류에 대한 비율이며, mA 로 나타낸 계산값과 다르다.
  • 10 mA 는 최대 전류의 절반이며 계산값과 다르다.
  • 20 mA 는 공진주파수에서의 최대 전류 값이며 차단주파수에서의 값과 다르다.
문제 22
감쇄되지 않고 잘 통과되는 주파수 범위를 나타내는 것은?
1저지 대역
2차단 주파수
3통과 대역
4대역폭
문제 23
이상적인 변압기의 조건으로 옳은 것은?
1두 코일의 결합계수가 1인 경우
2유도 결합이 없는 경우
3상호 자속이 전혀 없는 경우
4결합 계수 K가 0인 경우
정답 및 해설

이상적인 변압기는 두 코일의 결합계수가 1이다. 한 코일의 자속이 모두 다른 코일과 쇄교한다는 뜻이다.

결합계수는 k=ML1L2k=\dfrac{M}{\sqrt{L_1L_2}} 이며 누설자속이 없을 때 k=1k=1 이 된다.

나머지 보기는 모두 결합이 없는 상태를 가리킨다.

  • 유도 결합이 없는 경우는 k=0k=0 이라 한 코일의 자속이 다른 코일에 쇄교하지 않아 변압기 작용이 없다.
  • 상호 자속이 전혀 없는 경우도 k=0k=0 이라 에너지가 전달되지 않아 변압기 조건이 아니다.
  • 결합 계수 K가 0인 경우는 M=kL1L2=0M=k\sqrt{L_1L_2}=0 이라 변압기 작용이 없다.
문제 24
그림과 같은 브리지 회로가 평형이 되기 위한 의 값은? (단, G는 검류계이다.)
12+j4
2-2+j4
34+j2
44-j2
정답 및 해설

검류계 G 에 전류가 흐르지 않으려면 마주 보는 변의 임피던스 곱이 같아야 하며, 이 조건을 풀면 Z˙=4−j2\dot{Z}=4-j2 이다.

그림의 값은 위쪽 왼편 2+j42+j4, 위쪽 오른편 Z˙\dot{Z}, 아래쪽 왼편 3+j43+j4, 아래쪽 오른편 4−j34-j3 이다.
평형 조건: (2+j4)(4−j3)=Z˙(3+j4)(2+j4)(4-j3)=\dot{Z}(3+j4)
(2+j4)(4−j3)=8−j6+j16+12=20+j10(2+j4)(4-j3)=8-j6+j16+12=20+j10
Z˙=20+j103+j4=(20+j10)(3−j4)32+42=100−j5025=4−j2\dot{Z}=\dfrac{20+j10}{3+j4}=\dfrac{(20+j10)(3-j4)}{3^2+4^2}=\dfrac{100-j50}{25}=4-j2

나머지 값은 평형 조건을 만족하지 않는다.

  • 2+j42+j4 보기는 계산값과 다르다.
  • −2+j4-2+j4 보기는 계산값과 다르다.
  • 4+j24+j2 보기는 계산값과 다르다.
문제 25
리액턴스 함수가 으로 표시되는 리액턴스 2 단자망에 대한 설명 중 틀린 것은?
1L=1/3이다.
2C=1이다.
3L-C병렬회로이다.
4Z(s)는 시간 함수이다.
정답 및 해설

Z(s)=ss2+3Z(s)=\dfrac{s}{s^2+3} 는 복소 주파수 s 의 함수(라플라스 영역 함수)이므로 Z(s)는 시간 함수이다가 틀린 서술이다.

역수를 취하면 Y(s)=s2+3s=s+3sY(s)=\dfrac{s^2+3}{s}=s+\dfrac{3}{s}
이는 sC+1sLsC+\dfrac{1}{sL} 꼴, 곧 C 의 어드미턴스와 L 의 어드미턴스의 합이므로 L-C 병렬회로이며 C=1C=1, 1L=3\dfrac{1}{L}=3 에서 L=13L=\dfrac{1}{3} 이다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이다.

  • L=1/3이다 보기는 1L=3\dfrac{1}{L}=3 에서 성립한다.
  • C=1이다 보기는 어드미턴스의 s 항 계수에서 성립한다.
  • L-C병렬회로이다 보기는 어드미턴스가 두 소자 어드미턴스의 합으로 나뉘므로 성립한다.
문제 26
t의 함수 f(t)=f(-t)의 조건을 만족할 때 f(t)는?
1기함수
2우함수
3정현대칭함수
4복소함수
문제 27
그림과 같은 L형 회로에 대한 영상 임피던스 Z01과 Z02을 구하면?
1
2
3
4
정답 및 해설

영상 임피던스는 각 단자에서 본 개방 임피던스와 단락 임피던스의 기하평균이므로 Z01=Z1(Z1+Z2)Z_{01}=\sqrt{Z_1(Z_1+Z_2)}, Z02=(Z1Z2Z1+Z2)Z2Z_{02}=\sqrt{\left(\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2}\right)Z_2} 이다.

그림은 입력측에 직렬 Z1Z_1, 출력측에 분로 Z2Z_2 가 있는 L형 회로이고, Z01Z_{01} 은 왼쪽, Z02Z_{02} 는 오른쪽 단자에서 본 값이다.
왼쪽: 출력 개방 Z1+Z2Z_1+Z_2, 출력 단락 Z1Z_1 → Z01=Z1(Z1+Z2)Z_{01}=\sqrt{Z_1(Z_1+Z_2)}
오른쪽: 입력 개방 Z2Z_2, 입력 단락 Z1Z2Z1+Z2\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2} → Z02=Z1Z2Z1+Z2⋅Z2Z_{02}=\sqrt{\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2}\cdot Z_2}

다른 보기는 차원이나 값이 맞지 않는다.

  • Z01=Z1(Z1+Z2)Z_{01}=\sqrt{Z_1(Z_1+Z_2)}, Z02=Z1+Z2Z_{02}=\sqrt{Z_1+Z_2} 로 짝지은 보기는 Z02Z_{02} 쪽이 임피던스 합의 제곱근이라 단위가 Ω1/2\Omega^{1/2} 가 되어 임피던스가 될 수 없다.
  • Z01=Z1+Z2Z_{01}=\sqrt{Z_1+Z_2}, Z02=Z2(Z1+Z2)Z_{02}=\sqrt{Z_2(Z_1+Z_2)} 로 짝지은 보기는 Z01Z_{01} 쪽이 같은 이유로 단위가 맞지 않고, Z02Z_{02} 쪽도 계산값과 다르다.
  • Z2(Z1+Z2)\sqrt{Z_2(Z_1+Z_2)} 와 (Z1Z2Z1+Z2)Z1\sqrt{\left(\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2}\right)Z_1} 을 짝지은 보기는 두 식 모두 개방·단락 임피던스로 구한 값과 다르다.
문제 28
로 주어지는 2단자 회로망에 직류 전압 5[V]를 인가 시 회로망에 흐르는 정상상태에서의 전류는 몇 A 인가? (단, s+jw이다.)
11
22.5
35
410
정답 및 해설

직류 정상상태에서는 주파수가 0 이므로 s=0s=0 을 대입한 직류 임피던스 5 Ω 으로 전류를 구하면 1 A 이다.

Z(s)=40s2+29s+520s2+12s+1Z(s)=\dfrac{40s^2+29s+5}{20s^2+12s+1}
Z(0)=51=5 ΩZ(0)=\dfrac{5}{1}=5\ \Omega
I=VZ(0)=55=1 AI=\dfrac{V}{Z(0)}=\dfrac{5}{5}=1\ \mathrm{A}

  • 2.5A 보기는 계산값과 다르다.
  • 5A 보기는 계산값과 다르다.
  • 10A 보기는 계산값과 다르다.
문제 29
그림의 회로에서 t=0일 때 a에 닫혀 있는 스위치를 b로 전환하였을 때 저항에 흐르는 전류는?
1
2
3
4
정답 및 해설

스위치를 b 로 옮기면 전지 E 가 회로에서 빠지고 L-R 폐회로만 남아, 코일이 유지하던 전류가 시정수 L/R 로 지수 감쇠하므로 i=ERe−RLti=\dfrac{E}{R}e^{-\frac{R}{L}t} 이다.

그림에서 a 는 전지 E 쪽 단자, b 는 전지를 거치지 않고 L·R 직렬 회로를 닫는 단자이다. a 에 닫혀 있던 정상 상태에서는 직류에 대해 코일이 단락과 같으므로 전류는 ER\dfrac{E}{R} 이고, 이것이 전환 순간의 초기값이 된다.
전환 후: Ldidt+Ri=0L\dfrac{di}{dt}+Ri=0
i(t)=i(0)e−RLt=ERe−RLti(t)=i(0)e^{-\frac{R}{L}t}=\dfrac{E}{R}e^{-\frac{R}{L}t}

  • ER(1−e−RLt)\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-\frac{R}{L}t}\right) 보기는 전원이 연결될 때 전류가 E/R 로 증가하는 식으로, 전원이 빠진 회로에서는 전류가 결국 0 이 되어야 하므로 맞지 않는다.
  • ER(1−e−LRt)\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-\frac{L}{R}t}\right) 보기는 지수 LRt\dfrac{L}{R}t 의 단위가 s2\mathrm{s}^2 이라 무차원이 아니므로 성립하지 않는다.
  • ERe−LRt\dfrac{E}{R}e^{-\frac{L}{R}t} 보기는 같은 이유로 지수의 차원이 맞지 않는다.
문제 30
100[V], 30[W]의 형광등에 100[V]를 가했을 때, 0.5[A]의 전류가 흐르고 그 소비전력이 25[W]이면 이 형광등의 역률은 몇 % 인가?
150
263
375
486
정답 및 해설

형광등의 역률은 50 %이다.

피상전력 S=VI=100×0.5=50 VAS=VI=100\times0.5=50\ \mathrm{VA}
역률 cos⁡θ=PS=2550=0.5\cos\theta=\dfrac{P}{S}=\dfrac{25}{50}=0.5
유효전력은 실제 소비전력 25 W 를 쓰며, 정격 30 W 는 계산에 쓰지 않는다.

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 63 % 는 계산값과 다르다.
  • 75 % 는 계산값과 다르다.
  • 86 % 는 계산값과 다르다.
문제 31
그림의 회로에서 독립적인 전류방정식 N과 독립적인 전압방정식 B는 몇 개인가?
1N=2, B=3
2N=1, B=2
3N=2, B=2
4N=3, B=2
문제 32
델타 함수의 시간 지연인 δ(t-t0)의 Fourier 변환은?
1
2
3
4
정답 및 해설

델타 함수의 추출 성질로 푸리에 변환을 계산하면 F{δ(t−t0)}=e−jωt0\mathcal{F}\{\delta(t-t_0)\}=e^{-j\omega t_0} 이다.

F{δ(t−t0)}=∫−∞∞δ(t−t0) e−jωt dt=e−jωt0\mathcal{F}\{\delta(t-t_0)\}=\displaystyle\int_{-\infty}^{\infty}\delta(t-t_0)\,e^{-j\omega t}\,dt=e^{-j\omega t_0}
크기는 모든 주파수에서 1 이고 위상만 −ωt0-\omega t_0 만큼 늦어지는데, 이것이 푸리에 변환의 시간 이동 성질이다.

  • ejωt0e^{j\omega t_0} 보기는 지수의 부호가 반대로, 시간을 앞당긴 δ(t+t0)\delta(t+t_0) 의 변환이다.
  • 12e−jωt0\dfrac{1}{2}e^{-j\omega t_0} 보기는 델타 함수의 면적이 1 이므로 크기 12\dfrac{1}{2} 이 붙을 수 없어 계산값과 다르다.
  • 12ejωt0\dfrac{1}{2}e^{j\omega t_0} 보기는 크기와 지수 부호가 모두 계산값과 다르다.
문제 33
무손실 분포정수 선로의 특성 임피던스 ZO는?
11
21/√LC
3√L/C
4L/C
정답 및 해설

무손실 분포정수 선로의 특성 임피던스는 Z0=LCZ_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}} 이다.

일반식 Z0=R+jωLG+jωCZ_0=\sqrt{\dfrac{R+j\omega L}{G+j\omega C}} 에서 무손실이면 R=G=0R=G=0 이므로 Z0=LCZ_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}} 이다.

나머지 식은 특성 임피던스가 아니다.

  • 1 은 단위 없는 상수이며, 특성 임피던스는 선로의 LL, CC 로 정해지는 Ω 단위 값이다.
  • 1LC\dfrac{1}{\sqrt{LC}} 은 선로의 위상속도 식이며 임피던스가 아니다.
  • LC\dfrac{L}{C} 은 제곱근이 없어 특성 임피던스의 제곱 값이다.
문제 34
R-L 직렬회로에서 L은 0.4[H], R은 2[Ω]일 때 시정수는 몇 ms 인가?
1800
2200
30.8
40.2
정답 및 해설

시정수는 τ=LR=0.2 s=200 ms\tau=\dfrac{L}{R}=0.2\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{ms} 이다.

R-L 직렬회로의 시정수는 τ=LR\tau=\dfrac{L}{R} 이다.
τ=0.42=0.2 s=200 ms\tau=\dfrac{0.4}{2}=0.2\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{ms}

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 800 ms 는 계산값과 다르다.
  • 0.8 ms 는 계산값과 다르다.
  • 0.2 ms 는 0.2 초가 아니라 그 천분의 1이므로 계산값과 다르다.
문제 35
이상적인 전압원의 내부 임피던스 Z는?
10
2∞
31Ω
4정해지지 않는다.
정답 및 해설

이상적인 전압원의 내부 임피던스는 0이다.

전압원의 단자전압은 V=E−ZiIV=E-Z_i I 이므로, 부하전류가 변해도 단자전압이 일정하려면 내부 임피던스 Zi=0Z_i=0 이어야 한다.

나머지 보기는 이상적인 전압원의 조건이 아니다.

  • 무한대는 이상적인 전류원의 내부 임피던스이다.
  • 1 Ω 이면 부하전류에 따라 ZiIZ_i I 만큼 전압강하가 생겨 단자전압이 일정하지 않다.
  • 이상적인 전압원은 정의상 내부 임피던스가 0으로 정해지므로 정해지지 않는다는 서술은 틀리다.
문제 36
대칭 4단자 망에 관한 내용으로 옳은 것은?
1반복 임피던스는 √BC 이다.
2영상 임피던스는 √B/C 이다.
3반복 임피던스는 √BC/AD 이다.
4영상 임피던스는 √AD 이다.
정답 및 해설

대칭 4단자 망의 영상 임피던스는 Z0=BCZ_0=\sqrt{\dfrac{B}{C}} 이다.

영상 임피던스의 일반식은 Z01=ABCDZ_{01}=\sqrt{\dfrac{AB}{CD}}, Z02=DBCAZ_{02}=\sqrt{\dfrac{DB}{CA}} 이다. 대칭이면 A=DA=D 이므로 Z0=BCZ_0=\sqrt{\dfrac{B}{C}} 이다.
BB 는 Ω, CC 는 S 의 차원이라 B/CB/C 가 Ω2\Omega^2 의 차원이 된다.

나머지 식은 임피던스 차원이 아니거나 계산값과 다르다.

  • 반복 임피던스가 BC\sqrt{BC} 라는 서술은 BCBC 가 무차원이라 임피던스가 될 수 없다.
  • 반복 임피던스가 BCAD\sqrt{\dfrac{BC}{AD}} 라는 서술은 무차원 양이라 임피던스가 될 수 없다.
  • 영상 임피던스가 AD\sqrt{AD} 라는 서술은 AA, DD 가 무차원이라 임피던스가 될 수 없다.
문제 37
다음 회로가 모든 주파수에서 공진하기 위한 저항 R의 값은 몇 Ω 인가?
12
25
310
425
정답 및 해설

모든 주파수에서 공진하는 조건(무주파수 특성 회로)은 R=√(L/C)이다. 그림에서 L=4mH, C=40μF이므로 R=√(4×10⁻³/40×10⁻⁶)=√100=10Ω이다.

문제 38
콘덴서와 코일에서 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

실제로 급격히 변할 수 없는 것은 코일에서 전류와 콘덴서에서 전압이다.

코일 에너지 12Li2\dfrac{1}{2}Li^2, 콘덴서 에너지 12Cv2\dfrac{1}{2}Cv^2 가 순간적으로 변하려면 무한대의 전력이 필요하다. 또 vL=Ldidtv_L=L\dfrac{di}{dt}, iC=Cdvdti_C=C\dfrac{dv}{dt} 이므로 전류, 전압이 불연속이면 상대 양이 무한대가 된다.

나머지 짝에는 급변할 수 있는 양이 들어 있다.

  • 코일 전류와 콘덴서 전류의 짝은, 콘덴서 전류가 스위치를 닫는 순간 0 에서 전원 전압 나누기 저항 값으로 뛸 수 있어 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전압의 짝은, 코일 전압이 직렬 R-L 회로에 전원을 넣는 순간 0 에서 전원 전압으로 뛸 수 있어 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전류의 짝은 둘 다 급변할 수 있는 양이라 틀리다.
문제 39
어떤 콘덴서의 회로에 커패시턴스를 2배로 하고, 주파수를 1/5로 하면 흐르는 전류는 어떻게 되는가? (단, 커패시턴스 양단 전압은 일정하다.)
11/5로 줄어든다.
22/5로 줄어든다.
32배로 증가한다.
44배로 증가한다.
정답 및 해설

전류는 처음의 25\dfrac{2}{5} 로 줄어든다.

콘덴서 전류는 I=ωCV=2πfCVI=\omega CV=2\pi f CV 이므로 전류는 ff 와 CC 에 비례한다.
I′=2π(f5)(2C)V=25 II^{\prime}=2\pi\left(\dfrac{f}{5}\right)(2C)V=\dfrac{2}{5}\,I

나머지 변화율은 계산값과 다르다.

  • 처음의 1/5 로 줄어든다는 서술은 커패시턴스가 2배가 된 효과를 빠뜨려 계산값과 다르다.
  • 2배로 증가한다는 서술은 주파수가 1/5 이 된 효과를 빠뜨려 계산값과 다르다.
  • 4배로 증가한다는 서술은 계산값과 다르다.
문제 40
그림과 같은 삼각파의 파고율은?
11.15
21.73
31
41.41
정답 및 해설

직선으로 오르내리는 삼각파는 실효값이 A3\dfrac{A}{\sqrt{3}} 이므로 파고율(최댓값/실효값)은 √3 ≈ 1.73 이다.

그림은 0 에서 직선으로 올라 π2\dfrac{\pi}{2} 에서 최댓값 A, 한 직선으로 π\pi 에서 0 을 지나 32π\dfrac{3}{2}\pi 에서 최솟값, 2π2\pi 에서 0 으로 돌아온다. 하강 직선이 π\pi 를 중심으로 대칭이므로 최솟값은 −A 이고, 네 구간이 같은 모양이라 첫 구간만 계산하면 된다.
첫 구간(0~π/2): v=2Aπθv=\dfrac{2A}{\pi}\theta
V2=2π∫0π/2(2Aπθ)2dθ=2π⋅4A2π2⋅13(π2)3=A23V^2=\dfrac{2}{\pi}\displaystyle\int_0^{\pi/2}\left(\dfrac{2A}{\pi}\theta\right)^2 d\theta=\dfrac{2}{\pi}\cdot\dfrac{4A^2}{\pi^2}\cdot\dfrac{1}{3}\left(\dfrac{\pi}{2}\right)^3=\dfrac{A^2}{3}
AA/3=3≈1.73\dfrac{A}{A/\sqrt{3}}=\sqrt{3}\approx1.73

  • 파고율 1.15 보기는 계산값과 다르다.
  • 파고율 1 보기는 계산값과 다르다.
  • 파고율 1.41 보기는 계산값과 다르다.
문제 41
논리 게이트 중 Fan-out이 가장 큰 것은?
1RTL(Resistor-Transistor-Logic) 게이트
2TTL(Transistor-Transistor-Logic) 게이트
3DTL(Diode-Transistor-Logic) 게이트
4DL(Diode-Logic) 게이트
문제 42
발진기 회로의 발진 조건은?
1귀환 루프의 위상지연이 0°이다.
2귀환 루프의 이득이 0이다.
3귀환 루프의 위상지연이 180°이다.
4귀환 루프의 이득이 1/3이다.
문제 43
전가산기를 구성할 때 필요한 게이트는?
1X-OR 1개, AND 2개, OR 2개
2X-OR 2개, AND 1개, OR 2개
3X-OR 2개, AND 2개, OR 1개
4X-OR 2개, AND 2개, OR 2개
문제 44
B급 푸시풀 증폭기 회로에서 최대 평균전력은 몇W 인가?
16
212
324
437.5
정답 및 해설

그림은 상보 대칭 B급 푸시풀 회로로, 이상적인 경우 출력 진폭이 전원 전압 12 V 까지 흔들릴 때 최대 출력 VCC22RL\dfrac{V_{CC}^2}{2R_L} 이 24 W 이다.

그림: 위 NPN 컬렉터 +12 V, 아래 PNP 컬렉터 −12 V, 두 베이스에 같은 입력 Vmsin⁡ωtV_m\sin\omega t, 두 이미터 공통점에 RL=3 ΩR_L=3\ \Omega. 두 트랜지스터가 반주기씩 부하를 구동해 부하 전압은 최댓값 VmV_m 의 정현파가 된다.
Po=Vm22RLP_o=\dfrac{V_m^2}{2R_L}, 최대 진폭 Vm=VCC=12 VV_m=V_{CC}=12\ \mathrm{V}
Po(max)=1222×3=1446=24 WP_{o(max)}=\dfrac{12^2}{2\times3}=\dfrac{144}{6}=24\ \mathrm{W}

  • 6W 보기는 계산값과 다르다.
  • 12W 보기는 계산값과 다르다.
  • 37.5W 보기는 계산값과 다르다.
문제 45
트랜지스터의 컬렉터 전류에 대한 설명으로 옳은 것은?
1컬렉터 전류는 베이스 전류보다 작다.
2컬렉터 전류는 이미터 전류보다 작다.
3컬렉터 전류는 이미터 전류와 베이스 전류를 합한 것과 같다.
4컬렉터 전류는 이미터 전류와 베이스 전류를 합한 것보다 크다.
정답 및 해설

컬렉터 전류는 이미터 전류보다 작다.

트랜지스터의 세 전류는 IE=IC+IBI_E=I_C+I_B 이므로 베이스 전류가 0 보다 큰 한 IC=IE−IBI_C=I_E-I_B 는 IEI_E 보다 작다.

나머지 서술은 이 관계와 다르다.

  • 컬렉터 전류가 베이스 전류보다 작다는 서술은, 증폭 동작에서 IC=βIBI_C=\beta I_B 이고 β\beta 가 1 보다 훨씬 크므로 틀리다.
  • 컬렉터 전류가 이미터 전류와 베이스 전류의 합과 같다는 서술은, 실제 관계가 IE=IC+IBI_E=I_C+I_B 이므로 틀리다.
  • 컬렉터 전류가 이미터 전류와 베이스 전류의 합보다 크다는 서술은, IC=IE−IBI_C=I_E-I_B 로 IE+IBI_E+I_B 보다 작으므로 틀리다.
문제 46
계수기의 현재 출력이 QA=0, QB=1, QC=1일 때 그 다음 출력으로 가장 적합한 것은?
1QA=0, QB=1, QC=0
2QA=0, QB=0, QC=0
3QA=1, QB=0, QC=0
4QA=0, QB=1, QC=1
문제 47
연산증폭기 회로에서 R1=10[kΩ], R2=100[kΩ]일 때 귀환율(β)은 약 얼마인가?
10.01
20.09
30.12
40.9
정답 및 해설

그림은 반전 증폭기로, 출력이 R2 와 R1 의 분압으로 (−) 입력에 되돌아오므로 귀환율 β=R1R1+R2≈0.09\beta=\dfrac{R_1}{R_1+R_2}\approx0.09 이다.

그림: 입력 Vi–R1–(−)단자, R2 는 (−)단자와 출력 Vo 사이, (+)단자는 접지. 입력을 0 으로 두면 출력 전압이 R2·R1 직렬로 나뉘어 R1 양단 전압이 (−)단자로 궤환된다.
β=R1R1+R2=1010+100=111≈0.0909\beta=\dfrac{R_1}{R_1+R_2}=\dfrac{10}{10+100}=\dfrac{1}{11}\approx0.0909

  • 귀환율 0.01 보기는 계산값과 다르다.
  • 귀환율 0.12 보기는 계산값과 다르다.
  • 귀환율 0.9 보기는 계산값과 다르다.
문제 48
그림과 같은 회로의 발진 주파수는 약 몇 kHz 인가? (단, C1=200pF, C2=100pF, L=10mH, π=3.14이다.)
1535
2107
3273
4195
정답 및 해설

그림은 C1·C2 를 직렬로 나눈 공진 회로에 L 을 건 콜피츠 발진기로, 합성 용량과 L 의 공진 주파수인 약 195 kHz 로 발진한다.

그림: C1 은 베이스–이미터 사이, C2 는 이미터–컬렉터 사이, L 은 베이스–컬렉터 사이에 연결되어 C1·C2 직렬이 L 과 공진한다.
C=C1C2C1+C2=200×100200+100≈66.7 pFC=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}=\dfrac{200\times100}{200+100}\approx66.7\ \mathrm{pF}
f=12πLC=12×3.14×10×10−3×66.7×10−12f=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}=\dfrac{1}{2\times3.14\times\sqrt{10\times10^{-3}\times66.7\times10^{-12}}}
=16.28×8.165×10−7≈1.95×105 Hz=195 kHz=\dfrac{1}{6.28\times8.165\times10^{-7}}\approx1.95\times10^{5}\ \mathrm{Hz}=195\ \mathrm{kHz}

  • 535kHz 보기는 계산값과 다르다.
  • 107kHz 보기는 계산값과 다르다.
  • 273kHz 보기는 계산값과 다르다.
문제 49
푸시풀(push-pull) 전력 증폭기가 왜곡이 적은 큰 출력을 얻을 수 있는 주된 원인은?
1직류성분이 상쇄되어 없어지므로
2기수(홀수) 고조파가 상쇄되어 없어지므로
3우수(짝수) 고조파가 상쇄되어 없어지므로
4기수 고조파와 우수 고조파가 상쇄되어 없어지므로
문제 50
연산 증폭기 회로에서 부귀환을 사용하여 얻을 수 있는 장점이 아닌 것은?
1개선된 비선형성
2넓은 대역폭
3안정된 제어 이득
4입ㆍ출력 임피던스 제어
문제 51
그림의 회로에서 부하 저항 RL에 흐르는 전류는 몇 mA 인가?
11.5
24
35
425
정답 및 해설

이 회로는 비반전 증폭기이므로 출력은 25V, 부하 전류는 5mA이다.

그림에서 (+)단자에 5V 전지(긴 극판이 위쪽, 즉 양극이 (+)단자 쪽)가 걸리고, (−)단자는 5k 를 거쳐 접지, 20k 를 거쳐 출력에 연결되어 있다. 이상 연산증폭기의 가상 단락으로 (−)단자도 5V 이다.
Vo=(1+20 k5 k)×5=25 VV_o = \left(1+\dfrac{20\,\mathrm{k}}{5\,\mathrm{k}}\right)\times 5 = 25\,\mathrm{V}
IL=VoRL=255 k=5 mAI_L = \dfrac{V_o}{R_L} = \dfrac{25}{5\,\mathrm{k}} = 5\,\mathrm{mA}

나머지 값은 모두 계산값과 다르다.

  • 1.5mA 보기는 계산값 5mA 와 다르다.
  • 4mA 보기는 계산값 5mA 와 다르다.
  • 25mA 보기는 계산값 5mA 와 다르다.
문제 52
연산증폭기의 응용 회로가 아닌 것은?
1적분기
2미분기
3비교기
4디지털 반가산기
정답 및 해설

디지털 반가산기는 연산증폭기의 응용 회로가 아니다.

반가산기는 합 S=A⊕BS=A\oplus B, 올림 C=ABC=AB 를 만드는 논리 게이트 조합의 디지털 회로이며, 아날로그 연산에 쓰는 연산증폭기 회로가 아니다.

나머지 보기는 모두 연산증폭기 응용 회로이다.

  • 적분기는 반전 증폭기의 귀환 소자를 커패시터로 바꾼 연산증폭기 회로이다.
  • 미분기는 입력 쪽에 커패시터를 두고 귀환 저항을 쓰는 연산증폭기 회로이다.
  • 비교기는 연산증폭기를 개루프로 써서 두 입력 전압의 크기를 비교하는 응용 회로이다.
문제 53
MOSFET로 구성된 다음 회로는 어떤 논리 게이트인가? (단, 회로에서 Q1과 Q2는 p 채널이고, Q3과 Q4는 n 채널이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

p채널 두 개가 병렬, n채널 두 개가 직렬로 연결된 CMOS 회로이므로 NAND 게이트이다. 보기 중 AND 몸체 끝에 부정 원(버블)이 붙은 기호에 해당한다.

그림에서 Q1·Q2(p채널)는 소스가 모두 VDD, 드레인이 모두 출력 Y 에 붙어 병렬이고, Q3·Q4(n채널)는 출력에서 접지까지 차례로 이어진 직렬이다. A 는 Q1·Q3, B 는 Q2·Q4 의 게이트에 들어간다.
A·B 가 모두 1 이면 Q3·Q4 가 모두 켜지고 Q1·Q2 가 모두 꺼져 Y=0, 하나라도 0 이면 그 입력의 p채널이 켜지고 직렬 n채널 경로가 끊겨 Y=1 이다. 즉 Y=A⋅B‾Y=\overline{A\cdot B} 이다.

  • OR 몸체에 부정 원이 붙은 기호는 NOR 로, A=1·B=0 에서 0 을 내야 하지만 이 회로는 1 을 낸다.
  • 입력 쪽에 곡선이 한 줄 더 있고 부정 원이 없는 기호는 XOR 로, A=B=0 에서 0 을 내야 하지만 이 회로는 1 을 낸다.
  • 입력 쪽 곡선이 한 줄 더 있고 부정 원이 붙은 기호는 XNOR 로, A=1·B=0 에서 0 을 내야 하지만 이 회로는 1 을 낸다.
문제 54
적분기와 미분기의 귀환 소자를 옳게 나열한 것은?
1적분기 : 저항, 미분기 : 커패시터
2적분기 : 커패시터, 미분기 : 저항
3적분기 : 제너다이오드, 미분기 : 저항
4적분기 : 커패시터, 미분기 : 커패시터
정답 및 해설

적분기의 귀환 소자는 커패시터, 미분기의 귀환 소자는 저항이다.

반전 구조의 이득은 −ZfZi-\dfrac{Z_f}{Z_i} 이다. 적분기(입력 R, 귀환 C)는 vo=−1RC∫vi dtv_o=-\dfrac{1}{RC}\int v_i\,dt, 미분기(입력 C, 귀환 R)는 vo=−RCdvidtv_o=-RC\dfrac{dv_i}{dt} 이다.

나머지 조합은 해당 연산을 하지 못한다.

  • 적분기 귀환이 저항이고 미분기 귀환이 커패시터라는 조합은 서로 뒤바뀐 것이다.
  • 적분기 귀환이 제너다이오드라는 조합은 전류를 시간 적분하는 소자가 커패시터이므로 적분 동작을 만들지 못한다.
  • 두 회로 모두 귀환 소자가 커패시터라는 조합은 미분기의 귀환이 저항이 아니라 미분 동작이 되지 않는다.
문제 55
그림과 같은 콘덴서 입력형 π형 필터에서 작은 맥동률이 나타나게 설계하기 위한 L, C의 값으로 옳은 것은?
1L과 C를 크게 한다.
2L과 C를 작게 한다.
3L를 크게 하고, C는 작게 한다.
4L를 작게 하고, C는 크게 한다.
문제 56
회로도에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저역통과필터
2고역통과필터
3대역통과필터
4대역저지필터
문제 57
그림과 같은 RC회로에 입력 Vi가 공급될 때 출력 Vo는?
1
2
3
4
문제 58
전력 이득을 가장 크게 얻을 수 있는 결합 방식은?
1RC 결합
2변성기 결합
3임피던스 결합
4이득이 모두 같다.
문제 59
이미터 플로워(Emitter Follower) 증폭기에서 입력 신호에 대하여 그림과 같은 출력 전류 신호를 얻었다면 어떤 방식에 해당되는가?
1A급
2B급
3AB급
4C급
정답 및 해설

출력 전류가 입력 반주기보다 훨씬 짧은 동안만 흐르는 좁은 펄스이므로 유통각이 180° 미만인 C급 동작이다.

그림에서 입력은 0 을 중심으로 한 사인파 두 주기이고, 출력 전류는 각 양(+) 반주기의 꼭대기 근처에서만 좁은 펄스로 솟고 나머지 구간은 0 이다. 바이어스 점에 따른 유통각(전류가 흐르는 각도) 정의는 A급 360°, AB급 180°~360°, B급 180°, C급 180° 미만이다.

  • A급은 입력 한 주기 전체(360°)에서 출력 전류가 흐르므로 0 으로 떨어진 구간이 있는 이 파형과 다르다.
  • B급은 반주기(180°) 동안 전류가 흘러 양(+) 반주기 전체가 반파 모양으로 나타나야 하므로 이보다 좁은 펄스와 다르다.
  • AB급은 반주기보다 길게 전류가 흐르므로 반주기보다 좁은 이 펄스와 다르다.
문제 60
정전압 전원회로에서 무부하시의 단자전압이 13[V], 전부하일 때의 단자전압이 10[V]라면 전압변동률은 몇 % 인가?
110
220
330
440
정답 및 해설

전압변동률은 ε=30 %\varepsilon=30\ \% 이다.

전압변동률은 ε=VNL−VFLVFL×100\varepsilon=\dfrac{V_{NL}-V_{FL}}{V_{FL}}\times100 이다.
ε=13−1010×100=30 %\varepsilon=\dfrac{13-10}{10}\times100=30\ \%

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 10 % 는 계산값과 다르다.
  • 20 % 는 계산값과 다르다.
  • 40 % 는 계산값과 다르다.
문제 61
Pauli의 배타율 원리에 대한 설명으로 틀린 것은?
1원자내의 전자 배열을 지배하는 원리이다.
2원자내에서 두 개의 전자가 동일한 양자 상태에 있을 수 있다.
3하나의 양자 궤도에 spin이 다른 두 개의 전자가 존재할 수 있다.
4원자내에 존재하는 어떠한 전자도 네 개의 양자수가 전부 같을 수는 없다.
정답 및 해설

원자 내에서 두 전자가 동일한 양자 상태에 있을 수 있다는 서술은 파울리 배타 원리와 반대이므로 틀리다.

파울리의 배타 원리에 따르면 원자 내의 어떤 두 전자도 네 양자수 (n, l, ml, ms)(n,\,l,\,m_l,\,m_s) 가 모두 같을 수 없다.

나머지 보기는 파울리 배타 원리에 대해 옳은 내용이다.

  • 원자내의 전자 배열을 지배하는 원리라는 서술은 옳다. 껍질과 부껍질에 들어갈 수 있는 전자 수를 제한한다.
  • 하나의 양자 궤도에 spin이 다른 두 전자가 존재할 수 있다는 서술은 옳다. 스핀 양자수가 +12+\dfrac{1}{2}, −12-\dfrac{1}{2} 로 달라 허용된다.
  • 네 개의 양자수가 전부 같을 수는 없다는 서술은 옳다. 배타 원리 그 자체이다.
문제 62
반도체에 전계(E)를 가하면 정공의 드리프트(drift) 속도 방향은?
1전계와 반대 방향이다.
2전계와 같은 방향이다.
3전계와 직각 방향이다.
4전계와 무관한 불규칙 방향이다.
정답 및 해설

정공은 양의 전하를 가진 캐리어이므로 전계가 가해지면 전계의 방향과 같은 방향으로 드리프트 속도를 갖는다. 전자는 음의 전하를 가지므로 전계와 반대 방향으로 움직이지만, 정공은 전계 방향 자체로 가속되어 전계 방향과 동일한 방향으로 드리프트한다. 따라서 정공의 드리프트 속도는 전계와 같은 방향이다.

문제 63
기체 중에서 방전 현상은 어느 현상에 해당하는가?
1전리 현상
2복사 현상
3광전 효과
4절연 파괴
문제 64
실리콘 PN 접합에서 단면적이 0.1[mm2], 공간전하 영역 폭이 2×10-4[cm]일 때 공간전하 용량은 약 얼마인가? (단, Si의 비유전율은 12, ε0=8.85×10-12[F/m])
15.31[pF]
253.1[μF]
30.531[μF]
45.31[μF]
정답 및 해설

공간전하 용량은 C≈5.31 pFC\approx5.31\ \mathrm{pF} 이다.

평행판 용량 C=ε0εrAdC=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r A}{d} 에 대입한다. A=0.1 mm2=1×10−7 m2A=0.1\ \mathrm{mm^2}=1\times10^{-7}\ \mathrm{m^2}, d=2×10−4 cm=2×10−6 md=2\times10^{-4}\ \mathrm{cm}=2\times10^{-6}\ \mathrm{m}
C=8.85×10−12×12×10−72×10−6C=\dfrac{8.85\times10^{-12}\times12\times10^{-7}}{2\times10^{-6}}
=5.31×10−12 F=5.31 pF=5.31\times10^{-12}\ \mathrm{F}=5.31\ \mathrm{pF}

나머지 값은 크기가 계산값과 다르다.

  • 53.1 μF53.1\ \mu\mathrm{F} 은 계산값과 다르다.
  • 0.531 μF0.531\ \mu\mathrm{F} 은 계산값과 다르다.
  • 5.31 μF5.31\ \mu\mathrm{F} 은 계산값과 다르다.
문제 65
정공의 확산계수를 Dp, 정공의 확산거리가 Lp로 주어졌을 때, 정공의 평균수명시간 τp를 나타낸 식은?
1
2
3
4
정답 및 해설

정공의 확산거리는 Lp=DpτpL_p=\sqrt{D_p\tau_p} 로 정의되므로 평균수명시간은 τp=Lp2/Dp\tau_p = L_p^2/D_p 이다.

확산거리는 소수 캐리어가 재결합으로 사라지기 전까지 확산하는 평균 거리로, 정상상태 확산 방정식 Dpd2pdx2=pτpD_p\dfrac{d^2p}{dx^2}=\dfrac{p}{\tau_p} 의 해 e−x/Lpe^{-x/L_p} 에서 Lp2=DpτpL_p^2=D_p\tau_p 가 나온다. 양변을 DpD_p 로 나누면 위 식이 된다. 차원으로도 m2÷(m2/s)=s\mathrm{m^2}\div(\mathrm{m^2/s})=\mathrm{s} 로 시간이 된다.

  • τp=Dp⋅Lp\tau_p = D_p\cdot L_p 보기는 차원이 m3/s\mathrm{m^3/s} 로 시간이 아니다.
  • τp=Lp/Dp\tau_p = L_p/D_p 보기는 차원이 s/m\mathrm{s/m} 로 시간이 아니다.
  • τp=Dp2/Lp\tau_p = D_p^2/L_p 보기는 차원이 m3/s2\mathrm{m^3/s^2} 로 시간이 아니다.
문제 66
페르미준위 Ef에서 진성 반도체의 Fermi-Dirac 분포 함수의 값은?
10
20.5
30.25
41
정답 및 해설

Fermi-Dirac 분포 함수는 f(E)=11+e(E−Ef)/kBTf(E) = \frac{1}{1 + e^{(E-E_f)/k_B T}}로 정의되며, 에너지 E가 페르미준위 Ef와 같을 때 지수 항의 지수가 0이 되므로 f(Ef)=11+e0=11+1=0.5f(E_f) = \frac{1}{1 + e^0} = \frac{1}{1 + 1} = 0.5이다. 이는 온도와 무관하게 페르미준위에서 항상 성립하는 성질로, 해당 에너지 상태가 전자로 채워질 확률이 50%임을 의미한다.

문제 67
PN 접합 양측에 불순물 함유량이 많을 경우에 일어나는 현상이 아닌 것은?
1공핍층의 폭이 넓어진다.
2터널현상이 발생하기도 한다.
3접합부분에서 P형의 가전자 대역과 N형 전도대역 사이의 거리가 감소한다.
4낮은 역방향 전압에서도 역방향 전류가 급격히 증가한다.
문제 68
펀치 스루(punch-through) 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1베이스 중성 영역이 없는 상태이다.
2컬렉터 역바이어스를 충분히 증가시킨 경우이다.
3베이스 영역의 저항률이 높을수록 펀치 스루현상을 일으키는 컬렉터 전압은 높아진다.
4회로에 적당한 직렬저항을 접속하지 않으면 트랜지스터가 파괴된다.
정답 및 해설

베이스 영역의 저항률이 높을수록 펀치 스루 전압이 높아진다는 서술이 옳지 않다.

저항률이 높다는 것은 베이스 불순물 농도 NBN_B 가 낮다는 뜻이며, 농도가 낮을수록 공핍층이 베이스 전체에 빨리 퍼져 펀치 스루 전압 VPTV_{PT} 는 낮아진다. 이 전압은 NBN_B 가 클수록 커진다.

나머지 보기는 펀치 스루에 대해 옳은 내용이다.

  • 베이스 중성 영역이 없는 상태라는 서술은 옳다. 컬렉터 공핍층이 베이스 폭 전체에 도달한 상태이다.
  • 컬렉터 역바이어스를 충분히 증가시킨 경우라는 서술은 옳다. 역바이어스가 커질수록 공핍층이 베이스 쪽으로 넓어진다.
  • 적당한 직렬저항을 접속하지 않으면 트랜지스터가 파괴된다는 서술은 옳다. 펀치 스루 시 전류가 급증하므로 외부 저항이 없으면 과전류가 흐른다.
문제 69
다음 중 어떤 에너지 준위에 입자가 존재할 확률을 의미하는 분포함수가 아닌 것은?
1Bose-Einstein 분포함수
2Maxwell-Boltzmann 분포함수
3Fermi-Dirac 분포함수
4De-Broglie 분포함수
정답 및 해설

확률 분포함수가 아닌 것은 드브로이(De Broglie) 분포함수이다.

드브로이의 이름이 붙은 것은 입자의 운동량과 파장을 잇는 물질파 관계 λ=hp\lambda=\dfrac{h}{p} 이며, 에너지 준위의 점유를 나타내는 통계 분포함수가 아니다.

나머지 보기는 모두 입자가 에너지 준위에 존재하는 정도를 나타내는 통계 분포함수에 해당한다.

  • 보즈-아인슈타인 분포함수는 보손이 에너지 준위를 평균적으로 얼마나 점유하는지를 주는 통계 분포함수이다.
  • 맥스웰-볼츠만 분포함수는 구별 가능한 고전 입자가 에너지 준위를 점유하는 통계 분포함수이다.
  • 페르미-디랙 분포함수는 페르미온이 에너지 E 준위를 점유할 확률 f(E)=11+e(E−EF)/kTf(E)=\dfrac{1}{1+e^{(E-E_F)/kT}} 을 주는 통계 분포함수이다.
문제 70
터널 다이오드(tunnel diode)의 설명 중 틀린 것은?
1부성 저항 특성을 나타낸다.
2마이크로파 발진용으로 사용된다.
3공간 전하층이 일반 다이오드보다 넓다.
4역바이어스 상태에서 전도성이 양호하다.
정답 및 해설

틀린 것은 공간 전하층이 일반 다이오드보다 넓다는 서술이다.

터널 다이오드는 불순물을 매우 높게 도핑해 공간 전하층(공핍층)이 일반 다이오드보다 매우 얇고, 그 얇은 장벽을 전자가 터널 효과로 통과한다.

나머지 보기는 터널 다이오드의 특성으로 옳은 내용이다.

  • 터널 다이오드는 순방향 일부 구간에서 전압이 커지는데 전류는 줄어드는 부성 저항 특성을 나타낸다.
  • 터널 다이오드는 부성 저항과 빠른 응답을 이용해 마이크로파 발진용으로 사용된다.
  • 터널 다이오드는 얇은 장벽을 터널링으로 통과하므로 역바이어스 상태에서도 전도성이 양호하다.
문제 71
트랜지스터의 제조에서 에피택시얼 층(epitaxia layer)이 많이 사용되는 이유는?
1베이스 전극을 만들기 위해서
2베이스 영역을 좁게 만들기 위해서
3낮은 저항의 이미터 영역을 만들기 위해서
4낮은 저항의 기판에 같은 도전성 형태를 가진 높은 저항의 컬렉터 영역을 만들기 위해서
문제 72
Fermi 준위에 대한 설명으로 올바른 것은?
1진성반도체의 Fermi 준위는 전도대의 중앙에 위치한다.
2n형 반도체의 Fermi 준위는 불순물 농도와 상관없이 일정하다.
3진성반도체의 Fermi 분위는 온도에 관계없이 일정하다.
4p형 반도체의 Fermi 준위는 불순물 농도와 상관없이 일정하다.
문제 73
진성 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은?
1반도체의 저항 온도계수는 양(+)이다.
2운반체(carrier)의 밀도는 온도가 상승하면 증가한다.
3Fermi 준위는 온도와 관계없이 금지대의 중앙에 위치한다.
4전자의 농도와 정공의 농도는 같다.
문제 74
빛의 파장이 1[Å]일 때 광자의 에너지는?
16.625×10-34[J]
26.625×10-24[J]
31.988×10-17[J]
41.988×10-15[J]
정답 및 해설

광자의 에너지는 E=hν=hcλE = h\nu = \frac{hc}{\lambda} 공식으로 구한다.

주어진 값: λ=1 A˚=1×10−10 m\lambda = 1\text{ Å} = 1 \times 10^{-10}\text{ m}, h=6.626×10−34 J\cdotpsh = 6.626 \times 10^{-34}\text{ J·s}, c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8\text{ m/s}이다.

계산하면
E=6.626×10−34×3×1081×10−10=19.878×10−2610−10=19.878×10−16=E = \frac{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{1 \times 10^{-10}} = \frac{19.878 \times 10^{-26}}{10^{-10}} = 19.878 \times 10^{-16} = 이다.

문제 75
pn접합 다이오드의 확산 용량(diffusion capacitance)에 관한 설명으로 옳은 것은?
1공간 전하에 의한 용량이다.
2다수 캐리어의 확산작용에 의한 용량이다.
3순바이어스에 의하여 주입된 소수 캐리어에 의한 용량이다.
4역바이어스에 의한 소수 캐리어의 확산작용에 의한 용량이다.
정답 및 해설

옳은 설명은 순바이어스에 의해 주입된 소수 캐리어에 의한 용량이라는 것이다.

순방향에서 접합 너머로 주입된 소수 캐리어가 확산하며 저장되는 전하가 전압에 따라 변하는데, 이것이 확산 용량으로 나타나며 순방향 전류가 클수록 커진다.

나머지 보기는 확산 용량의 원인을 바르게 설명하지 못한다.

  • 공간 전하에 의한 용량은 접합(전이) 용량이며 확산 용량이 아니다.
  • 다수 캐리어의 확산작용에 의한 용량이라는 서술은 틀리며, 확산 용량의 원인은 주입된 소수 캐리어이다.
  • 역바이어스에 의한 소수 캐리어 확산 용량이라는 서술은 틀리며, 역방향에서는 소수 캐리어 주입이 거의 없어 공간 전하 용량이 지배한다.
문제 76
쌍극성 접합 트랜지스터(BJT)를 베이스 접지하고 컬렉터 전압을 일정하게 유지하며 이미터 전류를 4[mA] 변화시킬 때 컬렉터 전류가 3.8[mA] 변화하였다. 이 트랜지스터의 전류 증폭률 α와 β는?
1α=0.95, β=19
2α=9.5, β=1.9
3α=95, β=0.19
4α=9.5, β=19
정답 및 해설

전류 증폭률은 α=0.95\alpha=0.95, β=19\beta=19이다.

베이스 접지 전류 증폭률은 컬렉터·이미터 전류 변화비이다.
α=ΔICΔIE=3.84=0.95\alpha=\dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_E}=\dfrac{3.8}{4}=0.95
β=α1−α=0.950.05=19\beta=\dfrac{\alpha}{1-\alpha}=\dfrac{0.95}{0.05}=19

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • α=9.5, β=1.9\alpha=9.5,\ \beta=1.9 는 계산값과 다르며, 컬렉터 전류 변화가 이미터 전류 변화보다 작으므로 α 는 1보다 작을 수밖에 없다.
  • α=95, β=0.19\alpha=95,\ \beta=0.19 는 계산값과 다르며, 컬렉터 전류 변화가 이미터 전류 변화보다 작으므로 α 는 1보다 작을 수밖에 없다.
  • α=9.5, β=19\alpha=9.5,\ \beta=19 는 β 만 계산값과 같고 α 는 계산값 0.95 와 다르다.
문제 77
금속의 광전자 방출에 관한 설명으로 옳은 것은?
1방출된 전자의 에너지는 빛의 세기에 비례한다.
2방출된 전자의 에너지는 금속의 일함수에 비례한다.
3방출된 전자의 에너지는 빛의 주파수에 비례한다.
4금속 내에서는 일함수가 없으므로 입사광 에너지가 모두 방출된다.
문제 78
평형 상태에서 n형 불순물 반도체의 홀(hole) 농도를 나타낸 것은? (단, ni: 진성반도체의 캐리어 밀도 Nd: 도너 농도이다.
1
2
3
4
정답 및 해설

n형 반도체의 평형 정공 농도는 질량 작용 법칙에서 p=ni2/Ndp = n_i^2/N_d 이다.

평형 상태에서 np=ni2np=n_i^2 이 성립한다. 문제에서 전자 쪽 양으로 도너 농도만 주어지므로 도너가 모두 이온화되어 전자를 내놓은 완전 이온화 상태로 보면 전자 농도 n≈Ndn\approx N_d 이다. 따라서 p=ni2n≈ni2Ndp=\dfrac{n_i^2}{n}\approx\dfrac{n_i^2}{N_d} 이고 단위도 농도(m−3\mathrm{m^{-3}})가 된다.

  • Nd÷ni2N_d\div n_i^2 보기는 단위가 농도의 역수(m3\mathrm{m^{3}})라 농도가 아니다.
  • ni2÷Nd2n_i^2\div N_d^2 보기는 단위가 없는 비율이라 농도가 아니다.
  • Nd2÷ni2N_d^2\div n_i^2 보기는 단위가 없는 비율이라 농도가 아니다.
문제 79
핀치오프 전압 VP이 -4[V]이고, VGS가 0일 때 드레인 전류 IDSS가 8[mA]인 JFET에서 VGS가 -1.8[V]일 때 드레인 전류는 몇 mA 인가?
12.4
23.2
33.9
44.3
정답 및 해설

드레인 전류는 2.4 mA이다.

JFET 전달 특성식을 쓴다.
ID=IDSS(1−VGSVP)2I_D=I_{DSS}\left(1-\dfrac{V_{GS}}{V_P}\right)^2
=8×(1−−1.8−4)2=8×0.552=8×0.3025=2.42≈2.4 mA=8\times\left(1-\dfrac{-1.8}{-4}\right)^2=8\times0.55^2=8\times0.3025=2.42\approx2.4\ \mathrm{mA}

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 3.2 mA 는 계산값 2.4 mA 와 다르다.
  • 3.9 mA 는 계산값 2.4 mA 와 다르다.
  • 4.3 mA 는 계산값 2.4 mA 와 다르다.
문제 80
페르미(Fermi) 준위가 금지대의 중앙에 위치하여 자유전자와 정공의 농도가 같은 반도체는?
1불순물 반도체
2순수 반도체
3P형 반도체
4N형 반도체
문제 81
프로그래밍 언어 중 객체지향언어가 아닌 것은?
1C#
2GWBASIC
3JAVA
4C++
정답 및 해설

객체지향언어가 아닌 것은 GW-BASIC이다.

GW-BASIC 은 줄 번호를 따라 순차적으로 실행하는 절차적 언어로, 클래스·객체·상속 개념이 없다.

나머지 보기는 모두 객체지향언어에 해당한다.

  • C#은 클래스와 상속·다형성을 지원하는 객체지향언어이다.
  • Java는 클래스 기반의 객체지향언어이다.
  • C++은 클래스와 상속·다형성 등 객체지향 기능을 지원하는 언어이다.
문제 82
데이터 버스 폭이 32비트이고 버스 클럭 주파수가 10[MHz]일 때 버스 대역폭은?
132[Mbyte/sec]
240[Mbyte/sec]
3320[Mbyte/sec]
4400[Mbyte/sec]
문제 83
처리 능력을 향상시키기 위한 방법이 아닌 것은?
1명령어 파이프라이닝 기법
2인터럽트 처리
3캐시기억장치
4병렬처리
문제 84
인터럽트 동작의 수행 순서를 올바르게 나열한 것은?
1ⓑ → ⓐ → ⓓ → ⓒ
2ⓑ → ⓓ → ⓐ → ⓒ
3ⓓ → ⓑ → ⓐ → ⓒ
4ⓓ → ⓐ → ⓑ → ⓒ
정답 및 해설

인터럽트는 요청 신호 발생 → 현재 명령 완료·상태 보존 → 처리 루틴 수행 → 상태 복귀 순이므로 ⓑ → ⓐ → ⓓ → ⓒ 이다.

그림의 항목은 ⓐ 현재 수행 중인 명령을 완료하고 상태를 기억, ⓑ 인터럽트 요청 신호 발생, ⓒ 보존한 프로그램 상태를 복귀, ⓓ 인터럽트 처리 루틴 수행이다. 요청이 있어야 대응이 시작되고, 처리 루틴이 레지스터·PC 를 바꾸므로 그 전에 상태를 보존해야 하며, 루틴이 끝난 뒤 보존한 상태를 되돌려야 원래 프로그램을 이어 갈 수 있다.

  • ⓑ → ⓓ → ⓐ → ⓒ 보기는 상태를 보존하기 전에 처리 루틴을 수행해 원래 프로그램의 상태가 루틴에 의해 바뀐 뒤에 저장하게 된다.
  • ⓓ → ⓑ → ⓐ → ⓒ 보기는 요청 신호가 생기기도 전에 처리 루틴을 수행한다.
  • ⓓ → ⓐ → ⓑ → ⓒ 보기는 요청 신호보다 처리 루틴과 상태 보존이 먼저 온다.
문제 85
컴퓨터의 명령어 분류 방식에서 반드시 누산기(Accumulator)를 사용하는 방식은?
10-주소지정 방식
21-주소지정 방식
32-주소지정 방식
43-주소지정 방식
정답 및 해설

반드시 누산기를 사용하는 방식은 1-주소 방식이다.

1-주소 명령어는 오퍼랜드 주소를 하나만 지정하므로 나머지 한 오퍼랜드와 연산 결과는 누산기가 묵시적으로 맡는다.

나머지 보기는 누산기를 반드시 쓰지는 않는다.

  • 0-주소 방식은 오퍼랜드 주소 없이 스택 상단의 값으로 연산하므로 누산기가 필수가 아니다.
  • 2-주소 방식은 두 오퍼랜드 주소를 명시하고 그중 하나에 결과를 저장하므로 누산기 없이도 구성할 수 있다.
  • 3-주소 방식은 두 원천 오퍼랜드와 결과 주소를 모두 명시하므로 누산기 없이도 구성할 수 있다.
문제 86
외부 인터럽트(External Interrupt) 발생 원인이 아닌 것은?
1Machine Check Interrupt
2I/O Interrupt
3Program Check Interrupt
4Time Out Interrupt
문제 87
인터럽트 원인이 될 수 있는 것은?
1정전(power failure)
2서브루틴 call
3go to 문장 수행
4compile 시에 발생한 오류
정답 및 해설

인터럽트 원인이 될 수 있는 것은 정전(power failure)이다.

전원 전압 저하가 감지되면 프로세서에 인터럽트가 요청되고, 전원이 완전히 끊기기 전에 현재 작업 상태를 보존하는 처리 루틴이 실행된다.

나머지 보기는 인터럽트 원인이 아니다.

  • 서브루틴 call 은 프로그램이 직접 수행하는 명령으로, 복귀 주소를 저장하고 분기할 뿐 인터럽트 요청이 아니다.
  • go to 문장 수행은 프로그램이 의도한 단순 분기이며 인터럽트 요청이 아니다.
  • compile 시에 발생한 오류는 번역 단계에서 컴파일러가 찾아 보고하는 문법 오류이며, 프로그램 실행 중 발생하는 인터럽트가 아니다.
문제 88
한 word가 24비트로 이루어지고 총 32768개의 word를 가진 기억장치가 있다. 이 기억장치를 사용하는 컴퓨터 시스템의 MBR(Memory Buffer Register), MAR(Memory Address Register), PC(Program Counter)에 필요한 각각의 비트수는?
124, 24, 24
224, 15, 24
324, 24, 15
424, 15, 15
정답 및 해설

필요한 비트 수는 MBR 24, MAR 15, PC 15 이다. 즉 24, 15, 15이다.

32768=21532768=2^{15} 이므로 word 주소 지정에는 15비트가 필요하다. MBR은 한 word 를 담으므로 24비트이고, MAR 과 PC 는 주소를 담으므로 15비트이다.

나머지 보기는 주소 비트 수와 맞지 않는다.

  • 24, 24, 24 는 MAR 과 PC 가 주소 비트 수 15 와 다르다.
  • 24, 15, 24 는 PC 가 주소 비트 수 15 와 다르다.
  • 24, 24, 15 는 MAR 가 주소 비트 수 15 와 다르다.
문제 89
CPU의 기본 구조가 아닌 것은?
1ALU(Arithmetic Logic Unit)
2레지스터 세트
3RAM(Random Access Memory)
4제어 유니트
정답 및 해설

CPU 기본 구조가 아닌 것은 RAM이다.

RAM 은 CPU 와 별도의 주기억장치이며, CPU 는 연산 장치·레지스터·제어 장치로 구성된다.

나머지 보기는 모두 CPU 기본 구조에 해당한다.

  • ALU 는 산술·논리 연산을 수행하는 CPU 의 구성요소이다.
  • 레지스터 세트는 데이터와 주소를 임시 보관하는 CPU 의 구성요소이다.
  • 제어 유니트는 명령을 해독해 제어 신호를 내보내는 CPU 의 구성요소이다.
문제 90
입ㆍ출력 데이터 전송 시 중앙처리장치의 레지스터를 경유하지 않고 수행되는 방식은?
1DMA
2I/O Interface
3Stove Control
4Interleaving
문제 91
다음 운영체제(OS)의 구성요소 중 제어 프로그램(Control Program)에 포함되지 않는 것은?
1Data management program
2Job management program
3Supervisor program
4Service program
문제 92
행의 수가 7이고 열의 수가 5인 7×5 이차원 배열(array) a의 각 자료의 위치는 a[행][열]로 표시한다. 행주도순서(row major order)를 사요하고 a[1][1]이 1번지일 때 a[3][4]는 몇 번지인가?
114
218
319
425
정답 및 해설

a[3][4] 의 위치는 14이다.

행 주도 순서에서 위치는 (i−1)×5+j(i-1)\times5+j 이다.
(3−1)×5+4=14(3-1)\times5+4=14

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 18 은 계산값 14 와 다르다.
  • 19 는 계산값 14 와 다르다.
  • 25 는 계산값 14 와 다르다.
문제 93
자료의 내부적인 표현과 관련이 없는 것은?
1스택(stack)
2포인터(pointer)
3큐(queue)
4디큐(deque)
문제 94
어떤 특정한 비트 또는 분자를 삭제할 때 사용하는 연산은?
1AND
2OR
3XOR
4NOR
정답 및 해설

특정 비트를 삭제(0으로 만들거나 제거)할 때는 AND 연산을 사용한다. AND 연산에서 한쪽 피연산자를 0으로 설정하면 결과는 항상 0이 되기 때문에 원하는 비트를 선택적으로 제거할 수 있다. 예를 들어 1101과 1011을 AND 연산하면 1001이 되어 특정 위치의 비트가 제거된다. OR은 비트를 설정(1로 만들기)할 때, XOR은 비트를 반전시킬 때, NOR은 논리 게이트로 사용되므로 비트 삭제에 해당하지 않는다.

문제 95
2진수 데이터를 산술적 시프트(Shift)하여 오른쪽으로 4번 이동하면? (단, 읽어버린 비트와 새로 들어온 비트는 모두 0이다.)
1시프트 이전 값이 곱하기 2-4 (2의 -4승)한 값이 된다.
2시프트 이전 값이 곱하기 24 (2의 4승)한 값이 된다.
3시프트하기 전 값의 4배가 된다.
4시프트하기 전 값의 8배가 된다.
정답 및 해설

오른쪽으로 4회 산술 시프트하면 이전 값에 2−42^{-4}을 곱한 값이 된다.

오른쪽 1회 산술 시프트는 2로 나누는 것과 같고, 새로 들어온 비트가 0 이므로 4회는 ×2−4=116\times2^{-4}=\dfrac{1}{16} 이다.

나머지 보기는 오른쪽 4회 이동의 결과와 다르다.

  • 242^{4} 를 곱한 값은 왼쪽으로 4회 시프트한 결과(16배)이다.
  • 4배는 왼쪽으로 2회 시프트한 결과로, 오른쪽 이동의 결과가 아니다.
  • 8배는 왼쪽으로 3회 시프트한 결과로, 오른쪽 이동의 결과가 아니다.
문제 96
16진수 A3B(16)를 10진수로 변환한 것은?
11269
22619
32916
42196
정답 및 해설

변환값은 2619이다.

각 자리에 16의 거듭제곱을 곱해 더한다.
A3B16=10×162+3×16+11=2560+48+11=2619A3B_{16}=10\times16^2+3\times16+11=2560+48+11=2619

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 1269 는 10진 환산값 2619 와 다르다.
  • 2916 은 10진 환산값 2619 와 다르다.
  • 2196 은 10진 환산값 2619 와 다르다.
문제 97
복수 모듈 기억장치는 데이터를 전달할 때 어떤 개념을 사용하는가?
1Mapping
2Time-sharing
3Swapping
4Batch processing
문제 98
흐름도(Flow Chart)의 필요성으로 거리가 먼 것은?
1프로그램의 흐름을 이해하기 쉽다.
2프로그램을 수정하기 쉽다.
3프로그램의 코딩이 쉽다.
4프로그램의 길이를 조절할 수 있다.
문제 99
중앙처리장치의 네 가지 상태에 해당되지 않는 것은?
1fetch cycle
2branch cycle
3interrupt cycle
4execution cycle
문제 100
일반적인 명령어 형식을 나타낸 것은?
1연산자(OP 코드)와 데이터
2연산자(OP 코드)와 오퍼랜드(Operand)
3오퍼랜드(Operand)와 데이터
4데어터와 주소부
전자기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
16년 2회차
총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
자기모멘트 9.8×10-5[Wbㆍm]의 막대자석을 지구자계의 수평성분 10.5[AT/m]인 곳에서 지자기 자오면으로부터 90° 회전시키는데 필요한 일은 약 몇 J 인가?
11.03×10-3
21.03×10-5
39.03×10-3
49.03×10-5
정답 및 해설

막대자석을 90° 회전시키는 데 필요한 일은 약 1.03×10−3 J1.03\times10^{-3}\ \mathrm{J} 이다.

토크 T=mHsin⁡θT=mH\sin\theta 를 0 에서 90° 까지 적분한다.
W=∫0π/2mHsin⁡θ dθ=mHW=\int_0^{\pi/2} mH\sin\theta\,d\theta=mH
=9.8×10−5×10.5≈1.03×10−3 J=9.8\times10^{-5}\times10.5\approx1.03\times10^{-3}\ \mathrm{J}

나머지 보기가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.

  • 1.03×10−5 J1.03\times10^{-5}\ \mathrm{J} 은 계산값과 다르다.
  • 9.03×10−3 J9.03\times10^{-3}\ \mathrm{J} 은 계산값과 다르다.
  • 9.03×10−5 J9.03\times10^{-5}\ \mathrm{J} 은 계산값과 다르다.
문제 2
그림과 같이 반지름 10[cm]인 반원과 그 양단으로부터 직선으로 된 도선에 10[A]의 전류가 흐를 때. 중심 0에서의 자계의 세기와 방향은?
12.5[AT/m], 방향 ⊙
225[AT/m], 방향 ⊙
32.5[AT/m], 방향 ⊗
425[AT/m], 방향 ⊗
정답 및 해설

중심 O 의 자계는 25AT/m, 방향 ⊗(지면으로 들어가는 방향)이다.

그림에서 직선 도선 두 부분은 O 를 지나는 같은 수평선 위에 있어 전류 요소와 O 까지의 방향이 나란하므로 dl⃗×r⃗=0d\vec{l}\times\vec{r}=0, 자계가 없다. 자계는 반원 부분만 만든다.
H=12⋅I2R=I4R=104×0.1=25 AT/mH = \dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{I}{2R} = \dfrac{I}{4R} = \dfrac{10}{4\times 0.1} = 25\,\mathrm{AT/m}

전류는 왼쪽 끝에서 위로 올라가 반원 꼭대기를 넘어 오른쪽으로 내려가므로 O 에서 보면 시계 방향으로 돈다. 오른나사 법칙에 따라 O 의 자계는 지면 안쪽(⊗)이다.

  • 2.5AT/m·방향 ⊙ 보기는 크기가 계산값과 다르고 방향도 반대이다.
  • 25AT/m·방향 ⊙ 보기는 크기는 맞지만 시계 방향 전류가 만드는 지면 안쪽 방향과 반대이다.
  • 2.5AT/m·방향 ⊗ 보기는 방향은 맞지만 크기가 계산값과 다르다.
문제 3
전자파의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?
1전자파의 속도는 주파수와 무관하다.
2전파 Ex를 고유임피던스로 나누면 자파 Hy가 된다.
3전파 Ex와 자파 Hy의 진동방향은 진행 방향에 수평인 종파이다.
4매질이 도전성을 갖지 않으면 전파 Ex와 자파 Hy는 동위상이 된다.
문제 4
무한히 넓은 두 장의 평면판 도체를 간격 d(m)로 평행하게 배치하고 각각의 평면판에 면전하밀도 ±σ(C/m2)로 분포되어 있는 경우 전기력선은 면에 수직으로 나와 평행하게 발산한다. 이 평면판내부의 전계의 세기는 몇 V/m 인가?
1σ/Є0
2σ/2Є0
3σ/2πЄ0
4σ/4πЄ0
정답 및 해설

평행판 내부의 전계의 세기는 E=σε0 V/mE=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}\ \mathrm{V/m} 이다.

가우스 법칙으로 극판 면적 SS 에 대해 D S=σSD\,S=\sigma S 이므로 D=σD=\sigma, E=Dε0E=\dfrac{D}{\varepsilon_0} 이다.
두 판의 전하가 서로 반대 부호라 판 사이에서는 각 판이 만드는 전계가 같은 방향으로 더해지고 바깥에서는 상쇄된다.

나머지 값은 평판 내부 전계의 계산값과 다르다.

  • σ2ε0\dfrac{\sigma}{2\varepsilon_0} 는 판 하나만 있을 때의 전계 값이며, 두 판이 겹치는 내부의 계산값과 다르다.
  • σ2πε0\dfrac{\sigma}{2\pi\varepsilon_0} 는 선전하의 전계식 λ2πε0r\dfrac{\lambda}{2\pi\varepsilon_0 r} 과 같은 형태로, 평판 내부의 계산값과 다르다.
  • σ4πε0\dfrac{\sigma}{4\pi\varepsilon_0} 는 점전하의 전계식 Q4πε0r2\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0 r^2} 과 같은 형태로, 평판 내부의 계산값과 다르다.
문제 5
패러데이 관에 대한 설명으로 틀린 것은?
1관내의 전속수는 일정하다.
2관의 밀도는 전속밀도와 같다.
3진전하가 없는 점에서 불연속이다.
4관 양단에 양(+), 음(-)의 단위전하가 있다.
정답 및 해설

패러데이 관은 진전하가 없는 점에서 불연속이 아니라 연속이므로, 불연속이라는 서술이 틀린 내용이다.

패러데이 관은 양(+) 진전하에서 시작해 음(-) 진전하에서 끝나는 가상의 관이며, 진전하가 있는 곳에서만 시작하거나 끝나고 도중에서는 끊기지 않는다.

나머지 보기는 패러데이 관에 대해 옳은 내용이다.

  • 관내의 전속수는 일정하다는 서술은 옳다. 관의 측면으로는 전속이 드나들지 않기 때문이다.
  • 관의 밀도는 전속밀도와 같다는 서술은 옳다. 단위 면적을 지나는 관의 수가 곧 전속밀도 DD 이다.
  • 관 양단에 양(+), 음(-)의 단위전하가 있다는 서술은 옳다. 단위 전속의 관은 +1 C 에서 시작해 -1 C 에서 끝난다.
문제 6
쌍극자모멘트가 M(Cㆍm)인 전기쌍극자에서 점 P의 전계는 에서 어떻게 되는가? (단, θ는 전기쌍극자의 중심에서 축 방향과 점 P를 잇는 선분의 사이 각이다.)
10
2최소
3최대
4-∞
정답 및 해설

전기쌍극자의 전계는 θ=π2\theta = \dfrac{\pi}{2} 에서 최소가 된다.

쌍극자 전계의 두 성분 Er=2Mcos⁡θ4πε0r3E_r = \dfrac{2M\cos\theta}{4\pi\varepsilon_0 r^3}, Eθ=Msin⁡θ4πε0r3E_\theta = \dfrac{M\sin\theta}{4\pi\varepsilon_0 r^3} 를 합치면
E=M4πε0r31+3cos⁡2θE = \dfrac{M}{4\pi\varepsilon_0 r^3}\sqrt{1+3\cos^2\theta}
이다. θ=π2\theta = \dfrac{\pi}{2} 이면 cos⁡θ=0\cos\theta = 0 이라 근호 안이 가장 작은 1 이 되어 E=M4πε0r3E = \dfrac{M}{4\pi\varepsilon_0 r^3} 로 최솟값이다.

  • 0 은 맞지 않는데, 근호 안 값이 1 이라 전계가 남는다.
  • 최대는 θ=0\theta = 0 에서 근호 안이 4 가 될 때이다.
  • −∞ 는 맞지 않는데, 같은 거리에서 전계 크기는 유한한 양수로 정해진다.
문제 7
평행판 콘덴서에 어떤 유전체를 넣었을 때 전속밀도가 4.8×10-7[C/m2]이고 단위체적당 정전에너지가 5.3×10-3[J/m3 ]이었다. 이 유전체의 유전율은 몇 F/m 인가?
11.15×10-11
22.17×10-11
33.19×10-11
44.21×10-11
정답 및 해설

유전율은 ε=D22w≈2.17×10−11 F/m\varepsilon=\dfrac{D^2}{2w}\approx 2.17\times10^{-11}\ \mathrm{F/m} 이다.

단위 체적당 정전에너지는 w=12DE=D22εw=\dfrac{1}{2}DE=\dfrac{D^2}{2\varepsilon} 이므로 ε=D22w\varepsilon=\dfrac{D^2}{2w} 이다.
ε=(4.8×10−7)22×5.3×10−3\varepsilon=\dfrac{(4.8\times10^{-7})^2}{2\times5.3\times10^{-3}}
=2.304×10−131.06×10−2≈2.17×10−11 F/m=\dfrac{2.304\times10^{-13}}{1.06\times10^{-2}}\approx2.17\times10^{-11}\ \mathrm{F/m}

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 1.15×10−111.15\times10^{-11} 은 계산값과 다르다.
  • 3.19×10−113.19\times10^{-11} 은 계산값과 다르다.
  • 4.21×10−114.21\times10^{-11} 은 계산값과 다르다.
문제 8
환상 철심에 권선수 20인 A코일과 권선수 80인 B코일이 감겨 있을 때, A코일의 자기인덕턴스가 5[mH]라면 두 코일의 상호인덕턴스는 몇 mH인가? (단, 누설자속은 없는 것으로 본다.)
120
21.25
30.8
40.05
정답 및 해설

두 코일의 상호인덕턴스는 M=20 mHM=20\ \mathrm{mH} 이다.

누설자속이 없으므로 결합계수가 1이고 M=LALBM=\sqrt{L_A L_B} 이다. 같은 철심에서 인덕턴스는 권선수의 제곱에 비례하므로
LB=5×(8020)2=80 mHL_B=5\times\left(\dfrac{80}{20}\right)^2=80\ \mathrm{mH}
M=5×80=400=20 mHM=\sqrt{5\times80}=\sqrt{400}=20\ \mathrm{mH}

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 1.25 mH1.25\ \mathrm{mH} 는 계산값과 다르다.
  • 0.8 mH0.8\ \mathrm{mH} 는 계산값과 다르다.
  • 0.05 mH0.05\ \mathrm{mH} 는 계산값과 다르다.
문제 9
다음 식 중에서 틀린 것은?
1가우스의 정리 : divD=ρ
2포아송의 방정식 :
3라플라스의 방정식 : ▽2V=0
4발산의 정리 :
문제 10
자기회로에서 키르히호프의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?
1임의의 결합점으로 유입하는 자속의 대수합은 0이다.
2임의의 폐자로에서 자속과 기자력의 대수합은 0이다.
3임의의 폐자로에서 자기저항과 기자력의 대수합은 0이다.
4임의의 폐자로에서 각 부의 자기저항과 자속의 대수합은 0이다.
정답 및 해설

자기회로의 키르히호프 제1법칙에 따라 임의의 결합점으로 유입하는 자속의 대수합은 0이다.

자속은 끊어지지 않고 이어지는 양이라 결합점에서 합이 0이고, 제2법칙은 폐자로에서 기자력의 합이 각 부분의 (자기저항 × 자속)의 합과 같다는 것이다.
∑NI=∑Rmϕ\sum NI=\sum R_m\phi

나머지 서술은 자기회로에서 성립하지 않는다.

  • 폐자로에서 자속과 기자력의 대수합이 0이라는 서술은 자속(Wb)과 기자력(AT)처럼 단위가 다른 양을 더하는 식이라 물리적으로 성립하지 않는다.
  • 폐자로에서 자기저항과 기자력의 대수합이 0이라는 서술도 자기저항(AT/Wb)과 기자력(AT)의 단위가 달라 더할 수 없으므로 성립하지 않는다.
  • 폐자로에서 각 부의 자기저항과 자속의 대수합이 0이라는 서술은, 곱의 합으로 읽어도 기자력이 있는 폐자로에서는 ∑Rmϕ=∑NI\sum R_m\phi=\sum NI 라 0이 아니므로 성립하지 않는다.
문제 11
W1과 W2의 에너지를 갖는 두 콘덴서를 병렬 연결한 경우의 총 에너지 W와의 관계로 옳은 것은? (단, W1≠W2이다.)
1W1+W2=W
2W1+W2＞W
3W1-W2=W
4W1+W2＜W
문제 12
한 변이 L(m)되는 정사각형의 도선회로에 전류 I(A)가 흐르고 있을 때 회로 중심에서의 자속밀도는 몇 Wb/m2 인가?
1
2
3
4
정답 및 해설

정사각형 중심의 자속밀도는 B=22πμ0ILB = \dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L} 이다.

유한 직선 전류의 자계 H=I4πd(sin⁡β1+sin⁡β2)H = \dfrac{I}{4\pi d}(\sin\beta_1+\sin\beta_2) 를 한 변에 적용한다. 중심에서 변까지 거리 d=L2d = \dfrac{L}{2}, 변 양 끝을 보는 각은 각각 45∘45^\circ 이다.
H1=I4π⋅L2(22+22)=2I2πLH_1 = \dfrac{I}{4\pi\cdot\frac{L}{2}}\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}+\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right) = \dfrac{\sqrt{2}I}{2\pi L}
네 변이 같은 방향으로 더해지므로 H=4H1=22IπLH = 4H_1 = \dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi L}, B=μ0H=22πμ0ILB = \mu_0 H = \dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L}

자속밀도는 전류에 비례하고 한 변 길이에 반비례해야 한다.

  • 22πμ0LI\dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{L}{I} 는 L 과 I 의 위치가 뒤바뀌어 차원이 맞지 않는다.
  • 2πμ0IL\dfrac{\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L} 는 계수가 계산값과 다르다.
  • 42πμ0LI\dfrac{4\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{L}{I} 는 L 과 I 의 위치가 뒤바뀌어 차원이 맞지 않고 계수도 계산값과 다르다.
문제 13
자유공간 중에 x=2, z=4인 무한장 직선상에 ρL(C/m)인 균일한 선전하가 있다. 점(0,0,4)의 전계 E(V/m)는?
1
2
3
4
정답 및 해설

점 (0,0,4) 의 전계는 E=−ρL4πε0ax\mathbf{E} = \dfrac{-\rho_L}{4\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 이다.

선전하는 x=2, z=4 를 지나며 y축과 나란하다. 선에서 점 (0,0,4) 로 향하는 수직 벡터는 (0−2, 0, 4−4)=−2ax(0-2,\,0,\,4-4) = -2\mathbf{a}_x 이므로 거리 r=2r = 2, 방향은 −x 방향이다.
E=ρL2πε0r(−ax)=ρL2πε0⋅2(−ax)=−ρL4πε0ax\mathbf{E} = \dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0 r}(-\mathbf{a}_x) = \dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0\cdot 2}(-\mathbf{a}_x) = \dfrac{-\rho_L}{4\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x

무한장 선전하 전계 ρL2πε0r\dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0 r} 에 거리 2와 방향을 함께 넣어야 한다.

  • ρL4πε0ax\dfrac{\rho_L}{4\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 는 크기는 같지만 방향이 선에서 점으로 향하는 −x 방향과 반대이다.
  • −ρL2πε0ax\dfrac{-\rho_L}{2\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 는 거리 2 를 나누지 않아 계산값과 다르다.
  • ρL2πε0ax\dfrac{\rho_L}{2\pi\varepsilon_0}\mathbf{a}_x 는 거리 2 를 나누지 않았고 방향도 반대이다.
문제 14
압전효과를 이용하지 않은 것은?
1수정발진기
2마이크로폰
3초음파발생기
4자속계
문제 15
단면적 S(m2), 단위 길이당 권수가 n0(회/m)인 무한히 긴 솔레노이드의 자기인덕턴스(H/m)를 구하면?
1μSn0
2
3μS2n0
4
문제 16
표피효과에 대한 설명으로 옳은 것은?
1주파수가 높을수록 침투깊이가 얇아진다.
2투자율이 크면 표피효과가 적게 나타난다.
3표피효과에 따른 표피저항은 단면적에 비례한다.
4도전율이 큰 도체에는 표피효과가 적게 나타난다.
정답 및 해설

표피효과(skin effect)는 교류 전류가 도체 표면 근처에 집중되는 현상으로, 침투깊이는 d=2ωμσd = \sqrt{\frac{2}{\omega\mu\sigma}} 식으로 표현된다. 주파수(ω)가 높을수록 침투깊이가 감소한다.

  • 투자율이 크면 표피효과가 적게 나타난다: 투자율(μ)이 크면 침투깊이가 얇아져 표피효과가 크게 나타나므로 틀렸다.
  • 표피저항은 단면적에 비례한다: 표피저항이 침투깊이에 반비례하고 단면적에 반비례하므로 틀렸다.
  • 도전율이 큰 도체에는 표피효과가 적게 나타난다: 도전율(σ)이 클수록 침투깊이가 얇아져 표피효과가 크게 나타나므로 틀렸다.
문제 17
그림과 같은 원통상 도선 한 가닥이 유전율 ε(F/m)인 매질 내에 지상 h(m) 높이로 지면과 나란히 가선되어 있을 때 대지와 도선간의 단위길이당 정전용량(F/m)은?
1
2
3
4
정답 및 해설

대지와 도선 사이의 단위 길이당 정전용량은 C=2πεcosh⁡−1haC = \dfrac{2\pi\varepsilon}{\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}} 이다.

그림처럼 반지름 a 인 도선 중심이 지면에서 h 높이에 있다. 지면을 영상법으로 바꾸면 높이 h0=h2−a2h_0 = \sqrt{h^2-a^2} 의 선전하 ρ\rho 와 지면 아래 같은 거리의 −ρ-\rho 가 되고, 이때 도선 표면이 등전위면이 된다. 도선 아래 끝(높이 h−ah-a)에서 두 선전하까지 거리 비는 h−a+h0h0−h+a=h+h2−a2a\dfrac{h-a+h_0}{h_0-h+a} = \dfrac{h+\sqrt{h^2-a^2}}{a} 이므로
V=ρ2πεln⁡h+h2−a2a=ρ2πεcosh⁡−1haV = \dfrac{\rho}{2\pi\varepsilon}\ln\dfrac{h+\sqrt{h^2-a^2}}{a} = \dfrac{\rho}{2\pi\varepsilon}\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}
C=ρV=2πεcosh⁡−1haC = \dfrac{\rho}{V} = \dfrac{2\pi\varepsilon}{\cosh^{-1}\dfrac{h}{a}}

cosh⁡−1x=ln⁡(x+x2−1)\cosh^{-1}x = \ln\left(x+\sqrt{x^2-1}\right) 이므로 결과는 역쌍곡 코사인 형태이고, 지면 전위가 0 이라 계수는 2πε2\pi\varepsilon 이다.

  • 2πεsinh⁡−1ha\dfrac{2\pi\varepsilon}{\sinh^{-1}\frac{h}{a}} 는 ln⁡(x+x2+1)\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right) 꼴이라 유도한 전위식과 다르다.
  • πεsinh⁡−1ha\dfrac{\pi\varepsilon}{\sinh^{-1}\frac{h}{a}} 는 함수 형태와 계수가 모두 유도식과 다르다.
  • πεcosh⁡−1ha\dfrac{\pi\varepsilon}{\cosh^{-1}\frac{h}{a}} 는 도선과 영상 도선 사이(전위차 2V)의 용량으로, 도선과 대지 사이 용량의 절반이다.
문제 18
두 종류의 유전율(Є1, Є2)을 가진 유전체 경계면에 진전하가 존재하지 않을 때 성립하는 경계조건을 옳게 나타낸 것은? (단, θ1, θ2는 각각 유전체 경계면의 법선벡터와 E1, E2가 이루는 각이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

옳은 경계조건은 E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2E_1\sin\theta_1 = E_2\sin\theta_2, D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1 = D_2\cos\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} 를 모두 갖춘 식이다.

각 θ 를 법선에서 잰다. 진전하가 없으면 전계의 접선 성분이 연속이므로 E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2E_1\sin\theta_1 = E_2\sin\theta_2, 전속밀도의 법선 성분이 연속이므로 D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1 = D_2\cos\theta_2 이다.
두 식을 나누고 D=εED = \varepsilon E 를 넣으면 tan⁡θ1ε1=tan⁡θ2ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\varepsilon_1} = \dfrac{\tan\theta_2}{\varepsilon_2}, 즉 tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2}

  • E1sin⁡θ1=E2sin⁡θ2E_1\sin\theta_1 = E_2\sin\theta_2, D1sin⁡θ1=D2sin⁡θ2D_1\sin\theta_1 = D_2\sin\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε2ε1\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_2}{\varepsilon_1} 인 식은 D 를 접선 성분으로 썼고 굴절 비도 뒤집혔다.
  • E1cos⁡θ1=E2cos⁡θ2E_1\cos\theta_1 = E_2\cos\theta_2, D1sin⁡θ1=D2sin⁡θ2D_1\sin\theta_1 = D_2\sin\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε2ε1\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_2}{\varepsilon_1} 인 식은 E 와 D 의 연속 성분이 서로 바뀌었고 굴절 비도 뒤집혔다.
  • E1cos⁡θ1=E2cos⁡θ2E_1\cos\theta_1 = E_2\cos\theta_2, D1cos⁡θ1=D2cos⁡θ2D_1\cos\theta_1 = D_2\cos\theta_2, tan⁡θ1tan⁡θ2=ε1ε2\dfrac{\tan\theta_1}{\tan\theta_2} = \dfrac{\varepsilon_1}{\varepsilon_2} 인 식은 E 를 법선 성분으로 써서 틀리다(법선 성분은 유전율이 다르면 불연속).
문제 19
감자력이 0인 것은?
1구 자성체
2환상 철심
3타원 자성체
4굵고 짧은 막대 자성체
정답 및 해설

환상 철심은 닫힌 자로라 끝이 없어 자극이 생기지 않으므로 감자력이 0이다.

감자력은 자성체 끝에 생기는 자극이 만드는, 자화와 반대 방향의 자계이며 H′=NdJμ0H^{\prime}=\dfrac{N_d J}{\mu_0} 로 나타낸다. 환상 철심은 자극이 없어 감자율 Nd=0N_d=0 이다.

나머지 자성체는 모두 끝에 자극이 생긴다.

  • 구 자성체는 표면에 자극이 생겨 감자율이 0이 아니므로 감자력이 0이 아니다.
  • 타원 자성체는 양 끝에 자극이 생겨 감자율이 0이 아니므로 감자력이 0이 아니다.
  • 굵고 짧은 막대 자성체는 양 끝의 자극이 서로 가까워 감자력이 0이 아니다.
문제 20
전위 V=3xy+z+4일 때 전계 E는?
1i3x+j3y+k
2-i3y+j3x+k
3i3x-j3y-k
4-i3y-j3x-k
정답 및 해설

전계는 전위의 음의 기울기이므로 E=−3y i−3x j−k\mathbf{E}=-3y\,\mathbf{i}-3x\,\mathbf{j}-\mathbf{k} 이다.

E = -∇V 를 적용해 편미분한다.
∂V∂x=3y,∂V∂y=3x,∂V∂z=1\dfrac{\partial V}{\partial x}=3y,\quad \dfrac{\partial V}{\partial y}=3x,\quad \dfrac{\partial V}{\partial z}=1
E=−(3y i+3x j+k)\mathbf{E}=-\left(3y\,\mathbf{i}+3x\,\mathbf{j}+\mathbf{k}\right)

나머지 식은 계산값과 다르다.

  • x 성분이 3x3x, y 성분이 3y3y 인 식은 편미분 결과(x 성분 −3y-3y, y 성분 −3x-3x)와 다르다.
  • z 성분이 +1+1 이고 y 성분이 +3x+3x 인 식은 부호가 달라 계산값과 다르다.
  • x 성분이 3x3x 이고 y, z 성분이 음수인 식은 성분이 뒤바뀌어 계산값과 다르다.
문제 21
직렬공진 대역통과 필터에서 공진주파수에서의 최대 전류가 20[mA]일 때 차단 주파수에서의 전류값은 몇 mA 인가?
10.707
210
314.14
420
정답 및 해설

차단주파수에서의 전류는 I=202≈14.14 mAI=\dfrac{20}{\sqrt{2}}\approx14.14\ \mathrm{mA} 이다.

차단주파수는 반전력점(-3 dB)이며 이때 전류는 공진 시 최대 전류의 12\dfrac{1}{\sqrt{2}} 배가 된다.
I=20×0.707≈14.14 mAI=20\times0.707\approx14.14\ \mathrm{mA}

나머지 값은 계산값과 다르다.

  • 0.707 은 최대 전류에 대한 비율이며, mA 로 나타낸 계산값과 다르다.
  • 10 mA 는 최대 전류의 절반이며 계산값과 다르다.
  • 20 mA 는 공진주파수에서의 최대 전류 값이며 차단주파수에서의 값과 다르다.
문제 22
감쇄되지 않고 잘 통과되는 주파수 범위를 나타내는 것은?
1저지 대역
2차단 주파수
3통과 대역
4대역폭
문제 23
이상적인 변압기의 조건으로 옳은 것은?
1두 코일의 결합계수가 1인 경우
2유도 결합이 없는 경우
3상호 자속이 전혀 없는 경우
4결합 계수 K가 0인 경우
정답 및 해설

이상적인 변압기는 두 코일의 결합계수가 1이다. 한 코일의 자속이 모두 다른 코일과 쇄교한다는 뜻이다.

결합계수는 k=ML1L2k=\dfrac{M}{\sqrt{L_1L_2}} 이며 누설자속이 없을 때 k=1k=1 이 된다.

나머지 보기는 모두 결합이 없는 상태를 가리킨다.

  • 유도 결합이 없는 경우는 k=0k=0 이라 한 코일의 자속이 다른 코일에 쇄교하지 않아 변압기 작용이 없다.
  • 상호 자속이 전혀 없는 경우도 k=0k=0 이라 에너지가 전달되지 않아 변압기 조건이 아니다.
  • 결합 계수 K가 0인 경우는 M=kL1L2=0M=k\sqrt{L_1L_2}=0 이라 변압기 작용이 없다.
문제 24
그림과 같은 브리지 회로가 평형이 되기 위한 의 값은? (단, G는 검류계이다.)
12+j4
2-2+j4
34+j2
44-j2
정답 및 해설

검류계 G 에 전류가 흐르지 않으려면 마주 보는 변의 임피던스 곱이 같아야 하며, 이 조건을 풀면 Z˙=4−j2\dot{Z}=4-j2 이다.

그림의 값은 위쪽 왼편 2+j42+j4, 위쪽 오른편 Z˙\dot{Z}, 아래쪽 왼편 3+j43+j4, 아래쪽 오른편 4−j34-j3 이다.
평형 조건: (2+j4)(4−j3)=Z˙(3+j4)(2+j4)(4-j3)=\dot{Z}(3+j4)
(2+j4)(4−j3)=8−j6+j16+12=20+j10(2+j4)(4-j3)=8-j6+j16+12=20+j10
Z˙=20+j103+j4=(20+j10)(3−j4)32+42=100−j5025=4−j2\dot{Z}=\dfrac{20+j10}{3+j4}=\dfrac{(20+j10)(3-j4)}{3^2+4^2}=\dfrac{100-j50}{25}=4-j2

나머지 값은 평형 조건을 만족하지 않는다.

  • 2+j42+j4 보기는 계산값과 다르다.
  • −2+j4-2+j4 보기는 계산값과 다르다.
  • 4+j24+j2 보기는 계산값과 다르다.
문제 25
리액턴스 함수가 으로 표시되는 리액턴스 2 단자망에 대한 설명 중 틀린 것은?
1L=1/3이다.
2C=1이다.
3L-C병렬회로이다.
4Z(s)는 시간 함수이다.
정답 및 해설

Z(s)=ss2+3Z(s)=\dfrac{s}{s^2+3} 는 복소 주파수 s 의 함수(라플라스 영역 함수)이므로 Z(s)는 시간 함수이다가 틀린 서술이다.

역수를 취하면 Y(s)=s2+3s=s+3sY(s)=\dfrac{s^2+3}{s}=s+\dfrac{3}{s}
이는 sC+1sLsC+\dfrac{1}{sL} 꼴, 곧 C 의 어드미턴스와 L 의 어드미턴스의 합이므로 L-C 병렬회로이며 C=1C=1, 1L=3\dfrac{1}{L}=3 에서 L=13L=\dfrac{1}{3} 이다.

나머지 보기는 모두 옳은 내용이다.

  • L=1/3이다 보기는 1L=3\dfrac{1}{L}=3 에서 성립한다.
  • C=1이다 보기는 어드미턴스의 s 항 계수에서 성립한다.
  • L-C병렬회로이다 보기는 어드미턴스가 두 소자 어드미턴스의 합으로 나뉘므로 성립한다.
문제 26
t의 함수 f(t)=f(-t)의 조건을 만족할 때 f(t)는?
1기함수
2우함수
3정현대칭함수
4복소함수
문제 27
그림과 같은 L형 회로에 대한 영상 임피던스 Z01과 Z02을 구하면?
1
2
3
4
정답 및 해설

영상 임피던스는 각 단자에서 본 개방 임피던스와 단락 임피던스의 기하평균이므로 Z01=Z1(Z1+Z2)Z_{01}=\sqrt{Z_1(Z_1+Z_2)}, Z02=(Z1Z2Z1+Z2)Z2Z_{02}=\sqrt{\left(\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2}\right)Z_2} 이다.

그림은 입력측에 직렬 Z1Z_1, 출력측에 분로 Z2Z_2 가 있는 L형 회로이고, Z01Z_{01} 은 왼쪽, Z02Z_{02} 는 오른쪽 단자에서 본 값이다.
왼쪽: 출력 개방 Z1+Z2Z_1+Z_2, 출력 단락 Z1Z_1 → Z01=Z1(Z1+Z2)Z_{01}=\sqrt{Z_1(Z_1+Z_2)}
오른쪽: 입력 개방 Z2Z_2, 입력 단락 Z1Z2Z1+Z2\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2} → Z02=Z1Z2Z1+Z2⋅Z2Z_{02}=\sqrt{\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2}\cdot Z_2}

다른 보기는 차원이나 값이 맞지 않는다.

  • Z01=Z1(Z1+Z2)Z_{01}=\sqrt{Z_1(Z_1+Z_2)}, Z02=Z1+Z2Z_{02}=\sqrt{Z_1+Z_2} 로 짝지은 보기는 Z02Z_{02} 쪽이 임피던스 합의 제곱근이라 단위가 Ω1/2\Omega^{1/2} 가 되어 임피던스가 될 수 없다.
  • Z01=Z1+Z2Z_{01}=\sqrt{Z_1+Z_2}, Z02=Z2(Z1+Z2)Z_{02}=\sqrt{Z_2(Z_1+Z_2)} 로 짝지은 보기는 Z01Z_{01} 쪽이 같은 이유로 단위가 맞지 않고, Z02Z_{02} 쪽도 계산값과 다르다.
  • Z2(Z1+Z2)\sqrt{Z_2(Z_1+Z_2)} 와 (Z1Z2Z1+Z2)Z1\sqrt{\left(\dfrac{Z_1Z_2}{Z_1+Z_2}\right)Z_1} 을 짝지은 보기는 두 식 모두 개방·단락 임피던스로 구한 값과 다르다.
문제 28
로 주어지는 2단자 회로망에 직류 전압 5[V]를 인가 시 회로망에 흐르는 정상상태에서의 전류는 몇 A 인가? (단, s+jw이다.)
11
22.5
35
410
정답 및 해설

직류 정상상태에서는 주파수가 0 이므로 s=0s=0 을 대입한 직류 임피던스 5 Ω 으로 전류를 구하면 1 A 이다.

Z(s)=40s2+29s+520s2+12s+1Z(s)=\dfrac{40s^2+29s+5}{20s^2+12s+1}
Z(0)=51=5 ΩZ(0)=\dfrac{5}{1}=5\ \Omega
I=VZ(0)=55=1 AI=\dfrac{V}{Z(0)}=\dfrac{5}{5}=1\ \mathrm{A}

  • 2.5A 보기는 계산값과 다르다.
  • 5A 보기는 계산값과 다르다.
  • 10A 보기는 계산값과 다르다.
문제 29
그림의 회로에서 t=0일 때 a에 닫혀 있는 스위치를 b로 전환하였을 때 저항에 흐르는 전류는?
1
2
3
4
정답 및 해설

스위치를 b 로 옮기면 전지 E 가 회로에서 빠지고 L-R 폐회로만 남아, 코일이 유지하던 전류가 시정수 L/R 로 지수 감쇠하므로 i=ERe−RLti=\dfrac{E}{R}e^{-\frac{R}{L}t} 이다.

그림에서 a 는 전지 E 쪽 단자, b 는 전지를 거치지 않고 L·R 직렬 회로를 닫는 단자이다. a 에 닫혀 있던 정상 상태에서는 직류에 대해 코일이 단락과 같으므로 전류는 ER\dfrac{E}{R} 이고, 이것이 전환 순간의 초기값이 된다.
전환 후: Ldidt+Ri=0L\dfrac{di}{dt}+Ri=0
i(t)=i(0)e−RLt=ERe−RLti(t)=i(0)e^{-\frac{R}{L}t}=\dfrac{E}{R}e^{-\frac{R}{L}t}

  • ER(1−e−RLt)\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-\frac{R}{L}t}\right) 보기는 전원이 연결될 때 전류가 E/R 로 증가하는 식으로, 전원이 빠진 회로에서는 전류가 결국 0 이 되어야 하므로 맞지 않는다.
  • ER(1−e−LRt)\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-\frac{L}{R}t}\right) 보기는 지수 LRt\dfrac{L}{R}t 의 단위가 s2\mathrm{s}^2 이라 무차원이 아니므로 성립하지 않는다.
  • ERe−LRt\dfrac{E}{R}e^{-\frac{L}{R}t} 보기는 같은 이유로 지수의 차원이 맞지 않는다.
문제 30
100[V], 30[W]의 형광등에 100[V]를 가했을 때, 0.5[A]의 전류가 흐르고 그 소비전력이 25[W]이면 이 형광등의 역률은 몇 % 인가?
150
263
375
486
정답 및 해설

형광등의 역률은 50 %이다.

피상전력 S=VI=100×0.5=50 VAS=VI=100\times0.5=50\ \mathrm{VA}
역률 cos⁡θ=PS=2550=0.5\cos\theta=\dfrac{P}{S}=\dfrac{25}{50}=0.5
유효전력은 실제 소비전력 25 W 를 쓰며, 정격 30 W 는 계산에 쓰지 않는다.

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 63 % 는 계산값과 다르다.
  • 75 % 는 계산값과 다르다.
  • 86 % 는 계산값과 다르다.
문제 31
그림의 회로에서 독립적인 전류방정식 N과 독립적인 전압방정식 B는 몇 개인가?
1N=2, B=3
2N=1, B=2
3N=2, B=2
4N=3, B=2
문제 32
델타 함수의 시간 지연인 δ(t-t0)의 Fourier 변환은?
1
2
3
4
정답 및 해설

델타 함수의 추출 성질로 푸리에 변환을 계산하면 F{δ(t−t0)}=e−jωt0\mathcal{F}\{\delta(t-t_0)\}=e^{-j\omega t_0} 이다.

F{δ(t−t0)}=∫−∞∞δ(t−t0) e−jωt dt=e−jωt0\mathcal{F}\{\delta(t-t_0)\}=\displaystyle\int_{-\infty}^{\infty}\delta(t-t_0)\,e^{-j\omega t}\,dt=e^{-j\omega t_0}
크기는 모든 주파수에서 1 이고 위상만 −ωt0-\omega t_0 만큼 늦어지는데, 이것이 푸리에 변환의 시간 이동 성질이다.

  • ejωt0e^{j\omega t_0} 보기는 지수의 부호가 반대로, 시간을 앞당긴 δ(t+t0)\delta(t+t_0) 의 변환이다.
  • 12e−jωt0\dfrac{1}{2}e^{-j\omega t_0} 보기는 델타 함수의 면적이 1 이므로 크기 12\dfrac{1}{2} 이 붙을 수 없어 계산값과 다르다.
  • 12ejωt0\dfrac{1}{2}e^{j\omega t_0} 보기는 크기와 지수 부호가 모두 계산값과 다르다.
문제 33
무손실 분포정수 선로의 특성 임피던스 ZO는?
11
21/√LC
3√L/C
4L/C
정답 및 해설

무손실 분포정수 선로의 특성 임피던스는 Z0=LCZ_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}} 이다.

일반식 Z0=R+jωLG+jωCZ_0=\sqrt{\dfrac{R+j\omega L}{G+j\omega C}} 에서 무손실이면 R=G=0R=G=0 이므로 Z0=LCZ_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}} 이다.

나머지 식은 특성 임피던스가 아니다.

  • 1 은 단위 없는 상수이며, 특성 임피던스는 선로의 LL, CC 로 정해지는 Ω 단위 값이다.
  • 1LC\dfrac{1}{\sqrt{LC}} 은 선로의 위상속도 식이며 임피던스가 아니다.
  • LC\dfrac{L}{C} 은 제곱근이 없어 특성 임피던스의 제곱 값이다.
문제 34
R-L 직렬회로에서 L은 0.4[H], R은 2[Ω]일 때 시정수는 몇 ms 인가?
1800
2200
30.8
40.2
정답 및 해설

시정수는 τ=LR=0.2 s=200 ms\tau=\dfrac{L}{R}=0.2\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{ms} 이다.

R-L 직렬회로의 시정수는 τ=LR\tau=\dfrac{L}{R} 이다.
τ=0.42=0.2 s=200 ms\tau=\dfrac{0.4}{2}=0.2\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{ms}

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 800 ms 는 계산값과 다르다.
  • 0.8 ms 는 계산값과 다르다.
  • 0.2 ms 는 0.2 초가 아니라 그 천분의 1이므로 계산값과 다르다.
문제 35
이상적인 전압원의 내부 임피던스 Z는?
10
2∞
31Ω
4정해지지 않는다.
정답 및 해설

이상적인 전압원의 내부 임피던스는 0이다.

전압원의 단자전압은 V=E−ZiIV=E-Z_i I 이므로, 부하전류가 변해도 단자전압이 일정하려면 내부 임피던스 Zi=0Z_i=0 이어야 한다.

나머지 보기는 이상적인 전압원의 조건이 아니다.

  • 무한대는 이상적인 전류원의 내부 임피던스이다.
  • 1 Ω 이면 부하전류에 따라 ZiIZ_i I 만큼 전압강하가 생겨 단자전압이 일정하지 않다.
  • 이상적인 전압원은 정의상 내부 임피던스가 0으로 정해지므로 정해지지 않는다는 서술은 틀리다.
문제 36
대칭 4단자 망에 관한 내용으로 옳은 것은?
1반복 임피던스는 √BC 이다.
2영상 임피던스는 √B/C 이다.
3반복 임피던스는 √BC/AD 이다.
4영상 임피던스는 √AD 이다.
정답 및 해설

대칭 4단자 망의 영상 임피던스는 Z0=BCZ_0=\sqrt{\dfrac{B}{C}} 이다.

영상 임피던스의 일반식은 Z01=ABCDZ_{01}=\sqrt{\dfrac{AB}{CD}}, Z02=DBCAZ_{02}=\sqrt{\dfrac{DB}{CA}} 이다. 대칭이면 A=DA=D 이므로 Z0=BCZ_0=\sqrt{\dfrac{B}{C}} 이다.
BB 는 Ω, CC 는 S 의 차원이라 B/CB/C 가 Ω2\Omega^2 의 차원이 된다.

나머지 식은 임피던스 차원이 아니거나 계산값과 다르다.

  • 반복 임피던스가 BC\sqrt{BC} 라는 서술은 BCBC 가 무차원이라 임피던스가 될 수 없다.
  • 반복 임피던스가 BCAD\sqrt{\dfrac{BC}{AD}} 라는 서술은 무차원 양이라 임피던스가 될 수 없다.
  • 영상 임피던스가 AD\sqrt{AD} 라는 서술은 AA, DD 가 무차원이라 임피던스가 될 수 없다.
문제 37
다음 회로가 모든 주파수에서 공진하기 위한 저항 R의 값은 몇 Ω 인가?
12
25
310
425
정답 및 해설

모든 주파수에서 공진하는 조건(무주파수 특성 회로)은 R=√(L/C)이다. 그림에서 L=4mH, C=40μF이므로 R=√(4×10⁻³/40×10⁻⁶)=√100=10Ω이다.

문제 38
콘덴서와 코일에서 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

실제로 급격히 변할 수 없는 것은 코일에서 전류와 콘덴서에서 전압이다.

코일 에너지 12Li2\dfrac{1}{2}Li^2, 콘덴서 에너지 12Cv2\dfrac{1}{2}Cv^2 가 순간적으로 변하려면 무한대의 전력이 필요하다. 또 vL=Ldidtv_L=L\dfrac{di}{dt}, iC=Cdvdti_C=C\dfrac{dv}{dt} 이므로 전류, 전압이 불연속이면 상대 양이 무한대가 된다.

나머지 짝에는 급변할 수 있는 양이 들어 있다.

  • 코일 전류와 콘덴서 전류의 짝은, 콘덴서 전류가 스위치를 닫는 순간 0 에서 전원 전압 나누기 저항 값으로 뛸 수 있어 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전압의 짝은, 코일 전압이 직렬 R-L 회로에 전원을 넣는 순간 0 에서 전원 전압으로 뛸 수 있어 틀리다.
  • 코일 전압과 콘덴서 전류의 짝은 둘 다 급변할 수 있는 양이라 틀리다.
문제 39
어떤 콘덴서의 회로에 커패시턴스를 2배로 하고, 주파수를 1/5로 하면 흐르는 전류는 어떻게 되는가? (단, 커패시턴스 양단 전압은 일정하다.)
11/5로 줄어든다.
22/5로 줄어든다.
32배로 증가한다.
44배로 증가한다.
정답 및 해설

전류는 처음의 25\dfrac{2}{5} 로 줄어든다.

콘덴서 전류는 I=ωCV=2πfCVI=\omega CV=2\pi f CV 이므로 전류는 ff 와 CC 에 비례한다.
I′=2π(f5)(2C)V=25 II^{\prime}=2\pi\left(\dfrac{f}{5}\right)(2C)V=\dfrac{2}{5}\,I

나머지 변화율은 계산값과 다르다.

  • 처음의 1/5 로 줄어든다는 서술은 커패시턴스가 2배가 된 효과를 빠뜨려 계산값과 다르다.
  • 2배로 증가한다는 서술은 주파수가 1/5 이 된 효과를 빠뜨려 계산값과 다르다.
  • 4배로 증가한다는 서술은 계산값과 다르다.
문제 40
그림과 같은 삼각파의 파고율은?
11.15
21.73
31
41.41
정답 및 해설

직선으로 오르내리는 삼각파는 실효값이 A3\dfrac{A}{\sqrt{3}} 이므로 파고율(최댓값/실효값)은 √3 ≈ 1.73 이다.

그림은 0 에서 직선으로 올라 π2\dfrac{\pi}{2} 에서 최댓값 A, 한 직선으로 π\pi 에서 0 을 지나 32π\dfrac{3}{2}\pi 에서 최솟값, 2π2\pi 에서 0 으로 돌아온다. 하강 직선이 π\pi 를 중심으로 대칭이므로 최솟값은 −A 이고, 네 구간이 같은 모양이라 첫 구간만 계산하면 된다.
첫 구간(0~π/2): v=2Aπθv=\dfrac{2A}{\pi}\theta
V2=2π∫0π/2(2Aπθ)2dθ=2π⋅4A2π2⋅13(π2)3=A23V^2=\dfrac{2}{\pi}\displaystyle\int_0^{\pi/2}\left(\dfrac{2A}{\pi}\theta\right)^2 d\theta=\dfrac{2}{\pi}\cdot\dfrac{4A^2}{\pi^2}\cdot\dfrac{1}{3}\left(\dfrac{\pi}{2}\right)^3=\dfrac{A^2}{3}
AA/3=3≈1.73\dfrac{A}{A/\sqrt{3}}=\sqrt{3}\approx1.73

  • 파고율 1.15 보기는 계산값과 다르다.
  • 파고율 1 보기는 계산값과 다르다.
  • 파고율 1.41 보기는 계산값과 다르다.
문제 41
논리 게이트 중 Fan-out이 가장 큰 것은?
1RTL(Resistor-Transistor-Logic) 게이트
2TTL(Transistor-Transistor-Logic) 게이트
3DTL(Diode-Transistor-Logic) 게이트
4DL(Diode-Logic) 게이트
문제 42
발진기 회로의 발진 조건은?
1귀환 루프의 위상지연이 0°이다.
2귀환 루프의 이득이 0이다.
3귀환 루프의 위상지연이 180°이다.
4귀환 루프의 이득이 1/3이다.
문제 43
전가산기를 구성할 때 필요한 게이트는?
1X-OR 1개, AND 2개, OR 2개
2X-OR 2개, AND 1개, OR 2개
3X-OR 2개, AND 2개, OR 1개
4X-OR 2개, AND 2개, OR 2개
문제 44
B급 푸시풀 증폭기 회로에서 최대 평균전력은 몇W 인가?
16
212
324
437.5
정답 및 해설

그림은 상보 대칭 B급 푸시풀 회로로, 이상적인 경우 출력 진폭이 전원 전압 12 V 까지 흔들릴 때 최대 출력 VCC22RL\dfrac{V_{CC}^2}{2R_L} 이 24 W 이다.

그림: 위 NPN 컬렉터 +12 V, 아래 PNP 컬렉터 −12 V, 두 베이스에 같은 입력 Vmsin⁡ωtV_m\sin\omega t, 두 이미터 공통점에 RL=3 ΩR_L=3\ \Omega. 두 트랜지스터가 반주기씩 부하를 구동해 부하 전압은 최댓값 VmV_m 의 정현파가 된다.
Po=Vm22RLP_o=\dfrac{V_m^2}{2R_L}, 최대 진폭 Vm=VCC=12 VV_m=V_{CC}=12\ \mathrm{V}
Po(max)=1222×3=1446=24 WP_{o(max)}=\dfrac{12^2}{2\times3}=\dfrac{144}{6}=24\ \mathrm{W}

  • 6W 보기는 계산값과 다르다.
  • 12W 보기는 계산값과 다르다.
  • 37.5W 보기는 계산값과 다르다.
문제 45
트랜지스터의 컬렉터 전류에 대한 설명으로 옳은 것은?
1컬렉터 전류는 베이스 전류보다 작다.
2컬렉터 전류는 이미터 전류보다 작다.
3컬렉터 전류는 이미터 전류와 베이스 전류를 합한 것과 같다.
4컬렉터 전류는 이미터 전류와 베이스 전류를 합한 것보다 크다.
정답 및 해설

컬렉터 전류는 이미터 전류보다 작다.

트랜지스터의 세 전류는 IE=IC+IBI_E=I_C+I_B 이므로 베이스 전류가 0 보다 큰 한 IC=IE−IBI_C=I_E-I_B 는 IEI_E 보다 작다.

나머지 서술은 이 관계와 다르다.

  • 컬렉터 전류가 베이스 전류보다 작다는 서술은, 증폭 동작에서 IC=βIBI_C=\beta I_B 이고 β\beta 가 1 보다 훨씬 크므로 틀리다.
  • 컬렉터 전류가 이미터 전류와 베이스 전류의 합과 같다는 서술은, 실제 관계가 IE=IC+IBI_E=I_C+I_B 이므로 틀리다.
  • 컬렉터 전류가 이미터 전류와 베이스 전류의 합보다 크다는 서술은, IC=IE−IBI_C=I_E-I_B 로 IE+IBI_E+I_B 보다 작으므로 틀리다.
문제 46
계수기의 현재 출력이 QA=0, QB=1, QC=1일 때 그 다음 출력으로 가장 적합한 것은?
1QA=0, QB=1, QC=0
2QA=0, QB=0, QC=0
3QA=1, QB=0, QC=0
4QA=0, QB=1, QC=1
문제 47
연산증폭기 회로에서 R1=10[kΩ], R2=100[kΩ]일 때 귀환율(β)은 약 얼마인가?
10.01
20.09
30.12
40.9
정답 및 해설

그림은 반전 증폭기로, 출력이 R2 와 R1 의 분압으로 (−) 입력에 되돌아오므로 귀환율 β=R1R1+R2≈0.09\beta=\dfrac{R_1}{R_1+R_2}\approx0.09 이다.

그림: 입력 Vi–R1–(−)단자, R2 는 (−)단자와 출력 Vo 사이, (+)단자는 접지. 입력을 0 으로 두면 출력 전압이 R2·R1 직렬로 나뉘어 R1 양단 전압이 (−)단자로 궤환된다.
β=R1R1+R2=1010+100=111≈0.0909\beta=\dfrac{R_1}{R_1+R_2}=\dfrac{10}{10+100}=\dfrac{1}{11}\approx0.0909

  • 귀환율 0.01 보기는 계산값과 다르다.
  • 귀환율 0.12 보기는 계산값과 다르다.
  • 귀환율 0.9 보기는 계산값과 다르다.
문제 48
그림과 같은 회로의 발진 주파수는 약 몇 kHz 인가? (단, C1=200pF, C2=100pF, L=10mH, π=3.14이다.)
1535
2107
3273
4195
정답 및 해설

그림은 C1·C2 를 직렬로 나눈 공진 회로에 L 을 건 콜피츠 발진기로, 합성 용량과 L 의 공진 주파수인 약 195 kHz 로 발진한다.

그림: C1 은 베이스–이미터 사이, C2 는 이미터–컬렉터 사이, L 은 베이스–컬렉터 사이에 연결되어 C1·C2 직렬이 L 과 공진한다.
C=C1C2C1+C2=200×100200+100≈66.7 pFC=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}=\dfrac{200\times100}{200+100}\approx66.7\ \mathrm{pF}
f=12πLC=12×3.14×10×10−3×66.7×10−12f=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}=\dfrac{1}{2\times3.14\times\sqrt{10\times10^{-3}\times66.7\times10^{-12}}}
=16.28×8.165×10−7≈1.95×105 Hz=195 kHz=\dfrac{1}{6.28\times8.165\times10^{-7}}\approx1.95\times10^{5}\ \mathrm{Hz}=195\ \mathrm{kHz}

  • 535kHz 보기는 계산값과 다르다.
  • 107kHz 보기는 계산값과 다르다.
  • 273kHz 보기는 계산값과 다르다.
문제 49
푸시풀(push-pull) 전력 증폭기가 왜곡이 적은 큰 출력을 얻을 수 있는 주된 원인은?
1직류성분이 상쇄되어 없어지므로
2기수(홀수) 고조파가 상쇄되어 없어지므로
3우수(짝수) 고조파가 상쇄되어 없어지므로
4기수 고조파와 우수 고조파가 상쇄되어 없어지므로
문제 50
연산 증폭기 회로에서 부귀환을 사용하여 얻을 수 있는 장점이 아닌 것은?
1개선된 비선형성
2넓은 대역폭
3안정된 제어 이득
4입ㆍ출력 임피던스 제어
문제 51
그림의 회로에서 부하 저항 RL에 흐르는 전류는 몇 mA 인가?
11.5
24
35
425
정답 및 해설

이 회로는 비반전 증폭기이므로 출력은 25V, 부하 전류는 5mA이다.

그림에서 (+)단자에 5V 전지(긴 극판이 위쪽, 즉 양극이 (+)단자 쪽)가 걸리고, (−)단자는 5k 를 거쳐 접지, 20k 를 거쳐 출력에 연결되어 있다. 이상 연산증폭기의 가상 단락으로 (−)단자도 5V 이다.
Vo=(1+20 k5 k)×5=25 VV_o = \left(1+\dfrac{20\,\mathrm{k}}{5\,\mathrm{k}}\right)\times 5 = 25\,\mathrm{V}
IL=VoRL=255 k=5 mAI_L = \dfrac{V_o}{R_L} = \dfrac{25}{5\,\mathrm{k}} = 5\,\mathrm{mA}

나머지 값은 모두 계산값과 다르다.

  • 1.5mA 보기는 계산값 5mA 와 다르다.
  • 4mA 보기는 계산값 5mA 와 다르다.
  • 25mA 보기는 계산값 5mA 와 다르다.
문제 52
연산증폭기의 응용 회로가 아닌 것은?
1적분기
2미분기
3비교기
4디지털 반가산기
정답 및 해설

디지털 반가산기는 연산증폭기의 응용 회로가 아니다.

반가산기는 합 S=A⊕BS=A\oplus B, 올림 C=ABC=AB 를 만드는 논리 게이트 조합의 디지털 회로이며, 아날로그 연산에 쓰는 연산증폭기 회로가 아니다.

나머지 보기는 모두 연산증폭기 응용 회로이다.

  • 적분기는 반전 증폭기의 귀환 소자를 커패시터로 바꾼 연산증폭기 회로이다.
  • 미분기는 입력 쪽에 커패시터를 두고 귀환 저항을 쓰는 연산증폭기 회로이다.
  • 비교기는 연산증폭기를 개루프로 써서 두 입력 전압의 크기를 비교하는 응용 회로이다.
문제 53
MOSFET로 구성된 다음 회로는 어떤 논리 게이트인가? (단, 회로에서 Q1과 Q2는 p 채널이고, Q3과 Q4는 n 채널이다.)
1
2
3
4
정답 및 해설

p채널 두 개가 병렬, n채널 두 개가 직렬로 연결된 CMOS 회로이므로 NAND 게이트이다. 보기 중 AND 몸체 끝에 부정 원(버블)이 붙은 기호에 해당한다.

그림에서 Q1·Q2(p채널)는 소스가 모두 VDD, 드레인이 모두 출력 Y 에 붙어 병렬이고, Q3·Q4(n채널)는 출력에서 접지까지 차례로 이어진 직렬이다. A 는 Q1·Q3, B 는 Q2·Q4 의 게이트에 들어간다.
A·B 가 모두 1 이면 Q3·Q4 가 모두 켜지고 Q1·Q2 가 모두 꺼져 Y=0, 하나라도 0 이면 그 입력의 p채널이 켜지고 직렬 n채널 경로가 끊겨 Y=1 이다. 즉 Y=A⋅B‾Y=\overline{A\cdot B} 이다.

  • OR 몸체에 부정 원이 붙은 기호는 NOR 로, A=1·B=0 에서 0 을 내야 하지만 이 회로는 1 을 낸다.
  • 입력 쪽에 곡선이 한 줄 더 있고 부정 원이 없는 기호는 XOR 로, A=B=0 에서 0 을 내야 하지만 이 회로는 1 을 낸다.
  • 입력 쪽 곡선이 한 줄 더 있고 부정 원이 붙은 기호는 XNOR 로, A=1·B=0 에서 0 을 내야 하지만 이 회로는 1 을 낸다.
문제 54
적분기와 미분기의 귀환 소자를 옳게 나열한 것은?
1적분기 : 저항, 미분기 : 커패시터
2적분기 : 커패시터, 미분기 : 저항
3적분기 : 제너다이오드, 미분기 : 저항
4적분기 : 커패시터, 미분기 : 커패시터
정답 및 해설

적분기의 귀환 소자는 커패시터, 미분기의 귀환 소자는 저항이다.

반전 구조의 이득은 −ZfZi-\dfrac{Z_f}{Z_i} 이다. 적분기(입력 R, 귀환 C)는 vo=−1RC∫vi dtv_o=-\dfrac{1}{RC}\int v_i\,dt, 미분기(입력 C, 귀환 R)는 vo=−RCdvidtv_o=-RC\dfrac{dv_i}{dt} 이다.

나머지 조합은 해당 연산을 하지 못한다.

  • 적분기 귀환이 저항이고 미분기 귀환이 커패시터라는 조합은 서로 뒤바뀐 것이다.
  • 적분기 귀환이 제너다이오드라는 조합은 전류를 시간 적분하는 소자가 커패시터이므로 적분 동작을 만들지 못한다.
  • 두 회로 모두 귀환 소자가 커패시터라는 조합은 미분기의 귀환이 저항이 아니라 미분 동작이 되지 않는다.
문제 55
그림과 같은 콘덴서 입력형 π형 필터에서 작은 맥동률이 나타나게 설계하기 위한 L, C의 값으로 옳은 것은?
1L과 C를 크게 한다.
2L과 C를 작게 한다.
3L를 크게 하고, C는 작게 한다.
4L를 작게 하고, C는 크게 한다.
문제 56
회로도에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저역통과필터
2고역통과필터
3대역통과필터
4대역저지필터
문제 57
그림과 같은 RC회로에 입력 Vi가 공급될 때 출력 Vo는?
1
2
3
4
문제 58
전력 이득을 가장 크게 얻을 수 있는 결합 방식은?
1RC 결합
2변성기 결합
3임피던스 결합
4이득이 모두 같다.
문제 59
이미터 플로워(Emitter Follower) 증폭기에서 입력 신호에 대하여 그림과 같은 출력 전류 신호를 얻었다면 어떤 방식에 해당되는가?
1A급
2B급
3AB급
4C급
정답 및 해설

출력 전류가 입력 반주기보다 훨씬 짧은 동안만 흐르는 좁은 펄스이므로 유통각이 180° 미만인 C급 동작이다.

그림에서 입력은 0 을 중심으로 한 사인파 두 주기이고, 출력 전류는 각 양(+) 반주기의 꼭대기 근처에서만 좁은 펄스로 솟고 나머지 구간은 0 이다. 바이어스 점에 따른 유통각(전류가 흐르는 각도) 정의는 A급 360°, AB급 180°~360°, B급 180°, C급 180° 미만이다.

  • A급은 입력 한 주기 전체(360°)에서 출력 전류가 흐르므로 0 으로 떨어진 구간이 있는 이 파형과 다르다.
  • B급은 반주기(180°) 동안 전류가 흘러 양(+) 반주기 전체가 반파 모양으로 나타나야 하므로 이보다 좁은 펄스와 다르다.
  • AB급은 반주기보다 길게 전류가 흐르므로 반주기보다 좁은 이 펄스와 다르다.
문제 60
정전압 전원회로에서 무부하시의 단자전압이 13[V], 전부하일 때의 단자전압이 10[V]라면 전압변동률은 몇 % 인가?
110
220
330
440
정답 및 해설

전압변동률은 ε=30 %\varepsilon=30\ \% 이다.

전압변동률은 ε=VNL−VFLVFL×100\varepsilon=\dfrac{V_{NL}-V_{FL}}{V_{FL}}\times100 이다.
ε=13−1010×100=30 %\varepsilon=\dfrac{13-10}{10}\times100=30\ \%

나머지 수치는 계산값과 다르다.

  • 10 % 는 계산값과 다르다.
  • 20 % 는 계산값과 다르다.
  • 40 % 는 계산값과 다르다.
문제 61
Pauli의 배타율 원리에 대한 설명으로 틀린 것은?
1원자내의 전자 배열을 지배하는 원리이다.
2원자내에서 두 개의 전자가 동일한 양자 상태에 있을 수 있다.
3하나의 양자 궤도에 spin이 다른 두 개의 전자가 존재할 수 있다.
4원자내에 존재하는 어떠한 전자도 네 개의 양자수가 전부 같을 수는 없다.
정답 및 해설

원자 내에서 두 전자가 동일한 양자 상태에 있을 수 있다는 서술은 파울리 배타 원리와 반대이므로 틀리다.

파울리의 배타 원리에 따르면 원자 내의 어떤 두 전자도 네 양자수 (n, l, ml, ms)(n,\,l,\,m_l,\,m_s) 가 모두 같을 수 없다.

나머지 보기는 파울리 배타 원리에 대해 옳은 내용이다.

  • 원자내의 전자 배열을 지배하는 원리라는 서술은 옳다. 껍질과 부껍질에 들어갈 수 있는 전자 수를 제한한다.
  • 하나의 양자 궤도에 spin이 다른 두 전자가 존재할 수 있다는 서술은 옳다. 스핀 양자수가 +12+\dfrac{1}{2}, −12-\dfrac{1}{2} 로 달라 허용된다.
  • 네 개의 양자수가 전부 같을 수는 없다는 서술은 옳다. 배타 원리 그 자체이다.
문제 62
반도체에 전계(E)를 가하면 정공의 드리프트(drift) 속도 방향은?
1전계와 반대 방향이다.
2전계와 같은 방향이다.
3전계와 직각 방향이다.
4전계와 무관한 불규칙 방향이다.
정답 및 해설

정공은 양의 전하를 가진 캐리어이므로 전계가 가해지면 전계의 방향과 같은 방향으로 드리프트 속도를 갖는다. 전자는 음의 전하를 가지므로 전계와 반대 방향으로 움직이지만, 정공은 전계 방향 자체로 가속되어 전계 방향과 동일한 방향으로 드리프트한다. 따라서 정공의 드리프트 속도는 전계와 같은 방향이다.

문제 63
기체 중에서 방전 현상은 어느 현상에 해당하는가?
1전리 현상
2복사 현상
3광전 효과
4절연 파괴
문제 64
실리콘 PN 접합에서 단면적이 0.1[mm2], 공간전하 영역 폭이 2×10-4[cm]일 때 공간전하 용량은 약 얼마인가? (단, Si의 비유전율은 12, ε0=8.85×10-12[F/m])
15.31[pF]
253.1[μF]
30.531[μF]
45.31[μF]
정답 및 해설

공간전하 용량은 C≈5.31 pFC\approx5.31\ \mathrm{pF} 이다.

평행판 용량 C=ε0εrAdC=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon_r A}{d} 에 대입한다. A=0.1 mm2=1×10−7 m2A=0.1\ \mathrm{mm^2}=1\times10^{-7}\ \mathrm{m^2}, d=2×10−4 cm=2×10−6 md=2\times10^{-4}\ \mathrm{cm}=2\times10^{-6}\ \mathrm{m}
C=8.85×10−12×12×10−72×10−6C=\dfrac{8.85\times10^{-12}\times12\times10^{-7}}{2\times10^{-6}}
=5.31×10−12 F=5.31 pF=5.31\times10^{-12}\ \mathrm{F}=5.31\ \mathrm{pF}

나머지 값은 크기가 계산값과 다르다.

  • 53.1 μF53.1\ \mu\mathrm{F} 은 계산값과 다르다.
  • 0.531 μF0.531\ \mu\mathrm{F} 은 계산값과 다르다.
  • 5.31 μF5.31\ \mu\mathrm{F} 은 계산값과 다르다.
문제 65
정공의 확산계수를 Dp, 정공의 확산거리가 Lp로 주어졌을 때, 정공의 평균수명시간 τp를 나타낸 식은?
1
2
3
4
정답 및 해설

정공의 확산거리는 Lp=DpτpL_p=\sqrt{D_p\tau_p} 로 정의되므로 평균수명시간은 τp=Lp2/Dp\tau_p = L_p^2/D_p 이다.

확산거리는 소수 캐리어가 재결합으로 사라지기 전까지 확산하는 평균 거리로, 정상상태 확산 방정식 Dpd2pdx2=pτpD_p\dfrac{d^2p}{dx^2}=\dfrac{p}{\tau_p} 의 해 e−x/Lpe^{-x/L_p} 에서 Lp2=DpτpL_p^2=D_p\tau_p 가 나온다. 양변을 DpD_p 로 나누면 위 식이 된다. 차원으로도 m2÷(m2/s)=s\mathrm{m^2}\div(\mathrm{m^2/s})=\mathrm{s} 로 시간이 된다.

  • τp=Dp⋅Lp\tau_p = D_p\cdot L_p 보기는 차원이 m3/s\mathrm{m^3/s} 로 시간이 아니다.
  • τp=Lp/Dp\tau_p = L_p/D_p 보기는 차원이 s/m\mathrm{s/m} 로 시간이 아니다.
  • τp=Dp2/Lp\tau_p = D_p^2/L_p 보기는 차원이 m3/s2\mathrm{m^3/s^2} 로 시간이 아니다.
문제 66
페르미준위 Ef에서 진성 반도체의 Fermi-Dirac 분포 함수의 값은?
10
20.5
30.25
41
정답 및 해설

Fermi-Dirac 분포 함수는 f(E)=11+e(E−Ef)/kBTf(E) = \frac{1}{1 + e^{(E-E_f)/k_B T}}로 정의되며, 에너지 E가 페르미준위 Ef와 같을 때 지수 항의 지수가 0이 되므로 f(Ef)=11+e0=11+1=0.5f(E_f) = \frac{1}{1 + e^0} = \frac{1}{1 + 1} = 0.5이다. 이는 온도와 무관하게 페르미준위에서 항상 성립하는 성질로, 해당 에너지 상태가 전자로 채워질 확률이 50%임을 의미한다.

문제 67
PN 접합 양측에 불순물 함유량이 많을 경우에 일어나는 현상이 아닌 것은?
1공핍층의 폭이 넓어진다.
2터널현상이 발생하기도 한다.
3접합부분에서 P형의 가전자 대역과 N형 전도대역 사이의 거리가 감소한다.
4낮은 역방향 전압에서도 역방향 전류가 급격히 증가한다.
문제 68
펀치 스루(punch-through) 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
1베이스 중성 영역이 없는 상태이다.
2컬렉터 역바이어스를 충분히 증가시킨 경우이다.
3베이스 영역의 저항률이 높을수록 펀치 스루현상을 일으키는 컬렉터 전압은 높아진다.
4회로에 적당한 직렬저항을 접속하지 않으면 트랜지스터가 파괴된다.
정답 및 해설

베이스 영역의 저항률이 높을수록 펀치 스루 전압이 높아진다는 서술이 옳지 않다.

저항률이 높다는 것은 베이스 불순물 농도 NBN_B 가 낮다는 뜻이며, 농도가 낮을수록 공핍층이 베이스 전체에 빨리 퍼져 펀치 스루 전압 VPTV_{PT} 는 낮아진다. 이 전압은 NBN_B 가 클수록 커진다.

나머지 보기는 펀치 스루에 대해 옳은 내용이다.

  • 베이스 중성 영역이 없는 상태라는 서술은 옳다. 컬렉터 공핍층이 베이스 폭 전체에 도달한 상태이다.
  • 컬렉터 역바이어스를 충분히 증가시킨 경우라는 서술은 옳다. 역바이어스가 커질수록 공핍층이 베이스 쪽으로 넓어진다.
  • 적당한 직렬저항을 접속하지 않으면 트랜지스터가 파괴된다는 서술은 옳다. 펀치 스루 시 전류가 급증하므로 외부 저항이 없으면 과전류가 흐른다.
문제 69
다음 중 어떤 에너지 준위에 입자가 존재할 확률을 의미하는 분포함수가 아닌 것은?
1Bose-Einstein 분포함수
2Maxwell-Boltzmann 분포함수
3Fermi-Dirac 분포함수
4De-Broglie 분포함수
정답 및 해설

확률 분포함수가 아닌 것은 드브로이(De Broglie) 분포함수이다.

드브로이의 이름이 붙은 것은 입자의 운동량과 파장을 잇는 물질파 관계 λ=hp\lambda=\dfrac{h}{p} 이며, 에너지 준위의 점유를 나타내는 통계 분포함수가 아니다.

나머지 보기는 모두 입자가 에너지 준위에 존재하는 정도를 나타내는 통계 분포함수에 해당한다.

  • 보즈-아인슈타인 분포함수는 보손이 에너지 준위를 평균적으로 얼마나 점유하는지를 주는 통계 분포함수이다.
  • 맥스웰-볼츠만 분포함수는 구별 가능한 고전 입자가 에너지 준위를 점유하는 통계 분포함수이다.
  • 페르미-디랙 분포함수는 페르미온이 에너지 E 준위를 점유할 확률 f(E)=11+e(E−EF)/kTf(E)=\dfrac{1}{1+e^{(E-E_F)/kT}} 을 주는 통계 분포함수이다.
문제 70
터널 다이오드(tunnel diode)의 설명 중 틀린 것은?
1부성 저항 특성을 나타낸다.
2마이크로파 발진용으로 사용된다.
3공간 전하층이 일반 다이오드보다 넓다.
4역바이어스 상태에서 전도성이 양호하다.
정답 및 해설

틀린 것은 공간 전하층이 일반 다이오드보다 넓다는 서술이다.

터널 다이오드는 불순물을 매우 높게 도핑해 공간 전하층(공핍층)이 일반 다이오드보다 매우 얇고, 그 얇은 장벽을 전자가 터널 효과로 통과한다.

나머지 보기는 터널 다이오드의 특성으로 옳은 내용이다.

  • 터널 다이오드는 순방향 일부 구간에서 전압이 커지는데 전류는 줄어드는 부성 저항 특성을 나타낸다.
  • 터널 다이오드는 부성 저항과 빠른 응답을 이용해 마이크로파 발진용으로 사용된다.
  • 터널 다이오드는 얇은 장벽을 터널링으로 통과하므로 역바이어스 상태에서도 전도성이 양호하다.
문제 71
트랜지스터의 제조에서 에피택시얼 층(epitaxia layer)이 많이 사용되는 이유는?
1베이스 전극을 만들기 위해서
2베이스 영역을 좁게 만들기 위해서
3낮은 저항의 이미터 영역을 만들기 위해서
4낮은 저항의 기판에 같은 도전성 형태를 가진 높은 저항의 컬렉터 영역을 만들기 위해서
문제 72
Fermi 준위에 대한 설명으로 올바른 것은?
1진성반도체의 Fermi 준위는 전도대의 중앙에 위치한다.
2n형 반도체의 Fermi 준위는 불순물 농도와 상관없이 일정하다.
3진성반도체의 Fermi 분위는 온도에 관계없이 일정하다.
4p형 반도체의 Fermi 준위는 불순물 농도와 상관없이 일정하다.
문제 73
진성 반도체에 대한 설명 중 틀린 것은?
1반도체의 저항 온도계수는 양(+)이다.
2운반체(carrier)의 밀도는 온도가 상승하면 증가한다.
3Fermi 준위는 온도와 관계없이 금지대의 중앙에 위치한다.
4전자의 농도와 정공의 농도는 같다.
문제 74
빛의 파장이 1[Å]일 때 광자의 에너지는?
16.625×10-34[J]
26.625×10-24[J]
31.988×10-17[J]
41.988×10-15[J]
정답 및 해설

광자의 에너지는 E=hν=hcλE = h\nu = \frac{hc}{\lambda} 공식으로 구한다.

주어진 값: λ=1 A˚=1×10−10 m\lambda = 1\text{ Å} = 1 \times 10^{-10}\text{ m}, h=6.626×10−34 J\cdotpsh = 6.626 \times 10^{-34}\text{ J·s}, c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8\text{ m/s}이다.

계산하면
E=6.626×10−34×3×1081×10−10=19.878×10−2610−10=19.878×10−16=E = \frac{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{1 \times 10^{-10}} = \frac{19.878 \times 10^{-26}}{10^{-10}} = 19.878 \times 10^{-16} = 이다.

문제 75
pn접합 다이오드의 확산 용량(diffusion capacitance)에 관한 설명으로 옳은 것은?
1공간 전하에 의한 용량이다.
2다수 캐리어의 확산작용에 의한 용량이다.
3순바이어스에 의하여 주입된 소수 캐리어에 의한 용량이다.
4역바이어스에 의한 소수 캐리어의 확산작용에 의한 용량이다.
정답 및 해설

옳은 설명은 순바이어스에 의해 주입된 소수 캐리어에 의한 용량이라는 것이다.

순방향에서 접합 너머로 주입된 소수 캐리어가 확산하며 저장되는 전하가 전압에 따라 변하는데, 이것이 확산 용량으로 나타나며 순방향 전류가 클수록 커진다.

나머지 보기는 확산 용량의 원인을 바르게 설명하지 못한다.

  • 공간 전하에 의한 용량은 접합(전이) 용량이며 확산 용량이 아니다.
  • 다수 캐리어의 확산작용에 의한 용량이라는 서술은 틀리며, 확산 용량의 원인은 주입된 소수 캐리어이다.
  • 역바이어스에 의한 소수 캐리어 확산 용량이라는 서술은 틀리며, 역방향에서는 소수 캐리어 주입이 거의 없어 공간 전하 용량이 지배한다.
문제 76
쌍극성 접합 트랜지스터(BJT)를 베이스 접지하고 컬렉터 전압을 일정하게 유지하며 이미터 전류를 4[mA] 변화시킬 때 컬렉터 전류가 3.8[mA] 변화하였다. 이 트랜지스터의 전류 증폭률 α와 β는?
1α=0.95, β=19
2α=9.5, β=1.9
3α=95, β=0.19
4α=9.5, β=19
정답 및 해설

전류 증폭률은 α=0.95\alpha=0.95, β=19\beta=19이다.

베이스 접지 전류 증폭률은 컬렉터·이미터 전류 변화비이다.
α=ΔICΔIE=3.84=0.95\alpha=\dfrac{\Delta I_C}{\Delta I_E}=\dfrac{3.8}{4}=0.95
β=α1−α=0.950.05=19\beta=\dfrac{\alpha}{1-\alpha}=\dfrac{0.95}{0.05}=19

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • α=9.5, β=1.9\alpha=9.5,\ \beta=1.9 는 계산값과 다르며, 컬렉터 전류 변화가 이미터 전류 변화보다 작으므로 α 는 1보다 작을 수밖에 없다.
  • α=95, β=0.19\alpha=95,\ \beta=0.19 는 계산값과 다르며, 컬렉터 전류 변화가 이미터 전류 변화보다 작으므로 α 는 1보다 작을 수밖에 없다.
  • α=9.5, β=19\alpha=9.5,\ \beta=19 는 β 만 계산값과 같고 α 는 계산값 0.95 와 다르다.
문제 77
금속의 광전자 방출에 관한 설명으로 옳은 것은?
1방출된 전자의 에너지는 빛의 세기에 비례한다.
2방출된 전자의 에너지는 금속의 일함수에 비례한다.
3방출된 전자의 에너지는 빛의 주파수에 비례한다.
4금속 내에서는 일함수가 없으므로 입사광 에너지가 모두 방출된다.
문제 78
평형 상태에서 n형 불순물 반도체의 홀(hole) 농도를 나타낸 것은? (단, ni: 진성반도체의 캐리어 밀도 Nd: 도너 농도이다.
1
2
3
4
정답 및 해설

n형 반도체의 평형 정공 농도는 질량 작용 법칙에서 p=ni2/Ndp = n_i^2/N_d 이다.

평형 상태에서 np=ni2np=n_i^2 이 성립한다. 문제에서 전자 쪽 양으로 도너 농도만 주어지므로 도너가 모두 이온화되어 전자를 내놓은 완전 이온화 상태로 보면 전자 농도 n≈Ndn\approx N_d 이다. 따라서 p=ni2n≈ni2Ndp=\dfrac{n_i^2}{n}\approx\dfrac{n_i^2}{N_d} 이고 단위도 농도(m−3\mathrm{m^{-3}})가 된다.

  • Nd÷ni2N_d\div n_i^2 보기는 단위가 농도의 역수(m3\mathrm{m^{3}})라 농도가 아니다.
  • ni2÷Nd2n_i^2\div N_d^2 보기는 단위가 없는 비율이라 농도가 아니다.
  • Nd2÷ni2N_d^2\div n_i^2 보기는 단위가 없는 비율이라 농도가 아니다.
문제 79
핀치오프 전압 VP이 -4[V]이고, VGS가 0일 때 드레인 전류 IDSS가 8[mA]인 JFET에서 VGS가 -1.8[V]일 때 드레인 전류는 몇 mA 인가?
12.4
23.2
33.9
44.3
정답 및 해설

드레인 전류는 2.4 mA이다.

JFET 전달 특성식을 쓴다.
ID=IDSS(1−VGSVP)2I_D=I_{DSS}\left(1-\dfrac{V_{GS}}{V_P}\right)^2
=8×(1−−1.8−4)2=8×0.552=8×0.3025=2.42≈2.4 mA=8\times\left(1-\dfrac{-1.8}{-4}\right)^2=8\times0.55^2=8\times0.3025=2.42\approx2.4\ \mathrm{mA}

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 3.2 mA 는 계산값 2.4 mA 와 다르다.
  • 3.9 mA 는 계산값 2.4 mA 와 다르다.
  • 4.3 mA 는 계산값 2.4 mA 와 다르다.
문제 80
페르미(Fermi) 준위가 금지대의 중앙에 위치하여 자유전자와 정공의 농도가 같은 반도체는?
1불순물 반도체
2순수 반도체
3P형 반도체
4N형 반도체
문제 81
프로그래밍 언어 중 객체지향언어가 아닌 것은?
1C#
2GWBASIC
3JAVA
4C++
정답 및 해설

객체지향언어가 아닌 것은 GW-BASIC이다.

GW-BASIC 은 줄 번호를 따라 순차적으로 실행하는 절차적 언어로, 클래스·객체·상속 개념이 없다.

나머지 보기는 모두 객체지향언어에 해당한다.

  • C#은 클래스와 상속·다형성을 지원하는 객체지향언어이다.
  • Java는 클래스 기반의 객체지향언어이다.
  • C++은 클래스와 상속·다형성 등 객체지향 기능을 지원하는 언어이다.
문제 82
데이터 버스 폭이 32비트이고 버스 클럭 주파수가 10[MHz]일 때 버스 대역폭은?
132[Mbyte/sec]
240[Mbyte/sec]
3320[Mbyte/sec]
4400[Mbyte/sec]
문제 83
처리 능력을 향상시키기 위한 방법이 아닌 것은?
1명령어 파이프라이닝 기법
2인터럽트 처리
3캐시기억장치
4병렬처리
문제 84
인터럽트 동작의 수행 순서를 올바르게 나열한 것은?
1ⓑ → ⓐ → ⓓ → ⓒ
2ⓑ → ⓓ → ⓐ → ⓒ
3ⓓ → ⓑ → ⓐ → ⓒ
4ⓓ → ⓐ → ⓑ → ⓒ
정답 및 해설

인터럽트는 요청 신호 발생 → 현재 명령 완료·상태 보존 → 처리 루틴 수행 → 상태 복귀 순이므로 ⓑ → ⓐ → ⓓ → ⓒ 이다.

그림의 항목은 ⓐ 현재 수행 중인 명령을 완료하고 상태를 기억, ⓑ 인터럽트 요청 신호 발생, ⓒ 보존한 프로그램 상태를 복귀, ⓓ 인터럽트 처리 루틴 수행이다. 요청이 있어야 대응이 시작되고, 처리 루틴이 레지스터·PC 를 바꾸므로 그 전에 상태를 보존해야 하며, 루틴이 끝난 뒤 보존한 상태를 되돌려야 원래 프로그램을 이어 갈 수 있다.

  • ⓑ → ⓓ → ⓐ → ⓒ 보기는 상태를 보존하기 전에 처리 루틴을 수행해 원래 프로그램의 상태가 루틴에 의해 바뀐 뒤에 저장하게 된다.
  • ⓓ → ⓑ → ⓐ → ⓒ 보기는 요청 신호가 생기기도 전에 처리 루틴을 수행한다.
  • ⓓ → ⓐ → ⓑ → ⓒ 보기는 요청 신호보다 처리 루틴과 상태 보존이 먼저 온다.
문제 85
컴퓨터의 명령어 분류 방식에서 반드시 누산기(Accumulator)를 사용하는 방식은?
10-주소지정 방식
21-주소지정 방식
32-주소지정 방식
43-주소지정 방식
정답 및 해설

반드시 누산기를 사용하는 방식은 1-주소 방식이다.

1-주소 명령어는 오퍼랜드 주소를 하나만 지정하므로 나머지 한 오퍼랜드와 연산 결과는 누산기가 묵시적으로 맡는다.

나머지 보기는 누산기를 반드시 쓰지는 않는다.

  • 0-주소 방식은 오퍼랜드 주소 없이 스택 상단의 값으로 연산하므로 누산기가 필수가 아니다.
  • 2-주소 방식은 두 오퍼랜드 주소를 명시하고 그중 하나에 결과를 저장하므로 누산기 없이도 구성할 수 있다.
  • 3-주소 방식은 두 원천 오퍼랜드와 결과 주소를 모두 명시하므로 누산기 없이도 구성할 수 있다.
문제 86
외부 인터럽트(External Interrupt) 발생 원인이 아닌 것은?
1Machine Check Interrupt
2I/O Interrupt
3Program Check Interrupt
4Time Out Interrupt
문제 87
인터럽트 원인이 될 수 있는 것은?
1정전(power failure)
2서브루틴 call
3go to 문장 수행
4compile 시에 발생한 오류
정답 및 해설

인터럽트 원인이 될 수 있는 것은 정전(power failure)이다.

전원 전압 저하가 감지되면 프로세서에 인터럽트가 요청되고, 전원이 완전히 끊기기 전에 현재 작업 상태를 보존하는 처리 루틴이 실행된다.

나머지 보기는 인터럽트 원인이 아니다.

  • 서브루틴 call 은 프로그램이 직접 수행하는 명령으로, 복귀 주소를 저장하고 분기할 뿐 인터럽트 요청이 아니다.
  • go to 문장 수행은 프로그램이 의도한 단순 분기이며 인터럽트 요청이 아니다.
  • compile 시에 발생한 오류는 번역 단계에서 컴파일러가 찾아 보고하는 문법 오류이며, 프로그램 실행 중 발생하는 인터럽트가 아니다.
문제 88
한 word가 24비트로 이루어지고 총 32768개의 word를 가진 기억장치가 있다. 이 기억장치를 사용하는 컴퓨터 시스템의 MBR(Memory Buffer Register), MAR(Memory Address Register), PC(Program Counter)에 필요한 각각의 비트수는?
124, 24, 24
224, 15, 24
324, 24, 15
424, 15, 15
정답 및 해설

필요한 비트 수는 MBR 24, MAR 15, PC 15 이다. 즉 24, 15, 15이다.

32768=21532768=2^{15} 이므로 word 주소 지정에는 15비트가 필요하다. MBR은 한 word 를 담으므로 24비트이고, MAR 과 PC 는 주소를 담으므로 15비트이다.

나머지 보기는 주소 비트 수와 맞지 않는다.

  • 24, 24, 24 는 MAR 과 PC 가 주소 비트 수 15 와 다르다.
  • 24, 15, 24 는 PC 가 주소 비트 수 15 와 다르다.
  • 24, 24, 15 는 MAR 가 주소 비트 수 15 와 다르다.
문제 89
CPU의 기본 구조가 아닌 것은?
1ALU(Arithmetic Logic Unit)
2레지스터 세트
3RAM(Random Access Memory)
4제어 유니트
정답 및 해설

CPU 기본 구조가 아닌 것은 RAM이다.

RAM 은 CPU 와 별도의 주기억장치이며, CPU 는 연산 장치·레지스터·제어 장치로 구성된다.

나머지 보기는 모두 CPU 기본 구조에 해당한다.

  • ALU 는 산술·논리 연산을 수행하는 CPU 의 구성요소이다.
  • 레지스터 세트는 데이터와 주소를 임시 보관하는 CPU 의 구성요소이다.
  • 제어 유니트는 명령을 해독해 제어 신호를 내보내는 CPU 의 구성요소이다.
문제 90
입ㆍ출력 데이터 전송 시 중앙처리장치의 레지스터를 경유하지 않고 수행되는 방식은?
1DMA
2I/O Interface
3Stove Control
4Interleaving
문제 91
다음 운영체제(OS)의 구성요소 중 제어 프로그램(Control Program)에 포함되지 않는 것은?
1Data management program
2Job management program
3Supervisor program
4Service program
문제 92
행의 수가 7이고 열의 수가 5인 7×5 이차원 배열(array) a의 각 자료의 위치는 a[행][열]로 표시한다. 행주도순서(row major order)를 사요하고 a[1][1]이 1번지일 때 a[3][4]는 몇 번지인가?
114
218
319
425
정답 및 해설

a[3][4] 의 위치는 14이다.

행 주도 순서에서 위치는 (i−1)×5+j(i-1)\times5+j 이다.
(3−1)×5+4=14(3-1)\times5+4=14

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 18 은 계산값 14 와 다르다.
  • 19 는 계산값 14 와 다르다.
  • 25 는 계산값 14 와 다르다.
문제 93
자료의 내부적인 표현과 관련이 없는 것은?
1스택(stack)
2포인터(pointer)
3큐(queue)
4디큐(deque)
문제 94
어떤 특정한 비트 또는 분자를 삭제할 때 사용하는 연산은?
1AND
2OR
3XOR
4NOR
정답 및 해설

특정 비트를 삭제(0으로 만들거나 제거)할 때는 AND 연산을 사용한다. AND 연산에서 한쪽 피연산자를 0으로 설정하면 결과는 항상 0이 되기 때문에 원하는 비트를 선택적으로 제거할 수 있다. 예를 들어 1101과 1011을 AND 연산하면 1001이 되어 특정 위치의 비트가 제거된다. OR은 비트를 설정(1로 만들기)할 때, XOR은 비트를 반전시킬 때, NOR은 논리 게이트로 사용되므로 비트 삭제에 해당하지 않는다.

문제 95
2진수 데이터를 산술적 시프트(Shift)하여 오른쪽으로 4번 이동하면? (단, 읽어버린 비트와 새로 들어온 비트는 모두 0이다.)
1시프트 이전 값이 곱하기 2-4 (2의 -4승)한 값이 된다.
2시프트 이전 값이 곱하기 24 (2의 4승)한 값이 된다.
3시프트하기 전 값의 4배가 된다.
4시프트하기 전 값의 8배가 된다.
정답 및 해설

오른쪽으로 4회 산술 시프트하면 이전 값에 2−42^{-4}을 곱한 값이 된다.

오른쪽 1회 산술 시프트는 2로 나누는 것과 같고, 새로 들어온 비트가 0 이므로 4회는 ×2−4=116\times2^{-4}=\dfrac{1}{16} 이다.

나머지 보기는 오른쪽 4회 이동의 결과와 다르다.

  • 242^{4} 를 곱한 값은 왼쪽으로 4회 시프트한 결과(16배)이다.
  • 4배는 왼쪽으로 2회 시프트한 결과로, 오른쪽 이동의 결과가 아니다.
  • 8배는 왼쪽으로 3회 시프트한 결과로, 오른쪽 이동의 결과가 아니다.
문제 96
16진수 A3B(16)를 10진수로 변환한 것은?
11269
22619
32916
42196
정답 및 해설

변환값은 2619이다.

각 자리에 16의 거듭제곱을 곱해 더한다.
A3B16=10×162+3×16+11=2560+48+11=2619A3B_{16}=10\times16^2+3\times16+11=2560+48+11=2619

나머지 보기는 계산값과 다르다.

  • 1269 는 10진 환산값 2619 와 다르다.
  • 2916 은 10진 환산값 2619 와 다르다.
  • 2196 은 10진 환산값 2619 와 다르다.
문제 97
복수 모듈 기억장치는 데이터를 전달할 때 어떤 개념을 사용하는가?
1Mapping
2Time-sharing
3Swapping
4Batch processing
문제 98
흐름도(Flow Chart)의 필요성으로 거리가 먼 것은?
1프로그램의 흐름을 이해하기 쉽다.
2프로그램을 수정하기 쉽다.
3프로그램의 코딩이 쉽다.
4프로그램의 길이를 조절할 수 있다.
문제 99
중앙처리장치의 네 가지 상태에 해당되지 않는 것은?
1fetch cycle
2branch cycle
3interrupt cycle
4execution cycle
문제 100
일반적인 명령어 형식을 나타낸 것은?
1연산자(OP 코드)와 데이터
2연산자(OP 코드)와 오퍼랜드(Operand)
3오퍼랜드(Operand)와 데이터
4데어터와 주소부