16년 1회차

총 100문항 · 객관식 · A4 약 1장

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전자기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

16년 1회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

무한히 넓은 평면 자성체의 앞 a[m] 거리의 경계면에 평행하게 무한히 긴 직선 전류 I[A]가 흐를 때, 단위 길이당 작용력은 몇 [N/m]인가?

정답 및 해설

자성체 경계에 대한 영상 전류를 쓰면 단위 길이당 힘은 $\dfrac{\mu_0}{4\pi a}\left(\dfrac{\mu-\mu_0}{\mu+\mu_0}\right)I^2$ 이다.

공기 쪽 자계는 실제 전류 I 와 경계 반대편 a 거리(거울 위치)에 놓인 같은 방향 영상 전류 $I'$ 가 만들고, 자성체 쪽 자계는 원래 위치의 전류 $I''$ 가 만든다고 둔다. 경계면 위 점에서 같은 방향의 두 전류는 접선 성분이 서로 빼지고 법선 성분이 더해지므로
H 접선 연속: $I-I' = I''$
B 법선 연속: $\mu_0(I+I') = \mu I''$
두 식에서 $I' = \dfrac{\mu-\mu_0}{\mu+\mu_0}I$ 이다.

전류 I 와 영상 전류 사이 거리는 2a 이므로 평행 도선 힘 식으로
$F = \dfrac{\mu_0 I I'}{2\pi(2a)} = \dfrac{\mu_0}{4\pi a}\left(\dfrac{\mu-\mu_0}{\mu+\mu_0}\right)I^2\ \mathrm{[N/m]}$

$\dfrac{\mu_0}{4\pi a}\left(\dfrac{\mu+\mu_0}{\mu-\mu_0}\right)I^2$ 보기는 괄호 안 계수가 계산값의 역수라 다르다.
$\dfrac{\mu_0}{2\pi a}\left(\dfrac{\mu+\mu_0}{\mu-\mu_0}\right)I^2$ 보기는 괄호 안 계수가 역수이고 앞 계수도 2배라 계산값과 다르다.
$\dfrac{\mu_0}{2\pi a}\left(\dfrac{\mu-\mu_0}{\mu+\mu_0}\right)I^2$ 보기는 앞 계수가 계산값의 2배라 다르다.

문제 2

전선을 균일하게 2배의 길이로 당겨 늘였을 때 체적이 불변이라면 저항은 몇 배가 되는가?

정답 및 해설

저항은 4배가 된다.

체적 불변 조건을 쓴다.
$R=\rho\dfrac{\ell}{A}$ , 체적 $V=\ell A$ 가 일정하므로 길이가 2배면 단면적은 $\dfrac{1}{2}$ 배이다.
$R'=\rho\dfrac{2\ell}{A/2}=4R$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

2배는 길이 증가만 반영하고 단면적 감소를 빠뜨린 값으로 계산값 4배와 다르다.
6배는 계산값 4배와 다르다.
8배는 계산값 4배와 다르다.

문제 3

대지면 높이 h[m]로 평행하게 가설된 매우 긴 선전하(선전하 밀도 λ[C/m])가 지면으로부터 받는 힘[N/m]은?

1h 비례한다.

2h에 반비례한다.

3h²에 비례한다.

4h²에 반비례한다.

정답 및 해설

선전하가 지면(도체)으로부터 받는 힘은 전기 이미지 방법을 이용하여 구한다. 지면을 접지된 도체 평면으로 보면, 지표면 위 높이 h에 있는 선전하 λ는 지표면 아래 높이 h에 있는 반대 부호의 상(image) 전하 −λ에 의해 인력을 받는다.

두 평행 선전하 사이의 거리는 2h이고, 단위 길이당 인력은 쿨롱 법칙으로
$F = \frac{\lambda^2}{2\pi\epsilon_0 \cdot 2h} = \frac{\lambda^2}{4\pi\epsilon_0 h}$
이다. 따라서 힘은 h에 반비례한다.

문제 4

자속밀도가 10[Wb/m2]인 자계 내의 길이 4[cm]의 도체를 자계와 직각으로 높고 이 도체를 0.4초 동안 1[m]씩 균일하게 이동하였을 때 발생하는 기전력은 몇 [V] 인가?

정답 및 해설

발생하는 기전력은 1 V이다.

직각 운동이므로 $e=B\ell v$ , 속도는 $v=\dfrac{1}{0.4}=2.5\ \mathrm{m/s}$
$e=10\times0.04\times2.5=1\ \mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

2 V 는 계산값 1 V 와 다르다.
3 V 는 계산값 1 V 와 다르다.
4 V 는 계산값 1 V 와 다르다.

문제 5

그림과 같이 공기 중에서 무한평면도체의 표면으로부터 2[m]인 곳에 점전하 4[C]이 있다. 전하가 받는 힘은 몇 [N]인가?

13×10⁹

29×10⁹

31.2×10⁹

43.6×10⁹

정답 및 해설

무한평면도체 앞 점전하는 영상전하로부터 힘을 받으며, 그 크기는 $9\times10^{9}$ N 이다.

그림에서 도체 표면과 전하 사이 거리가 2m, 전하가 Q=4C 이다. 영상전하 −Q 가 표면 반대편 2m 에 생기므로 두 전하 사이 거리는 4m 이다.
$F=\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\cdot\dfrac{Q^2}{(2d)^2}=9\times10^{9}\times\dfrac{4^2}{4^2}=9\times10^{9}\ \mathrm{N}$
( $\dfrac{1}{4\pi\varepsilon_0}\approx 9\times10^{9}$ , 힘은 흡인력)

$3\times10^{9}$ 값의 보기는 계산값과 다르다.
$1.2\times10^{9}$ 값의 보기는 계산값과 다르다.
$3.6\times10^{9}$ 값의 보기는 계산값과 다르다.

문제 6

반지름 a[m]인 구대칭 전하에 의한 구내외의 전계의 세기에 해당되는 것은?

정답 및 해설

이 문항은 확정답안에서 복수정답으로 처리된 문항입니다. 제시된 선택지 가운데 2개가 모두 정답으로 인정되었습니다. 여기서는 채점을 위해 한 선택지만 정답으로 두었으니, 다른 것을 고르셨더라도 틀린 판단이 아닙니다.

구대칭 전하분포에서 가우스 법칙을 적용하면 구내외의 전계는 반경 거리에 따라 달라진다. 구 외부(r > a)에서는 전체 전하 Q가 점전하처럼 작용하여 $E = \frac{Q}{4\pi\epsilon_0 r^2}$ 이고, 구 내부(r < a)에서 균일하게 분포된 전하는 내부의 폐곡면에 포함된 전하만 고려하므로 $E \propto r$ 로 선형 증가한다. 따라서 정답은 구 내부에서는 원점으로부터 거리에 비례하여 증가하고, 구 외부에서는 거리의 제곱에 반비례하여 감소하는 그래프여야 한다.

문제 7

반지름이 3[m]인 구에 공간 전하밀도가 1[C/m³]가 분포되어 있을 경우 구의 중심으로부터 1[m]인 곳의 전위는 몇 [V]인가?

11/2Є₀

21/3Є₀

31/4Є₀

41/5Є₀

문제 8

한 변의 길이가 3[m]인 정삼각형의 회로에 2[A]의 전류가 흐를 때 정삼각형 중심에서의 자계의 크기는 몇 [AT/m]인가?

11/π

22/π

33/π

44/π

정답 및 해설

중심의 자계 크기는 $\dfrac{3}{\pi}$ AT/m이다.

정삼각형 중심에서 한 변까지의 거리는 $d=\dfrac{a}{2\sqrt{3}}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\ \mathrm{m}$ 이고, 유한 직선 전류의 자계는 $H_1=\dfrac{I}{4\pi d}\left(\sin60^\circ+\sin60^\circ\right)$ 이다.
$H_1=\dfrac{2}{4\pi\times\frac{\sqrt{3}}{2}}\times\sqrt{3}=\dfrac{1}{\pi}$
세 변의 자계가 같은 방향이므로 $H=3H_1=\dfrac{3}{\pi}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$\dfrac{1}{\pi}$ 은 한 변의 기여분일 뿐 계산값 $\dfrac{3}{\pi}$ 와 다르다.
$\dfrac{2}{\pi}$ 는 계산값 $\dfrac{3}{\pi}$ 와 다르다.
$\dfrac{4}{\pi}$ 는 계산값 $\dfrac{3}{\pi}$ 와 다르다.

문제 9

한 변의 길이가 1[m]인 정삼각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 삼각형 중심에서의 자계의 세기[AT/m]는?

정답 및 해설

정삼각형 각 변의 유한 직선 전류 자계를 세 번 더하면 중심 자계는 $\dfrac{9I}{2\pi\ell}$ (한 변 $\ell=1$ m)이다.

중심에서 각 변까지 거리는 $d=\dfrac{\ell}{2\sqrt3}$ 이고, 중심에서 본 변 양 끝은 수직선과 각각 60° 를 이룬다. 유한 직선 전류의 자계(비오-사바르 적분)는
$H_1=\dfrac{I}{4\pi d}(\sin60^\circ+\sin60^\circ)=\dfrac{\sqrt3\,I}{4\pi d}=\dfrac{\sqrt3\,I\cdot2\sqrt3}{4\pi\ell}=\dfrac{3I}{2\pi\ell}$
세 변의 자계 방향이 모두 같으므로 $H=3H_1=\dfrac{9I}{2\pi\ell}\ \mathrm{[AT/m]}$

$\dfrac{\sqrt2\,I}{3\pi\ell}$ 보기는 계산값과 다르다.
$\dfrac{9I}{\pi\ell}$ 보기는 계산값의 2배로 다르다.
$\dfrac{2\sqrt2\,I}{3\pi\ell}$ 보기는 계산값과 다르다.

문제 10

전기 쌍곡자에 관한 설명으로 틀린 것은?

1전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례한다.

2전계의 세기는 주위 매질에 따라 달라진다.

3전계의 세기는 쌍극자모멘트에 비례한다.

4쌍극자의 전위는 거리에 반비례한다.

문제 11

서로 멀리 떨어져 있는 두 도체를 각각 V₁, V₂의(V1＞V2) 전위로 충전한 후 가느다란 도선으로 연결하였을 때 그 도선에 흐르는 전하 Q[C]는? (단, C₁, C₂는 두 도체의 정전용량이다.)

정답 및 해설

도선으로 흐르는 전하는 $Q=\dfrac{C_1C_2(V_1-V_2)}{C_1+C_2}$ 이다.

연결 후 두 도체는 같은 전위가 되고 전체 전하는 보존된다.
$V=\dfrac{C_1V_1+C_2V_2}{C_1+C_2}$
도체 1에서 빠져나간 전하가 도선을 흐른 전하이다.
$Q=C_1V_1-C_1V=\dfrac{C_1(C_1V_1+C_2V_1-C_1V_1-C_2V_2)}{C_1+C_2}=\dfrac{C_1C_2(V_1-V_2)}{C_1+C_2}$

$\dfrac{2C_1C_2(V_1-V_2)}{C_1+C_2}$ 보기는 계산값의 2배로 계산값과 다르다.
$\dfrac{C_1C_2(V_1-V_2)}{2(C_1+C_2)}$ 보기는 계산값의 절반으로 계산값과 다르다.
$\dfrac{2(C_1V_1-C_2V_2)}{C_1C_2}$ 보기는 차원이 전위÷정전용량(V/F)이라 전하 [C] 가 될 수 없다.

문제 12

비투자율 800, 원형단면적 10[cm²], 평균자로의 길이 30[cm]인 환상철심에 600회의 권선을 감은 코일이 있다. 여기에 1[A]의 전류가 흐를 때 코일 내에 생기는 자속은 약 몇 [Wb]인가?

11×10^-3

21×10^-4

32×10^-3

42×10^-4

정답 및 해설

코일 내 자속은 약 $2\times10^{-3}\ \mathrm{Wb}$ 이다.

환상철심의 자속은 기자력을 자기저항으로 나눈 값이다.
$\Phi=\dfrac{\mu_0\mu_r NIA}{\ell}=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times800\times600\times1\times10\times10^{-4}}{0.3}\approx2.0\times10^{-3}\ \mathrm{Wb}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$1\times10^{-3}$ 은 계산값 $2.0\times10^{-3}$ 과 다르다.
$1\times10^{-4}$ 은 계산값 $2.0\times10^{-3}$ 과 다르다.
$2\times10^{-4}$ 는 계산값 $2.0\times10^{-3}$ 과 다르다.

문제 13

전류가 흐르고 있는 도체와 직각방향으로 자계를 가하게 되면 도체 측면에 정ㆍ부의 전하가 생기는 것을 무슨 효과라 하는가?

1톰슨(Thomson) 효과

2펠티에(Peltier) 효과

3제벡(Seebeck) 효과

4홀(hall) 효과

정답 및 해설

이 현상은 홀(Hall) 효과이다.

전류가 흐르는 도체·반도체에 전류와 수직인 자계를 가하면 로렌츠 힘으로 캐리어가 한쪽으로 치우쳐 측면에 정·부 전하가 생기고 홀 전압이 나타난다.

나머지 보기는 열과 전기 사이의 효과로, 자계에 의한 측면 전하 발생과 다르다.

톰슨 효과는 온도 구배가 있는 도체에 전류를 흘릴 때 열이 발생하거나 흡수되는 현상이다.
펠티에 효과는 서로 다른 금속의 접합부에 전류를 흘릴 때 열이 발생하거나 흡수되는 현상이다.
제벡 효과는 서로 다른 금속 접합부에 온도차가 있을 때 열기전력이 발생하는 현상이다.

문제 14

벡터A=5e^-rcosøa_r, A=-5e^-rcosøa_z가 원통좌표계로 주어졌다 점(2, 3π/0, 0)에서의 ∇×A를 구하였다. a₂의 계수는?

12.5

2-2.5

30.34

4-0.34

문제 15

송전선의 전류가 0.01초 사이에 10[kA] 변화될 때 이 송전선에 나란한 통신선에 유도되는 유도전압은 몇 [V]인가? (단, 송전선과 통신선 간의 상호유도계수는 0.3[mH]이다.)

130

23×10²

33×10³

43×10⁴

정답 및 해설

유도전압은 상호유도 법칙으로 구하며 계산값은 $3\times10^{2}\,\mathrm{V}$ 이다.

$e=M\dfrac{\Delta i}{\Delta t}$
$=0.3\times10^{-3}\times\dfrac{10\times10^{3}}{0.01}$
$=0.3\times10^{-3}\times10^{6}=3\times10^{2}\,\mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$30\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$3\times10^{3}\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$3\times10^{4}\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.

문제 16

극판간격 d[m], 면적 S[m²], 유전율 ε[F/m]이고 정전용량이 C[F]인 평행판 콘덴서에 v=V_msinωt[V]의 전압을 가할 때의 변위전류[A]는?

1ωCV_mcosωt

2CV_msinωt

3-CV_msinωt

4-ωCV_mcosωt

정답 및 해설

평행판 콘덴서의 변위전류는 충전전류와 같으며 $\omega C V_m\cos\omega t$ 이다.

$i_d=C\dfrac{dv}{dt}=C\dfrac{d}{dt}\left(V_m\sin\omega t\right)$
$=\omega C V_m\cos\omega t$

나머지 보기는 이 계산 결과와 다르다.

$CV_m\sin\omega t$ 는 전압과 정전용량의 곱이라 단위가 쿨롱(전하)이어서 전류가 될 수 없다.
$-CV_m\sin\omega t$ 도 단위가 전하이므로 전류가 될 수 없다.
$-\omega C V_m\cos\omega t$ 는 부호가 반대여서 계산값과 다르다.

문제 17

내부저항이 r[Ω]인 전지 M개를 병렬로 연결했을 때, 전지로부터 최대 전력을 공급받기 위한 부하저항[Ω]은?

1r/M

2Mr

4M²r

정답 및 해설

부하저항이 전원의 합성 내부저항과 같을 때 최대 전력이 전달되며 그 값은 $r/M$ 이다.

전지 $M$ 개를 병렬로 연결한 합성 내부저항은 $r_0=\dfrac{r}{M}$
최대 전력 전달 조건은 $R_L=r_0=\dfrac{r}{M}$

나머지 보기는 합성 내부저항과 같지 않다.

$Mr$ 은 전지 $M$ 개를 직렬로 연결했을 때의 합성 내부저항이므로 병렬 연결과 맞지 않는다.
$r$ 은 전지 한 개의 내부저항이며 병렬 합성 내부저항과 다르다.
$M^{2}r$ 은 병렬 합성 내부저항 $r/M$ 과 다르다.

문제 18

인덕턴스가 20[mH]인 코일에 흐르는 전류는 0.2초 동안에 2[A] 변화했다면 자기유도현상에 의해 코일에 유기되는 기전력은 몇 [V]인가?

10.1

20.2

30.3

40.4

정답 및 해설

자기유도 기전력은 인덕턴스와 전류 변화율의 곱이며 계산값은 $0.2\,\mathrm{V}$ 이다.

$e=L\dfrac{\Delta i}{\Delta t}$
$=20\times10^{-3}\times\dfrac{2}{0.2}=0.2\,\mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.1\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$0.3\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$0.4\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.

문제 19

판 간격이 d인 평행판 공기콘덴서 중에 두께 t이고, 비유전율이 ε_s인 유전체를 삽입하였을 경우에 공기의 절연파괴를 발생하지 않고 가할 수 있는 판 간의 전위차는? (단, 유전체가 없을 때 가할 수 있는 전압을 V라 하고 공기의 절연내력은 E_o라 한다.)

정답 및 해설

가할 수 있는 전위차는 $V\left(1-\dfrac{t}{d}\left(1-\dfrac{1}{\varepsilon_s}\right)\right)$ 이다.

유전체가 없을 때 $V=E_0d$ 이다. 판에 수직인 방향으로 전속밀도 $D$ 가 연속이므로 공기층 전계를 절연내력 $E_0$ 로 두면 유전체 속 전계는 $\dfrac{E_0}{\varepsilon_s}$ 이다.
$V'=E_0(d-t)+\dfrac{E_0}{\varepsilon_s}t=E_0d\left(1-\dfrac{t}{d}\left(1-\dfrac{1}{\varepsilon_s}\right)\right)=V\left(1-\dfrac{t}{d}\left(1-\dfrac{1}{\varepsilon_s}\right)\right)$

검산으로 $\varepsilon_s=1$ (유전체가 공기와 같음)을 넣으면 결과는 $V$ 로 돌아와야 한다.

$V\left(1-\dfrac{t}{\varepsilon_sd}\right)$ 보기는 계산값과 다르며, $\varepsilon_s=1$ 에서 $V\left(1-\dfrac{t}{d}\right)$ 가 되어 $V$ 로 돌아오지 않는다.
$\dfrac{Vt}{d}\left(1-\dfrac{1}{\varepsilon_s}\right)$ 보기는 전압이 줄어드는 양만 나타낸 식으로 계산값과 다르며, $\varepsilon_s=1$ 에서 0 이 된다.
$V\left(1+\dfrac{t}{\varepsilon_sd}\right)$ 보기는 계산값과 다르며, $\varepsilon_s=1$ 에서 $V$ 보다 커진다.

문제 20

변위전류밀도와 관계없는 것은?

1전계의 세기

2유전율

3자계의 세기

4전속밀도

정답 및 해설

변위전류밀도는 전속밀도의 시간 변화율이므로 정의식에 자계의 세기가 들어가지 않는다.

$J_d=\dfrac{\partial D}{\partial t}=\varepsilon\dfrac{\partial E}{\partial t}$
자계의 세기는 변위전류가 만들어 내는 결과(암페어-맥스웰 법칙의 반대편 항)이지 이 식을 이루는 양이 아니다.

나머지 보기는 모두 변위전류밀도 식에 들어 있는 양이다.

전계의 세기는 $J_d=\varepsilon\,\partial E/\partial t$ 에 직접 들어간다.
유전율은 $D=\varepsilon E$ 의 비례계수로 식에 들어간다.
전속밀도는 $J_d=\partial D/\partial t$ 에서 시간 미분되는 양이다.

문제 21

100[V]의 교류전압을 인가했을 때 입력전류 I의 크기는?

14[A]

212-j16[A]

316(1+j)[A]

416√2[A]

정답 및 해설

입력전류의 크기는 $16\sqrt{2}\,\mathrm{A}$ 로, 두 가지 전류의 페이저 합의 크기이다.

그림은 100V 교류전원에 $R_1=25\,\Omega$ 가지와 $R_2=3\,\Omega$ · $X_L=4\,\Omega$ 직렬 가지가 병렬로 연결된 회로이다.
$I_1=\dfrac{100}{25}=4\,\mathrm{A}$
$I_2=\dfrac{100}{3+j4}=\dfrac{100(3-j4)}{25}=12-j16\,\mathrm{A}$
$I=I_1+I_2=16-j16\,\mathrm{A}$ , $|I|=\sqrt{16^2+16^2}=16\sqrt{2}\,\mathrm{A}$

4[A] 보기는 저항 가지 전류 $I_1$ 만의 값으로 계산값과 다르다.
12-j16[A] 보기는 R-L 가지 전류 $I_2$ 만의 페이저로 계산값과 다르다.
16(1+j)[A] 보기는 크기가 아닌 복소수이고, 허수부 부호도 유도성 가지에서 나온 $-j16$ 과 반대여서 계산값과 다르다.

문제 22

4단자 회로망에 있어서 4단자 정수(또는 ABCD파라미터) 중 정수 A와 C의 정의가 옳은 것은?

정답 및 해설

옳은 정의는 $A=\dfrac{V_1}{V_2}\Big|_{I_2=0}$ , $C=\dfrac{I_1}{V_2}\Big|_{I_2=0}$ 이다.

4단자 정수는 $V_1=AV_2+BI_2$ , $I_1=CV_2+DI_2$ 로 정의된다. 출력단을 개방( $I_2=0$ )하면 $V_1=AV_2$ , $I_1=CV_2$ 만 남으므로 $A$ 는 무차원 전압비, $C$ 는 어드미턴스 차원이다.

$C=\dfrac{V_1}{V_2}$ 로 둔 보기는 $C$ 를 무차원 전압비로 정의해 $A$ 와 같은 식이 되므로 정의와 다르다.
$A=\dfrac{V_1}{I_2}$ , $C=\dfrac{I_1}{I_2}$ 로 둔 보기는 $I_2=0$ 조건에서 분모가 0 이 되어 정의될 수 없다.
$A=\dfrac{I_1}{I_2}$ , $C=\dfrac{V_1}{I_2}$ 로 둔 보기도 $I_2=0$ 조건에서 분모가 0 이 되어 정의될 수 없다.

문제 23

점선으로 표시된 부분의 부하에서 소모되는 평균전력은? (단, i₁=5√2 sin 2t이다.)

1약 50[W]

2약 75[W]

3약 100[W]

4약 150[W]

문제 24

이상변압기의 합성인덕턴스는 얼마인가? (단, L₁= 6H, L₂= 24H)

124[H]

236[H]

354[H]

468[H]

정답 및 해설

합성인덕턴스는 54[H] 이다.

그림에서 두 코일은 같은 철심에 같은 모양으로 감겨 있고, 왼쪽 코일 끝이 철심 아래 도선으로 오른쪽 코일 시작에 이어져 전류가 두 코일을 같은 방향으로 지나므로 자속이 더해지는 가동 결합이다. 이상변압기는 결합계수 $k=1$ 이다.
$M=\sqrt{L_1L_2}=\sqrt{6\times24}=12\,\mathrm{H}$
$L=L_1+L_2+2M=6+24+24=54\,\mathrm{H}$

24[H] 보기는 계산값과 다르다.
36[H] 보기는 계산값과 다르다.
68[H] 보기는 계산값과 다르다.

문제 25

다음 그림과 같은 정저항 회로가 되려면 ωL의 값[Ω]은?

11.2

21.6

30.8

40.4

문제 26

두 4단자 회로를 연결했을 때 전체 임피던스 파라미터가 각각의 임피던스 파라미터의 합으로 표시되었다면 두 4단자 회로는?

1병렬 접속되어 있다.

2직렬 접속되어 있다.

3직병렬 접속되어 있다.

4병직렬 접속되어 있다.

정답 및 해설

임피던스 파라미터가 서로 더해지는 접속은 두 회로를 입력과 출력 모두 직렬 접속한 경우이다.

입출력 모두 직렬이면 각 포트의 전류가 같고 전압이 더해져 $[Z]=[Z_a]+[Z_b]$ 가 된다.

나머지 보기는 다른 파라미터가 합이 되는 접속이다.

병렬 접속은 어드미턴스 파라미터 $[Y]$ 가 합이 된다.
직병렬 접속은 하이브리드 파라미터 $[h]$ 가 합이 된다.
병직렬 접속은 역 하이브리드 파라미터 $[g]$ 가 합이 된다.

문제 27

주파수 영역에서의 미분[dF/dw]은 시간 영역에서 어떻게 표현되는가?

1f(t)에 -jt를 곱한 것과 같다.

2f(t)에 jt를 곱한 것과 같다.

3f(t)에 -(1/jt)를 곱한 것과 같다.

4f(t)에 (1/jt)를 곱한 것과 같다.

정답 및 해설

주파수 영역의 미분 $dF/d\omega$ 는 시간 영역에서 f(t)에 $-jt$ 를 곱한 것과 같다.

$F(\omega)=\int f(t)e^{-j\omega t}dt$ 를 $\omega$ 로 미분하면
$\dfrac{dF}{d\omega}=\int(-jt)f(t)e^{-j\omega t}dt$

나머지 보기는 이 결과와 다르다.

$jt$ 를 곱한다는 보기는 지수항 미분에서 나오는 부호 $-j$ 와 반대이다.
$-\dfrac{1}{jt}$ 를 곱한다는 보기는 지수항을 $\omega$ 로 미분하면 $t$ 가 곱해지지 나누어지지 않으므로 맞지 않는다.
$\dfrac{1}{jt}$ 를 곱한다는 보기도 $t$ 로 나누는 형태여서 미분 결과에 나오지 않는다.

문제 28

단위 계단함수 u(t-a)의 그림으로 옳은 것은?

정답 및 해설

$u(t-a)$ 는 $t=a$ 에서 0 에서 1 로 올라가는 계단이다.

단위 계단함수는 $u(t)=0\ (t\lt 0)$ , $u(t)=1\ (t\ge 0)$ 이므로 $u(t-a)$ 는 이를 오른쪽으로 $a$ 만큼 지연시킨 것이다.

$t=a$ 에서 0 에서 −1 로 내려가는 그림은 $-u(t-a)$ 이다.
$t=-a$ 에서 0 에서 1 로 올라가는 그림은 $u(t+a)$ 이다.
$t=a$ 이전 1, 이후 −1 인 그림은 $1-2u(t-a)$ 이다.

문제 29

다음 회로망 그래프에서 가지 1, 2, 5로서 나무를 선택할 때 컷셋[cut-set]은?

1{1, 2, 3}

2{1, 4, 6}

3{2, 5, 6 1}

4{1, 3, 5}

정답 및 해설

컷셋은 {1, 4, 6} 이다.

그림은 절점 4개(왼쪽·가운데·오른쪽·아래)와 가지 6개로, 1=왼쪽–가운데, 2=가운데–오른쪽, 3=가운데–아래, 4=왼쪽–아래, 5=오른쪽–아래, 6=왼쪽–오른쪽이다. 나무를 정했을 때의 컷셋은 나무 가지 하나와 링크들로 이루어지는 기본 컷셋이다.
나무 가지 1을 끊으면 왼쪽 절점만 떨어지므로 그 절점에 닿는 가지 1·4·6 이 컷셋이다(가지 2는 {2, 3, 4, 6}, 가지 5는 {3, 4, 5}).

{1, 2, 3} 보기는 나무 가지 1과 2를 함께 포함해 기본 컷셋이 아니다.
가지 2·5·6 이 들어 있는 보기는 나무 가지 2와 5를 함께 포함해 기본 컷셋이 아니다.
{1, 3, 5} 보기는 끊어도 남은 가지 2·4·6 으로 네 절점이 모두 이어져 있어 컷셋이 되지 않는다.

문제 30

1[H]인 인덕터에 그림과 같은 전류가 흐를 때 전압 파형은?

정답 및 해설

전압 파형은 +1 과 −1 을 1초씩 번갈아 갖는 구형파이다.

인덕터 전압은 $v_L=L\dfrac{di}{dt}$ 로 전류의 기울기에 비례한다. 그림의 전류는 0~1초에 0→1 로 증가, 1~2초에 1→0 으로 감소하는 삼각파가 반복된다.
0~1초: $v_L=1\times\dfrac{1-0}{1}=1$
1~2초: $v_L=1\times\dfrac{0-1}{1}=-1$
2~4초도 같은 모양을 반복한다.

0~1초만 5 이고 이후 0 인 파형은 크기와 이후 구간이 계산값과 다르다.
전류와 같은 삼각파는 미분하지 않은 파형으로 계산값과 다르다.
0~1초와 3~4초에 3, 나머지 0 인 파형은 크기와 감소 구간의 음전압이 계산값과 다르다.

문제 31

형광등에 100[V]를 가했을 때, 0.5[A]의 전류가 흐르고 그 소비전력은 40[W]이었다면, 이 형광등의 역률은?

10.5

20.6

30.7

40.8

정답 및 해설

역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값이며 계산값은 $0.8$ 이다.

$\cos\theta=\dfrac{P}{VI}$
$=\dfrac{40}{100\times0.5}=0.8$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.5$ 는 계산값과 다르다.
$0.6$ 은 계산값과 다르다.
$0.7$ 은 계산값과 다르다.

문제 32

필터의 분류가 다른 하나는?

문제 33

다음 파형의 t=1초에서의 컨볼루션(Convolution)의 값은? (단, h(t)는 임펄스 응답이다.)

33/2

41/2

정답 및 해설

$t=1$ 초에서 컨볼루션 값은 1/2 이다.

그림의 $h(t)$ 는 0~1초에 0→1, 1~2초에 1→0 인 삼각파이고, $v(t)$ 는 0~2초에 1 인 구형파이다.
$y(1)=\displaystyle\int_0^{1}h(\tau)\,v(1-\tau)\,d\tau$
구간 $0\le\tau\le1$ 에서 $1-\tau$ 는 0~1 이므로 $v(1-\tau)=1$ , $h(\tau)=\tau$ 이다.
$y(1)=\displaystyle\int_0^{1}\tau\,d\tau=\dfrac{1}{2}$

값이 2인 보기는 계산값과 다르다.
값이 1인 보기는 계산값과 다르다.
값이 3/2인 보기는 계산값과 다르다.

문제 34

키르히호프의 제 2법칙에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 주어진 회로는 집중회로이다.)

1비선형, 시변 회로에도 적용된다.

2선형, 시변 회로에만 적용된다.

3선형, 시불변 회로에만 적용된다.

4비선형, 시불변 회로에만 적용된다.

정답 및 해설

키르히호프 제2법칙은 집중회로이면 소자 특성과 무관하게 성립하므로 비선형·시변 회로에도 적용된다.

폐회로를 한 바퀴 돌 때 전압 상승과 강하의 합이 0 이라는 에너지 보존 관계이며, 전압-전류 관계식(선형성·시불변성)을 쓰지 않는다.

나머지 보기는 적용 범위를 소자 특성으로 제한하므로 맞지 않는다.

선형, 시변 회로에만 적용된다는 보기는 제2법칙이 비선형 소자에도 성립하므로 맞지 않다.
선형, 시불변 회로에만 적용된다는 보기는 시변·비선형 회로에서도 성립하므로 맞지 않다.
비선형, 시불변 회로에만 적용된다는 보기는 시변 회로에서도 성립하므로 맞지 않다.

문제 35

1[dB]를 neper 단위로 변화하면 약 얼마인가?

10.115

20.521

37.076

48.686

정답 및 해설

1 $\mathrm{dB}$ 를 네퍼로 바꾸면 약 $0.115\,\mathrm{Np}$ 이다.

dB 정의:
$20\log_{10}A=1$ 에서 $\ln A=\dfrac{\ln 10}{20}$
$=\dfrac{2.3026}{20}\approx0.1151\,\mathrm{Np}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.521$ 은 계산값과 다르다.
$7.076$ 은 계산값과 다르다.
$8.686$ 은 1 $\mathrm{Np}$ 를 $\mathrm{dB}$ 로 환산한 값( $20\log_{10}e$ )으로 방향이 반대이다.

문제 36

그림의 회로에서 스위치 S를 t=0에서 닫았을 때 (V_L)_t=0=50[V], (di/dt)=100[A/sec]라면 L의 값은 얼마인가?

10.5[H]

20.75[H]

31[H]

42[H]

정답 및 해설

코일의 인덕턴스는 0.5[H]이다. 스위치를 닫는 순간 코일 양단 전압은 자기 유도 기전력 $V_L = L\dfrac{di}{dt}$ 로 정해진다.

그림은 전원 E, 스위치 S, 저항 R, 코일 L 의 직렬 회로이고 $V_L$ 은 L 양단 전압이다.
$L = \dfrac{V_L}{di/dt} = \dfrac{50}{100} = 0.5\,[\mathrm{H}]$

0.75[H] 보기는 계산값과 다르다.
1[H] 보기는 계산값과 다르다.
2[H] 보기는 계산값과 다르다.

문제 37

함수 x(t)=2e^-2(t-3)u(t-3)의 라플라스 변환식 X(s)는?

정답 및 해설

시간 추이 정리에 따라 라플라스 변환은 $X(s)=\dfrac{2}{s+2}e^{-3s}$ 이다.

$\mathcal{L}[e^{-at}u(t)] = \dfrac{1}{s+a}$ 이고, 함수를 $t_0$ 만큼 늦추면 $\mathcal{L}[f(t-t_0)u(t-t_0)] = F(s)e^{-t_0 s}$ 가 된다.
여기서 $f(t)=2e^{-2t}u(t)$ , $t_0=3$ 이므로 $X(s)=\dfrac{2}{s+2}e^{-3s}$

지수 인자의 계수는 지연 시간 3과 같아야 한다.

$e^{-s}$ 를 곱한 보기는 지연 시간 1 에 해당해 계산값과 다르다.
$e^{-6s}$ 를 곱한 보기는 지연 시간 6 에 해당해 계산값과 다르다.
$e^{-2s}$ 를 곱한 보기는 지연 시간 2 에 해당해 계산값과 다르다.

문제 38

다음 그림과 같은 극(pole)과 영점(zero)을 갖는 함수는?

정답 및 해설

그림의 극·영점을 갖는 함수는 $F(S)=\dfrac{S+1}{S^2+1}$ 이다.

그림에서 원 표시인 영점은 실축 −1 에, 가위표인 극점은 허축의 +1, −1 위치( $S=\pm j$ )에 있다.
분자 $S+1=0 \Rightarrow S=-1$ , 분모 $S^2+1=0 \Rightarrow S=\pm j$

$\dfrac{S^2+1}{S+1}$ 보기는 영점이 $\pm j$ , 극점이 −1 로 그림과 반대다.
$\dfrac{S^2-1}{S-1}$ 보기는 분모의 근이 +1(실축)뿐이라 허축의 극점 $\pm j$ 가 없어 그림과 다르다.
$\dfrac{S-1}{S^2-1}$ 보기는 분모의 근이 +1, −1 로 실축 위에 있어 허축의 극점 $\pm j$ 가 없으므로 그림과 다르다.

문제 39

t=0일 때 스위치를 닫으면 C에 걸리는 전압의 과도현상을 표현한 것은?

정답 및 해설

RC 직렬회로에서 스위치를 닫으면 커패시터 전압은 $v_C(t) = V_s(1-e^{-t/RC})$ 형태로 0에서 시작해 지수함수적으로 증가하여 Vs로 수렴하는 충전 곡선을 그린다. 이는 처음에 기울기가 가장 크고 시간이 지날수록 완만해지며 점근선에 도달하는 형태이므로, 이러한 과도현상(충전 곡선)을 나타낸 그래프가 정답이다.

문제 40

내부 임피던스가 순저항 50[Ω]인 전원과 450[Ω]의 순저항 부하 사이에 임피던스 정합을 위한 이상 변압기의 권선비 N₁ : N₂는?

11:2

21:3

32:3

41:4

정답 및 해설

이상 변압기의 정합 조건은 부하가 전원측으로 반사된 값이 전원 저항과 같은 것이며 권선비는 1:3 이다.

$R_{in}=R_L\left(\dfrac{N_1}{N_2}\right)^{2}=R_s$
$\left(\dfrac{N_1}{N_2}\right)^{2}=\dfrac{50}{450}=\dfrac{1}{9}$
$N_1:N_2=1:3$

나머지 보기는 정합이 되지 않는다.

1:2 이면 반사 저항이 $450/4=112.5\,\Omega$ 로 $50\,\Omega$ 과 다르다.
2:3 이면 반사 저항이 $450/2.25=200\,\Omega$ 로 $50\,\Omega$ 과 다르다.
1:4 이면 반사 저항이 $450/16\approx28.1\,\Omega$ 로 $50\,\Omega$ 과 다르다.

문제 41

다이오드 직선 검파회로에서 변조도 50[%], 진폭 10√2[V]인 피변조파가 인가되었을 때 부하저항에 나타나는 변조 신호파 출력 전압은? (단, 검파 효율은 80[%]이다.)

10.4[V]

20.8[V]

31.2[V]

44[V]

문제 42

전달 컨덕턴스 증폭기(trans conductance amplifier)의 이상적 특성으로 옳은 것은? 단 (R_i는 증폭기 입력저항, R₀는 출력저항이다.)

1R_i=0, R₀=0

2R_i=0, R₀=무한대

3R_i=무한대, R₀=0

4R_i=무한대, R₀=무한대

정답 및 해설

전달 컨덕턴스 증폭기는 입력 전압을 받아 전류를 출력하므로 이상적으로 입력저항 무한대, 출력저항 무한대이다.

입력 쪽은 전압을 감지하므로 입력 전류가 0 이어야 하고( $R_i=\infty$ ), 출력 쪽은 전류원이므로 부하와 무관하게 전류가 일정해야 한다( $R_o=\infty$ ).

나머지 보기는 다른 종류의 이상적 증폭기 특성이다.

$R_i=0,\ R_o=0$ 은 전달 저항(전류 입력, 전압 출력) 증폭기의 특성이다.
$R_i=0,\ R_o=\infty$ 는 전류 증폭기의 특성이다.
$R_i=\infty,\ R_o=0$ 은 전압 증폭기의 특성이다.

문제 43

연산증폭기의 입출력 전압 특성이 그림과 같을 때, DC 오프셋 전압은?

1-2[mV]

2-1[mV]

32[μV]

41[μV]

문제 44

JFET에서 포화 드레인 전류(I_DS)를 나타낸 식은? (단, I_DS는 V_GS=0일 때 드레인 전류이다.)

문제 45

MOSFET의 포화영역 동작모드와 유사한 BJT의 동작모드는?

1활성 영역

2차단 영역

3역활성 영역

4포화 영역

정답 및 해설

MOSFET 의 포화영역은 채널이 핀치오프되어 증폭에 쓰이는 정전류 영역이며 BJT 의 활성 영역에 해당한다.

포화영역에서 드레인 전류는 드레인 전압이 아닌 게이트 전압이 제어하고, 활성 영역에서 컬렉터 전류는 베이스 전류가 제어하는 증폭 동작이다.

나머지 보기는 증폭 영역에 해당하지 않는다.

차단 영역은 접합이 모두 역방향이어서 전류가 거의 흐르지 않는 영역이다.
역활성 영역은 이미터와 컬렉터의 역할이 서로 바뀐 동작이다.
포화 영역은 BJT 의 두 접합이 모두 순방향이 된 스위치 도통 상태로 증폭 동작이 아니다.

문제 46

회로에서 입력부 필터와 주파수 응답곡선으로 맞는 것은?

정답 및 해설

입력부 필터는 트윈 T형 대역 저지 필터이며, 응답은 양 끝이 1 이고 중간 주파수 대역에서 움푹 떨어지는 노치형 곡선이다(소자값이 평형 조건을 이루면 그 점에서 0).

그림에서 출력 $V_o$ 는 두 경로로 반전 입력에 되돌아온다: $R_3$ – $R_4$ 직렬(중간점 $C_1$ 접지)인 저역 통과 T 와, $C_2$ – $C_3$ 직렬(중간점 $R_6$ 접지)인 고역 통과 T 가 병렬이다.
낮은 주파수에서는 커패시터가 개방되어 저항 경로로, 높은 주파수에서는 커패시터가 단락되어 커패시터 경로로 신호가 통과하므로 양 끝 출력이 1 이고, 두 경로가 서로 상쇄되는 중간 주파수에서만 크게 감쇠한다. 수동 RC 회로망이므로 어떤 주파수에서도 출력이 입력보다 커지지 않는다.

0 에서 올라가 1 로 유지되는 곡선(고역 통과)은 낮은 주파수에서 저항 경로가 신호를 통과시키므로 맞지 않다.
1 을 유지하다 높은 쪽에서 떨어지는 곡선(저역 통과)은 높은 주파수에서 커패시터 경로가 신호를 통과시키므로 맞지 않다.
양 끝이 0 이고 가운데만 1 인 곡선(대역 통과)은 양 끝에서 통과하는 특성과 반대다.

문제 47

그림의 전계효과 트랜지스터(FET) 전압병렬 귀환증폭회로에서 귀환이 없는 경우와 있는 경우의 전압이득 A_v와 A_vf는? (단, g_m=5[ms], R_D=5[kΩ], R_S=5.1[kΩ], R_F=20[kΩ]이다.)

1A_v=-35.5, A_vf=-21.2

2A_v=-25.5, A_vf=-11.2

3A_v=-45.5, A_vf=-31.2

4A_v=-55.5, A_vf=-41.2

문제 48

그림에서 전파정류 된 평균 전압값은?

14.77[V]

27.50[V]

39.55[V]

415.00[V]

문제 49

멀티바이브레이터(Multi-Vibrator)에서 비안정, 단안정, 쌍안정의 구별은 무엇에 의하여 결정되는가?

1전원 전압의 크기

2바이어스 전압의 크기

3결합 회로의 구성

4증폭기의 단수

정답 및 해설

비안정, 단안정, 쌍안정은 두 증폭단을 잇는 결합 회로의 구성에 따라 구별된다.

두 단을 모두 RC 결합하면 비안정, 한쪽만 RC 결합하고 다른 쪽을 직류(저항) 결합하면 단안정, 두 쪽 모두 직류 결합하면 쌍안정이 된다.

나머지 보기는 안정 상태의 개수를 정하지 않는다.

전원 전압의 크기는 주기나 출력 진폭 같은 동작 값에 영향을 줄 뿐 안정 상태의 개수를 정하지 않는다.
바이어스 전압의 크기도 동작 점과 파형 값에 영향을 줄 뿐 안정 상태의 개수를 정하지 않는다.
증폭기의 단수는 세 종류 모두 두 개의 증폭단을 교차 결합한 구조라 같다.

문제 50

발진조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

1βA의 크기가 1이어야 한다.

2βA의 phase는 항상 180°를 유지해야 한다.

3실제 회로에서는 βA의 값을 1보다 작게 설계한다.

4바크하우젠 정리(Barkhausen Criterion)에 의해 결정된다.

문제 51

수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유가 아닌 것은?

1수정면의 Q가 매우 높다.

2지수정 진동자는 기계적으로 안정하다.

3유도성 주파수 범위가 매우 좁다.

4부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다.

문제 52

어떤 차동증폭기의 동상신호제거비(CMRR)가 86[dB]이고 차신호에 대한 전압이득(A_d)이 100,000이라고 할 때, 이 차동증폭기의 동상신호에 대한 이득(A_c)은 얼마인가?

210

350

4100

정답 및 해설

CMRR 의 정의로 구하면 동상신호 이득은 약 $5$ 이다.

$\mathrm{CMRR}=20\log_{10}\dfrac{A_d}{A_c}=86\,\mathrm{dB}$
$\dfrac{A_d}{A_c}=10^{4.3}\approx1.995\times10^{4}$
$A_c=\dfrac{10^{5}}{1.995\times10^{4}}\approx5.01\approx5$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$10$ 은 계산값과 다르다.
$50$ 은 계산값과 다르다.
$100$ 은 계산값과 다르다.

문제 53

공통이미터 회로의 입출력 전압 특성이 그림과 같을 때 활성영역에서의 전압이득은?

1-1.94

2-2.72

3-10.33

4-14.70

정답 및 해설

활성 영역 전압 이득은 −1.94이다. 이득은 활성 영역 직선 구간의 기울기 $A_v = \dfrac{\Delta V_o}{\Delta V_i}$ 이다.

그림에서 $V_i=3$ 일 때 $V_o=10$ (차단 쪽 끝), $V_i=8$ 일 때 $V_o=0.3$ (포화 쪽 시작)이다.
$A_v = \dfrac{0.3-10}{8-3} = \dfrac{-9.7}{5} = -1.94$

음의 부호는 공통 이미터 회로의 반전 증폭을 뜻한다.

−2.72 보기는 계산값과 다르다.
−10.33 보기는 계산값과 다르다.
−14.70 보기는 계산값과 다르다.

문제 54

연산증폭회로에서 출력전압 e₀의 관계식은? (단, R₁=R₃, R₂=R₄)

정답 및 해설

출력은 $e_0=\dfrac{R_2}{R_1}(e_2-e_1)$ 인 차동 증폭기이다.

그림에서 $e_1$ 은 $R_1$ 을 거쳐 반전(−) 입력에, $e_2$ 는 $R_3$ · $R_4$ 분압을 거쳐 비반전(+) 입력에 들어가고, $R_2$ 가 출력에서 반전 입력으로 궤환한다.
$V_+ = \dfrac{R_4}{R_3+R_4}e_2$
가상 단락 $V_-=V_+$ 와 반전 입력 전류 식 $\dfrac{e_1-V_-}{R_1}=\dfrac{V_- - e_0}{R_2}$ 에서
$e_0 = \left(1+\dfrac{R_2}{R_1}\right)\dfrac{R_4}{R_3+R_4}e_2 - \dfrac{R_2}{R_1}e_1$
$R_1=R_3,\ R_2=R_4$ 를 대입하면 $e_0=\dfrac{R_2}{R_1}(e_2-e_1)$

$e_0=\dfrac{R_4}{R_2}(e_1+e_2)$ 보기는 반전 입력으로 들어가는 $e_1$ 항의 부호가 음이어야 하는데 합으로 되어 있어 유도식과 다르다.
$e_0=\dfrac{R_3}{R_4}(e_1-e_2)$ 보기는 계수와 부호가 모두 유도식과 다르다.
$e_0=e_2-e_1$ 보기는 계수 $\dfrac{R_2}{R_1}$ 가 빠져 있어, $R_1$ 과 $R_2$ 의 크기 관계가 주어지지 않은 조건에서 유도식과 다르다.

문제 55

다음 회로의 출력 Y에 대한 논리식은?

문제 56

n 채널 증가형 MOSFET에서 v_DS=4[V]일 때의 전류 i_D와 v_DS=1[V]일 때의 전류 의 차는 몇 [mA]인가? (단, V_t=1[V]이고, k_n(W/L)=0.05[mA/V²], v_GS=3[V]이다.)

10.025

20.125

30.25

40.50

문제 57

를 간략화하면?

4A+B

정답 및 해설

간략화 결과는 A+B이다.

주어진 식은 $\overline{A}B + A\overline{B} + AB$ 이다.
$A\overline{B}+AB = A(\overline{B}+B) = A$
$\overline{A}B + A = (A+\overline{A})(A+B) = A+B$ (분배 법칙)

$\overline{A}B + A\overline{B}$ 보기는 $A=B=1$ 일 때 0 이 되어, 이때 1 인 A+B 와 다르다.
A 와 B 위에 부정 막대가 그어진 곱 꼴 보기는 $A=B=0$ 일 때 1 이 되어, 이때 0 인 A+B 와 다르다.
$\overline{A}+\overline{B}$ 보기는 $A=B=0$ 일 때 1 이 되어, 이때 0 인 A+B 와 다르다.

문제 58

양(+)의 클램프에서 120[Vrms] 사인과 신호가 입력으로 인가될 때 출력전압의 AC 교류성분의 크기는 약 몇 [V]인가?

1119.3[V]

2170[V]

360[V]

475.6[V]

문제 59

그림과 같은 제너 다이오드를 이용한 회로에서의 입ㆍ출력 특성으로 옳은 것은? (단, 입력은 V_i, 출력은 V_o, 제너전압은 V_z로 정의한다.)

정답 및 해설

제너 두 개를 역직렬로 연결한 회로는 입력의 양·음 양쪽을 일정 레벨로 자르는 양방향 리미터이므로, 원점을 지나는 기울기 1 직선이 $\pm V_z$ 에서 수평으로 꺾이는 특성이 옳다.

그림에서 R 뒤 출력 단자 사이에 D1(위로 향한 제너)과 D2(아래로 향한 제너)가 서로 반대 방향으로 직렬 연결돼 있다. 입력 크기가 작으면 한쪽 제너가 항복하지 못해 전류가 흐르지 않으므로 R 에 전압 강하가 없어 $V_o = V_i$ 이다. 입력이 양이든 음이든 한 제너가 항복하고 다른 제너가 순방향 도통하면 출력이 그 레벨(순방향 강하를 무시하면 약 $V_z$ )로 고정된다.

음의 쪽만 $-V_z$ 에서 수평으로 제한되고 양의 입력에서는 기울기 1 직선이 이어지지 않는 특성은 틀리다. 양의 입력도 작을 때는 $V_o = V_i$ 로 그대로 나오고, 커지면 한 제너가 항복해 $V_z$ 에서 제한되기 때문이다.
$-V_z$ 아래에서만 출력이 나타나고 원점 부근 출력이 0 인 특성은 틀리다. 작은 입력에서는 전류가 흐르지 않아 출력이 입력과 같기 때문이다.
$\pm V_z$ 사이에서 출력이 0 이고 그 밖에서 기울기 1 로 증가하는 불감대 특성은 틀리다. 그런 특성은 제너가 출력과 직렬로 들어갈 때의 모양이고, 그림은 제너가 출력에 병렬(분로)로 연결된 구조이다.

문제 60

MOSFET에서 채널길이 변조(Channel Length Modulation)와 유사한 BJT 소자 특성은?

1도핑(doping)

2얼리효과(early effect)

3포화(saturation)

4전위장벽(potential barrier)

정답 및 해설

MOSFET 의 채널길이 변조와 유사한 BJT 특성은 얼리효과이다.

드레인 전압이 커지면 유효 채널 길이가 줄어 포화 전류가 완만히 늘어나듯, 컬렉터 전압이 커지면 유효 베이스 폭이 줄어 컬렉터 전류가 완만히 늘어난다.

나머지 보기는 전압에 따른 이런 전류 증가 현상과 관계가 없다.

도핑은 제작 시 정해지는 불순물 농도이지 동작 전압에 따라 변하는 현상이 아니다.
포화는 동작 영역의 이름이지 출력 특성의 기울기를 만드는 현상이 아니다.
전위장벽은 접합에 생기는 내부 전위차이며 유효 폭 변화로 전류가 늘어나는 현상이 아니다.

문제 61

상온에서 계단형 pn 접합 다이오드에서 p영역과 n영역에서의 불순물 농도가 각각 10¹⁸[cm^-3], 10¹⁵[cm^-3]일 때 접속 전위차는 몇 [V]인가? (단, 진성캐리어 밀도 n_i=1.5 × 10¹⁰[cm^-3], kT/q=0.0259[V]이다.)

10.657

26.57

30.754

47.54

정답 및 해설

계단형 pn 접합의 접속 전위차는 접촉 전위차 식으로 구하며 계산값은 약 $0.754\,\mathrm{V}$ 이다.

접촉 전위차 공식:
$V_0=\dfrac{kT}{q}\ln\dfrac{N_AN_D}{n_i^2}$
$=0.0259\ln\dfrac{10^{18}\times10^{15}}{(1.5\times10^{10})^2}$
$=0.0259\times29.12\approx0.754\,\mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.657\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$6.57\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$7.54\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.

문제 62

반도체의 에너지 대역에 대한 설명으로 틀린 것은?

1자유전자는 연속적인 에너지 값을 갖는다.

2결정내의 에너지 대역은 결정격자의 주기적인 배열에 의해 생긴다.

3속박 입자의 에너지는 양자화 된다.

4반도체의 광흡수 특성은 불순물 농도에 무관하다.

정답 및 해설

틀린 보기는 반도체의 광흡수가 불순물 농도와 무관하다는 서술이다.

불순물은 금지대 안에 준위를 만들어 밴드갭보다 작은 에너지의 광도 흡수하게 하고, 자유 캐리어 농도가 늘면 자유 캐리어 흡수도 달라지므로 불순물 농도에 무관하지 않다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

자유전자는 결정에 구속되지 않아 운동 에너지가 연속적인 값을 가지므로 옳다.
결정 내의 에너지 대역은 결정격자의 주기적인 배열(주기 퍼텐셜)에서 생기므로 옳다.
속박된 입자의 에너지는 양자화되어 불연속 준위를 이루므로 옳다.

문제 63

바이폴라 트랜지스터 차단 주파수 f_T를 나타낸 것으로 옳은 것은? (단, f_β는 베타 차단 주파수, β₀는 저주파 영역에서의 h_fe이다.)

정답 및 해설

차단 주파수 $f_T$ 는 베타 차단 주파수와 저주파 전류 이득의 곱, 곧 $f_T \approx \beta_0 f_\beta$ 이다.

공통 이미터 전류 이득의 주파수 특성은 $\beta(f)=\dfrac{\beta_0}{1+j\,f/f_\beta}$ 이다. $f_T$ 는 이 이득의 크기가 1 이 되는 주파수이므로
$\dfrac{\beta_0}{\sqrt{1+(f_T/f_\beta)^2}}=1 \;\Rightarrow\; f_T=f_\beta\sqrt{\beta_0^2-1}\approx \beta_0 f_\beta$ ( $\beta_0$ 가 1 보다 매우 클 때)

$\beta_0/f_\beta$ 는 틀리다. 단위가 주파수의 역수가 되어 주파수 차원이 아니다.
$f_\beta/\beta_0$ 는 틀리다. 위 유도에서 $f_T$ 는 $f_\beta$ 의 약 $\beta_0$ 배로 커지며, 나누어 작아지지 않는다.
$\beta_0+f_\beta$ 는 틀리다. 무차원량과 주파수를 더한 식이라 차원이 맞지 않는다.

문제 64

평형상태의 트랜지스터에 대한 설명으로 틀린 것은?

1세 단자가 접속되지 않은 상태이다.

2페르미 준위는 이미터 쪽이 제일 높다.

3다수캐리어는 확산운동을 한다.

4소수캐리어는 표동운동을 한다.

정답 및 해설

틀린 보기는 이미터 쪽의 페르미 준위가 가장 높다는 서술이며, 열평형 상태에서는 전체에 걸쳐 페르미 준위가 일정하다.

외부 전압이 없는 평형상태에서는 각 영역의 에너지 대역만 휘어질 뿐 페르미 준위는 이미터·베이스·컬렉터에서 같은 높이이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

세 단자가 접속되지 않은 상태는 외부 전압이 없는 평형상태이므로 옳다.
다수 캐리어는 농도 기울기에 따라 접합을 넘어 확산하므로 옳다.
소수 캐리어는 접합의 내부 전계에 쓸려 표동하며 확산 전류와 서로 상쇄되므로 옳다.

문제 65

광전자 방출에서는 한계 주파수 f₀을 나타내는 것으로 옳은 것은? (단, W는 금속체의 일함수, h는 Plank 정수이다.)

1f₀=W/h

2f₀=W×h

3f₀=h/W

4f₀=W+h

정답 및 해설

광전자 방출의 한계 주파수는 광자 에너지가 일함수와 같아지는 조건에서 $f_0=\dfrac{W}{h}$ 이다.

광자 에너지 $hf$ 가 일함수 $W$ 이상이어야 전자가 방출되므로 한계에서 $hf_0=W$

나머지 보기는 주파수의 차원이 맞지 않는다.

$W\times h$ 는 에너지와 작용(에너지×시간)의 곱이라 주파수(1/시간)가 될 수 없다.
$h/W$ 는 시간의 차원이어서 주파수의 역수에 해당한다.
$W+h$ 는 차원이 다른 양의 합이라 성립하지 않는다.

문제 66

평행평판의 전극 간에 10[V]의 전압이 가해졌을 때 초기속도 0으로 음극에서 출발한 전자가 양극에 도달하는데 걸리는 시간은 몇 초인가? (단, 전극간의 거리는 1[cm], 전자의 질량은 9.1×10^-31[kg], 전자의 전하는 e=1.602×10^-19 [C]이다.)

1약 1.07×10^-7

2약 1.07×10^-8

3약 1.07×10^-6

4약 1.07×10^-9

정답 및 해설

평행평판 전극 간의 전자 운동은 등가속도 운동이므로, 먼저 전자가 받는 가속도를 구한다. 전기장 $E = \frac{V}{d} = \frac{10}{0.01} = 1000 \text{ V/m}$ 이고, 전자가 받는 힘은 $F = eE$ 이므로 가속도는 $a = \frac{F}{m} = \frac{eE}{m} = \frac{1.602 \times 10^{-19} \times 1000}{9.1 \times 10^{-31}} = \frac{1.602 \times 10^{-16}}{9.1 \times 10^{-31}} = 1.76 \times 10^{14} \text{ m/s}^2$ 이다. 초기속도 0에서 거리 $d = 0.01 \text{ m}$ 을 이동하는 시간은 등가속도 운동 공식 $d = \frac{1}{2}at^2$ 에서 $t = \sqrt{\frac{2d}{a}} = \sqrt{\frac{2 \times 0.01}{1.76 \times 10^{14}}} = \sqrt{\frac{0.02}{1.76 \times 10^{14}}} = \sqrt{1.136 \times 10^{-16}} \approx 1.07 \times 10^{-8} \text{ s}$ 이다.

문제 67

같은 운동량을 가진 두 개의 하전 입자 a, b가 균일한 자장 내에서 각각 r_a, r_b의 반지름을 갖는 원운동을 하고 있다. r_a=2r_b이라고 한다면 a의 전하 q_a와 b의 전하 q_b 사이의 관계 중 옳은 것은?

1q_a=2q_b

2q_b=2q_a

3q_a=4q_b

4q_b=4q_a

정답 및 해설

운동량이 같으면 자장 내 원운동 반지름은 전하에 반비례하므로 $q_b=2q_a$ 이다.

$r=\dfrac{p}{qB}$ 에서 $q=\dfrac{p}{rB}$
$\dfrac{q_b}{q_a}=\dfrac{r_a}{r_b}=2$

나머지 보기는 이 비와 다르다.

$q_a=2q_b$ 는 반지름이 큰 쪽의 전하가 더 크다는 뜻이어서 반비례 관계와 반대이다.
$q_a=4q_b$ 도 반지름이 큰 쪽의 전하가 더 크다는 뜻이어서 반비례 관계와 반대이다.
$q_b=4q_a$ 는 전하의 비가 4 인데 계산값은 2 이므로 다르다.

문제 68

동심 원통형 마그네트론(magnetron)에 100[V]의 양극전압을 인가할 경우 양극전류가 흐르지 않는 임계자속 밀도는 200Gauss이였다. 10[kV]의 양극 전압을 인가한 경우의 임계자속 밀도는 몇 Gauss 인가?

1200

21000

32000

420000

정답 및 해설

마그네트론의 임계 자속밀도는 양극전압의 제곱근에 비례하므로 $2000$ 가우스이다.

$B_c\propto\sqrt{V_a}$
$\dfrac{B_2}{B_1}=\sqrt{\dfrac{10{,}000}{100}}=10$
$B_2=200\times10=2000\,\mathrm{Gauss}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$200$ 가우스는 전압을 올려도 변하지 않는다는 뜻이어서 계산값과 다르다.
$1000$ 가우스는 계산값과 다르다.
$20000$ 가우스는 계산값과 다르다.

문제 69

정전압 방전관은 어느 현상을 이용한 것인가?

1암전류 방전

2이상 글로우방전

3정상 글로우방전

4아크방전

정답 및 해설

정전압 방전관은 정상 글로우방전을 이용한다.

정상 글로우 영역에서는 전류가 변해도 방전 전압이 거의 일정하고 음극의 발광 면적만 변한다.

나머지 보기는 이런 정전압 특성을 보이는 방전이 아니다.

암전류 방전은 글로우 개시 전의 미약한 전류 영역이어서 부하 전류를 흘리며 전압을 일정하게 유지하는 정전압 동작에 쓰이지 않는다.
이상 글로우방전은 음극이 글로우로 완전히 덮여 전류가 늘면 방전 전압이 올라간다.
아크방전은 방전 전압이 낮고 전류가 커질수록 전압이 내려가는 부저항 특성을 보인다.

문제 70

소신호 증폭회로에서 차단 주파수에 대한 설명으로 옳은 것은?

1출력 전류 이득은 0이다.

2출력 전류 이득은 1이다.

3출력 전류 이득은 1보다 크다.

4출력 전류 이득은 1보다 작다.

문제 71

반도체에서 전자와 정공의 생성과 재결합 문제를 취급할 때 가장 중요한 것은?

1포획 불순물(trap)

2온도에 의한 여기

3반도체의 형태

4순도가 높은 결정

문제 72

반도체에서의 확산 전류 밀도 J는? (단, n은 캐리어 농도, q는 캐리어의 전하, D는 확산정수, x는 거리이며, 1차원적인 구조의 경우로 가정한다.)

문제 73

n 채널 MOSFET의 구조에 대한 설명으로 옳은 것은?

1pnpn 구조로 되어 있다.

2금속과 pnp 구조로 되어 있다.

3금속과 pn 접합으로 되어 있다.

4금속과 산화물 절연체와 반도체로 되어 있다.

문제 74

접합을 흐르는 소수캐리어에 가장 큰 영향을 주는 것은?

1전위 장벽의 크기

2순방향 전압의 크기

3도핑하는 불순물 농도

4열에 의해 발생되는 전자와 정공의 발생률

문제 75

질량 m, 광속도 c인 입자의 드브로이 물질파(de Broglie matter wave)의 진동수 f는? (단, h는 프랑크 상수이다.)

1mc/h

2mc²/h

31/mc²h

4m/hc²

정답 및 해설

입자의 에너지 $mc^{2}$ 을 $hf$ 와 같게 놓으면 드브로이 물질파의 진동수는 $f=\dfrac{mc^{2}}{h}$ 이다.

에너지 등식:
$E=mc^{2}=hf$
$f=\dfrac{mc^{2}}{h}$

나머지 보기는 주파수의 차원이 맞지 않는다.

$mc/h$ 는 운동량을 작용으로 나눈 값이어서 단위가 1/길이이며 진동수가 아니다.
$\dfrac{1}{mc^{2}h}$ 는 에너지와 작용의 곱의 역수라 단위가 1/시간이 아니다.
$m/(hc^{2})$ 는 단위가 시간의 세제곱을 길이의 네제곱으로 나눈 꼴이어서 진동수가 아니다.

문제 76

LASER와 MASER와 근본적으로 다른 점은?

1유도 방출에 의한다.

2펌핑(pumping)에 의한다.

3광의 증폭 및 발진에 이용된다.

4반전 분포(population inversion)에 의한다.

문제 77

페르미-디랙 분포(Fermi-Dirac distribution)에서 T=0[K]일 때 분포 한수의 성질로 옳은 것은?

1f(E)=1, E＜E_f

2f(E)=1/2, E＞E_f

3f(E)=0, E＜E_f

4f(E)=1, E＞E_f

정답 및 해설

페르미-디랙 분포함수는 $f(E) = \frac{1}{1+\exp\left(\frac{E-E_f}{k_B T}\right)}$ 로 정의되며, T=0[K]일 때의 극한 거동을 살펴보면 다음과 같다.

E < E_f인 경우 지수항의 분자가 음수이므로 $\exp\left(\frac{E-E_f}{k_B T}\right) \to 0$ 이 되어 f(E) = 1이고, E > E_f인 경우 지수항의 분자가 양수이므로 $\exp\left(\frac{E-E_f}{k_B T}\right) \to \infty$ 이 되어 f(E) = 0이다.

따라서 T=0에서 페르미 분포는 계단함수(step function)의 형태로, E_f 이하의 모든 상태는 점유되고(f=1) E_f 이상의 모든 상태는 비어있다(f=0).

문제 78

Hall 효과에 대한 설명 중 틀린 것은?

1Hall 계수는 이동도에 비례한다.

2Hall 계수는 캐리어 농도에 반비례한다.

3금속이나 n형 반도체의 Hall 계수는 음이다.

4응용으로는 전력계, 자속계, 캐리어 농도 측정 등이 있다.

문제 79

파울리(Pauli)의 배타원리에 관한 내용 중 원자내 전자 상태를 잘못 표현한 것은?

1원자내 전자는 4개의 양자수로 표현된다.

2전자배치도의 s, p, d, f, ……는 부양자수를 나타낸다.

3모든 전자의 스핀양자수는 +1/2 혹은 -1/2 이다.

4주양자수가 3일 때, 자기양자수는 0, 1, 2, 3이다.

정답 및 해설

틀린 서술은 주양자수가 3일 때 자기양자수가 0, 1, 2, 3이라는 부분이다.

주양자수 $n=3$ 이면 방위(부) 양자수는 $l=0,1,2$ 이고, 자기양자수는 $m=-l,\ldots,+l$ 이므로 최대 $l=2$ 에서 $-2$ 부터 $+2$ 까지의 정수값을 갖는다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

전자 상태가 4개의 양자수로 표현된다는 서술은 옳다. 주·방위·자기·스핀 양자수 $n,l,m,s$ 로 정해진다.
전자배치도의 s, p, d, f 가 부양자수를 나타낸다는 서술은 옳다. 각각 $l=0,1,2,3$ 에 대응하는 표기이다.
모든 전자의 스핀양자수가 $+\dfrac{1}{2}$ 혹은 $-\dfrac{1}{2}$ 이라는 서술은 옳다. 스핀양자수는 이 두 값뿐이다.

문제 80

광전자방출에 관한 특징과 거리가 먼 것은?

1방출전자의 흐름은 빛의 세기에 비례한다.

2방출전자의 초속도는 빛의 세기와 주파수에 의하여 변화된다.

3빛을 조사한 즉시 전자가 방출한다.

4방출전자의 흐름 및 속도는 광범한 온도 범위에서 온도에 관계없이 일정하다.

정답 및 해설

특징과 거리가 먼 서술은 초속도가 빛의 세기에 의해서도 변한다는 부분이다.

광전효과에서 방출 전자의 최대 운동에너지는 $E_k=h\nu-\phi$ 로 빛의 주파수에 의해서만 정해지고, 빛의 세기는 방출 전자의 수(광전류)만 바꾼다.

나머지 보기는 광전자방출의 특징으로 옳은 내용이다.

방출전자의 흐름이 빛의 세기에 비례한다는 서술은 옳다. 세기가 커질수록 입사 광자 수가 늘어 방출 전자 수가 늘어난다.
빛을 조사한 즉시 전자가 방출된다는 서술은 옳다. 광자 하나가 전자 하나에 에너지를 한꺼번에 전달하기 때문이다.
방출전자의 흐름과 속도가 넓은 온도 범위에서 온도에 거의 관계없다는 서술은 옳다. 전자가 열이 아닌 광자 에너지를 받아 방출되기 때문이다.

문제 81

16비트의 명령어에서 4비트의 연산코드(OP code)를 사용하고, 오퍼랜드(Operand)가 메모리의 주소일 때, 최대 지정 가능한 메모리의 주소의 수는?

116

2256

31024

44096

정답 및 해설

최대 지정 가능한 메모리 주소의 수는 4096개이다.

오퍼랜드 비트 수는 $16-4=12$ 비트이다.
따라서 주소 수는 $2^{12}=4096$ 이다.

16 은 계산값과 다르다.
256 은 계산값과 다르다.
1024 는 계산값과 다르다.

문제 82

C 언어에 관한 설명으로 틀린 것은?

1C 언어의 기원은 ALGOL에서 찾을 수 있다.

2뛰어난 이식성을 가지고 있다.

3분할 컴파일이 가능하다.

4비트 연산을 지원하지 않는다.

정답 및 해설

틀린 설명은 비트 연산을 지원하지 않는다는 서술이다.

C 언어는 비트 AND·OR·XOR·NOT 과 시프트 연산자를 제공하는 비트 단위 연산이 가능한 언어이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

C 언어의 기원을 ALGOL 에서 찾을 수 있다는 서술은 옳다. ALGOL 60 에서 CPL·BCPL·B 를 거쳐 발전했다.
뛰어난 이식성을 가졌다는 서술은 옳다. 하드웨어 의존 부분이 적어 다른 시스템으로 옮기기 쉽다.
분할 컴파일이 가능하다는 서술은 옳다. 여러 소스 파일을 따로 컴파일한 뒤 링크할 수 있다.

문제 83

JAVA 같은 객체지향 언어의 개념에서 객체가 메시지를 받아 실행해야 할 구체적인 연산을 정의한 것은?

1클래드

2인스턴스

3메소드

4상속자

문제 84

부동소수점 표시(Floating-Point Representation) 방법에서 기수의 소수점 이하 첫째자리가 0이 되지 않도록 하는 과정은?

1Standardization

2Alignment

3Normalization

4Segmentation

문제 85

소프트웨어적으로 인터럽트의 우선순위를 결정하는 인터럽트 형식은?

1폴링 방법

2벡터 방식

3슈퍼바이저 콜

4데이지체인 방법

문제 86

1024 Word의 RAM은 몇 개의 어드레스 선을 갖는가?

310

412

정답 및 해설

필요한 어드레스 선은 10개이다.

어드레스 선 수가 $n$ 이면 지정 가능한 워드 수는 $2^n$ 이므로 $1024=2^{10}$ 에서 $n=10$ 이다.

4개는 계산값과 다르다.
8개는 계산값과 다르다.
12개는 계산값과 다르다.

문제 87

1의 보수로 음수를 표현하는 시스템에서 2진수 01101-11011의 결과로 올바른 것은?

111001

200111

311100

401110

문제 88

C 언어 입출력 함수가 아닌 것은?

1printf( )

2scanf( )

3gets( )

4atoi( )

정답 및 해설

입출력 함수가 아닌 것은 atoi( ) 이다.

atoi 는 문자열을 정수로 바꾸는 변환 함수이며 입력이나 출력을 수행하지 않는다.

나머지 보기는 모두 입출력 함수이다.

printf( ) 는 서식에 맞춰 표준 출력으로 내보내는 출력 함수이다.
scanf( ) 는 서식에 맞춰 표준 입력에서 값을 읽는 입력 함수이다.
gets( ) 는 표준 입력에서 한 줄의 문자열을 읽는 입력 함수이다.

문제 89

CPU와 입ㆍ출력 장치간의 속도 차이로 발생되는 성능의 차이를 극복하기 위한 방법이 아닌 것은?

1Pipeline

2Interrupt

3Off-line

4Buffer

문제 90

다음 명령어의 실행 주기에 해당하는 연산은?

1덧셈(ADD)

2뺄셈(SUB)

3로드(LDA)

4스토어(STA)

정답 및 해설

그림의 실행 주기는 덧셈(ADD) 명령의 동작이다. 마지막 단계에서 누산기에 메모리 데이터를 더하기 때문이다.

그림의 마이크로 연산은 다음과 같다.
c2t0: MAR ← MBR(AD) — 명령어의 주소부를 MAR 에 옮김
c2t1: MBR ← M — 그 주소의 메모리 데이터를 읽어 MBR 에 저장
c2t2: AC ← AC+MBR — 누산기 값에 읽은 데이터를 더해 누산기에 저장

뺄셈(SUB)은 틀리다. 마지막 단계가 AC 에서 MBR 을 빼는(또는 MBR 의 보수를 더하는) 연산이어야 하는데, 그림은 AC+MBR 이다.
로드(LDA)는 틀리다. 로드는 누산기에 메모리 데이터를 그대로 옮기는 AC ← MBR 이며, 기존 AC 값을 더하지 않는다.
스토어(STA)는 틀리다. 스토어는 누산기 값을 메모리에 쓰는 동작(MBR ← AC, M ← MBR)이며, 그림처럼 메모리를 읽어 AC 를 바꾸지 않는다.

문제 91

가상기억장치(Virtual Memory)에 관한 설명으로 틀린 것은?

1보조기억장치와 같이 기억용량이 큰 기억장치를 마치 주기억장치처럼 사용하는 개념이다.

2중앙처리장치에 의해 참조되는 보조기억장치의 가상주소는 주기억장치의 주소로 변환되어야 한다.

3메모리 매핑(Mapping)에는 페이지(Page)에 의한 매핑과 세그먼트(Segment)에 의한 매핑으로 구분된다.

4실행될 프로그램의 크기가 주기억장치의 용량보다 작을 때 사용한다.

정답 및 해설

틀린 설명은 실행할 프로그램이 주기억장치 용량보다 작을 때 사용한다는 서술이다.

가상기억장치는 주기억장치보다 큰 프로그램을 보조기억장치까지 활용해 실행하기 위한 기법이므로 프로그램이 주기억 용량보다 클 때 의미가 있다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

보조기억장치 같은 큰 용량의 장치를 마치 주기억장치처럼 쓰는 개념이라는 서술은 옳다.
참조되는 가상주소가 주기억장치의 주소로 변환되어야 한다는 서술은 옳다. 실제 접근은 변환된 실제 주소로 이루어진다.
메모리 매핑이 페이지 방식과 세그먼트 방식으로 구분된다는 서술은 옳다.

문제 92

그림의 병렬 가산기에서 출력되는 F의 값은? (단, 여기에서 B는 B의 1의 보수이며, 음수는 2의 보수로 표현한다.)

1A-B

2A-B+1

3A-B-1

4A-1

정답 및 해설

F 는 A−B−1 이다. 가산기가 A 와 B 의 1의 보수를 캐리 입력 0 으로 더하기 때문이다.

그림에서 병렬 가산기 입력은 A 와 $\overline{B}$ , 캐리 입력 $C_i$ 는 0 이다. n비트에서 1의 보수는 $\overline{B}=(2^n-1)-B$ 이므로
$F=A+\overline{B}+0=A+(2^n-1)-B=A-B-1 \pmod{2^n}$
음수를 2의 보수로 표현하면 $2^n$ 자리 넘침은 버려지므로 F 는 $A-B-1$ 이다.

A-B 는 틀리다. 그 값은 2의 보수 뺄셈, 곧 캐리 입력을 1 로 넣어 $A+\overline{B}+1$ 을 만들 때의 결과로 계산값과 다르다.
A-B+1 은 틀리다. 계산값과 다르다.
A-1 은 틀리다. 계산값이 B 에 의존하므로 B 가 사라진 식과 다르다.

문제 93

분산처리 시스템의 장점이 아닌 것은?

1처리 속도의 증가

2가격대 성능비의 향상

3소프트웨어 개발 시간의 단축

4오류 허용(Fault-tolerant) 시스템의 개발

문제 94

해밍 코드(Hamming Code)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1오류검출과 교정이 가능하다.

22bit의 오류검출은 가능하나, 1bit의 오류수정은 불가능하다.

3정보가 4bit이면, 해밍코드는 7bit가 된다.

4패리티 비트의 위치는 1,2,4,8,16 ‥‥ 이다.

정답 및 해설

옳지 않은 서술은 2bit 오류검출은 가능하나 1bit 오류수정은 불가능하다는 부분이다.

해밍 코드는 여러 위치의 패리티 비트로 오류 위치를 가리키는 값을 만들므로 1bit 오류를 검출하고 수정할 수 있다. 수정이 불가능하다는 서술은 반대이다.

나머지 보기는 해밍 코드에 대해 옳은 내용이다.

오류검출과 교정이 가능하다는 서술은 옳다.
정보가 4bit 이면 해밍코드가 7bit 가 된다는 서술은 옳다. $2^3=8$ 이 $4+3+1$ 이상이라 패리티 3bit 가 필요하다.
패리티 비트의 위치가 1, 2, 4, 8, 16 번째라는 서술은 옳다. 2의 거듭제곱 위치에 둔다.

문제 95

CPU의 제어장치에 관한 설명으로 옳은 것은?

1처리할 자료를 입력받아 컴퓨터가 이해하도록 주기억장치로 보내는 기능이다.

2처리된 결과를 사용자가 이용할 수 있도록 출력하는 기능이다.

3입력장치를 통하여 입력되는 정보를 임시로 저장하는 기능이다.

4주기억장치의 명령에 따라 각 장치를 지시하고 통제하는 기능이다.

정답 및 해설

제어장치는 명령을 해석해 각 장치를 지시하고 통제하는 장치이다.

제어장치는 주기억장치에서 읽어 온 명령을 해독한 뒤 필요한 제어 신호를 각 장치에 보내 동작 순서를 통제한다.

처리할 자료를 입력받아 주기억장치로 보내는 기능은 제어장치가 아니라 입력장치의 기능이다.
처리된 결과를 사용자가 이용할 수 있도록 내보내는 기능은 제어장치가 아니라 출력장치의 기능이다.
입력되는 정보를 임시로 저장하는 기능은 제어장치가 아니라 버퍼 등 기억 기능이다.

문제 96

주기억장치에서 저장할 위치를 지정하는 것은?

1레코드(Record)

2어드레스(Address)

3워드(Word)

4바이트(Byte)

정답 및 해설

저장할 위치를 지정하는 것은 어드레스(Address)이다.

주기억장치의 각 기억 장소에 붙은 번호가 주소이며, CPU 는 이 주소로 읽고 쓸 위치를 지정한다.

레코드는 관련된 필드를 묶은 데이터 처리 단위이다.
워드는 CPU 가 한 번에 처리하는 데이터의 단위이다.
바이트는 8비트로 이루어진 정보의 단위이다.

문제 97

다음 C 언어로 구현한 프로그램의 출력 결과는?

1결과 : 10 10

2결과 : 10 20

3결과 : 20 10

4결과 : 20 20

문제 98

I/O 제어기의 주요기능에 대한 설명으로 틀린 것은?

1I/O 장치의 제어와 타이밍을 조정한다.

2CPU와의 통신을 담당한다.

3데이터 구성 기능을 수행한다.

4I/O 장치와의 통신을 담당한다.

문제 99

ROM 회로의 구성요소로 옳은 것은?

1Decoder, OR gate

2Encoder, OR gate

3Encoder, AND gate

4Decoder, AND gate

문제 100

주소를 기억하고 있는 레지스터와 관계없는 것은?

1MAR

2IR

3PC

4SP

정답 및 해설

주소와 관계없는 레지스터는 IR(명령어 레지스터)이다.

IR 은 인출한 명령어 전체를 담는 레지스터로, 주소를 기억하는 용도가 아니다.

나머지 보기는 모두 주소를 기억하는 레지스터이다.

MAR 은 접근할 기억장소의 주소를 기억하는 레지스터이다.
PC 는 다음에 인출할 명령어의 주소를 기억하는 레지스터이다.
SP 는 스택의 꼭대기 주소를 기억하는 레지스터이다.

전자기사 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

16년 1회차

총 100문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

무한히 넓은 평면 자성체의 앞 a[m] 거리의 경계면에 평행하게 무한히 긴 직선 전류 I[A]가 흐를 때, 단위 길이당 작용력은 몇 [N/m]인가?

정답 및 해설

자성체 경계에 대한 영상 전류를 쓰면 단위 길이당 힘은 $\dfrac{\mu_0}{4\pi a}\left(\dfrac{\mu-\mu_0}{\mu+\mu_0}\right)I^2$ 이다.

$\dfrac{\mu_0}{4\pi a}\left(\dfrac{\mu+\mu_0}{\mu-\mu_0}\right)I^2$ 보기는 괄호 안 계수가 계산값의 역수라 다르다.
$\dfrac{\mu_0}{2\pi a}\left(\dfrac{\mu+\mu_0}{\mu-\mu_0}\right)I^2$ 보기는 괄호 안 계수가 역수이고 앞 계수도 2배라 계산값과 다르다.
$\dfrac{\mu_0}{2\pi a}\left(\dfrac{\mu-\mu_0}{\mu+\mu_0}\right)I^2$ 보기는 앞 계수가 계산값의 2배라 다르다.

문제 2

전선을 균일하게 2배의 길이로 당겨 늘였을 때 체적이 불변이라면 저항은 몇 배가 되는가?

정답 및 해설

저항은 4배가 된다.

체적 불변 조건을 쓴다.
$R=\rho\dfrac{\ell}{A}$ , 체적 $V=\ell A$ 가 일정하므로 길이가 2배면 단면적은 $\dfrac{1}{2}$ 배이다.
$R'=\rho\dfrac{2\ell}{A/2}=4R$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

2배는 길이 증가만 반영하고 단면적 감소를 빠뜨린 값으로 계산값 4배와 다르다.
6배는 계산값 4배와 다르다.
8배는 계산값 4배와 다르다.

문제 3

대지면 높이 h[m]로 평행하게 가설된 매우 긴 선전하(선전하 밀도 λ[C/m])가 지면으로부터 받는 힘[N/m]은?

1h 비례한다.

2h에 반비례한다.

3h²에 비례한다.

4h²에 반비례한다.

정답 및 해설

문제 4

정답 및 해설

발생하는 기전력은 1 V이다.

직각 운동이므로 $e=B\ell v$ , 속도는 $v=\dfrac{1}{0.4}=2.5\ \mathrm{m/s}$
$e=10\times0.04\times2.5=1\ \mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

2 V 는 계산값 1 V 와 다르다.
3 V 는 계산값 1 V 와 다르다.
4 V 는 계산값 1 V 와 다르다.

문제 5

그림과 같이 공기 중에서 무한평면도체의 표면으로부터 2[m]인 곳에 점전하 4[C]이 있다. 전하가 받는 힘은 몇 [N]인가?

13×10⁹

29×10⁹

31.2×10⁹

43.6×10⁹

정답 및 해설

무한평면도체 앞 점전하는 영상전하로부터 힘을 받으며, 그 크기는 $9\times10^{9}$ N 이다.

$3\times10^{9}$ 값의 보기는 계산값과 다르다.
$1.2\times10^{9}$ 값의 보기는 계산값과 다르다.
$3.6\times10^{9}$ 값의 보기는 계산값과 다르다.

문제 6

반지름 a[m]인 구대칭 전하에 의한 구내외의 전계의 세기에 해당되는 것은?

정답 및 해설

문제 7

반지름이 3[m]인 구에 공간 전하밀도가 1[C/m³]가 분포되어 있을 경우 구의 중심으로부터 1[m]인 곳의 전위는 몇 [V]인가?

11/2Є₀

21/3Є₀

31/4Є₀

41/5Є₀

문제 8

한 변의 길이가 3[m]인 정삼각형의 회로에 2[A]의 전류가 흐를 때 정삼각형 중심에서의 자계의 크기는 몇 [AT/m]인가?

11/π

22/π

33/π

44/π

정답 및 해설

중심의 자계 크기는 $\dfrac{3}{\pi}$ AT/m이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$\dfrac{1}{\pi}$ 은 한 변의 기여분일 뿐 계산값 $\dfrac{3}{\pi}$ 와 다르다.
$\dfrac{2}{\pi}$ 는 계산값 $\dfrac{3}{\pi}$ 와 다르다.
$\dfrac{4}{\pi}$ 는 계산값 $\dfrac{3}{\pi}$ 와 다르다.

문제 9

한 변의 길이가 1[m]인 정삼각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 삼각형 중심에서의 자계의 세기[AT/m]는?

정답 및 해설

정삼각형 각 변의 유한 직선 전류 자계를 세 번 더하면 중심 자계는 $\dfrac{9I}{2\pi\ell}$ (한 변 $\ell=1$ m)이다.

$\dfrac{\sqrt2\,I}{3\pi\ell}$ 보기는 계산값과 다르다.
$\dfrac{9I}{\pi\ell}$ 보기는 계산값의 2배로 다르다.
$\dfrac{2\sqrt2\,I}{3\pi\ell}$ 보기는 계산값과 다르다.

문제 10

전기 쌍곡자에 관한 설명으로 틀린 것은?

1전계의 세기는 거리의 세제곱에 반비례한다.

2전계의 세기는 주위 매질에 따라 달라진다.

3전계의 세기는 쌍극자모멘트에 비례한다.

4쌍극자의 전위는 거리에 반비례한다.

문제 11

정답 및 해설

도선으로 흐르는 전하는 $Q=\dfrac{C_1C_2(V_1-V_2)}{C_1+C_2}$ 이다.

$\dfrac{2C_1C_2(V_1-V_2)}{C_1+C_2}$ 보기는 계산값의 2배로 계산값과 다르다.
$\dfrac{C_1C_2(V_1-V_2)}{2(C_1+C_2)}$ 보기는 계산값의 절반으로 계산값과 다르다.
$\dfrac{2(C_1V_1-C_2V_2)}{C_1C_2}$ 보기는 차원이 전위÷정전용량(V/F)이라 전하 [C] 가 될 수 없다.

문제 12

11×10^-3

21×10^-4

32×10^-3

42×10^-4

정답 및 해설

코일 내 자속은 약 $2\times10^{-3}\ \mathrm{Wb}$ 이다.

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$1\times10^{-3}$ 은 계산값 $2.0\times10^{-3}$ 과 다르다.
$1\times10^{-4}$ 은 계산값 $2.0\times10^{-3}$ 과 다르다.
$2\times10^{-4}$ 는 계산값 $2.0\times10^{-3}$ 과 다르다.

문제 13

전류가 흐르고 있는 도체와 직각방향으로 자계를 가하게 되면 도체 측면에 정ㆍ부의 전하가 생기는 것을 무슨 효과라 하는가?

1톰슨(Thomson) 효과

2펠티에(Peltier) 효과

3제벡(Seebeck) 효과

4홀(hall) 효과

정답 및 해설

이 현상은 홀(Hall) 효과이다.

나머지 보기는 열과 전기 사이의 효과로, 자계에 의한 측면 전하 발생과 다르다.

톰슨 효과는 온도 구배가 있는 도체에 전류를 흘릴 때 열이 발생하거나 흡수되는 현상이다.
펠티에 효과는 서로 다른 금속의 접합부에 전류를 흘릴 때 열이 발생하거나 흡수되는 현상이다.
제벡 효과는 서로 다른 금속 접합부에 온도차가 있을 때 열기전력이 발생하는 현상이다.

문제 14

벡터A=5e^-rcosøa_r, A=-5e^-rcosøa_z가 원통좌표계로 주어졌다 점(2, 3π/0, 0)에서의 ∇×A를 구하였다. a₂의 계수는?

12.5

2-2.5

30.34

4-0.34

문제 15

130

23×10²

33×10³

43×10⁴

정답 및 해설

유도전압은 상호유도 법칙으로 구하며 계산값은 $3\times10^{2}\,\mathrm{V}$ 이다.

$e=M\dfrac{\Delta i}{\Delta t}$
$=0.3\times10^{-3}\times\dfrac{10\times10^{3}}{0.01}$
$=0.3\times10^{-3}\times10^{6}=3\times10^{2}\,\mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$30\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$3\times10^{3}\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$3\times10^{4}\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.

문제 16

극판간격 d[m], 면적 S[m²], 유전율 ε[F/m]이고 정전용량이 C[F]인 평행판 콘덴서에 v=V_msinωt[V]의 전압을 가할 때의 변위전류[A]는?

1ωCV_mcosωt

2CV_msinωt

3-CV_msinωt

4-ωCV_mcosωt

정답 및 해설

평행판 콘덴서의 변위전류는 충전전류와 같으며 $\omega C V_m\cos\omega t$ 이다.

$i_d=C\dfrac{dv}{dt}=C\dfrac{d}{dt}\left(V_m\sin\omega t\right)$
$=\omega C V_m\cos\omega t$

나머지 보기는 이 계산 결과와 다르다.

$CV_m\sin\omega t$ 는 전압과 정전용량의 곱이라 단위가 쿨롱(전하)이어서 전류가 될 수 없다.
$-CV_m\sin\omega t$ 도 단위가 전하이므로 전류가 될 수 없다.
$-\omega C V_m\cos\omega t$ 는 부호가 반대여서 계산값과 다르다.

문제 17

내부저항이 r[Ω]인 전지 M개를 병렬로 연결했을 때, 전지로부터 최대 전력을 공급받기 위한 부하저항[Ω]은?

1r/M

2Mr

4M²r

정답 및 해설

부하저항이 전원의 합성 내부저항과 같을 때 최대 전력이 전달되며 그 값은 $r/M$ 이다.

전지 $M$ 개를 병렬로 연결한 합성 내부저항은 $r_0=\dfrac{r}{M}$
최대 전력 전달 조건은 $R_L=r_0=\dfrac{r}{M}$

나머지 보기는 합성 내부저항과 같지 않다.

$Mr$ 은 전지 $M$ 개를 직렬로 연결했을 때의 합성 내부저항이므로 병렬 연결과 맞지 않는다.
$r$ 은 전지 한 개의 내부저항이며 병렬 합성 내부저항과 다르다.
$M^{2}r$ 은 병렬 합성 내부저항 $r/M$ 과 다르다.

문제 18

인덕턴스가 20[mH]인 코일에 흐르는 전류는 0.2초 동안에 2[A] 변화했다면 자기유도현상에 의해 코일에 유기되는 기전력은 몇 [V]인가?

10.1

20.2

30.3

40.4

정답 및 해설

자기유도 기전력은 인덕턴스와 전류 변화율의 곱이며 계산값은 $0.2\,\mathrm{V}$ 이다.

$e=L\dfrac{\Delta i}{\Delta t}$
$=20\times10^{-3}\times\dfrac{2}{0.2}=0.2\,\mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.1\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$0.3\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$0.4\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.

문제 19

정답 및 해설

가할 수 있는 전위차는 $V\left(1-\dfrac{t}{d}\left(1-\dfrac{1}{\varepsilon_s}\right)\right)$ 이다.

검산으로 $\varepsilon_s=1$ (유전체가 공기와 같음)을 넣으면 결과는 $V$ 로 돌아와야 한다.

$V\left(1-\dfrac{t}{\varepsilon_sd}\right)$ 보기는 계산값과 다르며, $\varepsilon_s=1$ 에서 $V\left(1-\dfrac{t}{d}\right)$ 가 되어 $V$ 로 돌아오지 않는다.
$\dfrac{Vt}{d}\left(1-\dfrac{1}{\varepsilon_s}\right)$ 보기는 전압이 줄어드는 양만 나타낸 식으로 계산값과 다르며, $\varepsilon_s=1$ 에서 0 이 된다.
$V\left(1+\dfrac{t}{\varepsilon_sd}\right)$ 보기는 계산값과 다르며, $\varepsilon_s=1$ 에서 $V$ 보다 커진다.

문제 20

변위전류밀도와 관계없는 것은?

1전계의 세기

2유전율

3자계의 세기

4전속밀도

정답 및 해설

변위전류밀도는 전속밀도의 시간 변화율이므로 정의식에 자계의 세기가 들어가지 않는다.

나머지 보기는 모두 변위전류밀도 식에 들어 있는 양이다.

전계의 세기는 $J_d=\varepsilon\,\partial E/\partial t$ 에 직접 들어간다.
유전율은 $D=\varepsilon E$ 의 비례계수로 식에 들어간다.
전속밀도는 $J_d=\partial D/\partial t$ 에서 시간 미분되는 양이다.

문제 21

100[V]의 교류전압을 인가했을 때 입력전류 I의 크기는?

14[A]

212-j16[A]

316(1+j)[A]

416√2[A]

정답 및 해설

입력전류의 크기는 $16\sqrt{2}\,\mathrm{A}$ 로, 두 가지 전류의 페이저 합의 크기이다.

4[A] 보기는 저항 가지 전류 $I_1$ 만의 값으로 계산값과 다르다.
12-j16[A] 보기는 R-L 가지 전류 $I_2$ 만의 페이저로 계산값과 다르다.
16(1+j)[A] 보기는 크기가 아닌 복소수이고, 허수부 부호도 유도성 가지에서 나온 $-j16$ 과 반대여서 계산값과 다르다.

문제 22

4단자 회로망에 있어서 4단자 정수(또는 ABCD파라미터) 중 정수 A와 C의 정의가 옳은 것은?

정답 및 해설

옳은 정의는 $A=\dfrac{V_1}{V_2}\Big|_{I_2=0}$ , $C=\dfrac{I_1}{V_2}\Big|_{I_2=0}$ 이다.

$C=\dfrac{V_1}{V_2}$ 로 둔 보기는 $C$ 를 무차원 전압비로 정의해 $A$ 와 같은 식이 되므로 정의와 다르다.
$A=\dfrac{V_1}{I_2}$ , $C=\dfrac{I_1}{I_2}$ 로 둔 보기는 $I_2=0$ 조건에서 분모가 0 이 되어 정의될 수 없다.
$A=\dfrac{I_1}{I_2}$ , $C=\dfrac{V_1}{I_2}$ 로 둔 보기도 $I_2=0$ 조건에서 분모가 0 이 되어 정의될 수 없다.

문제 23

점선으로 표시된 부분의 부하에서 소모되는 평균전력은? (단, i₁=5√2 sin 2t이다.)

1약 50[W]

2약 75[W]

3약 100[W]

4약 150[W]

문제 24

이상변압기의 합성인덕턴스는 얼마인가? (단, L₁= 6H, L₂= 24H)

124[H]

236[H]

354[H]

468[H]

정답 및 해설

합성인덕턴스는 54[H] 이다.

24[H] 보기는 계산값과 다르다.
36[H] 보기는 계산값과 다르다.
68[H] 보기는 계산값과 다르다.

문제 25

다음 그림과 같은 정저항 회로가 되려면 ωL의 값[Ω]은?

11.2

21.6

30.8

40.4

문제 26

두 4단자 회로를 연결했을 때 전체 임피던스 파라미터가 각각의 임피던스 파라미터의 합으로 표시되었다면 두 4단자 회로는?

1병렬 접속되어 있다.

2직렬 접속되어 있다.

3직병렬 접속되어 있다.

4병직렬 접속되어 있다.

정답 및 해설

임피던스 파라미터가 서로 더해지는 접속은 두 회로를 입력과 출력 모두 직렬 접속한 경우이다.

입출력 모두 직렬이면 각 포트의 전류가 같고 전압이 더해져 $[Z]=[Z_a]+[Z_b]$ 가 된다.

나머지 보기는 다른 파라미터가 합이 되는 접속이다.

병렬 접속은 어드미턴스 파라미터 $[Y]$ 가 합이 된다.
직병렬 접속은 하이브리드 파라미터 $[h]$ 가 합이 된다.
병직렬 접속은 역 하이브리드 파라미터 $[g]$ 가 합이 된다.

문제 27

주파수 영역에서의 미분[dF/dw]은 시간 영역에서 어떻게 표현되는가?

1f(t)에 -jt를 곱한 것과 같다.

2f(t)에 jt를 곱한 것과 같다.

3f(t)에 -(1/jt)를 곱한 것과 같다.

4f(t)에 (1/jt)를 곱한 것과 같다.

정답 및 해설

주파수 영역의 미분 $dF/d\omega$ 는 시간 영역에서 f(t)에 $-jt$ 를 곱한 것과 같다.

$F(\omega)=\int f(t)e^{-j\omega t}dt$ 를 $\omega$ 로 미분하면
$\dfrac{dF}{d\omega}=\int(-jt)f(t)e^{-j\omega t}dt$

나머지 보기는 이 결과와 다르다.

$jt$ 를 곱한다는 보기는 지수항 미분에서 나오는 부호 $-j$ 와 반대이다.
$-\dfrac{1}{jt}$ 를 곱한다는 보기는 지수항을 $\omega$ 로 미분하면 $t$ 가 곱해지지 나누어지지 않으므로 맞지 않는다.
$\dfrac{1}{jt}$ 를 곱한다는 보기도 $t$ 로 나누는 형태여서 미분 결과에 나오지 않는다.

문제 28

단위 계단함수 u(t-a)의 그림으로 옳은 것은?

정답 및 해설

$u(t-a)$ 는 $t=a$ 에서 0 에서 1 로 올라가는 계단이다.

단위 계단함수는 $u(t)=0\ (t\lt 0)$ , $u(t)=1\ (t\ge 0)$ 이므로 $u(t-a)$ 는 이를 오른쪽으로 $a$ 만큼 지연시킨 것이다.

$t=a$ 에서 0 에서 −1 로 내려가는 그림은 $-u(t-a)$ 이다.
$t=-a$ 에서 0 에서 1 로 올라가는 그림은 $u(t+a)$ 이다.
$t=a$ 이전 1, 이후 −1 인 그림은 $1-2u(t-a)$ 이다.

문제 29

다음 회로망 그래프에서 가지 1, 2, 5로서 나무를 선택할 때 컷셋[cut-set]은?

1{1, 2, 3}

2{1, 4, 6}

3{2, 5, 6 1}

4{1, 3, 5}

정답 및 해설

컷셋은 {1, 4, 6} 이다.

{1, 2, 3} 보기는 나무 가지 1과 2를 함께 포함해 기본 컷셋이 아니다.
가지 2·5·6 이 들어 있는 보기는 나무 가지 2와 5를 함께 포함해 기본 컷셋이 아니다.
{1, 3, 5} 보기는 끊어도 남은 가지 2·4·6 으로 네 절점이 모두 이어져 있어 컷셋이 되지 않는다.

문제 30

1[H]인 인덕터에 그림과 같은 전류가 흐를 때 전압 파형은?

정답 및 해설

전압 파형은 +1 과 −1 을 1초씩 번갈아 갖는 구형파이다.

0~1초만 5 이고 이후 0 인 파형은 크기와 이후 구간이 계산값과 다르다.
전류와 같은 삼각파는 미분하지 않은 파형으로 계산값과 다르다.
0~1초와 3~4초에 3, 나머지 0 인 파형은 크기와 감소 구간의 음전압이 계산값과 다르다.

문제 31

형광등에 100[V]를 가했을 때, 0.5[A]의 전류가 흐르고 그 소비전력은 40[W]이었다면, 이 형광등의 역률은?

10.5

20.6

30.7

40.8

정답 및 해설

역률은 유효전력을 피상전력으로 나눈 값이며 계산값은 $0.8$ 이다.

$\cos\theta=\dfrac{P}{VI}$
$=\dfrac{40}{100\times0.5}=0.8$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.5$ 는 계산값과 다르다.
$0.6$ 은 계산값과 다르다.
$0.7$ 은 계산값과 다르다.

문제 32

필터의 분류가 다른 하나는?

문제 33

다음 파형의 t=1초에서의 컨볼루션(Convolution)의 값은? (단, h(t)는 임펄스 응답이다.)

33/2

41/2

정답 및 해설

$t=1$ 초에서 컨볼루션 값은 1/2 이다.

값이 2인 보기는 계산값과 다르다.
값이 1인 보기는 계산값과 다르다.
값이 3/2인 보기는 계산값과 다르다.

문제 34

키르히호프의 제 2법칙에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 주어진 회로는 집중회로이다.)

1비선형, 시변 회로에도 적용된다.

2선형, 시변 회로에만 적용된다.

3선형, 시불변 회로에만 적용된다.

4비선형, 시불변 회로에만 적용된다.

정답 및 해설

키르히호프 제2법칙은 집중회로이면 소자 특성과 무관하게 성립하므로 비선형·시변 회로에도 적용된다.

폐회로를 한 바퀴 돌 때 전압 상승과 강하의 합이 0 이라는 에너지 보존 관계이며, 전압-전류 관계식(선형성·시불변성)을 쓰지 않는다.

나머지 보기는 적용 범위를 소자 특성으로 제한하므로 맞지 않는다.

선형, 시변 회로에만 적용된다는 보기는 제2법칙이 비선형 소자에도 성립하므로 맞지 않다.
선형, 시불변 회로에만 적용된다는 보기는 시변·비선형 회로에서도 성립하므로 맞지 않다.
비선형, 시불변 회로에만 적용된다는 보기는 시변 회로에서도 성립하므로 맞지 않다.

문제 35

1[dB]를 neper 단위로 변화하면 약 얼마인가?

10.115

20.521

37.076

48.686

정답 및 해설

1 $\mathrm{dB}$ 를 네퍼로 바꾸면 약 $0.115\,\mathrm{Np}$ 이다.

dB 정의:
$20\log_{10}A=1$ 에서 $\ln A=\dfrac{\ln 10}{20}$
$=\dfrac{2.3026}{20}\approx0.1151\,\mathrm{Np}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.521$ 은 계산값과 다르다.
$7.076$ 은 계산값과 다르다.
$8.686$ 은 1 $\mathrm{Np}$ 를 $\mathrm{dB}$ 로 환산한 값( $20\log_{10}e$ )으로 방향이 반대이다.

문제 36

그림의 회로에서 스위치 S를 t=0에서 닫았을 때 (V_L)_t=0=50[V], (di/dt)=100[A/sec]라면 L의 값은 얼마인가?

10.5[H]

20.75[H]

31[H]

42[H]

정답 및 해설

코일의 인덕턴스는 0.5[H]이다. 스위치를 닫는 순간 코일 양단 전압은 자기 유도 기전력 $V_L = L\dfrac{di}{dt}$ 로 정해진다.

그림은 전원 E, 스위치 S, 저항 R, 코일 L 의 직렬 회로이고 $V_L$ 은 L 양단 전압이다.
$L = \dfrac{V_L}{di/dt} = \dfrac{50}{100} = 0.5\,[\mathrm{H}]$

0.75[H] 보기는 계산값과 다르다.
1[H] 보기는 계산값과 다르다.
2[H] 보기는 계산값과 다르다.

문제 37

함수 x(t)=2e^-2(t-3)u(t-3)의 라플라스 변환식 X(s)는?

정답 및 해설

시간 추이 정리에 따라 라플라스 변환은 $X(s)=\dfrac{2}{s+2}e^{-3s}$ 이다.

지수 인자의 계수는 지연 시간 3과 같아야 한다.

$e^{-s}$ 를 곱한 보기는 지연 시간 1 에 해당해 계산값과 다르다.
$e^{-6s}$ 를 곱한 보기는 지연 시간 6 에 해당해 계산값과 다르다.
$e^{-2s}$ 를 곱한 보기는 지연 시간 2 에 해당해 계산값과 다르다.

문제 38

다음 그림과 같은 극(pole)과 영점(zero)을 갖는 함수는?

정답 및 해설

그림의 극·영점을 갖는 함수는 $F(S)=\dfrac{S+1}{S^2+1}$ 이다.

그림에서 원 표시인 영점은 실축 −1 에, 가위표인 극점은 허축의 +1, −1 위치( $S=\pm j$ )에 있다.
분자 $S+1=0 \Rightarrow S=-1$ , 분모 $S^2+1=0 \Rightarrow S=\pm j$

$\dfrac{S^2+1}{S+1}$ 보기는 영점이 $\pm j$ , 극점이 −1 로 그림과 반대다.
$\dfrac{S^2-1}{S-1}$ 보기는 분모의 근이 +1(실축)뿐이라 허축의 극점 $\pm j$ 가 없어 그림과 다르다.
$\dfrac{S-1}{S^2-1}$ 보기는 분모의 근이 +1, −1 로 실축 위에 있어 허축의 극점 $\pm j$ 가 없으므로 그림과 다르다.

문제 39

t=0일 때 스위치를 닫으면 C에 걸리는 전압의 과도현상을 표현한 것은?

정답 및 해설

문제 40

내부 임피던스가 순저항 50[Ω]인 전원과 450[Ω]의 순저항 부하 사이에 임피던스 정합을 위한 이상 변압기의 권선비 N₁ : N₂는?

11:2

21:3

32:3

41:4

정답 및 해설

이상 변압기의 정합 조건은 부하가 전원측으로 반사된 값이 전원 저항과 같은 것이며 권선비는 1:3 이다.

$R_{in}=R_L\left(\dfrac{N_1}{N_2}\right)^{2}=R_s$
$\left(\dfrac{N_1}{N_2}\right)^{2}=\dfrac{50}{450}=\dfrac{1}{9}$
$N_1:N_2=1:3$

나머지 보기는 정합이 되지 않는다.

1:2 이면 반사 저항이 $450/4=112.5\,\Omega$ 로 $50\,\Omega$ 과 다르다.
2:3 이면 반사 저항이 $450/2.25=200\,\Omega$ 로 $50\,\Omega$ 과 다르다.
1:4 이면 반사 저항이 $450/16\approx28.1\,\Omega$ 로 $50\,\Omega$ 과 다르다.

문제 41

10.4[V]

20.8[V]

31.2[V]

44[V]

문제 42

전달 컨덕턴스 증폭기(trans conductance amplifier)의 이상적 특성으로 옳은 것은? 단 (R_i는 증폭기 입력저항, R₀는 출력저항이다.)

1R_i=0, R₀=0

2R_i=0, R₀=무한대

3R_i=무한대, R₀=0

4R_i=무한대, R₀=무한대

정답 및 해설

전달 컨덕턴스 증폭기는 입력 전압을 받아 전류를 출력하므로 이상적으로 입력저항 무한대, 출력저항 무한대이다.

입력 쪽은 전압을 감지하므로 입력 전류가 0 이어야 하고( $R_i=\infty$ ), 출력 쪽은 전류원이므로 부하와 무관하게 전류가 일정해야 한다( $R_o=\infty$ ).

나머지 보기는 다른 종류의 이상적 증폭기 특성이다.

$R_i=0,\ R_o=0$ 은 전달 저항(전류 입력, 전압 출력) 증폭기의 특성이다.
$R_i=0,\ R_o=\infty$ 는 전류 증폭기의 특성이다.
$R_i=\infty,\ R_o=0$ 은 전압 증폭기의 특성이다.

문제 43

연산증폭기의 입출력 전압 특성이 그림과 같을 때, DC 오프셋 전압은?

1-2[mV]

2-1[mV]

32[μV]

41[μV]

문제 44

JFET에서 포화 드레인 전류(I_DS)를 나타낸 식은? (단, I_DS는 V_GS=0일 때 드레인 전류이다.)

문제 45

MOSFET의 포화영역 동작모드와 유사한 BJT의 동작모드는?

1활성 영역

2차단 영역

3역활성 영역

4포화 영역

정답 및 해설

MOSFET 의 포화영역은 채널이 핀치오프되어 증폭에 쓰이는 정전류 영역이며 BJT 의 활성 영역에 해당한다.

포화영역에서 드레인 전류는 드레인 전압이 아닌 게이트 전압이 제어하고, 활성 영역에서 컬렉터 전류는 베이스 전류가 제어하는 증폭 동작이다.

나머지 보기는 증폭 영역에 해당하지 않는다.

차단 영역은 접합이 모두 역방향이어서 전류가 거의 흐르지 않는 영역이다.
역활성 영역은 이미터와 컬렉터의 역할이 서로 바뀐 동작이다.
포화 영역은 BJT 의 두 접합이 모두 순방향이 된 스위치 도통 상태로 증폭 동작이 아니다.

문제 46

회로에서 입력부 필터와 주파수 응답곡선으로 맞는 것은?

정답 및 해설

0 에서 올라가 1 로 유지되는 곡선(고역 통과)은 낮은 주파수에서 저항 경로가 신호를 통과시키므로 맞지 않다.
1 을 유지하다 높은 쪽에서 떨어지는 곡선(저역 통과)은 높은 주파수에서 커패시터 경로가 신호를 통과시키므로 맞지 않다.
양 끝이 0 이고 가운데만 1 인 곡선(대역 통과)은 양 끝에서 통과하는 특성과 반대다.

문제 47

1A_v=-35.5, A_vf=-21.2

2A_v=-25.5, A_vf=-11.2

3A_v=-45.5, A_vf=-31.2

4A_v=-55.5, A_vf=-41.2

문제 48

그림에서 전파정류 된 평균 전압값은?

14.77[V]

27.50[V]

39.55[V]

415.00[V]

문제 49

멀티바이브레이터(Multi-Vibrator)에서 비안정, 단안정, 쌍안정의 구별은 무엇에 의하여 결정되는가?

1전원 전압의 크기

2바이어스 전압의 크기

3결합 회로의 구성

4증폭기의 단수

정답 및 해설

비안정, 단안정, 쌍안정은 두 증폭단을 잇는 결합 회로의 구성에 따라 구별된다.

두 단을 모두 RC 결합하면 비안정, 한쪽만 RC 결합하고 다른 쪽을 직류(저항) 결합하면 단안정, 두 쪽 모두 직류 결합하면 쌍안정이 된다.

나머지 보기는 안정 상태의 개수를 정하지 않는다.

전원 전압의 크기는 주기나 출력 진폭 같은 동작 값에 영향을 줄 뿐 안정 상태의 개수를 정하지 않는다.
바이어스 전압의 크기도 동작 점과 파형 값에 영향을 줄 뿐 안정 상태의 개수를 정하지 않는다.
증폭기의 단수는 세 종류 모두 두 개의 증폭단을 교차 결합한 구조라 같다.

문제 50

발진조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

1βA의 크기가 1이어야 한다.

2βA의 phase는 항상 180°를 유지해야 한다.

3실제 회로에서는 βA의 값을 1보다 작게 설계한다.

4바크하우젠 정리(Barkhausen Criterion)에 의해 결정된다.

문제 51

수정 발진기의 주파수 안정도가 양호한 이유가 아닌 것은?

1수정면의 Q가 매우 높다.

2지수정 진동자는 기계적으로 안정하다.

3유도성 주파수 범위가 매우 좁다.

4부하 변동의 영향을 전혀 받지 않는다.

문제 52

210

350

4100

정답 및 해설

CMRR 의 정의로 구하면 동상신호 이득은 약 $5$ 이다.

$\mathrm{CMRR}=20\log_{10}\dfrac{A_d}{A_c}=86\,\mathrm{dB}$
$\dfrac{A_d}{A_c}=10^{4.3}\approx1.995\times10^{4}$
$A_c=\dfrac{10^{5}}{1.995\times10^{4}}\approx5.01\approx5$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$10$ 은 계산값과 다르다.
$50$ 은 계산값과 다르다.
$100$ 은 계산값과 다르다.

문제 53

공통이미터 회로의 입출력 전압 특성이 그림과 같을 때 활성영역에서의 전압이득은?

1-1.94

2-2.72

3-10.33

4-14.70

정답 및 해설

활성 영역 전압 이득은 −1.94이다. 이득은 활성 영역 직선 구간의 기울기 $A_v = \dfrac{\Delta V_o}{\Delta V_i}$ 이다.

그림에서 $V_i=3$ 일 때 $V_o=10$ (차단 쪽 끝), $V_i=8$ 일 때 $V_o=0.3$ (포화 쪽 시작)이다.
$A_v = \dfrac{0.3-10}{8-3} = \dfrac{-9.7}{5} = -1.94$

음의 부호는 공통 이미터 회로의 반전 증폭을 뜻한다.

−2.72 보기는 계산값과 다르다.
−10.33 보기는 계산값과 다르다.
−14.70 보기는 계산값과 다르다.

문제 54

연산증폭회로에서 출력전압 e₀의 관계식은? (단, R₁=R₃, R₂=R₄)

정답 및 해설

출력은 $e_0=\dfrac{R_2}{R_1}(e_2-e_1)$ 인 차동 증폭기이다.

$e_0=\dfrac{R_4}{R_2}(e_1+e_2)$ 보기는 반전 입력으로 들어가는 $e_1$ 항의 부호가 음이어야 하는데 합으로 되어 있어 유도식과 다르다.
$e_0=\dfrac{R_3}{R_4}(e_1-e_2)$ 보기는 계수와 부호가 모두 유도식과 다르다.
$e_0=e_2-e_1$ 보기는 계수 $\dfrac{R_2}{R_1}$ 가 빠져 있어, $R_1$ 과 $R_2$ 의 크기 관계가 주어지지 않은 조건에서 유도식과 다르다.

문제 55

다음 회로의 출력 Y에 대한 논리식은?

문제 56

n 채널 증가형 MOSFET에서 v_DS=4[V]일 때의 전류 i_D와 v_DS=1[V]일 때의 전류 의 차는 몇 [mA]인가? (단, V_t=1[V]이고, k_n(W/L)=0.05[mA/V²], v_GS=3[V]이다.)

10.025

20.125

30.25

40.50

문제 57

를 간략화하면?

4A+B

정답 및 해설

간략화 결과는 A+B이다.

주어진 식은 $\overline{A}B + A\overline{B} + AB$ 이다.
$A\overline{B}+AB = A(\overline{B}+B) = A$
$\overline{A}B + A = (A+\overline{A})(A+B) = A+B$ (분배 법칙)

$\overline{A}B + A\overline{B}$ 보기는 $A=B=1$ 일 때 0 이 되어, 이때 1 인 A+B 와 다르다.
A 와 B 위에 부정 막대가 그어진 곱 꼴 보기는 $A=B=0$ 일 때 1 이 되어, 이때 0 인 A+B 와 다르다.
$\overline{A}+\overline{B}$ 보기는 $A=B=0$ 일 때 1 이 되어, 이때 0 인 A+B 와 다르다.

문제 58

양(+)의 클램프에서 120[Vrms] 사인과 신호가 입력으로 인가될 때 출력전압의 AC 교류성분의 크기는 약 몇 [V]인가?

1119.3[V]

2170[V]

360[V]

475.6[V]

문제 59

그림과 같은 제너 다이오드를 이용한 회로에서의 입ㆍ출력 특성으로 옳은 것은? (단, 입력은 V_i, 출력은 V_o, 제너전압은 V_z로 정의한다.)

정답 및 해설

음의 쪽만 $-V_z$ 에서 수평으로 제한되고 양의 입력에서는 기울기 1 직선이 이어지지 않는 특성은 틀리다. 양의 입력도 작을 때는 $V_o = V_i$ 로 그대로 나오고, 커지면 한 제너가 항복해 $V_z$ 에서 제한되기 때문이다.
$-V_z$ 아래에서만 출력이 나타나고 원점 부근 출력이 0 인 특성은 틀리다. 작은 입력에서는 전류가 흐르지 않아 출력이 입력과 같기 때문이다.
$\pm V_z$ 사이에서 출력이 0 이고 그 밖에서 기울기 1 로 증가하는 불감대 특성은 틀리다. 그런 특성은 제너가 출력과 직렬로 들어갈 때의 모양이고, 그림은 제너가 출력에 병렬(분로)로 연결된 구조이다.

문제 60

MOSFET에서 채널길이 변조(Channel Length Modulation)와 유사한 BJT 소자 특성은?

1도핑(doping)

2얼리효과(early effect)

3포화(saturation)

4전위장벽(potential barrier)

정답 및 해설

MOSFET 의 채널길이 변조와 유사한 BJT 특성은 얼리효과이다.

나머지 보기는 전압에 따른 이런 전류 증가 현상과 관계가 없다.

도핑은 제작 시 정해지는 불순물 농도이지 동작 전압에 따라 변하는 현상이 아니다.
포화는 동작 영역의 이름이지 출력 특성의 기울기를 만드는 현상이 아니다.
전위장벽은 접합에 생기는 내부 전위차이며 유효 폭 변화로 전류가 늘어나는 현상이 아니다.

문제 61

10.657

26.57

30.754

47.54

정답 및 해설

계단형 pn 접합의 접속 전위차는 접촉 전위차 식으로 구하며 계산값은 약 $0.754\,\mathrm{V}$ 이다.

접촉 전위차 공식:
$V_0=\dfrac{kT}{q}\ln\dfrac{N_AN_D}{n_i^2}$
$=0.0259\ln\dfrac{10^{18}\times10^{15}}{(1.5\times10^{10})^2}$
$=0.0259\times29.12\approx0.754\,\mathrm{V}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$0.657\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$6.57\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.
$7.54\,\mathrm{V}$ 는 계산값과 다르다.

문제 62

반도체의 에너지 대역에 대한 설명으로 틀린 것은?

1자유전자는 연속적인 에너지 값을 갖는다.

2결정내의 에너지 대역은 결정격자의 주기적인 배열에 의해 생긴다.

3속박 입자의 에너지는 양자화 된다.

4반도체의 광흡수 특성은 불순물 농도에 무관하다.

정답 및 해설

틀린 보기는 반도체의 광흡수가 불순물 농도와 무관하다는 서술이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

자유전자는 결정에 구속되지 않아 운동 에너지가 연속적인 값을 가지므로 옳다.
결정 내의 에너지 대역은 결정격자의 주기적인 배열(주기 퍼텐셜)에서 생기므로 옳다.
속박된 입자의 에너지는 양자화되어 불연속 준위를 이루므로 옳다.

문제 63

바이폴라 트랜지스터 차단 주파수 f_T를 나타낸 것으로 옳은 것은? (단, f_β는 베타 차단 주파수, β₀는 저주파 영역에서의 h_fe이다.)

정답 및 해설

차단 주파수 $f_T$ 는 베타 차단 주파수와 저주파 전류 이득의 곱, 곧 $f_T \approx \beta_0 f_\beta$ 이다.

$\beta_0/f_\beta$ 는 틀리다. 단위가 주파수의 역수가 되어 주파수 차원이 아니다.
$f_\beta/\beta_0$ 는 틀리다. 위 유도에서 $f_T$ 는 $f_\beta$ 의 약 $\beta_0$ 배로 커지며, 나누어 작아지지 않는다.
$\beta_0+f_\beta$ 는 틀리다. 무차원량과 주파수를 더한 식이라 차원이 맞지 않는다.

문제 64

평형상태의 트랜지스터에 대한 설명으로 틀린 것은?

1세 단자가 접속되지 않은 상태이다.

2페르미 준위는 이미터 쪽이 제일 높다.

3다수캐리어는 확산운동을 한다.

4소수캐리어는 표동운동을 한다.

정답 및 해설

틀린 보기는 이미터 쪽의 페르미 준위가 가장 높다는 서술이며, 열평형 상태에서는 전체에 걸쳐 페르미 준위가 일정하다.

외부 전압이 없는 평형상태에서는 각 영역의 에너지 대역만 휘어질 뿐 페르미 준위는 이미터·베이스·컬렉터에서 같은 높이이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

세 단자가 접속되지 않은 상태는 외부 전압이 없는 평형상태이므로 옳다.
다수 캐리어는 농도 기울기에 따라 접합을 넘어 확산하므로 옳다.
소수 캐리어는 접합의 내부 전계에 쓸려 표동하며 확산 전류와 서로 상쇄되므로 옳다.

문제 65

광전자 방출에서는 한계 주파수 f₀을 나타내는 것으로 옳은 것은? (단, W는 금속체의 일함수, h는 Plank 정수이다.)

1f₀=W/h

2f₀=W×h

3f₀=h/W

4f₀=W+h

정답 및 해설

광전자 방출의 한계 주파수는 광자 에너지가 일함수와 같아지는 조건에서 $f_0=\dfrac{W}{h}$ 이다.

광자 에너지 $hf$ 가 일함수 $W$ 이상이어야 전자가 방출되므로 한계에서 $hf_0=W$

나머지 보기는 주파수의 차원이 맞지 않는다.

$W\times h$ 는 에너지와 작용(에너지×시간)의 곱이라 주파수(1/시간)가 될 수 없다.
$h/W$ 는 시간의 차원이어서 주파수의 역수에 해당한다.
$W+h$ 는 차원이 다른 양의 합이라 성립하지 않는다.

문제 66

1약 1.07×10^-7

2약 1.07×10^-8

3약 1.07×10^-6

4약 1.07×10^-9

정답 및 해설

문제 67

1q_a=2q_b

2q_b=2q_a

3q_a=4q_b

4q_b=4q_a

정답 및 해설

운동량이 같으면 자장 내 원운동 반지름은 전하에 반비례하므로 $q_b=2q_a$ 이다.

$r=\dfrac{p}{qB}$ 에서 $q=\dfrac{p}{rB}$
$\dfrac{q_b}{q_a}=\dfrac{r_a}{r_b}=2$

나머지 보기는 이 비와 다르다.

$q_a=2q_b$ 는 반지름이 큰 쪽의 전하가 더 크다는 뜻이어서 반비례 관계와 반대이다.
$q_a=4q_b$ 도 반지름이 큰 쪽의 전하가 더 크다는 뜻이어서 반비례 관계와 반대이다.
$q_b=4q_a$ 는 전하의 비가 4 인데 계산값은 2 이므로 다르다.

문제 68

1200

21000

32000

420000

정답 및 해설

마그네트론의 임계 자속밀도는 양극전압의 제곱근에 비례하므로 $2000$ 가우스이다.

$B_c\propto\sqrt{V_a}$
$\dfrac{B_2}{B_1}=\sqrt{\dfrac{10{,}000}{100}}=10$
$B_2=200\times10=2000\,\mathrm{Gauss}$

나머지 보기는 계산값과 다르다.

$200$ 가우스는 전압을 올려도 변하지 않는다는 뜻이어서 계산값과 다르다.
$1000$ 가우스는 계산값과 다르다.
$20000$ 가우스는 계산값과 다르다.

문제 69

정전압 방전관은 어느 현상을 이용한 것인가?

1암전류 방전

2이상 글로우방전

3정상 글로우방전

4아크방전

정답 및 해설

정전압 방전관은 정상 글로우방전을 이용한다.

정상 글로우 영역에서는 전류가 변해도 방전 전압이 거의 일정하고 음극의 발광 면적만 변한다.

나머지 보기는 이런 정전압 특성을 보이는 방전이 아니다.

암전류 방전은 글로우 개시 전의 미약한 전류 영역이어서 부하 전류를 흘리며 전압을 일정하게 유지하는 정전압 동작에 쓰이지 않는다.
이상 글로우방전은 음극이 글로우로 완전히 덮여 전류가 늘면 방전 전압이 올라간다.
아크방전은 방전 전압이 낮고 전류가 커질수록 전압이 내려가는 부저항 특성을 보인다.

문제 70

소신호 증폭회로에서 차단 주파수에 대한 설명으로 옳은 것은?

1출력 전류 이득은 0이다.

2출력 전류 이득은 1이다.

3출력 전류 이득은 1보다 크다.

4출력 전류 이득은 1보다 작다.

문제 71

반도체에서 전자와 정공의 생성과 재결합 문제를 취급할 때 가장 중요한 것은?

1포획 불순물(trap)

2온도에 의한 여기

3반도체의 형태

4순도가 높은 결정

문제 72

반도체에서의 확산 전류 밀도 J는? (단, n은 캐리어 농도, q는 캐리어의 전하, D는 확산정수, x는 거리이며, 1차원적인 구조의 경우로 가정한다.)

문제 73

n 채널 MOSFET의 구조에 대한 설명으로 옳은 것은?

1pnpn 구조로 되어 있다.

2금속과 pnp 구조로 되어 있다.

3금속과 pn 접합으로 되어 있다.

4금속과 산화물 절연체와 반도체로 되어 있다.

문제 74

접합을 흐르는 소수캐리어에 가장 큰 영향을 주는 것은?

1전위 장벽의 크기

2순방향 전압의 크기

3도핑하는 불순물 농도

4열에 의해 발생되는 전자와 정공의 발생률

문제 75

질량 m, 광속도 c인 입자의 드브로이 물질파(de Broglie matter wave)의 진동수 f는? (단, h는 프랑크 상수이다.)

1mc/h

2mc²/h

31/mc²h

4m/hc²

정답 및 해설

입자의 에너지 $mc^{2}$ 을 $hf$ 와 같게 놓으면 드브로이 물질파의 진동수는 $f=\dfrac{mc^{2}}{h}$ 이다.

에너지 등식:
$E=mc^{2}=hf$
$f=\dfrac{mc^{2}}{h}$

나머지 보기는 주파수의 차원이 맞지 않는다.

$mc/h$ 는 운동량을 작용으로 나눈 값이어서 단위가 1/길이이며 진동수가 아니다.
$\dfrac{1}{mc^{2}h}$ 는 에너지와 작용의 곱의 역수라 단위가 1/시간이 아니다.
$m/(hc^{2})$ 는 단위가 시간의 세제곱을 길이의 네제곱으로 나눈 꼴이어서 진동수가 아니다.

문제 76

LASER와 MASER와 근본적으로 다른 점은?

1유도 방출에 의한다.

2펌핑(pumping)에 의한다.

3광의 증폭 및 발진에 이용된다.

4반전 분포(population inversion)에 의한다.

문제 77

페르미-디랙 분포(Fermi-Dirac distribution)에서 T=0[K]일 때 분포 한수의 성질로 옳은 것은?

1f(E)=1, E＜E_f

2f(E)=1/2, E＞E_f

3f(E)=0, E＜E_f

4f(E)=1, E＞E_f

정답 및 해설

페르미-디랙 분포함수는 $f(E) = \frac{1}{1+\exp\left(\frac{E-E_f}{k_B T}\right)}$ 로 정의되며, T=0[K]일 때의 극한 거동을 살펴보면 다음과 같다.

따라서 T=0에서 페르미 분포는 계단함수(step function)의 형태로, E_f 이하의 모든 상태는 점유되고(f=1) E_f 이상의 모든 상태는 비어있다(f=0).

문제 78

Hall 효과에 대한 설명 중 틀린 것은?

1Hall 계수는 이동도에 비례한다.

2Hall 계수는 캐리어 농도에 반비례한다.

3금속이나 n형 반도체의 Hall 계수는 음이다.

4응용으로는 전력계, 자속계, 캐리어 농도 측정 등이 있다.

문제 79

파울리(Pauli)의 배타원리에 관한 내용 중 원자내 전자 상태를 잘못 표현한 것은?

1원자내 전자는 4개의 양자수로 표현된다.

2전자배치도의 s, p, d, f, ……는 부양자수를 나타낸다.

3모든 전자의 스핀양자수는 +1/2 혹은 -1/2 이다.

4주양자수가 3일 때, 자기양자수는 0, 1, 2, 3이다.

정답 및 해설

틀린 서술은 주양자수가 3일 때 자기양자수가 0, 1, 2, 3이라는 부분이다.

주양자수 $n=3$ 이면 방위(부) 양자수는 $l=0,1,2$ 이고, 자기양자수는 $m=-l,\ldots,+l$ 이므로 최대 $l=2$ 에서 $-2$ 부터 $+2$ 까지의 정수값을 갖는다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

전자 상태가 4개의 양자수로 표현된다는 서술은 옳다. 주·방위·자기·스핀 양자수 $n,l,m,s$ 로 정해진다.
전자배치도의 s, p, d, f 가 부양자수를 나타낸다는 서술은 옳다. 각각 $l=0,1,2,3$ 에 대응하는 표기이다.
모든 전자의 스핀양자수가 $+\dfrac{1}{2}$ 혹은 $-\dfrac{1}{2}$ 이라는 서술은 옳다. 스핀양자수는 이 두 값뿐이다.

문제 80

광전자방출에 관한 특징과 거리가 먼 것은?

1방출전자의 흐름은 빛의 세기에 비례한다.

2방출전자의 초속도는 빛의 세기와 주파수에 의하여 변화된다.

3빛을 조사한 즉시 전자가 방출한다.

4방출전자의 흐름 및 속도는 광범한 온도 범위에서 온도에 관계없이 일정하다.

정답 및 해설

특징과 거리가 먼 서술은 초속도가 빛의 세기에 의해서도 변한다는 부분이다.

광전효과에서 방출 전자의 최대 운동에너지는 $E_k=h\nu-\phi$ 로 빛의 주파수에 의해서만 정해지고, 빛의 세기는 방출 전자의 수(광전류)만 바꾼다.

나머지 보기는 광전자방출의 특징으로 옳은 내용이다.

방출전자의 흐름이 빛의 세기에 비례한다는 서술은 옳다. 세기가 커질수록 입사 광자 수가 늘어 방출 전자 수가 늘어난다.
빛을 조사한 즉시 전자가 방출된다는 서술은 옳다. 광자 하나가 전자 하나에 에너지를 한꺼번에 전달하기 때문이다.
방출전자의 흐름과 속도가 넓은 온도 범위에서 온도에 거의 관계없다는 서술은 옳다. 전자가 열이 아닌 광자 에너지를 받아 방출되기 때문이다.

문제 81

16비트의 명령어에서 4비트의 연산코드(OP code)를 사용하고, 오퍼랜드(Operand)가 메모리의 주소일 때, 최대 지정 가능한 메모리의 주소의 수는?

116

2256

31024

44096

정답 및 해설

최대 지정 가능한 메모리 주소의 수는 4096개이다.

오퍼랜드 비트 수는 $16-4=12$ 비트이다.
따라서 주소 수는 $2^{12}=4096$ 이다.

16 은 계산값과 다르다.
256 은 계산값과 다르다.
1024 는 계산값과 다르다.

문제 82

C 언어에 관한 설명으로 틀린 것은?

1C 언어의 기원은 ALGOL에서 찾을 수 있다.

2뛰어난 이식성을 가지고 있다.

3분할 컴파일이 가능하다.

4비트 연산을 지원하지 않는다.

정답 및 해설

틀린 설명은 비트 연산을 지원하지 않는다는 서술이다.

C 언어는 비트 AND·OR·XOR·NOT 과 시프트 연산자를 제공하는 비트 단위 연산이 가능한 언어이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

C 언어의 기원을 ALGOL 에서 찾을 수 있다는 서술은 옳다. ALGOL 60 에서 CPL·BCPL·B 를 거쳐 발전했다.
뛰어난 이식성을 가졌다는 서술은 옳다. 하드웨어 의존 부분이 적어 다른 시스템으로 옮기기 쉽다.
분할 컴파일이 가능하다는 서술은 옳다. 여러 소스 파일을 따로 컴파일한 뒤 링크할 수 있다.

문제 83

JAVA 같은 객체지향 언어의 개념에서 객체가 메시지를 받아 실행해야 할 구체적인 연산을 정의한 것은?

1클래드

2인스턴스

3메소드

4상속자

문제 84

부동소수점 표시(Floating-Point Representation) 방법에서 기수의 소수점 이하 첫째자리가 0이 되지 않도록 하는 과정은?

1Standardization

2Alignment

3Normalization

4Segmentation

문제 85

소프트웨어적으로 인터럽트의 우선순위를 결정하는 인터럽트 형식은?

1폴링 방법

2벡터 방식

3슈퍼바이저 콜

4데이지체인 방법

문제 86

1024 Word의 RAM은 몇 개의 어드레스 선을 갖는가?

310

412

정답 및 해설

필요한 어드레스 선은 10개이다.

어드레스 선 수가 $n$ 이면 지정 가능한 워드 수는 $2^n$ 이므로 $1024=2^{10}$ 에서 $n=10$ 이다.

4개는 계산값과 다르다.
8개는 계산값과 다르다.
12개는 계산값과 다르다.

문제 87

1의 보수로 음수를 표현하는 시스템에서 2진수 01101-11011의 결과로 올바른 것은?

111001

200111

311100

401110

문제 88

C 언어 입출력 함수가 아닌 것은?

1printf( )

2scanf( )

3gets( )

4atoi( )

정답 및 해설

입출력 함수가 아닌 것은 atoi( ) 이다.

atoi 는 문자열을 정수로 바꾸는 변환 함수이며 입력이나 출력을 수행하지 않는다.

나머지 보기는 모두 입출력 함수이다.

printf( ) 는 서식에 맞춰 표준 출력으로 내보내는 출력 함수이다.
scanf( ) 는 서식에 맞춰 표준 입력에서 값을 읽는 입력 함수이다.
gets( ) 는 표준 입력에서 한 줄의 문자열을 읽는 입력 함수이다.

문제 89

CPU와 입ㆍ출력 장치간의 속도 차이로 발생되는 성능의 차이를 극복하기 위한 방법이 아닌 것은?

1Pipeline

2Interrupt

3Off-line

4Buffer

문제 90

다음 명령어의 실행 주기에 해당하는 연산은?

1덧셈(ADD)

2뺄셈(SUB)

3로드(LDA)

4스토어(STA)

정답 및 해설

그림의 실행 주기는 덧셈(ADD) 명령의 동작이다. 마지막 단계에서 누산기에 메모리 데이터를 더하기 때문이다.

뺄셈(SUB)은 틀리다. 마지막 단계가 AC 에서 MBR 을 빼는(또는 MBR 의 보수를 더하는) 연산이어야 하는데, 그림은 AC+MBR 이다.
로드(LDA)는 틀리다. 로드는 누산기에 메모리 데이터를 그대로 옮기는 AC ← MBR 이며, 기존 AC 값을 더하지 않는다.
스토어(STA)는 틀리다. 스토어는 누산기 값을 메모리에 쓰는 동작(MBR ← AC, M ← MBR)이며, 그림처럼 메모리를 읽어 AC 를 바꾸지 않는다.

문제 91

가상기억장치(Virtual Memory)에 관한 설명으로 틀린 것은?

1보조기억장치와 같이 기억용량이 큰 기억장치를 마치 주기억장치처럼 사용하는 개념이다.

2중앙처리장치에 의해 참조되는 보조기억장치의 가상주소는 주기억장치의 주소로 변환되어야 한다.

3메모리 매핑(Mapping)에는 페이지(Page)에 의한 매핑과 세그먼트(Segment)에 의한 매핑으로 구분된다.

4실행될 프로그램의 크기가 주기억장치의 용량보다 작을 때 사용한다.

정답 및 해설

틀린 설명은 실행할 프로그램이 주기억장치 용량보다 작을 때 사용한다는 서술이다.

나머지 보기는 옳은 내용이다.

보조기억장치 같은 큰 용량의 장치를 마치 주기억장치처럼 쓰는 개념이라는 서술은 옳다.
참조되는 가상주소가 주기억장치의 주소로 변환되어야 한다는 서술은 옳다. 실제 접근은 변환된 실제 주소로 이루어진다.
메모리 매핑이 페이지 방식과 세그먼트 방식으로 구분된다는 서술은 옳다.

문제 92

그림의 병렬 가산기에서 출력되는 F의 값은? (단, 여기에서 B는 B의 1의 보수이며, 음수는 2의 보수로 표현한다.)

1A-B

2A-B+1

3A-B-1

4A-1

정답 및 해설

F 는 A−B−1 이다. 가산기가 A 와 B 의 1의 보수를 캐리 입력 0 으로 더하기 때문이다.

A-B 는 틀리다. 그 값은 2의 보수 뺄셈, 곧 캐리 입력을 1 로 넣어 $A+\overline{B}+1$ 을 만들 때의 결과로 계산값과 다르다.
A-B+1 은 틀리다. 계산값과 다르다.
A-1 은 틀리다. 계산값이 B 에 의존하므로 B 가 사라진 식과 다르다.

문제 93

분산처리 시스템의 장점이 아닌 것은?

1처리 속도의 증가

2가격대 성능비의 향상

3소프트웨어 개발 시간의 단축

4오류 허용(Fault-tolerant) 시스템의 개발

문제 94

해밍 코드(Hamming Code)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1오류검출과 교정이 가능하다.

22bit의 오류검출은 가능하나, 1bit의 오류수정은 불가능하다.

3정보가 4bit이면, 해밍코드는 7bit가 된다.

4패리티 비트의 위치는 1,2,4,8,16 ‥‥ 이다.

정답 및 해설

옳지 않은 서술은 2bit 오류검출은 가능하나 1bit 오류수정은 불가능하다는 부분이다.

나머지 보기는 해밍 코드에 대해 옳은 내용이다.

오류검출과 교정이 가능하다는 서술은 옳다.
정보가 4bit 이면 해밍코드가 7bit 가 된다는 서술은 옳다. $2^3=8$ 이 $4+3+1$ 이상이라 패리티 3bit 가 필요하다.
패리티 비트의 위치가 1, 2, 4, 8, 16 번째라는 서술은 옳다. 2의 거듭제곱 위치에 둔다.

문제 95

CPU의 제어장치에 관한 설명으로 옳은 것은?

1처리할 자료를 입력받아 컴퓨터가 이해하도록 주기억장치로 보내는 기능이다.

2처리된 결과를 사용자가 이용할 수 있도록 출력하는 기능이다.

3입력장치를 통하여 입력되는 정보를 임시로 저장하는 기능이다.

4주기억장치의 명령에 따라 각 장치를 지시하고 통제하는 기능이다.

정답 및 해설

제어장치는 명령을 해석해 각 장치를 지시하고 통제하는 장치이다.

제어장치는 주기억장치에서 읽어 온 명령을 해독한 뒤 필요한 제어 신호를 각 장치에 보내 동작 순서를 통제한다.

처리할 자료를 입력받아 주기억장치로 보내는 기능은 제어장치가 아니라 입력장치의 기능이다.
처리된 결과를 사용자가 이용할 수 있도록 내보내는 기능은 제어장치가 아니라 출력장치의 기능이다.
입력되는 정보를 임시로 저장하는 기능은 제어장치가 아니라 버퍼 등 기억 기능이다.

문제 96

주기억장치에서 저장할 위치를 지정하는 것은?

1레코드(Record)

2어드레스(Address)

3워드(Word)

4바이트(Byte)

정답 및 해설

저장할 위치를 지정하는 것은 어드레스(Address)이다.

주기억장치의 각 기억 장소에 붙은 번호가 주소이며, CPU 는 이 주소로 읽고 쓸 위치를 지정한다.

레코드는 관련된 필드를 묶은 데이터 처리 단위이다.
워드는 CPU 가 한 번에 처리하는 데이터의 단위이다.
바이트는 8비트로 이루어진 정보의 단위이다.

문제 97

다음 C 언어로 구현한 프로그램의 출력 결과는?

1결과 : 10 10

2결과 : 10 20

3결과 : 20 10

4결과 : 20 20

문제 98

I/O 제어기의 주요기능에 대한 설명으로 틀린 것은?

1I/O 장치의 제어와 타이밍을 조정한다.

2CPU와의 통신을 담당한다.

3데이터 구성 기능을 수행한다.

4I/O 장치와의 통신을 담당한다.

문제 99

ROM 회로의 구성요소로 옳은 것은?

1Decoder, OR gate

2Encoder, OR gate

3Encoder, AND gate

4Decoder, AND gate

문제 100

주소를 기억하고 있는 레지스터와 관계없는 것은?

1MAR

2IR

3PC

4SP

정답 및 해설

주소와 관계없는 레지스터는 IR(명령어 레지스터)이다.

IR 은 인출한 명령어 전체를 담는 레지스터로, 주소를 기억하는 용도가 아니다.

나머지 보기는 모두 주소를 기억하는 레지스터이다.

MAR 은 접근할 기억장소의 주소를 기억하는 레지스터이다.
PC 는 다음에 인출할 명령어의 주소를 기억하는 레지스터이다.
SP 는 스택의 꼭대기 주소를 기억하는 레지스터이다.