09년 1회차

극판 간격을 4분의 1로 줄이면 정전용량은 4배로 늘어나 80[㎌]가 된다.

평행판 콘덴서의 정전용량은 $C=\dfrac{\varepsilon A}{d}$로 간격 $d$에 반비례한다.

$d$가 $\dfrac{1}{4}$로 줄면 $C$는 $4$배가 되므로 $20\,\mu\mathrm{F}\times 4 = 80\,\mu\mathrm{F}$가 된다.

• 20[㎌]는 극판 간격이 정전용량과 무관하다고 본 값이다.
• 40[㎌]는 용량이 2배만 커진다고 본 값이다.
• 60[㎌]는 늘어나는 배수를 3배로 잘못 잡은 값이다.

ab 단자 전압은 60[V]다.

그림에서 120[V] 전원 바로 옆에 40[kΩ]이 전원과 병렬로 걸려 있고, 그 마디에서 위쪽의 직렬 40[kΩ]을 지나 단자 a로 이어지며, a·b 사이에 다시 40[kΩ]이 걸려 있다. 전원에 직접 병렬로 붙은 40[kΩ]은 전원 전압을 그대로 받을 뿐이므로 ab 전압 계산에는 영향을 주지 않는다.

따라서 회로는 120[V]가 직렬 40[kΩ]과 ab 사이 40[kΩ]에 나뉘어 걸리는 분압 회로가 되어 $V_{ab} = 120 \times \dfrac{40}{40+40} = 60\,[\mathrm{V}]$ 이다.

전류로 확인해도 $I = \dfrac{120}{(40+40)\times10^3} = 1.5\,[\mathrm{mA}]$ 이고 $V_{ab} = 1.5\,[\mathrm{mA}]\times40\,[\mathrm{k\Omega}] = 60\,[\mathrm{V}]$ 로 같다.

완충증폭기를 사용하는 것은 발진 회로를 부하 변화로부터 분리해 오히려 주파수 변동을 막아 주는 방법이므로 변동을 가져오는 요인이 아니다.

완충증폭기는 발진단과 부하 사이에 넣어 부하 변동의 영향을 차단하는 역할을 한다.

• 부하의 변동은 발진 회로에 되먹임되어 주파수를 변화시키는 실제 요인이다.
• 주위 온도의 변화는 소자 특성을 바꾸어 주파수를 변화시키는 실제 요인이다.
• 전원전압의 변동은 소자 동작점을 바꾸어 주파수를 변화시키는 실제 요인이다.

3단 RC 이상형 발진회로가 발진을 지속하려면 증폭기의 전압증폭도가 29보다 커야 하므로, 29보다 작아야 한다는 설명은 옳지 않다.

3단 RC 위상천이 회로는 궤환율이 $\dfrac{1}{29}$이므로, 발진 조건($A\beta \ge 1$)을 만족하려면 $A \ge 29$가 되어야 한다.

• 정현파를 만들어내는 발진기라는 설명은 옳다.
• 주로 저주파 발진에 쓰인다는 설명은 옳다.
• R, C 값을 조정해 주파수를 바꿀 수 있다는 설명도 옳다.

멀티바이브레이터의 발진주파수는 주로 R, C의 시정수로 결정되므로 전원전압 변동에 매우 민감하다는 설명은 옳지 않다.

시정수를 이용한 스위칭 동작 특성상 전압보다는 R·C 값이 주파수를 좌우한다.

• 구형파 출력을 낸다는 설명은 멀티바이브레이터의 특징과 맞다.
• 정궤환을 갖는 2단 비동조 증폭회로로 구성된다는 설명도 맞다.
• 회로의 안정성에 따라 비안정·단안정·쌍안정으로 나눈다는 설명도 맞다.

전압이득 20dB인 증폭기에 100mV를 넣으면 출력은 1V가 된다.

전압이득은 $G_{dB}=20\log_{10}\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$로 정의되므로, $20=20\log_{10}\dfrac{V_{out}}{V_{in}}$에서 전압비는 10배가 된다.

따라서 $V_{out}=100\,\mathrm{mV}\times 10 = 1000\,\mathrm{mV} = 1\,\mathrm{V}$가 된다.

• 0.1[V]는 이득을 전혀 곱하지 않고 입력 전압을 그대로 둔 값이다.
• 10[V]는 전압이득을 전력이득 식 $10\log_{10}$으로 잘못 풀어 100배로 본 값이다.

비소(As)는 5가 원소로 전자를 하나 더 내놓는 도너 역할을 해 N형 반도체를 만들므로 P형 반도체를 만드는 불순물이 아니다.

P형 반도체는 3가 원소를 첨가해 정공을 만들어 낸다.

• 갈륨(Ga)은 3가 원소로 P형 반도체를 만드는 불순물이다.
• 붕소(B)는 3가 원소로 P형 반도체를 만드는 불순물이다.
• 인듐(In)은 3가 원소로 P형 반도체를 만드는 불순물이다.

500W짜리 전열기를 10시간 사용하면 소비 전력량은 5kWh가 된다.

전력량은 전력과 시간의 곱인 $W=P\times t$로 구하므로 $500\,\mathrm{W}\times10\,\mathrm{h}=5000\,\mathrm{Wh}$가 된다.

$5000\,\mathrm{Wh}$는 $5\,\mathrm{kWh}$와 같다.

• 10[kWh]는 500[W]를 1[kW]로 올려 잡고 10시간을 곱한 값이다.
• 50[kWh]는 5,000[Wh]를 [kWh]로 바꿀 때 1,000이 아니라 100으로 나눈 값이다.

반도체는 첨가하는 불순물의 양을 조절해 전도도를 원하는 대로 바꿀 수 있으므로, 불순물 양으로 전도도를 조절할 수 없다는 설명은 옳지 않다.

불순물 첨가로 전도도를 조절하는 도핑(doping)은 반도체 소자를 만드는 핵심 원리이다.

• 저항의 온도계수가 부(-)라는 설명은 반도체의 실제 성질과 맞다.
• 열전효과가 있다는 설명도 반도체의 실제 성질과 맞다.
• 광기전력 현상이 있다는 설명도 반도체의 실제 성질과 맞다.

왜율을 10%에서 1%로 줄이는 데 필요한 궤환율은 0.09이다.

전압이득 40dB는 $A=10^{\frac{40}{20}}=100$이며, 부궤환에 의한 왜율 개선은 $\dfrac{D}{D'}=1+A\beta$로 나타난다.

$\dfrac{D}{D'}=\dfrac{10\%}{1\%}=10$이므로 $1+A\beta=10$에서 $A\beta=9$가 되고, 이를 정리하면 $\beta=\dfrac{9}{100}=0.09$가 된다.

• 0.01은 $\dfrac{1}{A}$를 그대로 궤환률로 본 값으로, 이때는 $1+A\beta=2$가 되어 왜율이 5[%]까지만 줄어든다.
• 편이 1을 빠뜨리고 $A\beta=10$으로 놓으면 $\beta=0.1$이 되어 올바른 값과 어긋난다.

집적회로(IC)는 칩 내부의 방열 면적이 좁아 열을 밖으로 내보내기 어렵기 때문에 큰 전력을 취급하는 용도에는 적합하지 않다. 대전력을 다루는 회로에는 개별 반도체 소자를 쓰는 것이 일반적이다.

나머지 보기는 모두 개별 소자 회로에 비해 집적회로가 갖는 장점을 바르게 설명한 것이다.

• 신뢰성이 좋다 — 여러 소자와 배선을 한 칩 안에 만들어 납땜·접속 부위가 줄어들므로 고장 요인이 적다.
• 대량 생산할 수 있다 — 웨이퍼 단위의 표준 공정으로 같은 회로를 한꺼번에 만들 수 있어 단가가 낮아진다.
• 회로를 초소형으로 할 수 있다 — 많은 소자를 한 칩에 집적하므로 장치의 소형·경량화가 가능하다.

저주파 전력증폭기 가운데 충실도(파형 재현성)가 가장 좋은 것은 A급 증폭 방식이다.

A급은 입력 신호의 한 주기 전체에 걸쳐 트랜지스터가 항상 도통하도록 동작점을 잡으므로 출력 파형의 일그러짐이 가장 적다. 대신 신호가 없을 때에도 전류가 계속 흘러 효율은 가장 낮다.

• AB급은 도통각이 반주기보다 조금 크게 잡혀 효율을 높인 대신 A급보다 왜곡이 커진다.
• B급은 도통각이 반주기뿐이어서 두 소자를 짝지어 쓰더라도 교차 일그러짐이 남는다.
• C급은 도통각이 반주기보다 작아 효율은 가장 높지만 파형 왜곡이 심해 저주파 충실 증폭에는 쓰지 않는다.

전구에 흐르는 전류는 0.75[A]이다.

같은 전지를 n개 병렬로 접속하면 합성 기전력은 전지 한 개와 같은 1.5[V]로 유지되고 내부저항만 1/n로 줄어든다. 따라서 합성 내부저항은 $r = \dfrac{0.1}{10} = 0.01$[Ω]이 된다.

회로 전체 저항이 $1.99 + 0.01 = 2$[Ω]이므로 전류는 $I = \dfrac{E}{R+r} = \dfrac{1.5}{2} = 0.75$[A]로 계산된다.

• 내부저항을 $0.1\times 10 = 1$[Ω]으로 더해 $\dfrac{1.5}{1.99+1}$로 계산하면 0.5[A]가 나오는데, 이는 병렬 접속을 직렬처럼 다룬 잘못이다.
• 전지를 직렬로 본다면 기전력 15[V]·내부저항 1[Ω]이 되어 $\dfrac{15}{2.99}\approx 5$[A]가 나오지만, 문제의 접속은 병렬이므로 해당하지 않는다.

정현파 교류에서 최대치는 실효치의 $\sqrt{2}$배이다.

실효치는 한 주기 동안 순시값을 제곱해 평균한 뒤 제곱근을 취한 값으로, 정현파에서는 $V_{rms} = \dfrac{V_m}{\sqrt{2}}$가 된다. 이 식을 최대치 기준으로 옮겨 쓰면 $V_m = \sqrt{2}\,V_{rms} \approx 1.414\,V_{rms}$이다.

• 실효치 정의식의 좌우를 바꾸지 않고 그대로 옮겨 적으면 $V_m = \dfrac{1}{\sqrt{2}}V_{rms}$라는 뒤집힌 관계가 된다.
• 배수를 $\sqrt{2}$ 대신 2로 잡으면 실제보다 약 1.4배 큰 값이 나온다.
• 평균치와 최대치를 잇는 관계식 $V_m = \dfrac{\pi}{2}V_{av}$의 계수를 실효치 식에 섞으면 $\dfrac{\pi}{\sqrt{2}}$ 같은 형태가 나온다.

이상적인 연산증폭기는 입력 오프셋 전압이 0이어야 하므로, 오프셋 전압이 무한대라는 설명은 옳지 않다. 오프셋 전압은 두 입력을 같게 했을 때 출력을 0으로 맞추기 위해 더해 주어야 하는 보정 전압이므로, 작을수록 이상에 가깝다.

나머지 세 가지는 모두 이상적 연산증폭기의 기본 가정에 해당한다.

• 입력 임피던스가 무한대이면 입력단으로 전류가 전혀 흘러 들어가지 않아 앞단 회로에 부담을 주지 않는다.
• 오픈 루프 이득이 무한대이면 귀환을 걸었을 때 전체 이득이 외부 소자 값만으로 정해진다.
• 동상신호제거비(CMRR)가 무한대이면 두 입력에 함께 들어온 잡음·동상 성분이 출력에 나타나지 않는다.

소프트웨어를 하드웨어화하여 특정 기능을 영구적으로 저장해 둔 것을 펌웨어(Firmware)라고 한다.

펌웨어는 ROM이나 플래시메모리 같은 비휘발성 기억소자에 기록되어 전원을 꺼도 내용이 지워지지 않으며, 하드웨어의 기본 동작을 제어한다는 점에서 소프트웨어와 하드웨어의 중간 성격을 갖는다.

• 디버깅(Debugging)은 프로그램의 오류를 찾아 수정하는 작업이다.
• 레지스터(Register)는 CPU 내부의 임시 저장 공간이다.
• 미들웨어(Middleware)는 운영체제와 응용 프로그램을 연결해 주는 소프트웨어이다.

연산기에 지정된 연산이 Complement(보수)이므로 결과는 00111110이다.

그림은 왼쪽 입력 상자의 11000001이 연산기로 들어가고 연산기 옆에 Complement가 적혀 결과가 아래로 나오는 블록도다. 보수 연산은 입력의 각 비트를 1은 0으로, 0은 1로 뒤집는다.

비트별로 반전하면 1100 0001 → 0011 1110 이 되고, 원래 값과 결과를 더하면 $11000001_2 + 00111110_2 = 11111111_2$ 로 모든 자리가 1이 되어 1의 보수임이 확인된다.

• 11000001은 입력을 그대로 내보낸 값이라 아무 연산도 하지 않은 셈이다.
• 11000010과 10000011은 일부 비트만 바꾸거나 자리를 옮긴 값으로, 모든 비트를 반전한 결과가 아니다.

누산기(accumulator)는 연산 결과를 일시적으로 저장하는 용도로 쓰인다.

ALU에서 산술·논리 연산을 수행한 결과는 곧바로 누산기에 임시로 담기며, 이어지는 다음 연산의 입력으로 재사용된다.

• 연산 결과를 일시적으로 삭제한다는 설명은 누산기의 실제 기능과 반대된다.
• 오퍼레이션 코드를 인출하는 것은 명령 레지스터(IR)의 역할이다.
• 오퍼레이션의 주소를 저장하는 것은 주소 지정과 관련된 레지스터의 역할이다.

범용레지스터를 이용하는 명령어 형식 중 가장 일반적으로 쓰이는 것은 2-주소지정방식이다.

2-주소지정방식은 두 개의 오퍼랜드 주소를 명시하며, 그중 하나를 연산 결과가 저장되는 목적지로도 함께 사용해 레지스터를 효율적으로 활용할 수 있다.

0-주소지정방식은 스택 구조에, 1-주소지정방식은 누산기 중심 구조에, 3-주소지정방식은 두 피연산자와 결과 주소를 모두 별도로 지정하는 구조에 주로 쓰인다.

디스크와 테이프는 보조기억장치에 쓰이는 매체이므로, 이를 주기억장치의 예로 든 설명은 옳지 않다. 주기억장치는 CPU가 직접 주소를 지정해 접근하는 RAM·ROM으로 구성된다.

나머지 설명은 모두 맞는 내용이다.

• 기억장치는 크게 주기억장치와 보조기억장치로 나뉜다.
• RAM은 데이터를 읽기도 하고 쓰기도 할 수 있는 기억소자이며, 전원이 끊기면 내용이 사라지는 휘발성 메모리이다.
• 캐시기억장치는 CPU와 주기억장치 사이의 속도 차이를 메우는 버퍼 역할을 한다.

16비트 주소로 지정할 수 있는 주기억장치의 최대 용량은 64K이다.

주소선이 n비트이면 서로 다른 번지를 $2^{n}$개 만들 수 있으므로, $2^{16} = 65{,}536 = 64\mathrm{K}$번지를 지정할 수 있다($1\mathrm{K} = 2^{10} = 1{,}024$).

• 주소선이 13비트일 때의 용량이 $2^{13}$, 즉 8K이다.
• 주소 비트수 16을 그대로 용량으로 옮겨 적으면 16K가 되지만, 이는 주소선이 14비트일 때의 값이다.
• 지수를 하나 적게 잡아 $2^{15}$로 계산하면 32K가 나온다.

목적 프로그램(object program)은 기계어로 번역된 프로그램을 말한다.

사람이 고급언어로 작성한 프로그램은 원시 프로그램(source program)이며, 이를 컴파일러 등 번역 프로그램이 처리하면 컴퓨터가 직접 실행할 수 있는 목적 프로그램이 만들어진다.

• 데이터 관리를 위한 프로그램은 목적 프로그램이 아니라 별도의 응용·시스템 프로그램이다.
• 번역되기 전에 작성한 프로그램은 원시 프로그램이지 목적 프로그램이 아니다.
• 번역용 프로그램은 컴파일러·어셈블러처럼 번역을 수행하는 언어 번역 프로그램을 가리키는 말이다.

ASCII 코드는 미국표준협회(ANSI)가 정한 정보 교환용 표준 코드로, 데이터 통신에 널리 사용된다.

영문자·숫자·특수문자를 비트 조합으로 표현할 수 있어 통신 장비 간 호환성이 높다는 점이 특징이다.

• BCD 코드는 10진수 각 자리를 4비트 2진수로 표현하는 코드로 통신 표준과는 거리가 있다.
• EBCDIC 코드는 IBM 계열 컴퓨터에서 주로 사용하는 8비트 코드이다.
• 그레이 코드는 인접한 값 사이에 한 비트만 바뀌도록 만든 코드로 주로 아날로그-디지털 변환이나 위치 검출에 쓰인다.

제시된 언어 중 객체 지향 언어에 해당하는 것은 JAVA이다.

JAVA는 클래스와 객체, 상속·캡슐화·다형성 개념을 지원하는 대표적인 객체 지향 프로그래밍 언어이다.

• C는 절차 지향(구조적) 프로그래밍 언어이다.
• 어셈블리어는 하드웨어에 밀착된 저급 언어로 객체 지향과 무관하다.
• COBOL은 사무 처리용으로 설계된 절차 지향 언어이다.

레지스터에서 불필요한 비트를 지우고 원하는 비트만 골라내는 데는 AND 연산을 사용한다.

지우고자 하는 비트 위치에는 0을, 남기고자 하는 비트 위치에는 1을 둔 마스크(mask) 값과 AND 연산을 하면 0과 AND된 비트는 강제로 0이 되고 1과 AND된 비트는 원래 값이 그대로 유지되어 원하는 비트만 남길 수 있다.

• OR 연산은 특정 비트를 1로 세트하는 데 사용된다.
• SHIFT는 비트를 좌우로 이동시키는 연산이다.
• ROTATE는 밀려난 비트를 반대쪽으로 되돌려 넣는 순환 이동 연산이다.

사칙 연산을 수행하도록 명령을 내리는 장치는 제어장치이다.

실제 덧셈·뺄셈 등의 연산 자체는 연산장치(ALU)가 수행하지만, 그 연산을 하도록 지시하고 각 장치의 동작 순서를 통제하는 것은 제어장치의 역할이다.

• 연산장치는 명령을 내리는 쪽이 아니라 실제 연산을 수행하는 장치이다.
• 입력장치는 데이터를 컴퓨터에 넣어 주는 장치이다.
• 기억장치는 데이터와 명령을 저장하는 장치이다.

다음에 실행할 명령이 들어 있는 메모리 주소를 기억하는 레지스터는 프로그램 카운터(program counter)이다.

CPU는 명령을 하나 인출할 때마다 프로그램 카운터의 값을 자동으로 증가시켜 다음에 인출할 명령의 주소를 가리키게 하며, 분기 명령을 만나면 그 목적지 주소로 값을 바꾼다.

• 플래그 레지스터는 연산 결과의 상태(캐리·제로·부호 등)를 나타낸다.
• 명령 레지스터는 현재 실행 중인 명령어 자체를 저장한다.
• 메모리 주소 레지스터는 기억장치에 접근할 때 사용할 주소를 임시로 담아 두는 레지스터이다.

CAD 시스템은 자주 쓰는 도형이나 부품을 매크로(라이브러리)로 등록해 반복 사용할 수 있을 뿐 아니라, 저장된 도면을 몇 번이든 다시 불러와 재생·수정할 수 있다는 점이 큰 장점이다.

따라서 하나의 도면을 다시 재생할 수 없다는 설명은 CAD의 실제 특성과 반대되므로 옳지 않다.

• 작성된 도면 정보를 NC 가공 등 기계에 직접 적용할 수 있다는 것은 CAD-CAM 연계의 실제 특징이다.
• 직선·곡선 처리와 도형의 이동·회전이 자유로운 것은 CAD의 기본 기능이다.
• 3차원 도형을 임의 방향으로 표현하고 숨은 선을 처리할 수 있는 것도 CAD의 특징이다.

짝이 바르게 지어진 것은 간이 도형 처리 시스템 — 마이크로 컴퓨터를 베이스로 하는 시스템이다.

간이 도형 처리 시스템은 개인용(마이크로) 컴퓨터 한 대에 도형 처리 소프트웨어를 얹어 쓰는 소규모·저비용 구성으로, 따로 호스트 컴퓨터를 두지 않는다는 점이 특징이다.

• 턴키형 CAD/CAM 시스템은 하드웨어와 소프트웨어를 한 묶음으로 납품받아 바로 쓰는 방식으로, 대형 컴퓨터가 아니라 미니컴·슈퍼 미니컴급 기계를 중심으로 꾸리는 것이 보통이다.
• 호스트형 시스템은 이름 그대로 대형 컴퓨터를 호스트로 두고 여러 단말을 붙이는 구성이므로, 개인용 컴퓨터를 베이스로 한다는 짝은 맞지 않는다.
• 자동 제도 시스템은 도면 작성 작업을 자동화하는 데 목적을 둔 제도 전용 시스템이어서, 미니컴·대형 컴퓨터 호스트를 전제로 하는 구성과 묶는 짝은 옳지 않다.

부품을 실물 크기 기호로 나타내고 단자 사이를 직접 선으로 연결하는 접속 도면은 연속선 접속도이다.

이 방식은 단자와 단자를 잇는 선을 하나하나 그려 회로의 실제 배선 관계를 있는 그대로 표현하므로, 배선 상태를 직관적으로 파악하기에 적합하다.

• 기선 접속도는 기준이 되는 기선에 각 단자를 접속시켜 연결 관계를 나타내는 방식이다.
• 피드선 접속도는 단자마다 선을 직접 잇는 대신 피드선을 이용해 연결 관계를 표시하는 방식이다.
• 고속도형 접속도는 배선을 간략화해 빠르게 파악할 수 있도록 표현하는 방식이다.

지문의 괄호에 들어갈 숫자는 100이다.

PCB 설계에서 쓰는 mil은 인치의 1/1000을 나타내는 길이 단위다. $1\,\mathrm{inch} = 25.4\,\mathrm{mm}$ 이므로 $1\,\mathrm{mil} = \dfrac{25.4}{1000} = 0.0254\,\mathrm{mm}$ 가 된다.

따라서 $2.54\,\mathrm{mm} \div 0.0254\,\mathrm{mm} = 100$ 이므로 2.54mm는 100mil이며, 이는 표준 IC·부품의 리드 간격인 0.1inch와 같은 값이라 실무에서 자주 쓰인다.

재단마크는 인쇄하거나 복사한 도면을 규격 치수에 맞추어 자를 때 기준으로 삼는 표시로, 필요할 때 넣는 것이지 도면에 반드시 그려야 하는 사항은 아니다.

제도 통칙에서 도면에 반드시 마련하도록 정한 것은 다음 세 가지이다.

• 윤곽선은 도면의 유효 범위를 정해 주고, 가장자리가 헐어 기재 내용이 지워지는 것을 막는다.
• 표제란은 도면 번호·도명·작성자·척도 등을 적는 칸으로, 도면의 오른쪽 아래에 둔다.
• 중심마크는 도면을 복사하거나 마이크로필름으로 촬영할 때 위치를 맞추는 기준이 된다.

윤곽선으로 그린 삼각형 끝에 곧은 세로 막대가 하나 붙은 2단자 기호이므로 다이오드다.

그림에서 왼쪽 도선이 오른쪽을 향한 삼각형(애노드)으로 이어지고, 삼각형 꼭짓점에 세로 막대(캐소드)가 맞닿아 오른쪽 도선으로 나간다. 단자는 좌우 두 개뿐이고 다른 제어 단자가 없다.

삼각형이 가리키는 방향이 순방향 전류가 흐르는 쪽이며, 반대 방향으로는 전류를 거의 흘리지 않는 정류 작용을 한다.

• 트랜지스터는 세로 베이스 막대에 이미터·컬렉터가 비스듬히 붙고 이미터에 화살표가 있는 3단자 기호다.
• FET도 게이트·드레인·소스의 3단자 기호로, 게이트가 채널선과 나란히 마주 보게 그린다.
• IC는 사각형 블록에 여러 개의 입출력 선을 붙여 나타낸다.

배선은 짧게 할수록 다른 배선이나 부품으로부터 받는 유도·간섭의 영향이 줄어들므로, 배선을 최대한 길게 하는 것이 영향을 적게 받는다는 설명은 실제와 반대된다.

부품 배치를 회로도 흐름에 맞춰 정하고, 부품의 부피·피치를 확인해 부착 위치를 정하며, 전력 용량·주파수 대역·신호 형태별로 기판이나 커넥터를 분리하는 것은 모두 PCB 설계에서 실제로 지켜야 할 유의사항이다.

제시된 부품 가운데 극성을 고려하지 않아도 되는 것은 저항이다.

저항은 양쪽 리드 중 어느 쪽을 어느 방향으로 연결해도 회로 동작에 차이가 없는 무극성 소자이다.

• 전해콘덴서는 (+)·(−) 극성이 있어 거꾸로 연결하면 소자가 손상될 수 있다.
• 발광다이오드(LED)는 애노드·캐소드가 정해져 있어 순방향으로 연결해야 빛을 낸다.
• 트랜지스터는 이미터·베이스·컬렉터 단자가 정해져 있어 단자 방향을 지켜 연결해야 한다.

종이 도면(청사진)을 컴퓨터가 처리할 수 있는 데이터 파일로 만들려면 이미지를 읽어들이는 스캐너가 필요하다.

인쇄된 도면을 광학적으로 읽어 디지털 이미지 데이터로 변환하는 것이 스캐너의 기능이다.

• 마우스는 좌표 지시나 클릭 신호를 입력하는 장치로 도면 이미지를 읽어들이지 못한다.
• 프린터는 데이터를 종이로 인쇄하는 출력장치이다.
• 플로터도 도면을 종이에 그려내는 출력장치로 입력 기능은 없다.

4층 기판의 층 구성은 부품면·납땜면·전원면·접지면이며, '내부면'은 층의 명칭으로 사용되지 않는다.

4층 인쇄회로기판은 바깥쪽 두 면에 부품면과 납땜면을 두고 그 사이에 전원면과 접지면을 넣어, 전원 공급을 안정시키고 잡음을 줄이는 구조로 설계한다.

• 납땜면은 부품 리드를 납땜하는 바깥쪽 층으로 실제 사용된다.
• 전원면은 전원 배선을 담당하는 층으로 실제 사용된다.
• 접지면은 접지 배선을 담당하는 층으로 실제 사용된다.

세로 도선 위에 위가 넓은 삼각형이 얹힌 모양이므로 안테나 기호다.

그림은 위쪽 가로선에서 두 선이 아래로 모여 역삼각형을 이루고, 그 꼭짓점에서 한 가닥의 급전선이 아래로 내려오는 형태다. 전파를 보내고 받는 소자를 이렇게 나타낸다.

• 스위치는 고정 접점에서 떨어져 비스듬히 들린 가동 접점 선으로 그린다.
• 퓨즈는 두 단자 사이를 가느다란 가용선이 잇는 모양이다.
• 유도기(코일)는 도선이 여러 번 감긴 반원 또는 나선 모양으로 그린다.

능동 부품이 아닌 것은 저항이다.

능동 부품은 외부 전원을 받아 신호를 증폭하거나 정류·스위칭할 수 있는 부품을 말하며, 저항은 전력을 소비하면서 전류를 제한할 뿐이므로 수동 부품으로 분류한다.

• 다이오드는 한쪽 방향으로만 전류를 흘려 정류 작용을 하는 능동 부품이다.
• 트랜지스터와 집적회로는 증폭·스위칭 기능을 갖춘 대표적인 능동 부품이다.

척도 구분에 대한 설명 중 옳은 것은 배척이 실물보다 크게 그리는 척도라는 것이다.

실물과 같은 크기로 그리면 실척(현척), 실물보다 작게 그리면 축척이며, 도면과 실물의 치수가 비례하지 않을 때는 NS로 표기한다.

• 실척을 실물보다 작게 그리는 척도라고 한 설명은 축척의 정의와 뒤바뀐 내용이다.
• 축척을 치수가 비례하지 않을 때 쓴다고 한 설명은 NS의 설명과 뒤바뀐 내용이다.
• NS를 실물과 같은 크기로 그리는 척도라고 한 설명은 실척의 설명과 뒤바뀐 내용이다.

DRC(설계 규칙 검사)는 배선 간격이나 배선 오류 등 물리적 설계 규칙을 검사하는 기능이므로, 부품 용량 값 자체의 정확성을 검사하는 기능은 DRC의 범위에 속하지 않는다.

부품의 저항값이나 용량값이 회로 설계 의도와 맞는지는 별도의 회로 검증 과정에서 확인해야 할 사항이다.

• 금지영역 침범 여부를 조사하는 것은 DRC의 대표적인 기능이다.
• 잘못된 배선을 찾아내는 것도 DRC의 기본 기능이다.
• 각 요소 간 최소 간격을 검사하는 것 역시 DRC의 핵심 기능이다.

대역 용융법은 막대 모양 재료를 국부적으로 녹여 불순물을 한쪽 끝으로 몰아내는 반도체 결정 정제 기술이어서, 인쇄회로기판 제조 공정에는 해당하지 않는다.

나머지는 기판에 배선 패턴을 형성할 때 실제로 쓰이는 방법이다.

• 사진 부식법은 감광막에 패턴을 전사한 뒤 부식시켜 배선을 남기는 방법이다.
• 실크 스크린법은 망사판에 패턴을 만들어 잉크를 밀어 내려 인쇄하는 방법이다.
• 오프셋 인쇄법은 패턴을 중간 롤러에 옮겼다가 기판에 눌러 찍는 방법이다.

부품 사이의 결선 정보와 부품번호·핀 번호를 담고 있어 배선 패턴 설계(Artwork)의 기초 자료가 되는 데이터는 네트리스트(Netlist)이다.

네트리스트는 회로도(스케메틱) 작성 단계에서 생성되며, 어떤 부품의 어느 핀과 어느 핀이 서로 이어져야 하는지를 정의한다.

• CAM 데이터는 완성된 배선 패턴을 제조 공정 장비가 쓸 수 있도록 가공한 데이터이다.
• Silk 데이터는 부품 실장 위치와 부품 기호·문자를 기판 표면에 인쇄하기 위한 실크스크린 정보이다.
• 거버 데이터(Gerber Data)는 완성된 아트워크를 기판 제작 장비가 읽을 수 있도록 내보낸 도형 데이터이다.

발열 부품을 한 곳에 집중 배치하면 그 부위에 열이 겹쳐 온도가 더 올라가므로, 인쇄회로기판의 발열 대책으로 옳지 않다. 발열 부품은 기판 전체에 분산 배치하여 국소 과열을 피하는 것이 원칙이다.

나머지는 모두 타당한 발열 대책에 해당한다.

• 부품의 내열 온도는 85℃ 이하에서 쓰는 것이 바람직하다는 것은 일반적인 설계 기준이다.
• 공기 유입 쪽에 열에 약한 부품을, 출구 쪽에 열에 강한 부품을 두면 찬 공기가 약한 부품을 먼저 식혀 준다.
• 부품을 기판에 밀착해 배치할 때에는 납땜 열이 주변에 미치는 영향이 작아지도록 실장 면적을 잡아야 한다.

제도기구를 쓰지 않고 프리핸드로 그린 도면은 스케치도(sketch drawing)라고 한다.

스케치도는 실물이나 구상을 보면서 형상과 치수를 자유롭게 기록해 두는 도면으로, 뒤에 정식 도면을 작성하기 위한 밑그림 역할을 한다.

• 복사도는 원도를 복사기 등으로 복제한 도면이다.
• 원도는 제도기구를 사용해 처음 작성한 원본 도면이다.
• 트레이스도는 원도 위에 트레이싱지를 겹쳐 그대로 베껴 그린 도면이다.

스케메틱(회로도)에서 새 부품을 만들 때에는 부품의 외형, 곧 실제 패키지의 크기·형상까지 정의할 필요는 없다.

회로도 심벌은 연결 관계를 나타내는 기호이므로, 실제 외형은 PCB 레이아웃 단계에서 풋프린트(footprint)로 따로 정의한다.

• 부품의 이름은 라이브러리에서 심벌을 불러 쓰기 위해 반드시 지정해야 한다.
• 부품의 핀 이름은 각 핀이 어떤 신호인지 정해 주고 네트리스트로 이어지므로 빠뜨릴 수 없다.
• 부품의 참조기호는 R·C·U처럼 회로도에서 부품을 구별하는 기호로, 심벌을 만들 때 미리 정해 둔다.

schematic 파일은 회로도 자체를 담은 설계 데이터이므로, 아트워크를 끝낸 뒤 기판 제작 공정에 넘기는 출력 파일에는 해당하지 않는다.

나머지는 모두 기판 제작·가공 단계에서 쓰이는 출력 파일이다.

• gerber 파일은 배선 패턴·솔더마스크 등 각 층의 도형 정보를 담아 기판 제작 장비가 직접 읽는 표준 출력 파일이다.
• HPGL 파일은 플로터로 도면을 출력할 때 쓰는 벡터 형식이다.
• DXF 파일은 다른 CAD 프로그램과 도면 데이터를 주고받을 때 쓰는 교환 형식이다.

CAE는 Computer Aided Engineering(컴퓨터 지원 공학, 설계 해석)의 약자이므로, Computer Aided Epoxy 라는 풀이는 틀렸다.

• CAM은 Computer Aided Manufacturing(컴퓨터 지원 생산)으로 옳은 풀이이다.
• CAD는 Computer Aided Design(컴퓨터 지원 설계)으로 옳은 풀이이다.
• DRC는 Design Rule Check(설계 규칙 검사)로 옳은 풀이이다.

CAE는 설계한 회로나 구조물을 컴퓨터로 해석·검증하는 단계를 가리키며, 에폭시 같은 재료 이름과는 관계가 없다.

형명 2SA562B에서 세 번째 항의 문자 A는 PNP형 고주파용 소자임을 뜻한다.

그림의 형명은 앞에서부터 2(유효 전극 수에서 1을 뺀 값, 곧 PN 접합이 2개인 3단자 트랜지스터), S(반도체 Semiconductor), A(극성과 용도 구분), 562(등록 순서 번호), B(개량 기호) 순으로 읽는다.

세 번째 항의 문자는 A는 PNP 고주파, B는 PNP 저주파, C는 NPN 고주파, D는 NPN 저주파로 구분하므로, A가 붙은 이 소자는 PNP형이면서 고주파용이다.

배선 밀도가 높거나 차폐가 필요한 경우에는 여러 층을 쌓아 만든 다층면 PCB를 사용한다.

다층면 PCB는 여러 층의 도체 패턴을 적층해 접지·전원층을 별도로 두거나 배선을 층별로 분산할 수 있어 고밀도 배선과 전자기 차폐에 유리하다.

• 단면 PCB는 한 쪽 면에만 배선 패턴이 있어 배선 밀도가 낮다.
• 양면 PCB는 양쪽 면을 사용하지만 다층 구조만큼의 밀도·차폐 효과는 얻기 어렵다.

노이즈 대책용 콘덴서는 고주파 노이즈를 효과적으로 제거하기 위해 높은 내압, 큰 절연저항, 우수한 주파수 특성, 높은 자기공진 주파수를 필요로 한다. 반면 보기 1의 내압이 낮을 것은 노이즈 제거 성능과 무관할 뿐 아니라 오히려 회로 안정성을 해치므로 구비 조건으로서 부적절하다. 보기 2는 누설 전류를 최소화하고, 보기 3은 넓은 주파수 범위의 노이즈를 처리하며, 보기 4는 목표 주파수 대역에서 임피던스를 낮게 유지하는 데 필수적이다.

5색 고정저항에서 옳은 설명은 첫 번째 색이 유효숫자를 나타낸다는 것이다.

5색 띠 저항은 앞의 세 색이 각각 유효숫자, 네 번째 색이 10의 배수(곱수), 다섯 번째 색이 허용오차를 나타낸다.

• 세 번째 색은 곱수가 아니라 세 번째 유효숫자를 나타낸다.
• 네 번째 색은 허용오차가 아니라 10의 배수(곱수)를 나타낸다.
• 다섯 번째 색은 정격전력이 아니라 허용오차를 나타낸다.

PCB에서 부품 리드가 삽입되는 홀 주위에 얇게 입혀지는 구리 판막은 패드(PAD)라고 부른다.

패드는 리드와 배선을 전기적으로 접속시키고 납땜이 이루어지는 자리가 되므로, 부품이 실장되는 홀 둘레에는 반드시 만들어 준다.

• 배선 자체를 가리키는 명칭은 트랙(TRACK)이라 홀 주변 판막과는 다른 개념이다.
• 층 사이를 전기적으로 잇는 관통 구멍은 비아(VIA)로, 부품 리드 삽입용 구조가 아니다.
• 넓은 구리 면을 채워 그라운드나 전원면으로 쓰는 것은 폴리곤(동박 채움)이며 목적이 다르다.

PCB에서 고주파 부품과 노이즈 대책으로는 표면 실장형 부품(SMD)을 사용하는 것이 옳다.

SMD는 리드가 짧거나 없어 배선 길이와 부유 인덕턴스·용량이 줄어들므로 고주파 특성이 개선되고 노이즈 발생이 억제된다.

• 부품을 세워 사용하면 리드 길이가 길어져 오히려 노이즈에 취약해진다.
• 고주파 부품을 일반 회로와 혼합 배치하면 상호 간섭이 커지므로 분리 설계가 필요하다.
• 아날로그와 디지털 회로의 어스 라인을 통합하면 디지털 노이즈가 아날로그부로 유입되므로 분리해야 한다.

CAD의 회로 검사 항목으로 보기 힘든 것은 신호선의 길이다.

전자회로 검사(ERC)는 회로의 오배선, 입·출력 신호의 접속관계, 전원의 극성처럼 전기적으로 옳게 연결되었는지를 확인하는 데 초점을 둔다.

신호선의 길이는 배선 지연이나 패턴 폭과 관련된 기판 설계(레이아웃) 단계의 검토 대상이지, 회로 자체의 전기적 검사 항목은 아니다.

전자 제도(CAD)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은 C언어에 능숙한 기술인만이 사용하기에 적합하다는 부분이다.

CAD는 프로그램의 조작법만 익히면 누구나 쓸 수 있는 설계 도구이며, 그 프로그램이 어떤 언어로 개발되었는지는 사용 자격과 무관하다.

• 자와 연필 대신 컴퓨터와 프로그램으로 설계하는 것이라는 설명은 CAD의 정의 그대로이다.
• 건축·기계·전자·토목·인테리어 등 광범위한 분야에서 활용된다는 설명도 맞다.
• 다품종 소량 생산 체제에 유연하게 대처하고 공장 자동화에서 중요성이 커진다는 설명 역시 타당하다.

다이오드 모양에 게이트 단자가 하나 더 나온 3단자 기호이므로 SCR이다.

그림에서 위쪽 단자에서 내려온 선이 아래를 향한 채워진 삼각형(애노드)에 닿고, 그 꼭짓점의 가로 막대(캐소드)가 아래쪽 단자로 이어져 다이오드와 같은 방향성을 갖는다. 여기에 왼쪽 단자에서 비스듬히 올라와 캐소드 쪽 막대에 붙는 게이트 선이 더해져 있다.

SCR은 애노드가 (+)인 상태에서 게이트에 트리거 신호가 들어오면 도통하고, 한 번 켜지면 게이트로는 끄지 못해 전력 제어·위상 제어에 쓰인다.

• Triac은 삼각형 두 개를 서로 반대로 맞대어 그려 교류 양방향으로 도통함을 나타낸다.
• UJT는 막대형 베이스의 양 끝이 B1·B2이고 이미터 화살표가 비스듬히 닿는 형태다.
• FET는 게이트가 채널선과 나란히 마주 보는 기호로, 다이오드의 삼각형·막대가 없다.

극성을 가지며 대용량 전원 공급에 사용되는 소자는 전해 콘덴서이다.

전해 콘덴서는 얇은 산화막을 유전체로 사용해 작은 부피로도 큰 정전용량을 얻을 수 있어 전원 평활 회로에 널리 쓰인다.

• 저항은 극성이 없고 에너지를 저장하는 소자가 아니다.
• 브리지 다이오드는 정류에 사용되는 소자로 대용량 전원을 축적하는 용도가 아니다.
• 세라믹 콘덴서는 무극성이며 대용량보다는 고주파 특성 개선에 주로 사용된다.

PCB 설계에 관한 모든 정보를 담아 제조 단계로 넘기는 표준 파일은 거버(Gerber) 파일이다.

거버 파일은 배선·패드·솔더마스크 같은 층별 도형을 아퍼처 정의와 좌표 명령으로 기록해 PCB 제조 장비가 그대로 읽어 기판을 가공할 수 있게 한다.

• Print 파일은 화면이나 문서를 출력하기 위한 파일일 뿐 제조 정보를 담지 않는다.
• BOM 데이터는 부품 목록과 수량을 정리한 자료로 배선·형상 정보는 포함하지 않는다.
• Report 파일은 검증 결과나 통계를 요약한 보고서로 제조용 데이터가 아니다.

KS 전자제도 통칙은 규격에 정해진 기호와 표기법을 따르도록 하지만, 규격이 다루지 않는 사항까지 포함해 도면을 반드시 정해진 규격대로만 그려야 한다고 못박지는 않으므로 이 설명이 옳지 않다.

통칙은 표준화를 지향하되 대상 기기와 용도에 따라 융통성 있게 적용하도록 큰 틀을 정해 둔 기준이다.

• 전자기기나 제품의 제도에 특수한 방법이나 기호를 사용한다는 설명은 통칙의 취지와 맞다.
• 기하학적 도법에 기초를 두면서도 기기 구조의 표시 방법은 기계제도와 다르다는 설명도 옳다.
• 기기의 모양·치수나 시설의 배치, 회로의 결선을 도면으로 정확하게 표시해야 한다는 설명 역시 타당하다.