9급 국가직 전자공학개론 기출문제 전 회차를 한 권으로 — PDF 전자책(문제집·정답해설집)

11년 1회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

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9급 국가직 전자공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

11년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

PLL(위상동기루프) 주파수 합성기의 기본 구성 요소로서 옳지 않은 것은?

1전압제어발진기

2위상검출기

3주파수변별기

4저역통과필터

정답 및 해설

주파수변별기는 FM 복조에 쓰이는 회로로, PLL 주파수 합성기의 기본 구성 요소가 아니다.

PLL은 기준 신호와 귀환 신호의 위상 차를 검출해 VCO 주파수를 맞추는 폐루프이며, 주파수 합성기는 귀환 경로에 분주기를 넣어 원하는 주파수를 만든다.

전압제어발진기(VCO): 제어 전압에 따라 출력 주파수를 바꾼다.
위상검출기: 두 신호의 위상 차에 비례하는 오차 신호를 낸다.
저역통과필터: 오차 신호의 고주파 성분을 제거해 VCO 제어 전압을 만든다.

문제 2

다음의 로직함수 F와 동일한 것은?

F=\overline{A}B\overline{C}+ABC+\overline{A}BC+A\overline{B}C

3AB+AC

정답 및 해설

F와 같은 식은 $\overline{A}B+AC$ 이다.

첫째·셋째 항을 묶으면 $\overline{A}B(\overline{C}+C)=\overline{A}B$ 이다.

둘째·넷째 항을 묶으면 $AC(B+\overline{B})=AC$ 이다. 따라서 $F=\overline{A}B+AC$ 이다.

문제 3

어떤 단상 회로에 220 Vrms 전압이 걸릴 때 10 Arms의 전류가 흐르고, 전류가 전압보다 60°의 위상이 뒤진다고 할 때 회로에서 소비되는 전력으로 옳은 것은?

12,200W

21,600W

31,100W

4800W

정답 및 해설

소비전력은 1,100 W이다.

유효전력: $P=V_{rms}I_{rms}\cos\theta$

대입: $P=220\times10\times\cos60^\circ=2200\times0.5=1100\,\mathrm{W}$

2,200 W는 피상전력(VA)이며 역률을 곱해야 소비전력이 된다.

문제 4

플립플롭과 래치의 차이점에 대한 설명으로 옳은 것은?

1플립플롭은 입력이 0일 때, 래치는 입력이 1일 때 토글된다.

2플립플롭은 클락에 동기되나, 래치는 클락에 동기 되지 않는다.

3플립플롭은 negative edge, 래치는 positive edge에서 동작이 일어난다.

4플립플롭은 에지트리거 동작을 하고, 래치는 레벨트리거 동작을 한다.

정답 및 해설

플립플롭은 클록의 에지에서만 상태가 바뀌고, 래치는 제어 신호가 활성 레벨인 동안 입력을 따라간다.

둘의 본질적 차이는 트리거 방식이다. 래치도 인에이블(게이트) 신호에 동기되는 형태가 있으므로 동기 여부로 구분하는 것은 정확하지 않다.

입력이 0 또는 1일 때 토글된다는 구분은 근거가 없다(토글은 T·JK 동작의 문제이다).
플립플롭은 상승·하강 에지 어느 쪽으로도 설계할 수 있고, 래치는 에지가 아니라 레벨에서 동작한다.

문제 5

일반적인 선형 정전압 조정기와 비교했을 때, 스위칭 정전압조정기의 장점이 아닌 것은?

1효율이 높다.

2잡음이 적다.

3작은 변압기를 사용할 수 있다.

4낮은 전압에서 큰 부하전류를 공급할 수 있다.

정답 및 해설

스위칭 정전압 조정기는 고속 스위칭 때문에 잡음(리플·EMI)이 많은 것이 단점이므로, 잡음이 적다는 것은 장점이 아니다.

스위칭 방식은 트랜지스터를 완전 ON/OFF로 동작시켜 손실을 줄이는 대신, 스위칭 주파수 성분의 리플과 전자파 간섭이 생긴다. 잡음이 적은 것은 선형 조정기의 장점이다.

트랜지스터의 전력 손실이 작아 효율이 높다.
높은 스위칭 주파수 덕분에 변압기·인덕터를 작게 할 수 있다.
저전압에서도 큰 부하 전류를 효율적으로 공급할 수 있다.

문제 6

다음 그림과 같이 이상적인 연산증폭기를 이용한 회로에서 출력 전압 V₀로서 옳은 것은?

112 V

2－12 V

318 V

4－18 V

정답 및 해설

출력 전압은 −18 V이다.

입력 측을 테브난 등가로 바꾸면 $V_{th}=11\times\dfrac{6}{2+6}=8.25\,\mathrm{V}$ , $R_{th}=2\parallel6=1.5\,\mathrm{k\Omega}$ 이다.

반전 증폭기의 입력 저항은 $1.5+4=5.5\,\mathrm{k\Omega}$ 이므로
$V_0=-\dfrac{12}{5.5}\times8.25=-18\,\mathrm{V}$

문제 7

다음 회로의 입력 V₁과 V₂가 그림과 같이 동일한 경우 출력 파형으로 옳은 것은?

정답 및 해설

출력은 입력이 +1 V일 때 0 V, −1 V일 때 −2 V인 구형파이다.

첫 연산증폭기는 반전 가산기로 $-(V_1+V_2)=-2V$ 를 낸다. 아래 경로는 다이오드와 전압 폴로어로 $\mathrm{V}_{2}$ 의 양의 부분만 통과시킨다.

마지막 반전 가산기는 R과 R/2 입력이므로 $V_0=-\left(A_1+2V_{buf}\right)$ 이다.

입력 +1 V: $V_0=-(-2+2\times1)=0$
입력 −1 V: $V_0=-(2+0)=-2\,\mathrm{V}$

문제 8

진성 실리콘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1진성 실리콘이 열에너지를 얻으면 일부 가전자는 자유전자가 된다.

2진성 실리콘에는 4개의 가전자가 있다.

3진성 실리콘에서 온도 상승에 의해 생성된 전자와 정공의 수는 같다.

4진성 실리콘에 안티몬을 넣으면 전기 전도성이 감소한다.

정답 및 해설

안티몬(Sb)은 5가 도너 불순물이므로 넣으면 자유전자가 늘어 전기 전도성이 증가한다. 감소한다는 설명이 옳지 않다.

진성 실리콘에 5가 원소를 첨가하면 n형 반도체가 되어 캐리어 농도가 크게 늘어난다.

열에너지를 얻으면 일부 가전자가 공유결합을 끊고 자유전자가 된다.
실리콘은 4족 원소로 가전자가 4개이다.
진성 반도체에서는 열적으로 생성된 전자와 정공이 쌍으로 생기므로 수가 같다.

문제 9

다음 회로에서 각 노드의 전압이 그림과 같이 측정되었다면 트랜지스터의 전류이득 값으로 옳은 것은?

199

289

3109

479

정답 및 해설

전류이득은 99이다.

베이스는 30 kΩ으로만 컬렉터 노드에 연결되어 있으므로 베이스 전류는 $I_B=\dfrac{6.3-3.3}{30\,\mathrm{k}}=0.1\,\mathrm{mA}$ 이다.

330 Ω에 흐르는 전류 $\dfrac{3.3}{330}=10\,\mathrm{mA}$ 는 컬렉터 전류와 베이스 전류의 합이므로 $I_C=10-0.1=9.9\,\mathrm{mA}$ 이다.

$\beta=\dfrac{9.9}{0.1}=99$

문제 10

아래 회로의 기능을 가장 잘 표현한 것은?

1첨두값을 검출하는 회로

2입력 전압을 추종하는 회로

3교류를 직류로 만드는 회로

4두 개의 안정한 상태를 갖는 회로

정답 및 해설

이 회로는 두 개의 안정한 상태를 갖는 회로(슈미트 트리거)이다.

출력이 $\mathrm{R}_{1}$ · $\mathrm{R}_{2}$ 분압을 거쳐 비반전 단자로 돌아가는 정귀환 구조이므로, 출력은 양·음 포화(제너로 제한된 값) 중 하나에 머문다.

첨두값 검출: 입력의 최댓값을 저장할 커패시터가 없고, 출력은 두 포화값 중 하나뿐이다.
전압 추종: 부귀환이 아닌 정귀환이므로 출력이 입력을 따라가지 않고 문턱을 넘을 때만 상태가 바뀐다.
교류를 직류로 바꾸는 정류 소자(정류 다이오드·평활 C)가 없다.

문제 11

어떤 이진 시스템이 640 × 480 해상도 화면을 디스플레이하기 위하여 1024개의 색상 중 어느 하나를 갖는 그림(picture) 데이터를 초당 10개씩 전송한다면, 이 시스템에 요구되는 비트율(bit rate)에 가장 근사한 값은?

13,145.7Mbps

2314.5Mbps

33.07Mbps

430.72Mbps

정답 및 해설

요구되는 비트율은 약 30.72 Mbps이다.

1024가지 색상은 $2^{10}=1024$ 이므로 화소당 10비트가 필요하다.

$640\times480\times10\times10=30{,}720{,}000\,\mathrm{bps}\approx30.72\,\mathrm{Mbps}$

문제 12

광섬유 케이블을 사용한 통신 시스템의 특징을 구리 동축케이블을 사용한 통신 시스템과 비교하여 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

1전송매체의 대역폭이 크므로 데이터 전송율이 높다.

2케이블의 지름이 작고 탭을 내기가 좋아 다루기 편리하다.

3외부의 전자기장에 영향을 받지 않아 간섭에 둔감하다.

4리피터의 설치 수가 상대적으로 적어 리피터 설치 비용이 절감되고, 에러원이 감소된다.

정답 및 해설

광섬유는 지름이 작지만 탭(분기)을 내기가 어렵고 접속에 정밀한 장비가 필요하므로, 탭을 내기 좋아 다루기 편리하다는 설명이 옳지 않다.

광섬유의 분기·접속은 융착 접속이나 광 커플러가 필요해 동축케이블보다 시공이 까다롭다.

대역폭이 매우 넓어 데이터 전송률이 높다.
빛으로 전송하므로 외부 전자기장의 간섭을 받지 않는다.
손실이 작아 리피터 간격을 길게 할 수 있어 리피터 수와 비용이 줄어든다.

문제 13

다음 회로의 V_o-V_i 특성곡선으로 옳은 것은? (단, 다이오드의 문턱전압은 0 [V]이다)

정답 및 해설

특성은 $\mathrm{V}_{i}$ < 5 V에서 $\mathrm{V}_{o}$ = 5 V, $\mathrm{V}_{i}$ > 5 V에서 기울기 −1로 감소하는 곡선이다.

비반전 단자는 10 V를 R·R로 나눈 $5\,\mathrm{V}$ 이고, 가상단락으로 반전 단자도 5 V이다. 다이오드가 꺼져 있으면 $V_o=2\times5-V_i=10-V_i$ 이다.

다이오드는 출력 쪽이 애노드이므로 $V_o\gt5$ , 즉 $V_i\lt5$ 이면 도통해 귀환 경로를 단락시키고 $V_o=5\,\mathrm{V}$ 로 고정된다.

문제 14

MOS 트랜지스터에서 Gate와 Source간의 전압차(V_GS), 온도 등 모든 조건을 일정하게 유지하고 트랜지스터의 채널 length만 2배 크게 하였을 때, 트랜지스터에 흐르는 전류 절대량 |I_DS|의 변화 로서 옳은 것은? (단, channel length modulation 효과는 무시하며, MOS 트랜지스터는 차단영역에 있지 않다고 가정한다)

1P형 MOS는 증가하고, N형 MOS도 증가한다.

2P형 MOS는 감소하고, N형 MOS도 감소한다.

3P형 MOS는 감소하고, N형 MOS는 증가한다.

4변하지 않는다.

정답 및 해설

채널 길이만 2배로 하면 P형·N형 MOS 모두 전류가 감소한다.

MOSFET 드레인 전류는 선형·포화 영역 모두 $\dfrac{W}{L}$ 에 비례한다. 예: 포화 영역 $I_D=\dfrac{1}{2}\mu C_{ox}\dfrac{W}{L}(V_{GS}-V_{th})^2$

다른 조건이 같으면 L이 2배일 때 전류는 절반이 되며, 이는 캐리어 종류(전자·정공)와 관계없이 같다.

문제 15

공핍영역의 두께가 역방향 바이어스 전압에 의해 변하는 특성을 이용하여 전자동조회로에 사용되는 다이오드는?

1터널 다이오드

2제너 다이오드

3버랙터 다이오드

4발광 다이오드

정답 및 해설

역방향 전압으로 공핍층 두께를 바꿔 정전용량을 가변하는 다이오드는 버랙터 다이오드이다.

역방향 전압이 클수록 공핍층이 넓어져 접합 용량이 작아지므로, 전압으로 공진 주파수를 바꾸는 전자 동조 회로에 쓰인다.

터널 다이오드: 고농도 도핑으로 생기는 부성 저항을 이용한다.
제너 다이오드: 역방향 항복 전압을 정전압에 이용한다.
발광 다이오드: 순방향 재결합 시 빛을 방출한다.

문제 16

다음 그림은 OP 앰프를 이용한 연산회로이다. 주어진 입력신호에 대응되는 정상상태의 출력신호로서 가장 적합한 것은? (단, C_f의 초기전압은 0 [V]이다)

1①

2②

3③

4④

정답 및 해설

출력은 0에서 시작해 입력이 양일 때 일정한 기울기로 감소하고, 음일 때 다시 0까지 증가하는 음(−) 쪽 삼각파이다.

이 회로는 $\mathrm{R}_{1}$ - $\mathrm{C}_{f}$ 의 반전 적분기이며 $\mathrm{R}_{f}$ 는 직류 이득을 제한해 출력 포화를 막는 역할이다. $v_o=-\dfrac{1}{R_1C_f}\int v_i\,dt$

지수 곡선 파형: 적분기는 일정 입력 구간에서 직선 경사가 되어야 한다.
구형파 파형: 입력을 그대로 증폭한 모양으로 적분 동작이 아니다.
양(+) 쪽 삼각파: 반전 적분기이므로 양 입력에서 출력이 증가하지 않는다.

문제 17

다음 회로에서 연산증폭기가 이상적이라고 가정할 때 V_o값으로 옳은 것은?

1V_o=V_i

정답 및 해설

출력은 $V_o=V_i$ 이다.

비반전 단자가 $\mathrm{V}_{i}$ 에 직접 연결되어 있고 가상단락으로 반전 단자 전압도 $\mathrm{V}_{i}$ 이다.

$\mathrm{R}_{1}$ 양단이 모두 $\mathrm{V}_{i}$ 이므로 $\mathrm{R}_{1}$ 에 전류가 흐르지 않고, 연산증폭기 입력 전류도 0이므로 $\mathrm{R}_{2}$ 에도 전류가 없다. 따라서 출력은 반전 단자 전압과 같은 $\mathrm{V}_{i}$ 이다.

문제 18

다음 왼쪽 회로를 오른쪽과 같이 표현하였을 때 이를 이용하여 반가산기의 합(sum) 비트를 구현한 회로로 옳은 것은?

정답 및 해설

A·B를 각각 반전해 상대 입력과 NAND한 두 결과를 다시 NAND한 회로가 반가산기의 합(XOR)이다.

왼쪽 회로는 다중 이미터 입력 트랜지스터와 반전 트랜지스터로 된 NAND 게이트이다. 해당 회로는 $\overline{\overline{\overline{A}B}\cdot\overline{A\overline{B}}}=\overline{A}B+A\overline{B}=A\oplus B$ 이다.

$\overline{AB}$ 와 $\overline{\overline{A}\cdot\overline{B}}$ 를 NAND한 회로: XNOR이 된다.
$\overline{AB}$ 와 $\overline{\overline{A}B}$ 를 NAND한 회로: $AB+\overline{A}B=B$ 이다.
$\overline{\overline{A}B}$ 와 $\overline{A}$ 를 NAND한 회로: $\overline{A}B+A=A+B$ 이다.

문제 19

다음 카르노맵을 간략화하여 나타낸 부울방정식 중 옳지 않은 것은?

AB＼CD	00	01	10
00	1	1	1
01	1	1	1
11	1	1	0
10	1	1	1

정답 및 해설

옳지 않은 식은 $Y=\overline{C}+\overline{A}\,\overline{D}+C\overline{D}$ 이다.

맵에서 CD = 00·01 두 열 전체가 1이므로 $\overline{C}$ , CD = 10 열은 AB = 11 칸만 0이다. CD' 항은 ABCD' 칸(0)까지 포함하므로 틀리다.

$\overline{C}+\overline{A}C\overline{D}+A\overline{B}\,\overline{D}$ : CD = 10 열의 00·01·10 행을 정확히 덮는다.
$\overline{C}+\overline{A}C\overline{D}+A\overline{B}C\overline{D}$ : 같은 칸을 덮는 옳은 식이다.
$\overline{C}+\overline{A}\,\overline{D}+\overline{B}C\overline{D}$ : 역시 같은 칸만 덮어 옳다.

문제 20

다음 주파수 영역 전달함수의 임펄스응답 h(t)로서 옳은 것은?

H_s=\dfrac{100s(s+3)}{10s^2+150s+500}

정답 및 해설

임펄스응답은 $h(t)=10\delta(t)+10(2e^{-5t}-14e^{-10t})u(t)$ 이다.

분자·분모를 10으로 나누면 $H=10\cdot\dfrac{s^2+3s}{s^2+15s+50}=10\left[1+\dfrac{-12s-50}{(s+5)(s+10)}\right]$ 이다.

부분분수: $\dfrac{-12s-50}{(s+5)(s+10)}=\dfrac{2}{s+5}-\dfrac{14}{s+10}$ (s = −5에서 $\dfrac{10}{5}=2$ , s = −10에서 $\dfrac{70}{-5}=-14$ )

역변환하면 상수항은 $10\delta(t)$ , 나머지는 $10(2e^{-5t}-14e^{-10t})u(t)$ 이다.

9급 국가직 전자공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

11년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

PLL(위상동기루프) 주파수 합성기의 기본 구성 요소로서 옳지 않은 것은?

1전압제어발진기

2위상검출기

3주파수변별기

4저역통과필터

정답 및 해설

주파수변별기는 FM 복조에 쓰이는 회로로, PLL 주파수 합성기의 기본 구성 요소가 아니다.

전압제어발진기(VCO): 제어 전압에 따라 출력 주파수를 바꾼다.
위상검출기: 두 신호의 위상 차에 비례하는 오차 신호를 낸다.
저역통과필터: 오차 신호의 고주파 성분을 제거해 VCO 제어 전압을 만든다.

문제 2

다음의 로직함수 F와 동일한 것은?

F=\overline{A}B\overline{C}+ABC+\overline{A}BC+A\overline{B}C

3AB+AC

정답 및 해설

F와 같은 식은 $\overline{A}B+AC$ 이다.

첫째·셋째 항을 묶으면 $\overline{A}B(\overline{C}+C)=\overline{A}B$ 이다.

둘째·넷째 항을 묶으면 $AC(B+\overline{B})=AC$ 이다. 따라서 $F=\overline{A}B+AC$ 이다.

문제 3

12,200W

21,600W

31,100W

4800W

정답 및 해설

소비전력은 1,100 W이다.

유효전력: $P=V_{rms}I_{rms}\cos\theta$

대입: $P=220\times10\times\cos60^\circ=2200\times0.5=1100\,\mathrm{W}$

2,200 W는 피상전력(VA)이며 역률을 곱해야 소비전력이 된다.

문제 4

플립플롭과 래치의 차이점에 대한 설명으로 옳은 것은?

1플립플롭은 입력이 0일 때, 래치는 입력이 1일 때 토글된다.

2플립플롭은 클락에 동기되나, 래치는 클락에 동기 되지 않는다.

3플립플롭은 negative edge, 래치는 positive edge에서 동작이 일어난다.

4플립플롭은 에지트리거 동작을 하고, 래치는 레벨트리거 동작을 한다.

정답 및 해설

플립플롭은 클록의 에지에서만 상태가 바뀌고, 래치는 제어 신호가 활성 레벨인 동안 입력을 따라간다.

둘의 본질적 차이는 트리거 방식이다. 래치도 인에이블(게이트) 신호에 동기되는 형태가 있으므로 동기 여부로 구분하는 것은 정확하지 않다.

입력이 0 또는 1일 때 토글된다는 구분은 근거가 없다(토글은 T·JK 동작의 문제이다).
플립플롭은 상승·하강 에지 어느 쪽으로도 설계할 수 있고, 래치는 에지가 아니라 레벨에서 동작한다.

문제 5

일반적인 선형 정전압 조정기와 비교했을 때, 스위칭 정전압조정기의 장점이 아닌 것은?

1효율이 높다.

2잡음이 적다.

3작은 변압기를 사용할 수 있다.

4낮은 전압에서 큰 부하전류를 공급할 수 있다.

정답 및 해설

스위칭 정전압 조정기는 고속 스위칭 때문에 잡음(리플·EMI)이 많은 것이 단점이므로, 잡음이 적다는 것은 장점이 아니다.

트랜지스터의 전력 손실이 작아 효율이 높다.
높은 스위칭 주파수 덕분에 변압기·인덕터를 작게 할 수 있다.
저전압에서도 큰 부하 전류를 효율적으로 공급할 수 있다.

문제 6

다음 그림과 같이 이상적인 연산증폭기를 이용한 회로에서 출력 전압 V₀로서 옳은 것은?

112 V

2－12 V

318 V

4－18 V

정답 및 해설

출력 전압은 −18 V이다.

입력 측을 테브난 등가로 바꾸면 $V_{th}=11\times\dfrac{6}{2+6}=8.25\,\mathrm{V}$ , $R_{th}=2\parallel6=1.5\,\mathrm{k\Omega}$ 이다.

반전 증폭기의 입력 저항은 $1.5+4=5.5\,\mathrm{k\Omega}$ 이므로
$V_0=-\dfrac{12}{5.5}\times8.25=-18\,\mathrm{V}$

문제 7

다음 회로의 입력 V₁과 V₂가 그림과 같이 동일한 경우 출력 파형으로 옳은 것은?

정답 및 해설

출력은 입력이 +1 V일 때 0 V, −1 V일 때 −2 V인 구형파이다.

첫 연산증폭기는 반전 가산기로 $-(V_1+V_2)=-2V$ 를 낸다. 아래 경로는 다이오드와 전압 폴로어로 $\mathrm{V}_{2}$ 의 양의 부분만 통과시킨다.

마지막 반전 가산기는 R과 R/2 입력이므로 $V_0=-\left(A_1+2V_{buf}\right)$ 이다.

입력 +1 V: $V_0=-(-2+2\times1)=0$
입력 −1 V: $V_0=-(2+0)=-2\,\mathrm{V}$

문제 8

진성 실리콘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1진성 실리콘이 열에너지를 얻으면 일부 가전자는 자유전자가 된다.

2진성 실리콘에는 4개의 가전자가 있다.

3진성 실리콘에서 온도 상승에 의해 생성된 전자와 정공의 수는 같다.

4진성 실리콘에 안티몬을 넣으면 전기 전도성이 감소한다.

정답 및 해설

안티몬(Sb)은 5가 도너 불순물이므로 넣으면 자유전자가 늘어 전기 전도성이 증가한다. 감소한다는 설명이 옳지 않다.

진성 실리콘에 5가 원소를 첨가하면 n형 반도체가 되어 캐리어 농도가 크게 늘어난다.

열에너지를 얻으면 일부 가전자가 공유결합을 끊고 자유전자가 된다.
실리콘은 4족 원소로 가전자가 4개이다.
진성 반도체에서는 열적으로 생성된 전자와 정공이 쌍으로 생기므로 수가 같다.

문제 9

다음 회로에서 각 노드의 전압이 그림과 같이 측정되었다면 트랜지스터의 전류이득 값으로 옳은 것은?

199

289

3109

479

정답 및 해설

전류이득은 99이다.

베이스는 30 kΩ으로만 컬렉터 노드에 연결되어 있으므로 베이스 전류는 $I_B=\dfrac{6.3-3.3}{30\,\mathrm{k}}=0.1\,\mathrm{mA}$ 이다.

330 Ω에 흐르는 전류 $\dfrac{3.3}{330}=10\,\mathrm{mA}$ 는 컬렉터 전류와 베이스 전류의 합이므로 $I_C=10-0.1=9.9\,\mathrm{mA}$ 이다.

$\beta=\dfrac{9.9}{0.1}=99$

문제 10

아래 회로의 기능을 가장 잘 표현한 것은?

1첨두값을 검출하는 회로

2입력 전압을 추종하는 회로

3교류를 직류로 만드는 회로

4두 개의 안정한 상태를 갖는 회로

정답 및 해설

이 회로는 두 개의 안정한 상태를 갖는 회로(슈미트 트리거)이다.

첨두값 검출: 입력의 최댓값을 저장할 커패시터가 없고, 출력은 두 포화값 중 하나뿐이다.
전압 추종: 부귀환이 아닌 정귀환이므로 출력이 입력을 따라가지 않고 문턱을 넘을 때만 상태가 바뀐다.
교류를 직류로 바꾸는 정류 소자(정류 다이오드·평활 C)가 없다.

문제 11

13,145.7Mbps

2314.5Mbps

33.07Mbps

430.72Mbps

정답 및 해설

요구되는 비트율은 약 30.72 Mbps이다.

1024가지 색상은 $2^{10}=1024$ 이므로 화소당 10비트가 필요하다.

$640\times480\times10\times10=30{,}720{,}000\,\mathrm{bps}\approx30.72\,\mathrm{Mbps}$

문제 12

광섬유 케이블을 사용한 통신 시스템의 특징을 구리 동축케이블을 사용한 통신 시스템과 비교하여 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

1전송매체의 대역폭이 크므로 데이터 전송율이 높다.

2케이블의 지름이 작고 탭을 내기가 좋아 다루기 편리하다.

3외부의 전자기장에 영향을 받지 않아 간섭에 둔감하다.

4리피터의 설치 수가 상대적으로 적어 리피터 설치 비용이 절감되고, 에러원이 감소된다.

정답 및 해설

광섬유는 지름이 작지만 탭(분기)을 내기가 어렵고 접속에 정밀한 장비가 필요하므로, 탭을 내기 좋아 다루기 편리하다는 설명이 옳지 않다.

광섬유의 분기·접속은 융착 접속이나 광 커플러가 필요해 동축케이블보다 시공이 까다롭다.

대역폭이 매우 넓어 데이터 전송률이 높다.
빛으로 전송하므로 외부 전자기장의 간섭을 받지 않는다.
손실이 작아 리피터 간격을 길게 할 수 있어 리피터 수와 비용이 줄어든다.

문제 13

다음 회로의 V_o-V_i 특성곡선으로 옳은 것은? (단, 다이오드의 문턱전압은 0 [V]이다)

정답 및 해설

특성은 $\mathrm{V}_{i}$ < 5 V에서 $\mathrm{V}_{o}$ = 5 V, $\mathrm{V}_{i}$ > 5 V에서 기울기 −1로 감소하는 곡선이다.

비반전 단자는 10 V를 R·R로 나눈 $5\,\mathrm{V}$ 이고, 가상단락으로 반전 단자도 5 V이다. 다이오드가 꺼져 있으면 $V_o=2\times5-V_i=10-V_i$ 이다.

다이오드는 출력 쪽이 애노드이므로 $V_o\gt5$ , 즉 $V_i\lt5$ 이면 도통해 귀환 경로를 단락시키고 $V_o=5\,\mathrm{V}$ 로 고정된다.

문제 14

1P형 MOS는 증가하고, N형 MOS도 증가한다.

2P형 MOS는 감소하고, N형 MOS도 감소한다.

3P형 MOS는 감소하고, N형 MOS는 증가한다.

4변하지 않는다.

정답 및 해설

채널 길이만 2배로 하면 P형·N형 MOS 모두 전류가 감소한다.

MOSFET 드레인 전류는 선형·포화 영역 모두 $\dfrac{W}{L}$ 에 비례한다. 예: 포화 영역 $I_D=\dfrac{1}{2}\mu C_{ox}\dfrac{W}{L}(V_{GS}-V_{th})^2$

다른 조건이 같으면 L이 2배일 때 전류는 절반이 되며, 이는 캐리어 종류(전자·정공)와 관계없이 같다.

문제 15

공핍영역의 두께가 역방향 바이어스 전압에 의해 변하는 특성을 이용하여 전자동조회로에 사용되는 다이오드는?

1터널 다이오드

2제너 다이오드

3버랙터 다이오드

4발광 다이오드

정답 및 해설

역방향 전압으로 공핍층 두께를 바꿔 정전용량을 가변하는 다이오드는 버랙터 다이오드이다.

역방향 전압이 클수록 공핍층이 넓어져 접합 용량이 작아지므로, 전압으로 공진 주파수를 바꾸는 전자 동조 회로에 쓰인다.

터널 다이오드: 고농도 도핑으로 생기는 부성 저항을 이용한다.
제너 다이오드: 역방향 항복 전압을 정전압에 이용한다.
발광 다이오드: 순방향 재결합 시 빛을 방출한다.

문제 16

1①

2②

3③

4④

정답 및 해설

출력은 0에서 시작해 입력이 양일 때 일정한 기울기로 감소하고, 음일 때 다시 0까지 증가하는 음(−) 쪽 삼각파이다.

지수 곡선 파형: 적분기는 일정 입력 구간에서 직선 경사가 되어야 한다.
구형파 파형: 입력을 그대로 증폭한 모양으로 적분 동작이 아니다.
양(+) 쪽 삼각파: 반전 적분기이므로 양 입력에서 출력이 증가하지 않는다.

문제 17

다음 회로에서 연산증폭기가 이상적이라고 가정할 때 V_o값으로 옳은 것은?

1V_o=V_i

정답 및 해설

출력은 $V_o=V_i$ 이다.

비반전 단자가 $\mathrm{V}_{i}$ 에 직접 연결되어 있고 가상단락으로 반전 단자 전압도 $\mathrm{V}_{i}$ 이다.

문제 18

다음 왼쪽 회로를 오른쪽과 같이 표현하였을 때 이를 이용하여 반가산기의 합(sum) 비트를 구현한 회로로 옳은 것은?

정답 및 해설

A·B를 각각 반전해 상대 입력과 NAND한 두 결과를 다시 NAND한 회로가 반가산기의 합(XOR)이다.

$\overline{AB}$ 와 $\overline{\overline{A}\cdot\overline{B}}$ 를 NAND한 회로: XNOR이 된다.
$\overline{AB}$ 와 $\overline{\overline{A}B}$ 를 NAND한 회로: $AB+\overline{A}B=B$ 이다.
$\overline{\overline{A}B}$ 와 $\overline{A}$ 를 NAND한 회로: $\overline{A}B+A=A+B$ 이다.

문제 19

다음 카르노맵을 간략화하여 나타낸 부울방정식 중 옳지 않은 것은?

AB＼CD	00	01	10
00	1	1	1
01	1	1	1
11	1	1	0
10	1	1	1

정답 및 해설

옳지 않은 식은 $Y=\overline{C}+\overline{A}\,\overline{D}+C\overline{D}$ 이다.

맵에서 CD = 00·01 두 열 전체가 1이므로 $\overline{C}$ , CD = 10 열은 AB = 11 칸만 0이다. CD' 항은 ABCD' 칸(0)까지 포함하므로 틀리다.

$\overline{C}+\overline{A}C\overline{D}+A\overline{B}\,\overline{D}$ : CD = 10 열의 00·01·10 행을 정확히 덮는다.
$\overline{C}+\overline{A}C\overline{D}+A\overline{B}C\overline{D}$ : 같은 칸을 덮는 옳은 식이다.
$\overline{C}+\overline{A}\,\overline{D}+\overline{B}C\overline{D}$ : 역시 같은 칸만 덮어 옳다.

문제 20

다음 주파수 영역 전달함수의 임펄스응답 h(t)로서 옳은 것은?

H_s=\dfrac{100s(s+3)}{10s^2+150s+500}

정답 및 해설

임펄스응답은 $h(t)=10\delta(t)+10(2e^{-5t}-14e^{-10t})u(t)$ 이다.

분자·분모를 10으로 나누면 $H=10\cdot\dfrac{s^2+3s}{s^2+15s+50}=10\left[1+\dfrac{-12s-50}{(s+5)(s+10)}\right]$ 이다.

부분분수: $\dfrac{-12s-50}{(s+5)(s+10)}=\dfrac{2}{s+5}-\dfrac{14}{s+10}$ (s = −5에서 $\dfrac{10}{5}=2$ , s = −10에서 $\dfrac{70}{-5}=-14$ )

역변환하면 상수항은 $10\delta(t)$ , 나머지는 $10(2e^{-5t}-14e^{-10t})u(t)$ 이다.