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

07년 1회차

총 20문항 · 객관식 · A4 약 1장

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9급 국가직 전자공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

07년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

다음 중 2-to-1 멀티플렉서(multiplexer)로 사용될 수 없는 것은?

3F (A,S,B)＝AS＋BS'

4F (A,S,B)＝AS'＋BS

정답 및 해설

S가 두 AND 게이트에 반전 없이 똑같이 들어가는 AND-OR 회로는 멀티플렉서로 쓸 수 없다.

이 회로의 출력은 $F=AS+BS=S(A+B)$ 여서 S로 A와 B 중 하나를 고르지 못한다. 2-to-1 MUX가 되려면 한쪽 AND에는 S, 다른 쪽에는 S의 반전이 들어가야 한다.

3상태 버퍼 회로: 위 버퍼는 S = 1일 때, 아래 버퍼는 반전 제어로 S = 0일 때 출력되므로 S로 A·B를 선택하는 MUX이다.
$F=AS+BS'$ : S = 1이면 A, S = 0이면 B가 출력되는 MUX이다.
$F=AS'+BS$ : S = 0이면 A, S = 1이면 B가 출력되는 MUX이다.

문제 2

다음 TTL 회로는 무슨 논리회로인가?

1OR 게이트

2AND 게이트

3NOR 게이트

4NAND 게이트

정답 및 해설

이 회로는 TTL NAND 게이트이다.

다중 이미터 입력 트랜지스터 Q1, 위상 분리용 Q2, 토템폴 출력단(Q3·D·Q4)으로 된 표준 TTL 구조이다.

A·B 중 하나라도 0이면 Q1의 베이스 전류가 그 이미터로 빠져 Q2·Q4가 차단되고 Q3가 켜져 출력 F = 1이다.
A·B가 모두 1이면 Q1 베이스-컬렉터를 통해 Q2·Q4가 포화되어 출력 F = 0이다.

모두 1일 때만 0이 되므로 $F=\overline{AB}$ 이다.

문제 3

다음 그림과 같은 발진기의 공진주파수(f)는?

정답 및 해설

공진주파수는 $f=\dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{C_1+C_2}{C_1C_2L}}$ 이다.

탭 접지된 두 커패시터와 하나의 인덕터로 귀환하는 콜피츠 발진기이며, 공진 루프에서 $\mathrm{C}_{1}$ 과 $\mathrm{C}_{2}$ 는 직렬이다.

$C_{eq}=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}$ 이므로 $f=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC_{eq}}}=\dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{C_1+C_2}{C_1C_2L}}$ 이다.

문제 4

다음 중 출력 F가 나머지 셋과 다른 하나는?

정답 및 해설

A·B와 C·D를 각각 OR 게이트로 묶은 뒤 NAND하고 E와 OR한 회로만 출력이 다르다.

그 회로의 출력은 $F=\overline{(A+B)(C+D)}+E$ 로, 나머지 세 회로의 공통 출력 $F=AB+CD+E$ 와 다르다.

NAND 두 개 → NAND → E와 OR: $\overline{\overline{AB}\cdot\overline{CD}}+E=AB+CD+E$
AND 두 개와 E를 3입력 OR: 그대로 $AB+CD+E$
NAND 세 개(E는 두 입력을 묶어 반전) → NAND: $\overline{\overline{AB}\cdot\overline{CD}\cdot\overline{E}}=AB+CD+E$

문제 5

여러 종류의 다이오드(diode)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1용량성 다이오드 혹은 바렉터(varactor) － 순방향 전압에 의해 다이오드의 정전용량이 가변되는 특성을 사용한다.

2제너 다이오드 － 역방향 항복전압이 전압 조정에 사용되며, 전원회로에서 널리 쓰인다.

3터널 다이오드 － 부(negative) 저항 특성을 가지며, 고속논리 회로에서 사용된다.

4발광 다이오드(LED) － PN접합 다이오드로서 순방향으로 동작할 때 특정한 파장의 빛을 방출한다.

정답 및 해설

바렉터는 역방향 전압으로 공핍층 폭을 바꿔 정전용량을 가변하는 소자이므로 순방향 전압이라고 한 설명이 옳지 않다.

역방향 바이어스가 커지면 공핍층이 넓어져 접합 용량이 줄어든다. 순방향에서는 전류가 흘러 용량 소자로 쓸 수 없다.

제너 다이오드: 역방향 항복전압이 거의 일정하게 유지되는 성질을 정전압 회로에 쓴다.
터널 다이오드: 고농도 도핑으로 부성 저항 영역이 생겨 고속 스위칭·발진에 쓰인다.
발광 다이오드: 순방향 동작 시 재결합 에너지가 특정 파장의 빛으로 방출된다.

문제 6

2400[bps]로 전송되는 RS-232 연결을 통해 32비트 프리 앰블과 16비트 포스트 앰블을 사용하여 7비트 ASCII 코드로 구성된 16개 문자를 전달하고자 한다. 이때 전송되는 문자들의 처리율 (throughput, character/sec)은 얼마인가?

115

2150

3240

4340

정답 및 해설

문자 처리율은 240 character/s이다.

한 번에 보내는 비트 수는 프리앰블 32비트 + 문자 16개×7비트 + 포스트앰블 16비트이다.
$32+16\times7+16=160\,\mathrm{bit}$

2400 bps로는 초당 $2400\div160=15$ 번 전송할 수 있고, 한 번에 16문자이므로 $15\times16=240$ 문자/초이다.

문제 7

다음 회로에서 전송 파라미터(ABCD 파라미터)의 단락회로 역방향 전달 임피던스 (

)는?

11+j

2jw

32+jw

44+j2w

정답 및 해설

단락회로 역방향 전달 임피던스는 $B=4+j2\omega$ 이다.

출력을 단락( $\mathrm{V}_{2}$ = 0)하고 가운데 노드 전압을 $V_m$ 이라 하면, $\mathrm{R}_{2}$ 로 흐르는 전류는 $-I_2=\dfrac{V_m}{2}$ 이다.

C의 임피던스 $\dfrac{1}{j0.5\omega}$ 를 쓰면 $I_1=V_m\left(\dfrac{j\omega}{2}+\dfrac{1}{2}\right)$ , $V_1=2I_1+V_m=V_m(2+j\omega)$ 이다.

따라서 $B=-\dfrac{V_1}{I_2}=\dfrac{V_m(2+j\omega)}{V_m/2}=4+j2\omega$ 이다.

문제 8

다음 회로에서 6[Ω]저항을 통해 흐르는 전류 I[A]는?

22.5

정답 및 해설

6 Ω에 흐르는 전류는 2 A이다.

윗 노드 전압을 V로 두고 KCL을 세운다.
$\dfrac{15-V}{1}+\dfrac{9-V}{3}=\dfrac{V}{6}$

양변에 6을 곱하면 $90-6V+18-2V=V$ , $V=12\,\mathrm{V}$ 이다.

$I=\dfrac{12}{6}=2\,\mathrm{A}$

문제 9

다음 그림은 직렬 정전압 전원회로의 일부이다. 출력전압(V_o)을 표현하는 식으로 적절한 것은?

정답 및 해설

출력전압은 $V_o=(V_Z+V_{BE2})\left(1+\dfrac{R_1}{R_2}\right)$ 이다.

오차 증폭 트랜지스터 $\mathrm{Q}_{2}$ 의 이미터는 제너 전압 $\mathrm{V}_{Z}$ 에, 베이스는 $\mathrm{R}_{1}$ · $\mathrm{R}_{2}$ 분압점에 연결되어 있다.

정상 상태에서 분압점 전압 = $V_Z+V_{BE2}$ 로 유지되므로 $V_o\dfrac{R_2}{R_1+R_2}=V_Z+V_{BE2}$ 이고, 정리하면 위 식이 된다.

문제 10

다음 카르노맵(Karnaugh map)에 해당하는 부울함수 F(A,B,C,D)의 표현으로 잘못 된 것은?

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

1F (A,B,C,D)＝A'D＋AC'D'＋A'BC＋ACD'

2F (A,B,C,D)＝(A'＋D')(A＋C＋D)(A＋B＋D)

3F (A,B,C,D)＝A⊕D＋A'BC

4F (A,B,C,D)＝A'D＋AD'＋BC

정답 및 해설

잘못된 표현은 $F=A'D+AD'+BC$ 이다.

맵을 묶으면 $A'D$ (위 두 행의 01·11열), $AD'$ (아래 두 행의 00·10열), $A'BC$ (0110)로 $F=A'D+AD'+A'BC$ 이다.

BC 항은 ABCD = 1111 칸도 포함하는데 그 칸은 0이므로 성립하지 않는다.

$A'D+AC'D'+A'BC+ACD'$ : $AC'D'+ACD'=AD'$ 이므로 같은 함수이다.
$A\oplus D+A'BC$ : $A\oplus D=A'D+AD'$ 이므로 같은 함수이다.
$(A'+D')(A+C+D)(A+B+D)$ : 0인 칸(A·D 모두 1, 그리고 0000·0010·0100)을 정확히 덮는 합의 곱 형태이므로 같은 함수이다.

문제 11

다음 그림에서 a-b 두 단자 간에 나타나는 전압[V]은?

정답 및 해설

a-b 단자 전압은 1 V이다.

a-b 오른쪽 부분: $3\parallel(2+4)=2\,\mathrm{\Omega}$ . 왼쪽 4 Ω 병렬 노드에서 본 저항: $4\parallel(2+2)=2\,\mathrm{\Omega}$

그 노드 전압: $6\times\dfrac{2}{4+2}=2\,\mathrm{V}$

a-b 전압: $2\times\dfrac{2}{2+2}=1\,\mathrm{V}$

문제 12

다음 회로에서 출력전압(V_o)은?

12V₂-V₁

2V₁-V₂

3V₂-V₁

4V₁-V₂/2

정답 및 해설

출력전압은 $V_o=V_2-V_1$ 이다.

모든 저항이 R인 차동 증폭기이며, 중첩의 원리로 구한다.

$\mathrm{V}_{1}$ 만: 반전 증폭 $-\dfrac{R}{R}V_1=-V_1$
$\mathrm{V}_{2}$ 만: 비반전 단자 전압 $\dfrac{V_2}{2}$ , 이득 $1+\dfrac{R}{R}=2$ 이므로 $V_2$

합하면 $V_o=V_2-V_1$ 이다.

문제 13

다음은 가산회로이다. V₁=2[V], V₂=2[V], V₃=3[V], R₁=1[MΩ],R₂=500[Ωk], R₃=500[kΩ], R₄=1[MΩ]이라면 출력전압 V_o[V]는?

1－8

2－10

3－12

4－14

정답 및 해설

출력전압은 −12 V이다.

반전 가산기: $V_o=-R_4\left(\dfrac{V_1}{R_1}+\dfrac{V_2}{R_2}+\dfrac{V_3}{R_3}\right)$

대입: $V_o=-\left(\dfrac{1\,\mathrm{M}}{1\,\mathrm{M}}\times2+\dfrac{1\,\mathrm{M}}{500\,\mathrm{k}}\times2+\dfrac{1\,\mathrm{M}}{500\,\mathrm{k}}\times3\right)$

$V_o=-(2+4+6)=-12\,\mathrm{V}$

문제 14

트랜지스터의 증폭특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1공통 베이스 회로의 입력 임피던스는 작고, 출력 임피던스는 크다.

2공통 컬렉터 회로의 입력 임피던스는 크고, 출력 임피던스는 작아 임피던스 매칭회로로 사용한다.

3공통 베이스 회로는 전류이득이 크고, 공통 컬렉터 회로는 전압이득이 1보다 크다.

4증폭회로의 입출력 위상 관계는 공통 베이스 및 컬렉터 회로의 경우 동일 위상이고, 공통 에미터의 경우 반전된 위상이다.

정답 및 해설

공통 베이스 회로의 전류이득은 1보다 작고, 공통 컬렉터 회로의 전압이득도 1보다 작으므로 이 설명이 옳지 않다.

공통 베이스의 전류이득은 $\alpha\approx1$ (1 미만)이고, 공통 컬렉터(이미터 폴로워)는 전압이득이 약 1(1 미만)인 대신 전류이득이 크다.

공통 베이스: 입력 임피던스가 작고 출력 임피던스가 크다.
공통 컬렉터: 입력 임피던스가 크고 출력 임피던스가 작아 임피던스 정합(버퍼)에 쓰인다.
위상: 공통 베이스·공통 컬렉터는 동위상, 공통 이미터는 반전(180°) 위상이다.

문제 15

연산증폭기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1연산증폭기는 매우 높은 이득을 가진 직렬증폭기이며, 외부적 귀환을 이용하여 그 이득과 임피던스 특성을 제어한다.

2연산증폭기 회로는 차동증폭기를 종속 접속하여 만들어지며, 두 입력신호와 하나의 출력신호를 갖는다.

3연산증폭기의 구성요소인 차동증폭기는 모노리식(monolithic) 기술에 이상적인 회로이다. 그 까닭은 커패시터나 큰 저항 없이 이득을 높일 수 있기 때문이다.

4이상적인 연산증폭기는 무한대의 개방루프 이득과 무한대의 입력 및 출력임피던스, 그리고 무한대의 대역폭을 갖는 특성이 있다.

정답 및 해설

이상적인 연산증폭기의 출력 임피던스는 0이므로 출력 임피던스가 무한대라고 한 설명이 옳지 않다.

이상적 연산증폭기는 개방루프 이득·입력 임피던스·대역폭이 무한대이고, 출력 임피던스는 0이어서 부하에 관계없이 전압을 그대로 전달한다.

매우 높은 이득의 증폭기에 외부 귀환을 걸어 이득·임피던스를 제어한다는 설명은 옳다.
차동증폭기를 입력단으로 하여 두 입력·하나의 출력을 갖는다는 설명은 옳다.
차동증폭기는 커패시터나 큰 저항 없이 이득을 얻을 수 있어 모노리식 IC에 적합하다는 설명은 옳다.

문제 16

첫째 단의 잡음지수 F₁＝10, 이득 G₁＝20이며, 다음 단의 잡음지수 F₂＝21, 이득 G₂＝50일 때, 2단 증폭기의 종합 잡음지수는?

110

211

321

4110

정답 및 해설

2단 증폭기의 종합 잡음지수는 11이다.

프리스(Friis) 공식: $F=F_1+\dfrac{F_2-1}{G_1}$

대입: $F=10+\dfrac{21-1}{20}=10+1=11$

첫째 단의 이득이 클수록 둘째 단 잡음의 영향이 줄어들므로 첫째 단의 잡음지수가 종합 성능을 좌우한다.

문제 17

어떤 AM 방송국의 송신출력이 50 [kW]이며, 정현파신호 변조시 변조도가 m=/1√2일 경우, 이 AM파의 전송효율 η[%]는?

110

220

330

440

정답 및 해설

전송효율은 20 %이다.

정현파 변조 AM의 전송효율(전체 전력 중 측파대 전력 비율): $\eta=\dfrac{m^2}{2+m^2}\times100$

대입: $m^2=\dfrac{1}{2}$ 이므로 $\eta=\dfrac{0.5}{2.5}\times100=20\,\%$

송신출력 50 kW는 효율 계산에 필요 없으며, 효율은 변조도만으로 정해진다.

문제 18

다음 회로에서 입력을 구형파로 인가하였을 때 출력파형이 틀린 것은?

정답 및 해설

R-L 회로에서 L 양단을 출력으로 한 파형이 틀렸다.

L 전압은 입력이 바뀌는 순간 입력 크기만큼 급변한 뒤 지수적으로 0을 향해 감쇠한다(미분 파형). 제시된 파형처럼 0에서 서서히 커지는 모양이 아니다.

C-R 회로(R 출력, 시정수가 펄스폭보다 큼): 에지에서 급변 후 조금씩 기울어지는 파형으로 옳다.
R-C 회로(C 출력, 시정수가 펄스폭보다 작음): 모서리가 둥근 구형파로 옳다.
L-R 회로(R 출력, 시정수가 펄스폭보다 큼): 적분되어 삼각파에 가까운 파형으로 옳다.

문제 19

다음 회로에서 트랜지스터의 DC 이득 β＝100이고, V_BE＝0.7[V]이다. V_CC＝10[V]일 때 컬렉터에 흐르는 DC 전류 I_C＝10[mA]가 되도록 하는 바이어스 저항 R_B[kΩ]는?

142.5

249.5

34.25

44.95

정답 및 해설

바이어스 저항은 42.5 kΩ이다.

$I_B=\dfrac{I_C}{\beta}=0.1\,\mathrm{mA}$ , $I_E=I_C+I_B=10.1\,\mathrm{mA}$

$V_E=10.1\,\mathrm{mA}\times500\,\mathrm{\Omega}=5.05\,\mathrm{V}$ , $V_B=5.05+0.7=5.75\,\mathrm{V}$

$R_B=\dfrac{10-5.75}{0.1\,\mathrm{mA}}=42.5\,\mathrm{k\Omega}$

문제 20

광전소자(opto-electronic device)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1포토 다이오드의 PN접합에 가해지는 빛의 강도가 강해질수록 포토 다이오드의 역방향 전류가 증가한다.

2포토 트랜지스터의 베이스 저항을 감소시키면 빛에 대한 감도가 둔해진다.

3포토 트랜지스터는 포토 다이오드보다 빛에 대한 감도가 민감하고 스위칭 속도가 빠르다.

4발광 다이오드(LED)와 포토 트랜지스터로 구성된 광결합기는 입ㆍ출력회로 사이의 전기적인 절연을 실현할 수 있다.

정답 및 해설

포토 트랜지스터는 포토 다이오드보다 감도는 높지만 스위칭 속도는 느리므로 이 설명이 옳지 않다.

포토 트랜지스터는 광전류를 트랜지스터 이득으로 증폭해 감도가 높은 대신, 큰 접합 용량과 증폭 작용 때문에 응답 속도가 포토 다이오드보다 느리다.

포토 다이오드는 빛이 강할수록 역방향(광)전류가 증가한다.
베이스 저항을 줄이면 광전류 일부가 저항으로 빠져 감도가 둔해진다.
LED와 포토 트랜지스터로 된 광결합기는 입·출력 사이를 전기적으로 절연한다.

9급 국가직 전자공학개론 기출문제모두CBT · moducbt.com

07년 1회차

총 20문항 · 객관식 · 정답·해설 포함

문제 1

다음 중 2-to-1 멀티플렉서(multiplexer)로 사용될 수 없는 것은?

3F (A,S,B)＝AS＋BS'

4F (A,S,B)＝AS'＋BS

정답 및 해설

S가 두 AND 게이트에 반전 없이 똑같이 들어가는 AND-OR 회로는 멀티플렉서로 쓸 수 없다.

이 회로의 출력은 $F=AS+BS=S(A+B)$ 여서 S로 A와 B 중 하나를 고르지 못한다. 2-to-1 MUX가 되려면 한쪽 AND에는 S, 다른 쪽에는 S의 반전이 들어가야 한다.

3상태 버퍼 회로: 위 버퍼는 S = 1일 때, 아래 버퍼는 반전 제어로 S = 0일 때 출력되므로 S로 A·B를 선택하는 MUX이다.
$F=AS+BS'$ : S = 1이면 A, S = 0이면 B가 출력되는 MUX이다.
$F=AS'+BS$ : S = 0이면 A, S = 1이면 B가 출력되는 MUX이다.

문제 2

다음 TTL 회로는 무슨 논리회로인가?

1OR 게이트

2AND 게이트

3NOR 게이트

4NAND 게이트

정답 및 해설

이 회로는 TTL NAND 게이트이다.

다중 이미터 입력 트랜지스터 Q1, 위상 분리용 Q2, 토템폴 출력단(Q3·D·Q4)으로 된 표준 TTL 구조이다.

A·B 중 하나라도 0이면 Q1의 베이스 전류가 그 이미터로 빠져 Q2·Q4가 차단되고 Q3가 켜져 출력 F = 1이다.
A·B가 모두 1이면 Q1 베이스-컬렉터를 통해 Q2·Q4가 포화되어 출력 F = 0이다.

모두 1일 때만 0이 되므로 $F=\overline{AB}$ 이다.

문제 3

다음 그림과 같은 발진기의 공진주파수(f)는?

정답 및 해설

공진주파수는 $f=\dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{C_1+C_2}{C_1C_2L}}$ 이다.

탭 접지된 두 커패시터와 하나의 인덕터로 귀환하는 콜피츠 발진기이며, 공진 루프에서 $\mathrm{C}_{1}$ 과 $\mathrm{C}_{2}$ 는 직렬이다.

$C_{eq}=\dfrac{C_1C_2}{C_1+C_2}$ 이므로 $f=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC_{eq}}}=\dfrac{1}{2\pi}\sqrt{\dfrac{C_1+C_2}{C_1C_2L}}$ 이다.

문제 4

다음 중 출력 F가 나머지 셋과 다른 하나는?

정답 및 해설

A·B와 C·D를 각각 OR 게이트로 묶은 뒤 NAND하고 E와 OR한 회로만 출력이 다르다.

그 회로의 출력은 $F=\overline{(A+B)(C+D)}+E$ 로, 나머지 세 회로의 공통 출력 $F=AB+CD+E$ 와 다르다.

NAND 두 개 → NAND → E와 OR: $\overline{\overline{AB}\cdot\overline{CD}}+E=AB+CD+E$
AND 두 개와 E를 3입력 OR: 그대로 $AB+CD+E$
NAND 세 개(E는 두 입력을 묶어 반전) → NAND: $\overline{\overline{AB}\cdot\overline{CD}\cdot\overline{E}}=AB+CD+E$

문제 5

여러 종류의 다이오드(diode)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

1용량성 다이오드 혹은 바렉터(varactor) － 순방향 전압에 의해 다이오드의 정전용량이 가변되는 특성을 사용한다.

2제너 다이오드 － 역방향 항복전압이 전압 조정에 사용되며, 전원회로에서 널리 쓰인다.

3터널 다이오드 － 부(negative) 저항 특성을 가지며, 고속논리 회로에서 사용된다.

4발광 다이오드(LED) － PN접합 다이오드로서 순방향으로 동작할 때 특정한 파장의 빛을 방출한다.

정답 및 해설

바렉터는 역방향 전압으로 공핍층 폭을 바꿔 정전용량을 가변하는 소자이므로 순방향 전압이라고 한 설명이 옳지 않다.

역방향 바이어스가 커지면 공핍층이 넓어져 접합 용량이 줄어든다. 순방향에서는 전류가 흘러 용량 소자로 쓸 수 없다.

제너 다이오드: 역방향 항복전압이 거의 일정하게 유지되는 성질을 정전압 회로에 쓴다.
터널 다이오드: 고농도 도핑으로 부성 저항 영역이 생겨 고속 스위칭·발진에 쓰인다.
발광 다이오드: 순방향 동작 시 재결합 에너지가 특정 파장의 빛으로 방출된다.

문제 6

115

2150

3240

4340

정답 및 해설

문자 처리율은 240 character/s이다.

한 번에 보내는 비트 수는 프리앰블 32비트 + 문자 16개×7비트 + 포스트앰블 16비트이다.
$32+16\times7+16=160\,\mathrm{bit}$

2400 bps로는 초당 $2400\div160=15$ 번 전송할 수 있고, 한 번에 16문자이므로 $15\times16=240$ 문자/초이다.

문제 7

다음 회로에서 전송 파라미터(ABCD 파라미터)의 단락회로 역방향 전달 임피던스 (

)는?

11+j

2jw

32+jw

44+j2w

정답 및 해설

단락회로 역방향 전달 임피던스는 $B=4+j2\omega$ 이다.

출력을 단락( $\mathrm{V}_{2}$ = 0)하고 가운데 노드 전압을 $V_m$ 이라 하면, $\mathrm{R}_{2}$ 로 흐르는 전류는 $-I_2=\dfrac{V_m}{2}$ 이다.

C의 임피던스 $\dfrac{1}{j0.5\omega}$ 를 쓰면 $I_1=V_m\left(\dfrac{j\omega}{2}+\dfrac{1}{2}\right)$ , $V_1=2I_1+V_m=V_m(2+j\omega)$ 이다.

따라서 $B=-\dfrac{V_1}{I_2}=\dfrac{V_m(2+j\omega)}{V_m/2}=4+j2\omega$ 이다.

문제 8

다음 회로에서 6[Ω]저항을 통해 흐르는 전류 I[A]는?

22.5

정답 및 해설

6 Ω에 흐르는 전류는 2 A이다.

윗 노드 전압을 V로 두고 KCL을 세운다.
$\dfrac{15-V}{1}+\dfrac{9-V}{3}=\dfrac{V}{6}$

양변에 6을 곱하면 $90-6V+18-2V=V$ , $V=12\,\mathrm{V}$ 이다.

$I=\dfrac{12}{6}=2\,\mathrm{A}$

문제 9

다음 그림은 직렬 정전압 전원회로의 일부이다. 출력전압(V_o)을 표현하는 식으로 적절한 것은?

정답 및 해설

출력전압은 $V_o=(V_Z+V_{BE2})\left(1+\dfrac{R_1}{R_2}\right)$ 이다.

오차 증폭 트랜지스터 $\mathrm{Q}_{2}$ 의 이미터는 제너 전압 $\mathrm{V}_{Z}$ 에, 베이스는 $\mathrm{R}_{1}$ · $\mathrm{R}_{2}$ 분압점에 연결되어 있다.

정상 상태에서 분압점 전압 = $V_Z+V_{BE2}$ 로 유지되므로 $V_o\dfrac{R_2}{R_1+R_2}=V_Z+V_{BE2}$ 이고, 정리하면 위 식이 된다.

문제 10

다음 카르노맵(Karnaugh map)에 해당하는 부울함수 F(A,B,C,D)의 표현으로 잘못 된 것은?

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

1F (A,B,C,D)＝A'D＋AC'D'＋A'BC＋ACD'

2F (A,B,C,D)＝(A'＋D')(A＋C＋D)(A＋B＋D)

3F (A,B,C,D)＝A⊕D＋A'BC

4F (A,B,C,D)＝A'D＋AD'＋BC

정답 및 해설

잘못된 표현은 $F=A'D+AD'+BC$ 이다.

맵을 묶으면 $A'D$ (위 두 행의 01·11열), $AD'$ (아래 두 행의 00·10열), $A'BC$ (0110)로 $F=A'D+AD'+A'BC$ 이다.

BC 항은 ABCD = 1111 칸도 포함하는데 그 칸은 0이므로 성립하지 않는다.

$A'D+AC'D'+A'BC+ACD'$ : $AC'D'+ACD'=AD'$ 이므로 같은 함수이다.
$A\oplus D+A'BC$ : $A\oplus D=A'D+AD'$ 이므로 같은 함수이다.
$(A'+D')(A+C+D)(A+B+D)$ : 0인 칸(A·D 모두 1, 그리고 0000·0010·0100)을 정확히 덮는 합의 곱 형태이므로 같은 함수이다.

문제 11

다음 그림에서 a-b 두 단자 간에 나타나는 전압[V]은?

정답 및 해설

a-b 단자 전압은 1 V이다.

a-b 오른쪽 부분: $3\parallel(2+4)=2\,\mathrm{\Omega}$ . 왼쪽 4 Ω 병렬 노드에서 본 저항: $4\parallel(2+2)=2\,\mathrm{\Omega}$

그 노드 전압: $6\times\dfrac{2}{4+2}=2\,\mathrm{V}$

a-b 전압: $2\times\dfrac{2}{2+2}=1\,\mathrm{V}$

문제 12

다음 회로에서 출력전압(V_o)은?

12V₂-V₁

2V₁-V₂

3V₂-V₁

4V₁-V₂/2

정답 및 해설

출력전압은 $V_o=V_2-V_1$ 이다.

모든 저항이 R인 차동 증폭기이며, 중첩의 원리로 구한다.

$\mathrm{V}_{1}$ 만: 반전 증폭 $-\dfrac{R}{R}V_1=-V_1$
$\mathrm{V}_{2}$ 만: 비반전 단자 전압 $\dfrac{V_2}{2}$ , 이득 $1+\dfrac{R}{R}=2$ 이므로 $V_2$

합하면 $V_o=V_2-V_1$ 이다.

문제 13

다음은 가산회로이다. V₁=2[V], V₂=2[V], V₃=3[V], R₁=1[MΩ],R₂=500[Ωk], R₃=500[kΩ], R₄=1[MΩ]이라면 출력전압 V_o[V]는?

1－8

2－10

3－12

4－14

정답 및 해설

출력전압은 −12 V이다.

반전 가산기: $V_o=-R_4\left(\dfrac{V_1}{R_1}+\dfrac{V_2}{R_2}+\dfrac{V_3}{R_3}\right)$

대입: $V_o=-\left(\dfrac{1\,\mathrm{M}}{1\,\mathrm{M}}\times2+\dfrac{1\,\mathrm{M}}{500\,\mathrm{k}}\times2+\dfrac{1\,\mathrm{M}}{500\,\mathrm{k}}\times3\right)$

$V_o=-(2+4+6)=-12\,\mathrm{V}$

문제 14

트랜지스터의 증폭특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1공통 베이스 회로의 입력 임피던스는 작고, 출력 임피던스는 크다.

2공통 컬렉터 회로의 입력 임피던스는 크고, 출력 임피던스는 작아 임피던스 매칭회로로 사용한다.

3공통 베이스 회로는 전류이득이 크고, 공통 컬렉터 회로는 전압이득이 1보다 크다.

4증폭회로의 입출력 위상 관계는 공통 베이스 및 컬렉터 회로의 경우 동일 위상이고, 공통 에미터의 경우 반전된 위상이다.

정답 및 해설

공통 베이스 회로의 전류이득은 1보다 작고, 공통 컬렉터 회로의 전압이득도 1보다 작으므로 이 설명이 옳지 않다.

공통 베이스의 전류이득은 $\alpha\approx1$ (1 미만)이고, 공통 컬렉터(이미터 폴로워)는 전압이득이 약 1(1 미만)인 대신 전류이득이 크다.

공통 베이스: 입력 임피던스가 작고 출력 임피던스가 크다.
공통 컬렉터: 입력 임피던스가 크고 출력 임피던스가 작아 임피던스 정합(버퍼)에 쓰인다.
위상: 공통 베이스·공통 컬렉터는 동위상, 공통 이미터는 반전(180°) 위상이다.

문제 15

연산증폭기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1연산증폭기는 매우 높은 이득을 가진 직렬증폭기이며, 외부적 귀환을 이용하여 그 이득과 임피던스 특성을 제어한다.

2연산증폭기 회로는 차동증폭기를 종속 접속하여 만들어지며, 두 입력신호와 하나의 출력신호를 갖는다.

4이상적인 연산증폭기는 무한대의 개방루프 이득과 무한대의 입력 및 출력임피던스, 그리고 무한대의 대역폭을 갖는 특성이 있다.

정답 및 해설

이상적인 연산증폭기의 출력 임피던스는 0이므로 출력 임피던스가 무한대라고 한 설명이 옳지 않다.

이상적 연산증폭기는 개방루프 이득·입력 임피던스·대역폭이 무한대이고, 출력 임피던스는 0이어서 부하에 관계없이 전압을 그대로 전달한다.

매우 높은 이득의 증폭기에 외부 귀환을 걸어 이득·임피던스를 제어한다는 설명은 옳다.
차동증폭기를 입력단으로 하여 두 입력·하나의 출력을 갖는다는 설명은 옳다.
차동증폭기는 커패시터나 큰 저항 없이 이득을 얻을 수 있어 모노리식 IC에 적합하다는 설명은 옳다.

문제 16

첫째 단의 잡음지수 F₁＝10, 이득 G₁＝20이며, 다음 단의 잡음지수 F₂＝21, 이득 G₂＝50일 때, 2단 증폭기의 종합 잡음지수는?

110

211

321

4110

정답 및 해설

2단 증폭기의 종합 잡음지수는 11이다.

프리스(Friis) 공식: $F=F_1+\dfrac{F_2-1}{G_1}$

대입: $F=10+\dfrac{21-1}{20}=10+1=11$

첫째 단의 이득이 클수록 둘째 단 잡음의 영향이 줄어들므로 첫째 단의 잡음지수가 종합 성능을 좌우한다.

문제 17

어떤 AM 방송국의 송신출력이 50 [kW]이며, 정현파신호 변조시 변조도가 m=/1√2일 경우, 이 AM파의 전송효율 η[%]는?

110

220

330

440

정답 및 해설

전송효율은 20 %이다.

정현파 변조 AM의 전송효율(전체 전력 중 측파대 전력 비율): $\eta=\dfrac{m^2}{2+m^2}\times100$

대입: $m^2=\dfrac{1}{2}$ 이므로 $\eta=\dfrac{0.5}{2.5}\times100=20\,\%$

송신출력 50 kW는 효율 계산에 필요 없으며, 효율은 변조도만으로 정해진다.

문제 18

다음 회로에서 입력을 구형파로 인가하였을 때 출력파형이 틀린 것은?

정답 및 해설

R-L 회로에서 L 양단을 출력으로 한 파형이 틀렸다.

C-R 회로(R 출력, 시정수가 펄스폭보다 큼): 에지에서 급변 후 조금씩 기울어지는 파형으로 옳다.
R-C 회로(C 출력, 시정수가 펄스폭보다 작음): 모서리가 둥근 구형파로 옳다.
L-R 회로(R 출력, 시정수가 펄스폭보다 큼): 적분되어 삼각파에 가까운 파형으로 옳다.

문제 19

142.5

249.5

34.25

44.95

정답 및 해설

바이어스 저항은 42.5 kΩ이다.

$I_B=\dfrac{I_C}{\beta}=0.1\,\mathrm{mA}$ , $I_E=I_C+I_B=10.1\,\mathrm{mA}$

$V_E=10.1\,\mathrm{mA}\times500\,\mathrm{\Omega}=5.05\,\mathrm{V}$ , $V_B=5.05+0.7=5.75\,\mathrm{V}$

$R_B=\dfrac{10-5.75}{0.1\,\mathrm{mA}}=42.5\,\mathrm{k\Omega}$

문제 20

광전소자(opto-electronic device)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

1포토 다이오드의 PN접합에 가해지는 빛의 강도가 강해질수록 포토 다이오드의 역방향 전류가 증가한다.

2포토 트랜지스터의 베이스 저항을 감소시키면 빛에 대한 감도가 둔해진다.

3포토 트랜지스터는 포토 다이오드보다 빛에 대한 감도가 민감하고 스위칭 속도가 빠르다.

4발광 다이오드(LED)와 포토 트랜지스터로 구성된 광결합기는 입ㆍ출력회로 사이의 전기적인 절연을 실현할 수 있다.

정답 및 해설

포토 트랜지스터는 포토 다이오드보다 감도는 높지만 스위칭 속도는 느리므로 이 설명이 옳지 않다.

포토 다이오드는 빛이 강할수록 역방향(광)전류가 증가한다.
베이스 저항을 줄이면 광전류 일부가 저항으로 빠져 감도가 둔해진다.
LED와 포토 트랜지스터로 된 광결합기는 입·출력 사이를 전기적으로 절연한다.