[전자기능사 필기] 13년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

트랜지스터의 전류 이득(hFE)은 접합부 온도가 증가하면 오히려 커지는 특성이 있으므로, 온도가 오르면 전류 이득이 감소한다는 설명은 옳지 않다.
이는 온도 상승에 따라 소수 캐리어의 농도가 늘어나면서 나타나는 현상으로, 온도 변화에 따른 트랜지스터 동작의 대표적인 특징이다.
트랜지스터가 전류를 증폭하는 소자라는 설명은 기본 정의에 해당한다.
전류 이득을 hFE 기호로 표기하고, 이 값이 컬렉터 전류에 따라 달라진다는 설명도 트랜지스터의 실제 특성이다.

정보를 부호화(디지털 코드화)하여 전송하는 변조 방식은 PCM(펄스 부호 변조)이다.
PCM은 아날로그 신호를 표본화 → 양자화 → 부호화의 단계를 거쳐 0과 1의 이진 부호로 바꾸므로, 잡음에 강하고 중계할 때 원래 파형을 그대로 재생할 수 있다.
PAM은 펄스의 진폭에, PWM은 펄스의 폭에 정보를 싣는 아날로그 펄스 변조이다.
PPM은 펄스가 나타나는 시간 위치를 변화시키는 방식으로, 역시 부호화 과정을 거치지 않는다.

전자 유도로 생기는 유도 기전력의 방향을 정하는 법칙은 렌츠의 법칙이다.
유도 기전력은 코일을 지나는 자속의 변화를 방해하는 방향으로 생긴다는 것이 이 법칙의 내용이며, 패러데이 법칙의 식 앞에 붙는 (−) 부호가 바로 이 방향성을 나타낸다.
패러데이 법칙은 기전력의 크기가 자속의 시간 변화율에 비례한다는 법칙이다.
앙페르의 법칙은 전류가 만드는 자기장의 방향과 세기를 다룬다.
플레밍의 오른손 법칙은 자기장 속에서 도체가 움직일 때 생기는 기전력의 방향을 손가락으로 찾는 방법이다.

변조도가 100%를 넘는 과변조 상태의 전파를 수신하면 복조된 음성파가 심하게 일그러진다.
포락선이 0 아래로 내려갈 수 없어 파형의 아래쪽이 잘려 나가기 때문에 원래 신호 모양이 복원되지 않고, 잘린 부분에서 생긴 고조파가 인접 채널에 방해를 주기도 한다.
음성파 출력이 커지거나 전력이 작아진다는 것은 과변조를 나타내는 현상이 아니다.
검파기 과부하는 수신 입력 자체가 지나치게 클 때 생기는 문제로, 과변조의 대표 증상인 파형 일그러짐과는 원인이 다르다.

J와 K가 모두 1인 상태에서 클록펄스가 들어오면 JK 플립플롭의 출력은 직전 상태의 반대로 반전(토글)된다.
이 토글 동작 덕분에 클록 두 개마다 출력이 한 주기를 이루므로, JK 플립플롭은 2분주 회로나 계수기(카운터)를 구성하는 기본 소자로 쓰인다.
J=1, K=0이면 출력은 1로 세트되고, J=0, K=1이면 출력은 0으로 리셋된다.
J와 K가 모두 0이면 이전 출력이 그대로 유지되어 변함이 없다.

트라이액은 게이트에 트리거 신호를 인가해 온(On)/오프(Off)로 스위칭하는 소자이므로, 게이트 전압을 연속적으로 가변하여 부하전류의 크기를 조절하는 용도로는 사용하지 않는다.
부하전류의 크기 자체를 조절하려면 위상제어 등 별도의 방식이 필요하며, 트라이액 자체는 전류를 단속(통전/차단)하는 역할만 한다.
양방향으로 전류를 흘릴 수 있는 쌍방향성 소자라는 설명은 트라이액의 기본 특성이다.
교류 전력 제어에 사용된다는 설명도 트라이액의 대표적 용도이다.
게이트에 (+) 또는 (-) 극성의 트리거로도 통전시킬 수 있다는 설명 역시 트라이액의 특성이다.

이상적인 연산증폭기는 동상신호(공통 모드 신호)를 완전히 제거할 수 있어야 하므로 동상신호제거비(CMRR)가 무한대에 가까워야 하며, 이 값이 0이라는 설명은 이상적 특성과 반대된다.
CMRR이 0이라면 오히려 동상신호를 전혀 제거하지 못한다는 뜻이 되어 이상적 증폭기의 조건을 만족하지 못한다.
입력저항이 무한대라는 설명은 이상적 연산증폭기의 표준 조건이다.
입력 오프셋 전압이 0이라는 설명도 이상적 특성에 해당한다.
오픈 루프(개루프) 전압이득이 무한대라는 설명 역시 이상적 조건 중 하나이다.

AND 게이트의 출력은 두 파형이 동시에 5[V](=1)인 구간에서만 높아지므로, 시작점~a 구간과 d~e 구간에만 펄스가 있는 파형이 답이다.
그림에서 A 는 시작~a, b~c, d~e, f 이후 가 5[V] 이고, B 는 시작~b, d~f 가 5[V] 이다. 두 파형을 구간마다 곱하면 시작~a 에서 1·1=1, a~b 는 0·1=0, b~c 는 1·0=0, c~d 는 0·0=0, d~e 는 1·1=1, e~f 는 0·1=0, f 이후는 1·0=0 이 된다.
시작~b 와 d~f 가 높은 파형은 B 파형을 그대로 옮겨 놓은 것이다.
시작~c 와 d 이후 끝까지가 높은 파형은 둘 중 하나만 1 이어도 1 이 되는 OR 의 결과다.
a~c 와 e~f 가 높은 파형은 두 입력이 함께 1 인 구간을 빗나가 있어 AND 출력이 될 수 없다.

출력은 아래쪽 첨두가 +2[V]에 고정되고 위쪽이 +5[V]까지 올라가는 구형파가 되므로, 밑변이 2[V] 선에 놓이고 위아래 폭이 3[V]인 파형이 맞다.
회로는 신호 경로에 직렬 콘덴서 C가 있고, 출력 단자와 접지 사이에 다이오드 D와 2[V] 전지가 직렬로 연결된 기준 전압이 있는 클램퍼(직류 재생 회로)다. 그림의 D는 캐소드를 나타내는 막대가 위쪽 출력 단자 쪽, 애노드인 삼각형이 아래쪽 2[V] 전지 쪽에 있다.
따라서 출력이 2[V]보다 낮아지려 하면 D가 도통해 더 내려가지 못하므로 아래쪽 첨두가 $+2[\mathrm{V}]$에 클램프된다. 콘덴서는 파형의 모양과 진폭을 그대로 전달하므로 입력의 진폭 3[V]가 유지되어 $2[\mathrm{V}] \sim 2+3=5[\mathrm{V}]$ 사이를 오간다.
0[V]에서 3[V]까지 흔들리는, 입력과 똑같은 모양의 파형: 2[V] 기준 전지의 클램프 작용이 전혀 반영되지 않은 결과다.
0[V] 선을 중심으로 위아래로 걸친 파형: 콘덴서의 직류분 제거만 생각하고 다이오드가 만드는 직류 되돌림을 빠뜨린 결과다.

전류의 흐름을 방해하는 소자는 저항이며, 방해하는 정도를 저항값 옴[Ω]으로 나타낸다.
회로에서는 전류를 제한하거나 필요한 전압 강하를 얻기 위해 사용하며, 옴의 법칙에 따라 같은 전압에서 저항이 클수록 흐르는 전류는 작아진다.
전압과 전류는 소자가 아니라 회로의 상태를 나타내는 물리량이다.
콘덴서는 전하를 축적했다가 방출하는 소자로, 직류를 막고 교류를 통과시키는 역할을 한다.

전압 이득(dB)은 $G_v = 20\log_{10}(A_v)$ 공식으로 계산된다. 여기서 $A_v$는 전압 증폭도이다. $A_v = 20$을 대입하면 $G_v = 20\log_{10}(20) = 20 \times 1.301 = 26.02 \approx 26[\text{dB}]$이다. 따라서 전압 이득은 26[dB]이다.

쌍안정 멀티바이브레이터는 두 트랜지스터가 서로 반대 상태(한쪽 On일 때 다른 쪽 Off)를 유지하는 회로이므로, 두 트랜지스터가 동시에 On 된다는 설명은 옳지 않다.
입력 트리거 펄스가 들어올 때마다 두 트랜지스터의 On/Off 상태가 서로 바뀌면서 플립플롭 동작을 한다.
구형파를 발생시키는 회로라는 설명은 멀티바이브레이터의 일반적 특징이다.
입력 펄스 2개마다 출력 펄스 1개를 얻는다는 설명도 쌍안정형(플립플롭)의 분주 동작과 일치한다.
플립플롭 회로라는 설명 자체가 쌍안정 멀티바이브레이터의 정의에 해당한다.

번지가 지정된 기억장치의 내용(데이터)이 중앙처리장치로 옮겨질 때 지나는 통로는 데이터 버스이다.
데이터 버스는 읽기와 쓰기에 모두 쓰이는 양방향 통로이며, 한 번에 옮길 수 있는 비트 수(버스 폭)가 컴퓨터의 처리 능력을 좌우한다.
어드레스 버스는 몇 번지에 접근할지를 알려 주는 단방향 통로이다.
제어 버스는 읽기·쓰기, 인터럽트 같은 제어 신호를 주고받는 통로로, 데이터 값 자체를 나르지는 않는다.

주기억장치와 주변장치 사이의 전송 속도 차이를 해결하기 위해 데이터를 임시로 저장하는 고속 기억장치는 버퍼(Buffer)이다. 버퍼는 속도가 빠른 CPU와 느린 주변장치 사이에서 속도 불일치를 완충시켜주는 임시 저장소 역할을 한다. Address는 메모리 주소를 지칭하고, Channel은 입출력 경로, Register는 CPU 내부의 고속 저장소로 용도가 다르다.

채널은 CPU를 대신해 입출력을 전담하는 장치이며, 그 종류는 셀렉터 채널·멀티플렉서 채널·블록 멀티플렉서 채널로 구분한다.
멀티플렉서 채널은 저속 장치 여러 대를 바이트 단위로 번갈아 처리하고, 블록 멀티플렉서 채널은 고속 장치를 블록 단위로 나누어 동시에 다루므로 이 두 명칭으로 이루어진 묶음이 옳다.
“다이렉트 채널”은 채널의 분류 명칭이 아니며, CPU를 거치지 않는 전송은 DMA라고 부른다.
“스트로브(strobe) 채널”도 존재하지 않는 명칭으로, 스트로브는 데이터가 유효함을 알리는 타이밍 신호를 가리킨다.

BCD 코드 0001 1001 0111을 10진수로 바꾸면 197이 된다.
BCD(2진화 10진) 코드는 4비트씩 끊어 하나의 십진 숫자를 나타내므로, $0001=1,\ 1001=9,\ 0111=7$이 되어 이를 순서대로 이어 붙이면 197이 된다.

순서도는 표현하는 상세 정도에 따라 시스템 순서도·일반 순서도·세부 순서도로 나누며, 실체 순서도(entity flowchart)라는 종류는 존재하지 않는다.
“실체(entity)”는 데이터베이스 모델링에서 개체를 가리킬 때 쓰는 용어로, 순서도의 분류 명칭으로는 사용되지 않는다.
시스템 순서도는 업무 전체의 자료 흐름과 처리 과정을 큰 틀에서 보여 준다.
일반 순서도는 프로그램의 처리 개요를, 세부 순서도는 명령 단위까지의 처리 과정을 자세히 나타낸다.

2진수 100100을 2의 보수로 변환하면 011100이 된다.
먼저 각 비트를 반전시켜 1의 보수를 구하면 $100100 \rightarrow 011011$이 되고,
여기에 1을 더하면 $011011 + 1 = 011100$이 되어 2의 보수가 완성된다.

객체 지향 언어에 속하지 않는 것은 COBOL이다.
COBOL은 사무 처리용으로 만들어진 절차 지향(구조적) 언어로, 클래스·상속·다형성 같은 객체 지향 개념을 기본 문법으로 갖추고 있지 않다.
Delphi와 Power Builder는 객체 지향 개념을 바탕으로 하는 비주얼 개발 도구용 언어이다.
JAVA는 모든 코드를 클래스 단위로 작성하는 대표적인 객체 지향 언어이다.

고정 소수점 표현에서 음수를 나타낼 때는 2의 보수 방법을 가장 널리 사용한다.
2의 보수를 쓰면 뺄셈을 덧셈 회로로 처리할 수 있고 0의 표현도 하나뿐이어서, 정수 연산이 간단하고 빠르다는 장점이 있다.
부호·지수부·가수부로 구성되고 매우 크거나 작은 수를 표현하기 편리한 것은 부동 소수점 표현이다.
연산이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 것도 부동 소수점의 특징이며, 고정 소수점은 그 반대이다.

맵의 1을 묶으면 $Y=\overline{A}\,\overline{B}+D$가 되므로, A와 B에 각각 부정 막대가 붙고 D는 부정 없이 더해진 식이 맞다.
먼저 CD=01 열과 CD=11 열이 위에서 아래까지 모두 1이다. 두 열의 공통 조건은 $D=1$뿐이므로 8칸이 하나로 묶여 D 항이 나온다.
남은 1은 AB=00 행에만 있고 그 행은 네 칸이 모두 1이므로, 이 행을 통째로 묶으면 $\overline{A}\,\overline{B}$가 된다. 두 묶음을 더해 $Y=\overline{A}\,\overline{B}+D$이다.
D에 부정 막대가 붙은 식들: 1로 가득 찬 두 열은 $D=1$인 열이므로 $\overline{D}$가 될 수 없다.
A와 B 가운데 한쪽만 부정한 항: AB=01·11·10 행에서는 CD=00·10 칸이 모두 0이어서 $\overline{A}\,\overline{B}$ 이외의 조합으로는 맵이 재현되지 않는다.

마지막 단계가 $EAC \leftarrow AC+MBR$, 즉 누산기의 값과 기억장치에서 읽어온 값을 더해 누산기로 되돌리는 동작이므로 덧셈(ADD) 명령의 실행 주기다.
단계를 따라가면 $t_0$에서 MAR ← MBR(AD)로 명령어의 번지부를 번지 레지스터에 옮기고, $t_1$에서 MBR ← M으로 그 번지의 기억장치 내용을 버퍼 레지스터로 읽어 온다.
이어서 $t_2$에서 $AC+MBR$의 결과를 EAC에 넣는데, EAC는 끝자리 올림 E와 누산기 AC를 합친 것이므로 자리올림까지 포함한 덧셈 결과가 누산기에 남는다.
로드나 스토어라면 가산 없이 $AC \leftarrow MBR$ 또는 $M \leftarrow AC$ 형태의 단순 전송만 나타난다.
뺄셈이라면 보수를 취해 더하는 단계($\overline{MBR}$과 1의 가산)가 들어가야 하는데 그런 단계가 없다.