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2023 9급 국회직 전자공학개론

1번

덧셈을 할 경우에는 그냥 A+B이다. A-B를 할 경우에는 B의 1의 보수를 취한 뒤 1을 더해준 값과 A를 더해야 한다. 그리고 B의 1의 보수는 1과 XOR을 하면 된다. B XOR 0=B이기도 하므로 사각형 안에는 XOR이 들어가야 한다. 그러므로 답은 2번 이다.

2번

$Q_B$ 를 관찰해보면 상태 변화가 있는 경우는 $Q_C=0, Q_B=Q_A=1$ 이거나 $Q_C=1,Q_B=Q_A=0$ 인 경우이다. 즉

T_B=Q_A\overline{Q_C}+\overline{Q_A}Q_C=Q_A\oplus Q_C

이므로 답은 4번 이다.

3번

오류정정은 채널로 정보를 보내기 직전에 실시한다. 따라서 답은 ㄷ에 해당하는 3번 이다.

4번

맨체스터 코드의 형태를 띠고 있으므로 답은 5번 이다.

5번

전압원과 전류원을 제거해보자. 그려면 병렬로 연결된 3개의 300 $\Omega$ 저항과, 여기에 또 병렬로 연결된 100 $\Omega$ 저항이 있다. 3개의 병렬로 연결된 300 $\Omega$ 저항의 합성 저항값은 계산할 필요도 없이 100 $\Omega$ 이다. 왜나면 똑같은 저항 3개가 있으므로 똑같은 전류가 흐를 수 있는 길이 3개이므로, 저항은 $\frac{1}{3}$ 배 되는 효과가 나기 때문이다. 따라서 이 합성 저항 100 $\Omega$ 와 왼쪽 위의 100 $\Omega$ 저항은 마찬가지로 병렬 연결이므로 같은 원리로 합성되어 최종적으로 테브닌 저항은

R_{th}=50 \text{ } \Omega

저항이 된다. 한편 전류원 2개는 서로 젼류를 주고받으므로 이들은 상쇄된다. 그러므로 테브닌 등가회로를 그려보면 남는 것은 80 V 전압원과 위쪽의 100 $\Omega$ 저항, 그리고 300 $\Omega$ 저항 3개가 병렬연결되어 만들어지는 100 $\Omega$ 저항의 직렬 연결이다. 그러므로 로드 부분을 오픈했을 때 걸리는 전압, 즉 테브닌 전압 $V_{th}$ 은 전압원의 절반인 40 V이다. 따라서 전달될 수 있는 최대 전력은

P_{Max}=\frac{1}{4}\frac{40^2}{50}=\frac{400}{50}=8\text{ W}

이므로 답은 4번 이다. 회로를 잘 관찰해서 병렬 저항을 잘 합치는 게 관건이다.

6번

15 V 전압원에 직렬로 1 k $\Omega$ 저항들이 총 5개 연결되어있다. 그러므로 각각의 저항들의 양단에는 3 V의 전압이 걸린다. ㄹ의 경우 아래쪽이 접지이므로 그 위쪽단은 3 V가 될 것이다. ㄷ의 경우 아래쪽이 ㄹ의 위쪽이므로 이 지점의 전압은 3 V이다. 따라서 ㄷ의 위쪽은 3+3=6 V의 전압이 걸린다. 마찬가지로 구해보면 ㄴ은 6+3=9 V, ㄱ은 9+3=12 V 전압이 걸리므로 ㄱ,ㄴ,ㄷ의 비교 전압은 5 V 이상이다. 따라서 답은 3번 이다.

7번

반전 증폭기이다. 1 V 전압에 대해서는 증폭률이 $-\frac{100}{100}=-1$ 이므로 이에 대한 출력 전압 성분은 -1 V이다. 다음으로 2 V전압에 대해서는 증폭률이 $-\frac{100}{200}=-\frac{1}{2}$ 이다. 여기에 2 V가 곱해진 게 출력 전압의 성분이므로 마찬가지로 -1 V이다. 4 V에 대해서도 증폭률은 $-\frac{100}{400}=-\frac{1}{4}$ 이고 4 V가 곱해지므로 출력 전압 성분은 -1 V이다. 따라서 이들의 합인 $-1-1-1=-3$ V가 출려 전압이다. 그러므로 답은 3번 이다.

8번

전류원을 개방하고 부하저항 쪽에서 들여다보면 30 $\Omega$ 와 20 $\Omega$ 의 직렬 저항이 있다. 즉

R_{th}=30+20=50\text{ }\Omega

이다. 한편 부하저항을 개방했을 때 그 지점에 걸리는 전압은 20 $\Omega$ 저항에 걸리는 전압과 같다. 즉

V_{th}=20\times 2=40 \text{ V}

이다. 따라서 답은 1번 이다.

9번

래치는 입력된 데이터를 저장하는 능력이 있는 회로로 출력 상태는 입력에 의존한다. 그리고 클럭 신호를 받지 않으므로 비동기식 장치이다. 래치에 클럭을 추가한 게 플립플롭이다. 따라서 답은 5번 이다.

10번

첫 번쨰 플립플롭에만 클럭이 인가되고 다른 플립플롭들은 이전 단의 플립플롭의 출력을 클럭으로 사용하는 카운터가 있다. 이를 리플 카운터라고 하며, 첫 번째 플립플롭만 클럭에 동기화되어 작동하는 비동기식 카운터이다. 따라서 답은 4번 이다.

11번

최종 결과는 4비트가 옳을 것 같은데, 답이 2번이라고 한다. 잘 모르겠다. 캐리까지 포함한다면 5비트이겠으나…

12번

베이스와 이미터 사이 접합에 순방향 바이어스가 인가되면 전류가 흐르고, 이 전류가 컬렉터로 흘러나가서 BJT는 켜진다. 포화 영역에서 작동하는 BJT의 출력 전압은 변동폭이 크지 않으므로 일정한 전압원으로 근사할 수 있다. 따라서 답은 1번 이다.

13번

비소는 5족 원소이므로 공유결합을 이루고 나서 남는 전자가 있다. 따라서 비소 도핑으로 n형 실리콘 반도체를 만들 수 있다.
pn접합 다이오드의 접합면 근처에서는 전위차가 발생하고 캐리어가 밀려나서 없는 공핍영역이 형성된다.
n형 실리콘 반도체에서는 전자가 다수 캐리어이다.
역방향 바이어스를 걸면 커패시턴스는 작아진다. 대략 $C=\frac{1}{\sqrt{V_R}}$ 이다.

따라서 답은 ㄱ,ㄴ인 1번 이다.

14번

3-(-3)=6이므로 옳다.
그렇다.
그렇다.
$V_{RMS}=\frac{3}{\sqrt{2}}\approx 2.12$ V이므로 옳다.
위상은 (사인 기준) 0이다. 사실 좀 애매함이 있는 것 같다.

어쨌든 1,2,3,4번이 다 명백히 옳으므로 답은 5번 이라고 한다.

15번

1번의 좌변을 전류밀도에 수직인 면적으로 적분하면 전류 I가 나온다. 우변에서는 $E=-\frac{V}{l}$ 에서 분모 $l$ 을 $\sigma$ 와 결합시키고, 좌변에서 적분한 단면적을 여기에 곱해주면 $\sigma\frac{S}{l}V=\frac{V}{R}$ 이 나온다. 따라서 이 식은

I=\frac{V}{R}

로 변형되므로 옴의 법칙이 나온다. 그러므로 답은 1번 이다.

16번

주어진 회로를 분석하면 아래와 같다. 네거티브 피드백이 있으므로 OPAMP의 두 입력의 전압은 $v_1$ 로 동일하다. 왼쪽 위의 10 $\Omega$ 저항에 대해서 식을 세워보자.

\begin{equation} \begin{split} \frac{1}{10}(6-2v_1)&=0.4v_1-1.2\\ \Rightarrow 0.6v_1&=1.8\\ \therefore v_1&=3\text{ V} \end{split} \end{equation}

따라서 $v_2=9$ V이고 답은 3번 이다.

17번

제벡 효과에 대한 설명이다.
테브난의 정리는 회로망의 일부를 전압전원과 직렬 임피던스로 나타내는 것이다. 전압원과 병렬로 연결된 임피던스는 아무 의미가 없다. 만약 그렇다면 테브난 등가회로 양단에 전압원 전압이 그대로 걸릴 테니까.
펠티에 효과는 두 종류의 금속을 접속하여 전류를 흘릴 떄 양단에 온도차가 나타나는 효과이다.
스트레치 효과에 대한 설명이다.
그렇다.

따라서 답은 ㄴ,ㄷ,에 해당하는 2번 이다.

18번

8진수의 각 자리는 세 자리의 2진수에 해당하고, 네 자리의 2진수는 한 자리의 16진수이므로

7341_8=111011100001_2= EE1_{16}

이다. 따라서 답은 5번 이다.

19번

저항에 흐르는 전류의 크기는 12 A, 인덕터에 흐르는 전류의 크기는 16 A인데 이는 저항에 흐르는 전류와 수직의 위상이다. 따라서 전체 전류는 피타고라스 정리에 의해

\begin{equation} \begin{split} I^2&=12^2+16^2=9*16+16*16=16\times25=400\\ \therefore I&=20\text{ A} \end{split} \end{equation}

이므로 답은 2번 이다.

20번

$SR$ 래치가 아닌 $\overline{S}\text{ }\overline{R}$ 래치이므로 $SR$ 래치와 반대이다. 즉 ㄱ은 부정, ㄴ은 1, ㄷ은 0, ㄹ은 $Q(t)$ 이다. 따라서 답은 4번 이다.