2023 9급 국가직 전자공학개론 유튜브에서 해설 영상 보기
1번 000 , 001 , 010 , 011 , 100 , 101 , 110 , 111 000,001,010,011,100,101,110,111 000 , 001 , 010 , 011 , 100 , 101 , 110 , 111 8 8 8 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2^2 2 2 4 = 2 2 4=2^2 4 = 2 2 2 3 2^3 2 3 8 = 2 3 8=2^3 8 = 2 3
이를 위해서는 하나의 JK 플립플롭의 출력이 다음 JK 플립플롭의 클럭으로 입력되게 하고, J = K = 1 J=K=1 J = K = 1 3 3 3 2번 이다.
2번 2번의 경우, A A A B B B F F F 2번 이다.
3번 F = 1 F=1 F = 1 F F F
F = A ‾ B C ‾ + A B ‾ ⋅ C ‾ + A B = A ‾ B C ‾ + A B ‾ ⋅ C ‾ + A B ( C + C ‾ ) = A ‾ B C ‾ + A B C ‾ + A B ‾ ⋅ C ‾ + A B C ‾ + A B C + A B C ‾ = B C ‾ + A C ‾ + A B = A B + B C ‾ + A C ‾ \begin{equation} \begin{split} F&=\overline{A}B\overline{C}+A\overline{B}\cdot\overline{C}+AB\\ &=\overline{A}B\overline{C}+A\overline{B}\cdot\overline{C}+AB\left(C+\overline{C}\right)\\ &=\overline{A}B\overline{C}+AB\overline{C}+A\overline{B}\cdot\overline{C}+AB\overline{C}+ABC+AB\overline{C}\\ &=B\overline{C}+A\overline{C}+AB\\ &=AB+B\overline{C}+A\overline{C} \end{split} \end{equation} F = A B C + A B ⋅ C + A B = A B C + A B ⋅ C + A B ( C + C ) = A B C + A B C + A B ⋅ C + A B C + A BC + A B C = B C + A C + A B = A B + B C + A C 따라서 답은 1번 이다.
4번 옳다. 그렇다. 가전자대에서 전도대로 에너지가 높이 올라간 전자의 수만큼 빈 자리, 즉 정공이 생기기 때문이다. As는 GaAs와 같은 3-5족 반도체에 쓰인다. Si 단결정 반도체에서 P형 불순물로 쓰이는 것은 B(붕소) 이다. N형 반도체에서 불순물의 농도가 증가한다는 것은 자유 전자가 많아진다는 것, 즉 전도대에 있는 전자가 많아진다는 뜻이다.
한편 페르미 준위의 위치는 전자가 어디에 많이 있는지를 나타내는 것이므로, N형 반도체에서 불순물의 농도가 증가하면 페르미 준위는 전도대로 가까이 이동한다. 따라서 답은 3번 이다.
5번 주어진 회로를 소신호 등가 회로로 표현하면 다음과 같다.
v g s v_{gs} v g s v i v_i v i v g s = k v i v_{gs}=kv_i v g s = k v i
이제 식을 세워서 풀어보자. 먼저 접지에서 20 20 20 10 10 10 1 1 1
v i − v g s = v i − k v i = ( 1 − k ) v i v_i-v_{gs}=v_i-kv_i=(1-k)v_i v i − v g s = v i − k v i = ( 1 − k ) v i 이므로
− v o 20 = k v i + 1 10 v o − ( 1 − k ) v i -\frac{v_o}{20}=kv_i+\frac{1}{10}{v_o-(1-k)v_i} − 20 v o = k v i + 10 1 v o − ( 1 − k ) v i 이다.
다음으로, 이 전류는 1 1 1
− v o 20 = ( 1 − k ) v i -\frac{v_o}{20}=(1-k)v_i − 20 v o = ( 1 − k ) v i 이 연립방정식을 풀자.
( 1 − k ) v i = k v i + 1 10 [ v o − ( 1 − k ) v i ] ⇒ ( 10 − 10 k ) v i = 10 k v i + v o − ( 1 − k ) v i \begin{gather} (1-k)v_i=kv_i+\frac{1}{10}[v_o-(1-k)v_i]\\ \Rightarrow (10-10k)v_i=10kv_i+v_o-(1-k)v_i\\ \end{gather} ( 1 − k ) v i = k v i + 10 1 [ v o − ( 1 − k ) v i ] ⇒ ( 10 − 10 k ) v i = 10 k v i + v o − ( 1 − k ) v i 그런데
( 11 − 21 k ) v i ≈ ( 10 − 20 k ) v i (11-21k)v_i \approx (10-20k)v_i ( 11 − 21 k ) v i ≈ ( 10 − 20 k ) v i 이므로 위 식은 다음과 같이 근사된다.
( 10 − 20 k ) v i = v o ⇒ v o v i = 10 − 20 k \begin{gather} (10-20k)v_i=v_o\\ \Rightarrow \frac{v_o}{v_i}=10-20k \end{gather} ( 10 − 20 k ) v i = v o ⇒ v i v o = 10 − 20 k 한편 연립방정식의 두 번째 식에서
v o v i = − 20 ( 1 − k ) \frac{v_o}{v_i}=-20(1-k) v i v o = − 20 ( 1 − k ) 이다. 따라서
10 − 20 k = − 20 + 20 k ⇒ 40 k = 30 ∴ k = 3 4 \begin{gather} 10-20k=-20+20k\\ \Rightarrow 40k=30\\ \therefore k=\frac{3}{4} \end{gather} 10 − 20 k = − 20 + 20 k ⇒ 40 k = 30 ∴ k = 4 3 이다. 이를 대입하면
v o v i = 10 − 20 k = 10 − 15 = − 5 \begin{equation} \begin{split} \frac{v_o}{v_i}&=10-20k\\ &=10-15\\ &=-5 \end{split} \end{equation} v i v o = 10 − 20 k = 10 − 15 = − 5 이므로 답은 2번 이다.
6번 V Z = 4 V V_Z=4 \text{ V} V Z = 4 V − - − 4 V 4 \text{V} 4 V
V o ⋅ R 3 R 2 + R 3 = V o ⋅ 10 15 + 10 = 4 ∴ V o = 10 V \begin{gather} V_o\cdot \frac{R3}{R_2+R_3}=V_o\cdot \frac{10}{15+10}=4\\ \therefore V_o=10 \text{ V} \end{gather} V o ⋅ R 2 + R 3 R 3 = V o ⋅ 15 + 10 10 = 4 ∴ V o = 10 V 이다. 한편 R 2 + R 3 ≫ R L R_2+R_3\gg R_L R 2 + R 3 ≫ R L Q 1 Q_1 Q 1 R L R_L R L I L I_L I L Q 1 Q_1 Q 1
( V i − V o ) × I L = ( 15 − 10 ) × 200 × 1 0 − 3 = 1.0 mW \begin{equation} \begin{split} (V_i-V_o)\times I_L&=(15-10)\times 200 \times 10^{-3}\\ &=1.0 \text{ mW} \end{split} \end{equation} ( V i − V o ) × I L = ( 15 − 10 ) × 200 × 1 0 − 3 = 1.0 mW 이므로 답은 3번 이다.
7번 c점에서는 두 MOS 모두 켜져있는 상태인데, V i = V o = 0.5 V D D V_i=V_o=0.5V_{DD} V i = V o = 0.5 V DD 2번 이다.
8번 2 2 2 2 V 1 2V_1 2 V 1 0.2 + V 1 4 0.2+\frac{V_1}{4} 0.2 + 4 V 1
2 V 1 = 4 × ( 0.2 + V 1 4 ) = 0.8 + V 1 ∴ V 1 = 0.8 V \begin{gather} \begin{equation} \begin{split} 2V_1&=4\times\left(0.2+\frac{V_1}{4}\right)\\ &=0.8+V_1 \end{split} \end{equation} \\ \therefore V_1=0.8 \text{ V} \end{gather} 2 V 1 = 4 × ( 0.2 + 4 V 1 ) = 0.8 + V 1 ∴ V 1 = 0.8 V 이다. 따라서 0.2 A 0.2 \text{ A} 0.2 A
0.2 × 2 V 1 = 0.2 × 2 × 0.8 = 0.32 W \begin{equation} \begin{split} 0.2\times 2V_1&=0.2\times 2 \times 0.8\\ &=0.32 \text{ W} \end{split} \end{equation} 0.2 × 2 V 1 = 0.2 × 2 × 0.8 = 0.32 W 이므로 답은 2번 이다.
9번 JFET에서는 소스의 다수 캐리어의 이동에 의한 전류만이 있으므로 자유전자와 정공 중 하나만이 도전현상에 기여한다. 포토 다이오드의 공핍 영역에 빛이 닿야서 에너지가 전달되면 이온에 속박되어있던 전자가 자유롭게 되어 자유전자-정공 쌍이 생겨나고, 이 쌍은 공핍층의 전계에 의해 움직인다.
따라서 전류가 발생하고, 이로부터 빛을 검출할 수 있다. 옳다. 게이트와 소스의 역방향 바이어스 전압에 따라 생기는 공핍층의 범위에 의해 소스 쪽 채널의 두께가 변하여 전류가 조절된다. 옳다. 따라서 답은 1번 이다.
10번 중첩을 사용해보자. 먼저 10 V 10 \text{ V} 10 V
10 4 + 1 = 2 A \frac{10}{4+1}=2 \text{ A} 4 + 1 10 = 2 A 이다. 다음으로 전압원을 없애고 5 A 5 \text{ A} 5 A 1 Ω 1\Omega 1Ω
5 × 4 4 + 1 = 4 A 5\times \frac{4}{4+1}=4\text{ A} 5 × 4 + 1 4 = 4 A 이다. 따라서
I x = 2 + 4 = 6 A I_x=2+4=6 \text{ A} I x = 2 + 4 = 6 A 이므로 답은 1번 이다.
11번 V o = 1 × ( − 10 1 ) + 2 × ( − 10 2 ) + 4 × ( − 10 2 ) = − 10 − 10 − 20 = − 40 V \begin{equation} \begin{split} V_o&=1 \times \left(-\frac{10}{1}\right)+2\times\left(-\frac{10}{2}\right)+4\times\left(-\frac{10}{2}\right)\\ &=-10-10-20\\ &=-40 \text{ V} \end{split} \end{equation} V o = 1 × ( − 1 10 ) + 2 × ( − 2 10 ) + 4 × ( − 2 10 ) = − 10 − 10 − 20 = − 40 V 이므로 답은 4번 이다.
12번 나이퀴스트 주파수는 12 × 2 = 24 kHz 12\times 2=24 \text{ kHz} 12 × 2 = 24 kHz
24 × 16 = 384 kbps 24\times 16=384 \text{ kbps} 24 × 16 = 384 kbps 이다. 값을 정확히 구하려 하지 말고 1 1 1 4 × 6 = 24 4\times6=24 4 × 6 = 24 384 384 384
13번 C C C
L = L 1 + L 2 L=L_1+L_2 L = L 1 + L 2 이다. 이로부터 발진 주파수는
1 2 π L C = 1 2 π ( L 1 + L 2 ) C \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}=\frac{1}{2\pi\sqrt{(L_1+L_2)C}} 2 π L C 1 = 2 π ( L 1 + L 2 ) C 1 이므로 답은 1번 이다.
14번 이더넷 프레임은 데이터링크 계층(L2)에 해당하는데, 패킷은 네트워크 계층(L3)에서 쓰는 데이터 단위를 가리킨다. 따라서 답은 4번 이다.
이더넷 프레임에서 쓰는 목적지 주소와 송신자 주소는 IP주소가 아닌 MAC 주소이다. IP 패킷에 적혀있는 IP 주소가 ARP에 의해 MAC 주소로 변환됨에 따라 해당하는 노드로 데이터가 프레임 형태로 전달된다.
15번 커패시터의 전류는 i = C d v d t i=C\frac{dv}{dt} i = C d t d v
10 μ s 10 \text{ }\mu \text{s} 10 μ s 이다. 또한 기울기가 일정한 구간이 하나의 반주기를 이루므로 한 반주기 내에서 출력 전압은 일정하고, 이는 구형파에 해당한다.
구체적인 출력 전압을 구해보면
i = C d v d t = ± 0.001 × 5 − ( − 5 ) 5 = ± 0.002 mA ⇒ V o = ∓ 2 × 1 0 3 × 0.002 = ∓ 4 V \begin{gather} i=C\frac{dv}{dt}=\pm 0.001 \times \frac{5-(-5)}{5}=\pm0.002 \text{ mA}\\ \Rightarrow V_o=\mp 2 \times 10^3 \times 0.002=\mp 4 \text{ V} \end{gather} i = C d t d v = ± 0.001 × 5 5 − ( − 5 ) = ± 0.002 mA ⇒ V o = ∓ 2 × 1 0 3 × 0.002 = ∓ 4 V 이므로
V p − p = 4 − ( − 4 ) = 8 V V_{p-p}=4-(-4)=8 \text{ V} V p − p = 4 − ( − 4 ) = 8 V 이다. 따라서 답은 4번 이다.
16번 N 영역에 + + + − - − N N N 3번 이다.
17번 출력이 V H V_H V H V L V_L V L + + +
R 1 R 1 + R 2 V H \frac{R_1}{R_1+R_2}V_H R 1 + R 2 R 1 V H 인데, 입력 전압이 이 값보다 커지게 되면 OPAMP는 V L V_L V L V T H V_{TH} V T H 3번 이다.
18번 첫 번째 증폭기의 이득은
1 + R 2 R 1 = R 1 + R 2 R 1 1+\frac{R_2}{R_1}=\frac{R_1+R_2}{R_1} 1 + R 1 R 2 = R 1 R 1 + R 2 이고, 두 번째 증폭기의 이득은
− R 4 R 3 -\frac{R_4}{R_3} − R 3 R 4 이므로 이 둘을 곱하면 전체 전압 이득은
V o V i = − ( R 1 + R 2 ) R 4 R 1 R 3 \frac{V_o}{V_i}=-\frac{(R_1+R_2)R_4}{R_1R_3} V i V o = − R 1 R 3 ( R 1 + R 2 ) R 4 이다. 따라서 답은 4번 이다.
19번 네거티브 피드백이 있으므로 OPAMP의 − - − + + + 13 V 13 \text{ V} 13 V 7 V 7\text{ V} 7 V 13 − 7 = 6 V 13-7=6\text{ V} 13 − 7 = 6 V
V o = 6 V V_o=6 \text { V} V o = 6 V 이므로 답은 1번 이다.
20번 그렇다. V Z V_Z V Z 그럴 리가 있겠는가? 순방향 전압이 인가될 때 빛을 발하는 것은 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)이다. 발진기에 이용되는 다이오드는 에사키 다이오드(터널 다이오드)이다. 따라서 답은 1번 이다.
여기서 는 와 비례할 것이므로 로 놓았다.