2020 국가직9급 전자공학개론 해설

이번 전자공학개론 문제가 매우 어려웠다는 말씀들이 많다. 9번은 정말 모르겠다. 7급에 가깝다는 평이 나오는 주 원인으로 생각된다. 플립플롭이나 XOR 게이트 찾는 문제들은 난이도가 높은 것보다는 시간이 많이 걸리는 게 더 영향이 컸을 것 같다.

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  • 데이터 암호화 및 압축 기능은 표현 계층에서 수행한다.
  • 5||20=4이고 이 저항이 4옴과 직렬이므로 저항은 8옴이다. 3 A 전류는 20옴 쪽으로 0.6 A가 분배되므로 12 V이고, 25 V는 4/5배가 20옴에 걸리므로 합치면 16 V이다.(답:4)
    1번이라네. 어디서 틀렸지. 아 25*4/5=20이고 여기에 12 더하면 32구나 ㅋㅋㅋㅋ
  • Reset=0이면 Y가 0으로 리셋되고, Reset=1이면 Y는 클럭에 따라 X를 따른다. t5일 때 Reset=1이고 클럭이 상승 에지이므로 켜진다.(답 1)
  • 아스키는 12비트 크기 가짐(X, 8비트)
  • CRC는 MSB의 오류 검출(X, 전체 검출일듯)
  • BCD는 8비트 크기 가짐(X, 4비트)
  • 그레이 코드의 MSB는 해당 2진 코드의 MSB와 항상 일치(그렇다고 함, 변환할 때 보면 MSB는 그대로 내려오니까)
  • OPAMP의 +입력과 -입력은 virtual short이므로 둘 다 5.1 V가 걸리고, 이 값이 R2에 걸린다. 그런데 R1=R2이므로 R1 양단의 전압차도 5.1 V일 것이고, Vout=10.2가 된다.
    한편 가운데 위의 10옴 저항의 양단에는 0.7 V가 걸리므로 70 mA가 흐르고 있을 것인데, R1과 R2를 흐르는 전류를 무시하면 이 전류는 RL을 흐를 것이다.
  • 다이오드 오른쪽이 딱 봐도 더 높아보이므로 다이오드는 꺼져 있을 것이고, ID=0이므로 오른쪽 10옴 저항 위의 전압은 20 V이다.(전압 강하가 없으므로)
    왼쪽 10 V는 두 개의 10옴 저항에 분배되므로 다이오드 왼쪽에 걸리는 전압은 5 V이다. 따라서 VD=5-20=-15 V이다.
  • 고주파 영역에서는 반도체의 기생 커패시턴스에 의해 이득이 감쇄한다.(O)
    저주파수 영역에서는 입력과 출력의 AC 신호만 전달하는 커플링 커패시터에 의해 이득 감소한다. 저주파에서는 커패시터의 임피던스가 크니까.(O)
    3 dB 주파수를 기준으로 한다.(O)
    중간 주파수 영역에서는 전압이득이 증가하면 대역폭도 증가한다.(X, 전압이득과 대역폭의 곱은 일정)
  • A1이 1이고 B1이 0이면 A2와 B2에 관계없이 1이 출력된다. 따라서 A1B1’을 포함하는 3,4번 중 하나가 답인데, 이 두 보기의 차이는 마지막 항밖에 없다. 그런데, A1’A0B0’은 A=01, B=?0인 경우 1이 나오는 것인데, B1 값이 1이라면 1이 나와선 안 된다. 따라서 남은 건 3번이다.
  • 잘 모르겠다. 다만 LED가 켜져있을 때 포화 영역에 있어야 하고, 그 전에는 forward active 영역에 있을 것이라 생각하면, 0.7 V의 VBE는 공통일 것이고, ICEsat=3.5 mA를 만들기 위한 베이스 전류의 값은 7일 것이다.(단위생략) 따라서 전압의 진폭도 7 V일 것 같다.
    모르겠다. 나중에 생각해봐야지.
    알아냈다. 포화 상태에서 VCEsat=0.2 V이고, LED에서의 전압강하는 1.15 V이므로 1 k옴 저항의 양단에 걸리는 전압은 5-(0.2+1.15)=3.65 V이고, 따라서 ICsat=3.65 mA이다. 이는 최소 포화 전류 3.5 mA 이상이므로 조건을 만족한다.
    한편, 이 상황에서의 베이스 전류를 구해보면, 3.65 mA / 100(beta) * 2= 7.3/100 mA이다. 이만큼 전류가 100 k옴을 통해 흐를 때 전압강하는 7.3/100 mA * 100 k옴 = 7.3 V이다. 여기에 VBE=0.7 V를 더하면 Vin은 7.3+0.7=8 V가 필요하게 된다.
  • 큰 입력 임피던스와 작은 출력 임피던스(O)
    큰 전압이득 위해 여러 단으로 구성-첫 단에서 증폭하고 마지막 단에서 버퍼 달아주는 것만 봐도 알 수 있다. 이렇게 해야 출력 임피던스가 작아서 로드가 걸려도 이득을 크게 유지할 수 있다.(O)
    SR이 작을수록 빠르게 출력전압을 변화시킬 수 있음(X, SR이 클수록 빠른 변화 가능, https://www.rohm.co.kr/electronics-basics/opamps/op_what5 참고)
    내부 부상회로에 의해 주파수 증가에 따라 전압이득은 감소(O)
  • Pch MOSFET은 게이트 전압이 소스 전압보다 낮아야 켜지고, 게이트 전압이 낮아질수록 전류가 증가한다.
  • 슈미트 트리거로 잡음 제거한 펄스 구형파 얻을 수 있음(O)
    Vs가 +이면 Vout은 -, Vs가 -이면 Vout은 +(X, Threshold voltage 기준으로 바뀜)
    히스테리시스 특성 있음-위와 같은 말(O)
    반전형 슈미트 트리거(O?Vs 부호에 반대되는 특성 있어서?그냥 쉽게 -에 입력이 들어가는 것만 봐도 될 거 같음)
  • FM은 고주파 잡음이 강하기 때문에 프리엠퍼시스, 디엠퍼시스를 사용한다.

D1과 D2의 전압강하 합이 5 V이므로 OPAMP의 -단 전압은 항상 Vout+/-5이다. 네거티브 피드백에 의해 이 값은 +단에도 걸리므로, Vout이 2.5옴과 1.5옴에 의해 분배되는 값이 Vout+/-5이므로 계산하면 +/-8 V가 나온다.

  • 그냥 하나하나 해봐야한다.
  • 1. 가장 마지막 단의 NAND의 출력 쪽 버블을 안쪽으로 보내고 AND를 OR로 바꾸면 중간의 NAND들은 AND로 바뀐다. 한편 첫 번쨰 단은 (AB)’=A’+B’이다. 이를 가운데 단에 입력하면 위쪽은 A(A’+B’)=AB’이고, 아래쪽은 A’B이다. 이들이 OR되므로 결국 XOR이다.
    2. 위쪽은 (AB)’=A’+B’, 아래쪽은 A+B이므로 이들을 AND하면 XOR이다.
    3. A가 0이라 해보자. 위쪽 패스 트랜지스터는 켜지므로 B가 전달되는데, B가 1이면 F는 1이 그대로 전달되어 나올 것이다. 반대로 A가 1이라 하면, 아래쪽의 패스 트랜지스터가 켜지고 B’가 전달될 것이다. 따라서 A’B+AB’이므로 XOR이다.
    4.A가 1이라 해보자. B가 1이라면 F 아래쪽이 켜지므로 F=0이다. B가 0이라면 F 위쪽이 켜지므로 1이다.다음으로 A가 0이라 해보자. B가 0이면 F 아래쪽이 켜지는데 1이 전달되므로 1이 나온다. B가 1이면 F 위쪽이 켜지는데 0이 전달되므로 0이 나온다. 따라서 XOR은 아닐 것이다.
    맞다네?뭔가 잘못했나보다.
    다시 생각해보니, A=B=0이면 F 아래쪽이 켜지지 않는다. 오히려 가운데가 켜지는데 0이 전달되기 때문에 0이 나온다.
    이렇게 모든 경우 체크 안해도 위와 아래가 드모르간 법칙 관계임을 감안하면 A=1 케이스만 조사해도 XOR임을 알 수 있다.
  • C1은 AC 커플링 커패시터로 출력의 교류 신호를 피드백한다.(O)
    R1과 R2는 바이어스를 걸어준다.(O)
    아마 콜피츠던가?C3과 C4가 직렬연결된 것으로 생각할 수 있다. 따라서 저항 병렬처럼 식이 나타난다.(O) 다시 보니, C3과 C4가 아니라 C1과 C2에 대한 식이네. 그러니 틀렸겠지. 식 형태 자체는 맞을듯.
    찾아보니 RFC는 노이즈 제거용 같다. 발진주파수에서 매우 큰 임피던스를 가져버리면 Q1이 작동하지 못할 것 같다.(X) RFC는 DC만 통과시키고 AC는 거른다. 안정적인 바이어스를 위해 사용하며, 발진주파수에서 큰 임피던스를 가져서 바이어스가 흔들리지 않게 하나보다.
  • 12 V가 20과 4에 의해 분배되므로 VB=2 V 이다. 한편 VBE=0.7 V이므로 RE에 걸리는 전압은 1.3 V이다. 전류는 그럼 1/5=2일 것이고(단위생략) 1 k옴에 그대로 흐르니 1 k옴 양단 전압은 2 V이다. 따라서 12 V-2 V=10 V가 VC이고, VE는 1.3 V이니 8.7 V가 VCE이다.
  • 전혀 모르겠다. 추후 공부 후 업데이트 예정.
    VAK가 입력을 따라간다는 것은 사이리스터가 꺼져 있다는 뜻이다. 그러다가 게이트 단자에 펄스가 들어가면 사이리스터는 도통되어서 VAK는 쇼트(0)되고 저항에 입력 전압이 그대로 걸리게 된다.
    문제를 보면 b, e 시점에서 사이리스터가 도통되므로 이 순간에 펄스가 들어가는 것은 2번이다.
  • 바이패스 커패시터가 있을 때 아래쪽의 저항은 re+1이고 위쪽 저항은 5인데, 이 둘의 비율(5/(re+1))=4.9이다. 전개하면 5=4.9re+4.9에서 re=1/49이다.
    한편, 바이패스 커패시터가 생기면 1이 무시되므로, 전압이득은 5/re=5*49=245이다.

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댓글 3개

  1. 14번 문제 질문있습니다. 출력이 8v라도 입력의 최댓값이 5v 인데 8v가 출력이 나올 수 있나요? ㅠ

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