전기전자공학과는 어떤 학과일까?(예비대학생을 위한 전기전자공학과 전공 소개)

안녕하세요 오늘은 전기전자공학과에 대해 소개해 드리겠습니다.

여러분은 왜 전기전자공학과에 오셨나요? 혹은 왜 이곳을 목표로 하시나요? 아마 대부분은 취업이 잘 된다는 말을 듣고 오셨을 거고 고등 물리에서 전기 파트가 잘 맞아서 오신 분들도 계실 겁니다. 

 

1. 전자전기공학과 특징

시작에 앞서 학과명 잠깐 짚겠습니다. 학과 이름이 전기전자라고 해서 전기공학이랑 전자공학만 있는 게 아닙니다. 제어계측공학도 있을 수 있고요 컴퓨터 공학에서 배운 내용이 많이 겹치기도 합니다. 물리학과에서 배울 법한 내용을 공부하는 경우도 많이 있고요 전기공학 전자공학 제어계측공학 정보통신공학 컴퓨터 공학 전기전자공학과라고 하면 이 5가지 공학 중에 일부를 포함하고 있습니다. 학교마다 어느 분야에 좀 더 포커스를 맞추느냐의 차이입니다. 본인 학과의 정확한 정체성을 파악하기 위해서는 반드시 교과목 커리큘럼을 확인하셔야 합니다.

학과 특징 간단하게 살펴보겠습니다. 
첫번째 특징으로 전기전자공학과라고 하면 물리학과의 취업 버전이라고 보시면 됩니다. 국내 대기업에서 가장 필요로 하는 전공이고요 대기업뿐만 아니라 중견, 중소, 스타트업에서도 아주 환영받는 존재입니다. 전기전자 거의 대부분의 직무에서 채용을 하고 있습니다. 꼭 전자회사나 반도체 회사가 아니더라도 전기전자공학과에 대한 수요는 아주 많습니다. 한번 채용 공고 찾아보세요. 건설회사에서도 뽑고 정유회사에서도 뽑고 게임회사에서도 뽑습니다. 그 외 공기업이나 공무원, 변리사에서도 수요가 아주 많이 있습니다. 

두 번째 특징으로 전기전자공학과는 압도적인 규모를 자랑합니다. 사회에서 수요가 많은 만큼 대학에서도 아주 많은 인원을 양성하고 배출하고 있습니다. 인원이 많아서 좋은 점이 뭐냐하면 교수님이 많아서 개설되는 과목의 수가 많고 다양합니다. 원하는 과목을 무리 없이 수강할 수가 있고, 본인이 어떤 진로를 선택하든 이미 선배들이 닦아놓은 길이기 때문에 정보가 많이 있습니다. 취업할 때도 당연히 정보가 많죠. 

 

너무 장점만 말씀드린 것 같으니까 공부 얘기도 한 번 꺼내볼게요 전기전자공학과는 1학년 때 절대로 공부를 놓으면 안 되는 학과입니다. 보통 선배들이 그러죠 1, 2학년 때 놀고 군대 다녀와서 3학년 때부터 열심히 하면 된다고 근데 여기 이 학과는 1, 2학년 때 배운 기초 과목들의 내용이 거의 그대로 3, 4학년 과목의 베이스로 사용됩니다. 공대 다른 학과들도 그렇겠지만 전기전자는 유독 이게 심해요. 미적분, 공업수학, 전자기학, 선형대수학 같은 과목들에 대한 정확한 이해가 없으면 3, 4학년 때 아주 힘들게 보내시게 됩니다.

2. 전기전자공학도 필수 수강 권장 과목

전기전자 공학도라면 어느 분야로 가든지 꼭 필수 수강을 권장드리는 중요한 과목을 먼저 말씀드릴게요 
첫 번째는 수학입니다. 미분 적분학, 미분 방정식, 선영대수학 이렇게 있습니다. 대학미적은 보통 칼큘러스(Calculus)라고 부르죠. 간단하게 설명하자면 고등 미적분에서 차원의 수가 늘어나거나, 다른 좌표계를 사용하는 것이라고 생각하면 되겠습니다. 합성함수 미분, 편미분, 벡터 미적, gradient, divergence, curl에 대한 내용이 있습니다.

다음은 미분 방정식에 대한 내용을 꼭 익히셔야 합니다. 이 것은 공업수학이라는 과목으로 보통 많이 배우죠 미분이 포함된 방정식에 대한 내용입니다. 각 미분 방정식 종류별로 일반 해와 특수해를 배우는 법을 배우고, 풀리지 않는 미분 방정식을 풀기 위해서 라플라스 변환이나 퓨리에의 변화 같은 색다른 풀이법을 배우기도 합니다. 미분 방정식을 풀 줄 알아야 자연의 변화를 이해할 수 있습니다.

선형대수학은 고등학생 때의 행렬과 벡터의 관계를 다시 짚는 과목이라고 보시면 됩니다. 모든 고급 수학의 베이스가 되는 과목이니까요 꼭 이해하고 넘어가시길 바랍니다. 키워드 말씀드리자면 역행렬과 D, 고유값, 고유벡터, 대각화 이런 것들이 있습니다. 

두 번째는 회로 이론 과목입니다. 여러분들 중고등학생 때 전원이랑 전구 혹은 저항이 포함된 회로에 대해서 배운 적 있으시죠? 직렬 연결, 병렬 연결에 따른 전압 분배나 전류 분배가 어떻게 이루어지는지에 대한 내용이었습니다. 기초 회로에서는 저항뿐만 아니라 캐패시터, 인덕터, OP Amp 이런 기본 소재를 이용한 회로 분석을 배우고요 전자회로에서는 반도체 소재에 대한 성질을 먼저 배우고 다이오드나 MOSFET에 대해서 중점적으로 배웁니다. 이는 이후에 논리 회로나 아날로그 집적 회로, 디지털 집적 회로, 대규모 집적 회로 등을 배우는 데 기초가 됩니다. 

세 번째는 전자기학 과목입니다. 내용은 아주 많지만 그중에서 맥스웰 방정식과 전자기파로 대표됩니다.맥스웰 방정식은 맥스웰이라는 천재 수학자가 세운 네 개의 방정식인데요. 전하가 전기장을 만든다, N극과 S극은 따로 존재하지 않는다, 자기장의 변화가 전기장을 만든다, 전류와 전기장의 변화가 자기장을 만든다 같은 내용을 수학적으로 이해하셔야 합니다. 
전기장과 자기장이 공간상으로 방사되는 파동을 전자기파라고 부릅니다. 맥스웰 방정식 4개 중에 두 개는 전자기파 방정식으로도 불리고요 전자기파 방사와 에너지에 대한 내용을 배웁니다.

전자기학 과목은 물리학과와 전자공학과의 가장 근간이 되는 중요한 과목입니다. 이후 배우는 심화 과목을 수강하기 전에 완전한 이해가 필요하고요 필요하다면 재수강을 해서라도 마스터 하시는 게 좋습니다. 물론 이 세 가지 과목이 모든 분야에 다 필수가 되는 것은 아닙니다. 하지만 전기전자공학도라면 꼭 들어두시는 게 좋은 게 이것들은 아주 아주 기본에 해당되는 것들입니다. 이것들을 꼭 수강하셔서 나중에 진로가 바뀌게 되는 경우 등에 대해서 대비하셨으면 합니다. 

전기전자공학의 세부 분야를 5개로 나눠보면 전기 에너지 분야, 디바이스 분야, 통신 신호처리 전파 분야, 컴퓨터 임베디드 분야, 제어 시스템 분야로 나눌 수 있습니다.

전기 에너지 분야 먼저 살펴보겠습니다. 
자동차나 플랜트 같은 제조업 혹은 한국전력이나 한수원 같은 발전 공기업이 목표이신 분들 그리고 각 회사의 설비 직무에 관심이 있으신 분들은 이 분야를 잘 파시는 것을 추천드립니다. 또한 신재생에너지 쪽으로 대학원 가실 분들도 이 분야를 잘 알아두시는 게 좋습니다. 전력공학 과목은 전력의 발생 수송 배분 저장에 대해서 배우고요, 전력 전자 과목은 인버터와 컨버터에 대해서 배웁니다. 전기 기기 및 에너지 변환 과목은 변압기, 전동기, 발전기 이러한 전기 기기의 원리와 구조를 알고 설계하는 방법을 배웁니다.

신재생에너지는 다들 아시죠 신 에너지와 재생에너지에 대해서 배웁니다. 그 외에 전력 설비, 전력 개통, 에너지 관리 시스템, 전기 품질 공학, 전동 제어 등의 과목이 있습니다. 

 

디바이스(반도체) 분야입니다. 반도체 디스플레이 쪽이 있고요 삼성전자 ds 부문, 삼성 디스플레이, sk하이닉스, lg디스플레이 등에서 반도체나 디스플레이 연구 개발을 하실 수가 있습니다.전자회로 과목은 앞에서 말씀드렸죠. 아날로그 집적 회로가 있고 디지털 집적 회로가 있습니다. 전자회로에서 배운 내용을 토대로 아날로그 신호를 처리하느냐 디지털 신호를 처리하느냐에 따라서 회로 설계를 달리하셔야 합니다. 반도체 공학은 MOSFET의 구조와 원리에 대해서 배우고요 반도체 기업을 가기 위해서는 필수 수강을 권장드립니다. 전자 물류 분야가 있습니다. 양자 역학을 통해서 전자의 움직임을 배우고요 전자 재료 과목은 반도체 소자에 사용되는 재료들의 특성에 대해서 배웁니다. 그 외에 나노 소자, 유기 소자 등이 있습니다.

그리고 반도체 분야를 잘 이해하기 위해서는 현대물리, 고체물리, 양자역학 과목들도 꼭 들어야 하는데요. 
거시 규모에서는 전자기학 과목만으로도 대부분의 현상을 설명할 수 있지만 반도체처럼 미시 규모에서는 전자기학만으로는 커버가 안 되기 때문입니다. 양자역학을 잘 알아두시길 바라요 

세 번째는 통신, 신호처리, 전파 이 세 개를 한번 묶어봤습니다. 앞에서 말씀드린 반도체를 활용하는 분야이고요 물리보다는 수학의 비중이 더 크다는 특징이 있습니다. 전자기학은 앞에서 말씀드렸고 확률 변수라는 과목을 배우는데 고등학생 때 확률과 통계를 아주 아주 심화한 그런 과목이라고 생각하시면 됩니다. 신호 및 시스템은요 퓨리에 변환, 라플라스 변환, 제트 변환 이러한 기법들을 통해서 여러 가지 신호를 해석하는 내용입니다. 

 

디지털 신호처리라는 과목도 있습니다. 어떤 신호에서 원하는 정보를 추출하거나 관측할 수 있는 상태로 가공하는 것을 신호처리라고 하는데요. 이를 디지털 형식으로 처리하는 것을 디지털 신호처리라고 합니다.

통신공학에서는 정보를 정확하게 전송하기 위해 변조하거나 송신이나 수신을 위해 설계하는 내용을 배웁니다. 
전파공학에서는 전자파의 감쇠, 페이딩, 간섭 현상에 대해서 배웁니다. 그 외에 데이터 통신망, 네트워크 프로토콜, 디지털 통신, 안테나 공학, 초고주파 공학, RF 통신, 광공학 등이 있습니다. 

네 번째는 컴퓨터, 임베디드 분야입니다. 
사실 순수 응용 소프트웨어 분야에서는 컴공에 밀릴 수밖에 없습니다. 컴퓨터 분야 내에서 각 학과의 포지션이 조금씩 달라요 그래서 보통 전기전자 학생들은 하드웨어와 소프트웨어를 같이 다루는 영역을 중점으로 진로를 선택하곤 합니다. 연결고리 역할을 하신다고 생각하면 돼요. 프로그래밍 언어로 씨랑 자바를 보통 배웁니다. 자료 구조 과목은 프로그래밍 언어로 자료를 표현하는 법을 배우고요 알고리즘 과목은 문제 해결을 위한 최적의 절차를 세우는 법을 배웁니다.

운영 체제는 나중에 취업을 위해서라면 리눅스, 안드로이드, ios를 중점적으로 배우시는 게 좋습니다. 임베디드 시스템은 주요 교과목이죠. 간단히 말하면 전자 기기에 들어가는 칩을 말하는 거고요 최소 사양의 하드웨어를 가지고 특정 기능의 소프트웨어를 최적화시키는 법을 배웁니다. 그 외에 컴퓨터 구조, 데이터베이스, 컴파일러, 최적화, 네트워크 프로그래밍 등이 있습니다.

마지막은 제어 시스템 분야입니다 시스템 동작을 컨트롤 하는 방법을 연구하는 분야고요 수학을 굉장히 많이 사용합니다. 
앞서 말씀드린 전력 시스템이나 임베디드 등에서도 제어가 필요하지만 이 자체로도 하나의 진출 분야가 됩니다. 제어기법에서 제어 시스템 해석을 위한 기초 이론을 배우고 그다음에 로봇 공학을 배웁니다. 로봇이 바로 제어공학의 완성체라고 보시면 됩니다. 그 로봇에 대해서 배우는 과목입니다. 

 

계측공학은 여러 가지 물리량을 측정하는 기법이나 센서 등을 배웁니다. 여기에 추가로 생체공학 또는 의공학으로 알려진 바이오 쪽도 있습니다. 연구 분야로는 길이 많이 펼쳐지고 있지만 학사 취업 쪽으로는 아직 활짝 열린 문은 아니라고 생각합니다. 

 

3. 신입생, 편입생이 입학전, 학부생 방학때 공부해야할 것들?

신입생들 입학 전에 어떤 거 공부해두면 좋은지 질문이 많이 있는데요. 사실 물리와 미적분에 대한 기초 지식만 있으면 문제될 것이 별로 없습니다. 

비전공 편입생분들 편입하시기 전에 공부하셔야 될 것들 말씀드리겠습니다. 우선 문과 베이스이신 분들 취업이 잘 된다는 말만 듣고 온 거라면 사실 문과분들은 편입은 그다지 추천드리고 싶지 않습니다. 전기전자공학과는 절대로 만만한 학과가 아니에요. 타과 공대생이 편입해도 적응하기 힘든데 문과 베이스이신 분들은 뼈를 깎는 고통으로 임하셔야 합니다. 각오 많이 하고 오시기 바라요 이공계 베이스이신 분들 3학년 편입 전에 배워둬야 할 과목들 안내해 드리겠습니다. 

일반 물리, 미적분학, 공업수학, 회로 이론, 전자기학, 프로그래밍 입문 이 6개만 아신다면 어떤 분야로든 진출이 가능합니다. 당연히 마스터 하기는 어렵겠지만 이 기본 과목들을 잘 익혀둘수록 나중에 큰 도움이 되니까요. 꼭 많이 공부해 두시기 바랍니다.

전기전자공학과 학생들 방학 때 공부해두면 좋은 프로그램들 소개해드리겠습니다. 첫 번째는 Matlab 미분 방정식을 풀이하는 데 많이 사용하고요 제어할 때도 많이 씁니다. KiCad는 무료 캐드 프로그램이고 회로 설계할 때 많이 사용합니다. 스파이스도 회로 설계 프로그램이고요 전원 저항 이런 것들을 회로 구성을 해서 시뮬레이션을 돌리는 프로그램이고 대표적으로 Pspice(피 스파이스0가 가장 유명합니다.

그 외의 프로그램들은 진로가 정해진 후에 필요에 따라서 익히시면 되겠습니다. 
아날로그 회로 시뮬레이터는 스파이스종류(Pspice, NTspice 등) 있고요 디지털 회로 시뮬레이터는 Modelsim, Xilinx가 있습니다. 전기과용 회로 설계 프로그램은 Kicad, orcad, eagle이 있고 모터 설계 전자장 시뮬레이터는 ANSYS Maxwell이 있습니다. 제어 연산 요소 분석은 Matlab 사용하시면 되겠습니다.

4. 전기전자공학과 총평

전기전자공학과 총평 말씀드리겠습니다. 
첫 번째로 공부량이 아주 아주 많습니다. 주말에 아침 일찍 학교 도서관에 이렇게 나와서 과제를 이렇게 열심히 해가지고 과제 하나를 끝냈어요. 고개를 이렇게 들어보면 해가 뉘엇뉘엇 저무는 것을 보실 수 있습니다. 학교 도서관과 친해지도록 하세요. 

두 번째는 과목간 내용 경계가 심한 편입니다. 1학년 때 공부를 놓으시면 안 됩니다. 모든 과목에서 요약 정리본을 만들어 두시고 이후 심화 과목을 시작하기 전에 리뷰를 잘 하시길 바랍니다.

세 번째는 분야가 아주 넓습니다. 본인이 흥미 있는 진로를 잘 탐색을 해서 그에 맞춰서 과목을 수강하셔야 합니다. 
매 방학 때마다 본인의 진로를 심도 있게 고민해 보시기 바랍니다. 

네 번째 모든 노력은 보상받습니다. 명문대 전기전자과 나와도 학부 때 공부 안 하고 논 사람은 취업조차 할 수 없습니다. 
어떻게 학벌로 비벼서 대학원에 갈 수 있어도 베이스가 부족해서 뒤처질 수밖에 없습니다. 하위권 학교의 전자과 나와도 본인 전공의 프라이드를 가지고 끊임없이 노력하신 분들은 단순히 취업뿐만 아니라 어떤 진로로든 길이 열리게 됩니다.

부디 이 험난한 학과 공부를 노력을 통해서 극복하시고 마지막에 달콤한 결과를 맛보는 여러분이 되기를 바랍니다. 
이상으로 전기전자공학과 학과 소개 마무리하겠습니다.