到達目標
ダイオードやトランジスタ等の半導体デバイスの構造や素子の働きについて,基礎的な知識を習得する.また,自由電子,電気伝導,電気抵抗,受動素子の働きについても,基本的な概念を修得する.以下に具体的な目標を示す.
1. 受動素子(L・C・R)の直流回路,交流回路での働きを説明できる.
2. RL直列回路,RC直列回路のフィルタとしての働き,及び,微分回路・積分回路としての働きを理解し,回路方程式を解いて説明できる.
3. pn接合の特徴とダイオードの動作原理について理解し,ダイオードを用いた各種波形整形回路の動作を説明できる.
4. トランジスタの動作原理を理解し,各種増幅回路,スイッチング回路の動作を説明できる.
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | なし | 受動素子(L・C・R)の直流回路,交流回路での働きを数式を用いて説明できる. | 受動素子(L・C・R)の直流回路,交流回路での働きを説明できない. |
評価項目2 | RL直列回路,RC直列回路のフィルタとしての働き,及び,微分回路・積分回路としての働きを理解し,回路方程式を解いて説明できる. | RL直列回路,RC直列回路のフィルタとしての働き,及び,微分回路・積分回路としての働きを図を用いて説明できる. | RL直列回路,RC直列回路のフィルタとしての働き,及び,微分回路・積分回路としての働きを説明できない. |
評価項目3 | pn接合の特徴とダイオードの動作原理について理解し,ダイオードを用いた各種波形整形回路の動作を図を用いて説明できる. | pn接合の特徴とダイオードの動作原理について理解し,ダイオードを用いた特定の波形整形回路の動作を図を用いて説明できる. | pn接合の特徴とダイオードの動作原理について説明できない. |
評価項目4 | トランジスタの基本的な動作原理を理解し,各種増幅回路,スイッチング回路の動作を図を用いて説明できる. | トランジスタの基本的な動作原理を理解し,特定の増幅回路,スイッチング回路の動作を図を用いて説明できる. | トランジスタの基本的な動作原理を説明できない. |
学科の到達目標項目との関係
本科(準学士課程)の学習・教育到達目標 3-c
説明
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教育方法等
概要:
本科目で学ぶ内容は,上部学年における電子回路や半導体工学,電気電子材料等の講義及び電気電子工学実験において必要とされる基礎的な知識であるので,確実な習得が要求される.
授業の進め方・方法:
原子レベルの視点に立ち,電子や正孔などのキャリアの動きをイメージ的に捉え,半導体素子の動作原理を理解する必要がある.そのため,物理と化学の基礎的知識が重要となる.
本科目は中間試験を実施する.
注意点:
電気電子工学の基礎科目なので,確実に習得すること.
〔授業(90分)〕×15回.
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
電流と電気抵抗 |
自由電子,電気伝導,電気抵抗について概念を理解し,電流I = envS, 抵抗R =ρl/Sを導出できる.
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2週 |
受動素子 |
受動素子(L・C・R)の働きを説明できる. RL直列回路,RC直列回路のフィルタとしての働き,及び,微分回路,積分回路としての働きを理解し,回路方程式を解くことができる.
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3週 |
受動素子 |
RL直列回路,RC直列回路のフィルタとしての働き,及び,微分回路,積分回路としての働きを理解し,回路方程式を解くことができる.
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4週 |
半導体 |
共有結合などの結合力を説明できる. 真性半導体,n,p形の違いと特徴を説明できる. 多数キャリアと少数キャリアを説明できる.
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5週 |
pn接合とダイオード |
pn接合,空乏層を説明できる. バイアスの向きによるダイオードの動作を説明できる.
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6週 |
pn接合とダイオード |
各種ダイオードの特徴や整流回路,クリップ,リミッタ,クランプなどの波形整形回路の動作原理を説明できる.
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7週 |
pn接合とダイオード |
各種ダイオードの特徴や整流回路,クリップ,リミッタ,クランプなどの波形整形回路の動作原理を説明できる.
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8週 |
トランジスタ |
バイポーラトランジスタの構造と種類,キャリアの動作を説明できる.
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4thQ |
9週 |
トランジスタ |
増幅回路,スイッチング回路の動作原理を説明できる.
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10週 |
トランジスタ |
増幅回路,スイッチング回路の動作原理を説明できる
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11週 |
トランジスタ |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる.
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12週 |
その他半導体素子 |
熱電効果,光電効果の概念を理解し,フォトトランジスタ,サーミスタ等の特性と応用例を説明できる.
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13週 |
その他半導体素子 |
熱電効果,光電効果の概念を理解し,フォトトランジスタ,サーミスタ等の特性と応用例を説明できる.
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14週 |
集積回路 |
集積回路の特徴を説明できる. 半導体ICの種類と特徴を説明できる.
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15週 |
試験答案の返却・解説 |
試験において間違った部分を自分の課題として把握する(非評価項目).
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16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子回路 | ダイオードの特徴を説明できる。 | 4 | |
バイポーラトランジスタの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | |
FETの特徴と等価回路を説明できる。 | 3 | |
利得、周波数帯域、入力・出力インピーダンス等の増幅回路の基礎事項を説明できる。 | 3 | |
トランジスタ増幅器のバイアス供給方法を説明できる。 | 3 | |
電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 2 | |
エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。 | 2 | |
原子の構造を説明できる。 | 2 | |
金属の電気的性質を説明し、移動度や導電率の計算ができる。 | 2 | |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 2 | |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 小テスト・レポート | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 75 | 25 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 75 | 25 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |