到達目標
①半導体の基本特性を理解できる。
②pn接合,MOS接合の基本特性を理解できる。
③バイポーラトランジスタ,MOSトランジスタの構造と静特性を理解できる。
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 |
半導体の基本特性を理解できる。 | 半導体の基本特性の内容を理解し、応用できる。 | 半導体の基本特性の内容を理解している。 | 半導体の基本特性の内容を理解していない。 |
pn接合の基本特性を理解できる。 | pn接合の基本特性の内容を理解し、応用できる。 | pn接合の基本特性の内容を理解している。 | pn接合の基本特性の内容を理解していない。 |
バイポーラトランジスタの静特性を理解できる。 | バイポーラトランジスタの静特性の内容を理解し、応用できる。 | バイポーラトランジスタの静特性の内容を理解している。 | バイポーラトランジスタの静特性の内容を理解していない。 |
MOSトランジスタの静特性を理解できる。 | MOSトランジスタの静特性の内容を理解し、応用できる。 | MOSトランジスタの静特性の内容を理解している。 | MOSトランジスタの静特性の内容を理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
半導体工学の基礎,及び各種トランジスタの構造・特性について学ぶ。
授業の進め方・方法:
定期試験の平均を80%,レポートを20%で評価し,60点以上を合格とする。
前期授業期間の前半に授業を行う。
前期中間試験期間に、試験を50分間で実施する。
注意点:
電子工学Ⅰの内容を十分に復習しておくこと。
自学自習の確認方法:自分自身で学習内容を整理しまとめた資料を定期的に提出させる。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
半導体とは |
半導体の導電率の温度変化,整流作用,Ⅳ族半導体,化合物半導体,結晶構造,
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2週 |
半導体材料とエネルギーバンド |
結晶構造,真性半導体,不純物半導体,エネルギーバンド
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3週 |
状態密度と分布関数 |
価電子帯,伝導帯の状態密度,フェルミディラック分布関数とフェルミ準位
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4週 |
真性半導体のキャリア密度 |
キャリア密度の導出
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5週 |
不純物半導体のキャリア密度 |
ドナーとアクセプタ,不純物半導体のフェルミ準位とキャリア密度
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6週 |
シリコン半導体の導電率 |
半導体中のキャリアの運動,移動度,導電率の計算
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7週 |
ホール測定 |
ホール効果
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8週 |
pn接合ダイオード(1) |
pn接合ダイオードのバンド図と電圧・電流特性
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2ndQ |
9週 |
pn接合ダイオード(2) |
pn接合ダイオードのバンド図と電圧・電流特性
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10週 |
金属と半導体の接触 |
オームの接触,ショットキー接触
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11週 |
バイポーラトランジスタ(1) |
バイポーラトランジスタの動作原理と基本特性
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12週 |
バイポーラトランジスタ(2) |
バイポーラトランジスタの電圧・電流特性
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13週 |
MOSトランジスタ(1) |
MOSトランジスタの動作原理と基本特性
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14週 |
MOSトランジスタ(2) |
MOSトランジスタの電圧・電流特性
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15週 |
総合演習 |
講義内容の整理,まとめ
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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 | 電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
原子の構造を説明できる。 | 4 | |
パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 4 | |
結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 4 | |
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。 | 4 | |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 4 | |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 4 | |
pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。 | 4 | |
バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。 | 4 | |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | レポート等 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 40 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
専門的能力 | 40 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |