電子工学

Course Information

College	Anan College	Year	2020
Course Title	電子工学
Course Code	1313D01	Course Category	Specialized / Compulsory
Class Format	Lecture	Credits	School Credit: 1
Department	Course of Electrical Engineering	Student Grade	3rd
Term	Second Semester	Classes per Week	2
Textbook and/or Teaching Materials	教科書：森北出版　第2版　基礎電子工学
Instructor	Kamano Masaru

Course Objectives

1．電子の特性を応用した装置や製品をあげることができる。
2．原子や固体中の電子の運動について説明できる。
3．半導体のpn接合の特性を理解し、電流－電圧特性の計算ができる。
4．トランジスタの特徴と動作原理が理解できる。
5．半導体素子やセンサデバイスについて例をあげて説明できる。

Rubric

	理想的な到達レベル(優)	標準的な到達レベル(良)	最低限の到達レベル(可)
到達目標1 電子の特性を応用した装置や製品をあげることができる。	電子の特性を応用した装置や製品を2種類以上あげ、その動作原理を説明することができる。	電子の特性を応用した装置や製品を1種類あげ、その動作原理を説明することができる。	電子の特性を応用した装置や製品を1種類あげることができる。
到達目標2 原子や固体中の電子の運動について説明できる。	一様磁場中の電子の運動について微分方程式を立てて、解くことができる。	一様磁場中の電子の運動が円運動であることを説明できる。	シュレディンガーの波動方程式について知っている。
到達目標3 半導体のpn接合の特性を理解し、電流－電圧特性の計算ができる。	半導体中の移動度、電気伝導度、電気抵抗の関係、エネルギーバンドについて、値を求めることができる。	移動度、電気伝導度、電気抵抗の値を求めることができる。	フェルミーディラックの分布関数とキャリア密度について説明できる。
到達目標4 トランジスタの特徴と動作原理が理解できる。	バイポーラトランジスタとFETの違いを電子の動きで説明できる。	バイポーラトランジスタとFETの違いを説明できる。	バイポーラトランジスタとFETの違いはわかる。
到達目標5 半導体素子やセンサデバイスについて例をあげて説明できる。	半導体素子やセンサデバイスについてそれぞれ例をあげて動作を説明できる。	半導体素子やセンサデバイスについてそれぞれ例をあげることができる。	半導体素子やセンサデバイスについて、どちらかは例をあげることができる。

Teaching Method

Outline:

私たちの身の回りにあふれている電化製品の多くは半導体デバイスと呼ばれる電子素子によって成り立っている。半導体を学習することは非常に重要な事柄である。特に半導体分野の学問は、電子の動きや振る舞い方について理解しておくことが必要不可欠である。本授業ではこの「電子の振る舞い方」に関する内容に焦点を当てて学習する。

Style:

毎回の授業では次回やることのキーワードを話します。各自、そのキーワードについて図や式を用いて説明できるよう予習しておいてください。
【授業時間３０時間】

Notice:

教科書の内容では数式（微分方程式）を多く使うので、数学の復習が必要になります。また、数値を用いた計算も行うので、関数電卓を用意しておいてください。

Course Plan

			Theme	Goals
2nd Semester
	3rd Quarter
		1st	授業概要 電磁界中の電子	電子工学について簡単に説明できる。 電子の特性を応用した装置や製品をあげることができる。
		2nd	原子中の電子	原子内の電子の運動について説明できる。
		3rd	固体中の電子	固体中の電子が従う基本となる方程式（シュレディンガーの波動方程式）について説明できる。
		4th	固体のエネルギー帯	半導体中のエネルギー帯とその間の電子と正孔の動きについて説明できる。
		5th	キャリア密度と電気伝導率	フェルミ準位について説明できる。 半導体のホール測定結果からホール定数や正孔密度を導出できる。
		6th	有効質量と移動度	キャリアの移動度を導出できる。
		7th	電流と連続の式	拡散電流とドリフト電流を説明できる。
		8th	中間試験
	4th Quarter
		9th	p-n接合	pn接合の電流－電圧特性が理解できる。
		10th	バイポーラトランジスタ	トランジスタの動特性を説明できる。
		11th	金属ー半導体接合 金属ー絶縁体ー半導体構造	ショットキー接合とオーミック接合についてその違いを説明できる。
		12th	MOS-FET	MOS-FETの構造と銅さ原理を説明できる。
		13th	集積回路	集積回路の種類をあげることができる。
		14th	半導体素子 パワー半導体	光半導体素子について例をあげ、その動作を説明することができる。
		15th	センサデバイス ディスプレイデバイス	センサデバイスについて例をあげ、その動作を説明することができる。
		16th	期末試験返却

Evaluation Method and Weight (%)

	定期試験	小テスト	ポートフォリオ	発表	その他	Total
Subtotal	60	10	30	0	0	100
基礎的能力	40	10	10	0	0	60
専門的能力	20	0	20	0	0	40
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0