到達目標
1.金属-半導体接触により起こる各種現象について理解し,その内容を概略図を用いて説明できる.
2.MOS構造デバイスの基礎を理解し,MOS構造を応用した各種素子の動作原理について説明できる.
3.集積回路を構造,用途に応じて分類し,それぞれの特徴と現状について説明できる.
4.受光・発光素子の代表例を挙げ、動作原理や特徴について説明できる.
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 | 金属-半導体接触により起こる現象を,条件に分けてエネルギーバンド図を用いて説明できる. | 金属-半導体接触により起こる現象について,その概要を説明できる. | 金属-半導体接触により起こる現象について説明できない. |
評価項目2 | MOS構造及びこれを応用した各種素子それぞれの動作原理について説明できる. | MOS構造の基本動作と応用した各種素子について説明できる. | MOS構造に関する説明ができない. |
評価項目3 | 集積回路を構造,用途に応じて分類し,それぞれの特徴と現状について説明できる. | 集積回路を構造,用途に応じて分類し,概説できる. | 集積回路に関する説明ができない. |
評価項目4 | 受光・発光素子の代表例を挙げ、動作原理や特徴について説明できる. | 受光・発光素子の代表例を挙げ、特徴について説明できる. | 受光・発光素子に関する説明ができない. |
学科の到達目標項目との関係
JABEE基準1 学習・教育到達目標 (d)(1) 専門工学(工学(融合複合・新領域)における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする)の知識と能力
JABEE基準1 学習・教育到達目標 (e) 種々の科学,技術および情報を利用して社会の要求を解決するためのデザイン能力
学習目標 Ⅱ 実践性
学科目標 D(工学基礎) 数学,自然科学,情報技術および電気磁気学,電気回路などを通して,工学の基礎知識と応用力を身につける。
本科の点検項目 D-ⅳ 数学,自然科学,情報技術および工学の基礎知識を専門分野の工学的問題解決に応用できる
学校目標 E(継続的学習) 技術者としての自覚を持ち,自主的,継続的に学習できる能力を身につける
本科の点検項目 E-ⅱ 工学知識,技術の修得を通して,継続的に学習することができる
学校目標 F(専門の実践技術) ものづくりに関係する工学分野のうち,得意とする専門領域を持ち,その技術を実践できる能力を身につける
学科目標 F(専門の実践技術) ものづくりに関係する工学分野のうち,エネルギー・制御関連科目,エレクトロニクス関連科目,情報通信関連科目などを通して,得意とする専門領域を持ち,その技術を実践できる能力を身につける。
本科の点検項目 F-ⅰ ものづくりや環境に関係する工学分野のうち,専門とする分野の知識を持ち,基本的な問題を解くことができる
教育方法等
概要:
第3学年の電子デバイスⅠに引き続き,半導体材料を中心に電子デバイスの基礎知識の習得を目標とする.
金属-半導体接触やMOS構造の動作原理を学習した後,MOSFET,各種メモリ素子等の応用事例について解説する.また,集積回路技術の概要や太陽電池,LEDをはじめとする発光・受光素子についても学習する.
授業の進め方・方法:
講義は座学中心で,適宜実物の素子や写真の紹介,自作プリントの配布を行う.授業計画に対する到達目標に示した内容に関する試験及び自学自習で努めた演習・課題レポート等で総合的に達成度を評価する.割合は,学期末試験:50%,達成度確認小テスト:30%,演習・課題レポート:20%とし,合格点は60点以上である.
注意点:
第3学年で学習した電子デバイスⅠの内容が基礎となるため,随時復習すること.授業で課される演習・課題レポートは自学自習時間等を活用し,取り組むこと(30時間の自学自習を必要とする).演習・課題等は添削し,目標が達成されていることを確認後,返却する.目標が達成されていない場合には,再提出を求めることもある.
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 |
金属ー半導体接触 |
エネルギーバンド図を描き,仕事関数と電子親和力の定義について説明できる.
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2週 |
ショットキー障壁 |
ショットキー障壁の形成条件および過程について説明できる.
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3週 |
ショットキーバリアダイオード |
ショットキーバリアダイオードの特徴について説明できる.
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4週 |
オーム性接触 |
オーム性接触形成条件について説明できる.
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5週 |
MOS構造の動作原理 |
MOS構造の動作原理を3つの状態に分けて説明できる.
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6週 |
反転層の形成条件 |
反転層の形成条件について説明できる.
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7週 |
MOSFETの動作原理(1) |
MOSFETの動作原理について,伝達特性,出力特性に分けて説明できる.
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8週 |
MOSFETの動作原理(2) |
エンハンスメント形とデプレッション形の違いとその原因について説明できる.
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2ndQ |
9週 |
集積回路の基礎 |
集積回路の定義と分類について説明できる.
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10週 |
アナログIC,ディジタルIC |
各種ICの分類と構造,特徴について説明できる.
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11週 |
メモリIC |
各種メモリICの構造や動作原理について説明できる.
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12週 |
受光素子,発光素子の分類 |
光電効果の定義と分類について理解し,受光素子,発光素子の代表例を挙げ,概説できる.
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13週 |
太陽電池の構造と動作原理 |
太陽電池の基本構造と動作原理,評価方法について説明できる
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14週 |
各種太陽電池の比較 |
太陽電池の種類と基本構造,特性の違いについて概説できる.
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15週 |
発光素子と受光素子 |
代表的な光電・受光素子について,それらの動作原理を説明できる.
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16週 |
学期末試験 |
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評価割合
| 学期末試験 | 小テスト | 演習・課題 | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 50 | 30 | 20 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 30 | 20 | 10 | 0 | 60 |
専門的能力 | 20 | 10 | 10 | 0 | 40 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |