到達目標
電子物性の基礎を学び、半導体や半導体デバイスの基本的事項を習得することを目標とする。
１．電子，原子の性質について理解できる。
２．半導体のエネルギー帯構造について理解できる。
３．半導体の特徴と半導体のキャリアについて理解できる。
４．ダイオードと接合トランジスタの動作について物理的側面から理解できる。
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 |
| 評価項目1 | 半導体材料の結晶構造とエネルギーバンド構造について理解でき，それらに起因する半導体の特徴と電気伝導機構について系統的に説明できる。 | 半導体材料の結晶構造，エネルギーバンド構造，半導体の特徴，電気伝導機構についてそれぞれ説明できる。 | 半導体材料の結晶構造，エネルギーバンド構造，半導体の特徴，電気伝導機構について説明できない。 |
| 評価項目2 | pn接合ダイオードの構造と原理をエネルギーバンド構造を図示しながら説明できる。 | pn接合ダイオードの構造と原理を説明できる。 | pn接合ダイオードの構造と原理を説明できない。 |
| 評価項目3 | 接合トランジスタの構造と原理をエネルギーバンド構造を図示しながら説明できる。 | 接合トランジスタの構造と原理を説明できる。 | 接合トランジスタの構造と原理を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電子デバイスの基礎として，半導体のバンド構造，キャリヤの振る舞い，半導体中の電気伝導の考え方についての概要を学ぶ。続いて，ｐｎ接合ダイオードの基本的な構造と動作原理，バイポーラトランジスタの基本的な構造と動作原理について学習する。エレクトロニクスの基礎である半導体デバイスについて，特にpn接合に基づくデバイスの動作原理を含めた基本的な事項を理解する。
授業の進め方・方法:
配布する資料や板書によるノートを中心にして進める。
注意点:
化学Ⅰ，化学Ⅱ，電子回路Ａ，電子回路Ｂ，電子デバイスⅡ，電子物性基礎，集積回路基礎，応用電子回路と関連する。電気基礎科目を物理的現象として理解する科目である。授業中に実施する演習の問題の解法については良く復習して，完全に理解するよう努めることが重要である。
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 |
半導体デバイスの概要 |
産業界における半導体デバイスの位置づけや歴史について理解できる。
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| 2週 |
原子の構造とその性質 |
原子の構造を説明できる。
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| 3週 |
原子の構造とその性質 |
パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。
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| 4週 |
固体の構造とエネルギー帯 |
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できる。
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| 5週 |
固体の構造とエネルギー帯 |
金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。
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| 6週 |
半導体工学の基礎 |
半導体の特徴と半導体のキャリアの振る舞いについて理解できる。
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| 7週 |
半導体工学の基礎 |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。
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| 8週 |
半導体工学の基礎 |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
pn接合とダイオード |
pn接合の構造を理解できる。
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| 10週 |
pn接合とダイオード |
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。
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| 11週 |
pn接合とダイオード |
空乏層容量を理解できる。
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| 12週 |
バイポーラトランジスタ |
バイポーラトランジスタの構造を理解できる。
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| 13週 |
バイポーラトランジスタ |
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。
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| 14週 |
バイポーラトランジスタ |
トランジスタ電流と電流増幅率を理解できる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
前期期末試験の解説とまとめ |
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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 |
評価割合
| 試験 | 演習 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 30 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |